Felületi plazmon-rezonancia

Mi a felületi plazmon-rezonancia?

A felületi plazmon-rezonancia (SPR) lehetővé teszi a biomolekuláris kölcsönhatások valós idejű, jelölésmentes kimutatását.
SPR akkor jön létre, amikor polarizált fény egy elektromosan vezető felületre esik két közeg határfelületén. Ez elektron töltéssűrűség-hullámokat, úgynevezett plazmonokat hoz létre, amelyek a visszavert fény intenzitását egy meghatározott szögben, az úgynevezett rezonancia-szögben csökkentik, az érzékelő felületén lévő tömeggel arányosan.

A Biacore SPR-rendszereket elsősorban a gyógyszerfejlesztésben, a minőségellenőrzésben és az élettudományi alapkutatásokban használják.

Jelzésmentes kölcsönhatások követése valós időben

A Biacore vizsgálatokban a célmolekulákat, leggyakrabban fehérjéket immobilizálják egy előkészített arany szenzorfelületen, és a potenciális kölcsönhatási partnert oldatban tartalmazó mintát egy sor áramlási cellán keresztül a felületre fecskendezik.

A kölcsönhatás során polarizált fényt irányítanak a szenzorfelület felé, és a minimális intenzitású visszavert fény szögét detektálják. Ez a szög a molekulák kötődésével és disszociációjával változik, így a kölcsönhatás profilja valós időben egy szenzorgrammban rögzül.

Milyen kölcsönhatások tanulmányozhatók?

A biacore rendszerek (elvileg) bármilyen molekula kölcsönhatásának tanulmányozására használhatók, a szerves vegyületektől a fehérjékig, nukleinsavakig, glikoproteinekig, sőt vírusokig és egész sejtekig. Mivel a válasz a tömegkoncentráció változását méri, a kölcsönható anyag moláris egységére jutó válasz arányos a molekulatömeggel (a kisebb molekulák kisebb moláris válaszokat adnak).

A mai műszerekkel nincs alsó határ a szerves molekulák esetében.

Milyen minták használhatók?

Az SPR detektálási elv nem igényli, hogy az interaktánsok egyikét sem kell jelölni, és a mérések összetett keverékeken, például sejttenyésztési felülúszókon vagy sejtkivonatokon, valamint tisztított interaktánsokon is elvégezhetők. A komplex mintamátrixban megfigyelt interaktáns azonosságát a felülethez kötött partner kölcsönhatásspecifikussága határozza meg. Az SPR detektálási elve nem invazív, és egyformán jól működik tiszta és színes vagy átlátszatlan mintákon.

Hogyan jelennek meg a felületi plazmon-rezonancia adatok?

A biacore rendszerek két molekula közötti kölcsönhatást monitoroznak, amelyek közül az egyik az érzékelő felületéhez kapcsolódik, a másik pedig szabadon van az oldatban. A szenzorgram a válasznak az idő függvényében történő ábrázolása, amely a kölcsönhatás előrehaladását mutatja. Ez a görbe az elemzés során közvetlenül a számítógép képernyőjén jelenik meg.

Mit mutat a szenzorgram?

A minta befecskendezése során pozitív válasz látható a szenzorgramon, mivel az analit (a Biacore-alapú vizsgálatokban az oldatban lévő kölcsönhatási partner) kötődik a ligandumhoz (a Biacore-alapú vizsgálatokban a szenzor felületéhez kötött kölcsönhatási partner). A válasz csökken a disszociáció során. Egy elemzési ciklus befejezése után a regeneráló oldatot átvezetik a szenzorchipen, eltávolítva a megkötött analitot, előkészítve a következő elemzési ciklust.

A lenti sematikus ábra egy szenzorgrammot mutat. A görbe alatti sávok jelzik a szenzorfelületen áthaladó oldatokat.

Milyen adatok nyerhetők egy kölcsönhatásból?

A kölcsönhatásból származó adatok egy szenzorgramban jelennek meg, amely kvantitatív adatokat szolgáltat:

• Kötődés
  A kölcsönható partner kötődik a célmolekulához?
• Speticitás
  Milyen mértékben lép keresztreakcióba a kölcsönható partner más molekulákkal?
• Koncentráció
  Mennyire van jelen és aktív az adott molekula?
• Kinetika
  Milyen gyorsan történik az asszociáció és a disszociáció?
• Affinitás
  Milyen erős a kötődés?

Hogyan értelmezzek egy szenzorgrammot?

A szenzorgram alakja információt ad a kölcsönhatásról. Az alábbiakban néhány példát mutatunk a szenzorgram alakjának értelmezésére.