Risonanza plasmonica di superficie

Che cos’è la risonanza plasmonica di superficie?

La risonanza plasmonica di superficie (SPR) permette la rilevazione in tempo reale e senza etichetta delle interazioni biomolecolari.
SPR si verifica quando la luce polarizzata colpisce una superficie elettricamente conduttrice all’interfaccia tra due mezzi. Questo genera onde di densità di carica di elettroni chiamate plasmoni, riducendo l’intensità della luce riflessa ad un angolo specifico noto come angolo di risonanza, in proporzione alla massa su una superficie del sensore.

I sistemi SPR di Biacore sono utilizzati principalmente nello sviluppo farmaceutico, nel controllo di qualità e nella ricerca di base delle scienze della vita.

Seguire le interazioni senza etichetta in tempo reale

Nei saggi Biacore, le molecole bersaglio, più frequentemente le proteine, sono immobilizzate su una superficie del sensore d’oro preparata e un campione contenente un potenziale partner di interazione in soluzione viene iniettato sulla superficie attraverso una serie di celle di flusso.

Durante il corso dell’interazione, la luce polarizzata viene diretta verso la superficie del sensore e viene rilevato l’angolo di minima intensità della luce riflessa. Questo angolo cambia man mano che le molecole si legano e si dissociano e il profilo di interazione viene così registrato in tempo reale in un sensorgramma.

Che tipo di interazioni possono essere studiate?

I sistemi Biacore possono essere utilizzati per studiare le interazioni che coinvolgono (in linea di principio) qualsiasi tipo di molecola, dai composti organici alle proteine, acidi nucleici, glicoproteine e persino virus e cellule intere. Poiché la risposta è una misura del cambiamento nella concentrazione di massa, la risposta per unità molare di interagente è proporzionale al peso molecolare (molecole più piccole danno risposte molari più basse).

Non esiste un limite inferiore per le molecole organiche con la strumentazione attuale.

Quali campioni possono essere utilizzati?

Il principio di rilevamento SPR non richiede che nessuno degli interagenti sia etichettato e le misure possono essere eseguite su miscele complesse, come surnatanti di colture cellulari o estratti di cellule, così come interagenti purificati. L’identità dell’interagente monitorato in una matrice di campione complesso è determinata dalla specificità di interazione del partner attaccato alla superficie. Il principio di rilevamento SPR non è invasivo e funziona altrettanto bene su campioni trasparenti e colorati o opachi.

Come vengono visualizzati i dati della risonanza plasmonica di superficie?

I sistemi Biacore monitorano l’interazione tra due molecole, di cui una è attaccata alla superficie del sensore e l’altra è libera in soluzione. Un sensorgramma è un grafico della risposta contro il tempo, che mostra l’andamento dell’interazione. Questa curva viene visualizzata direttamente sullo schermo del computer nel corso di un’analisi.

Cosa viene mostrato nel sensorgramma?

Durante l’iniezione del campione, una risposta positiva può essere vista nel sensorgramma, poiché l’analita (il partner di interazione in soluzione nei saggi basati su Biacore) si lega al ligando (il partner di interazione che è attaccato alla superficie del sensore nei saggi basati su Biacore). La risposta diminuisce durante la dissociazione. Dopo il completamento di un ciclo di analisi, la soluzione di rigenerazione viene passata sul chip del sensore, rimuovendo l’analita legato, preparandosi per il successivo ciclo di analisi.

L’illustrazione schematica sottostante mostra un sensorgramma. Le barre sotto la curva indicano le soluzioni che passano sulla superficie del sensore.

Quali dati si possono ottenere da un’interazione?

I dati di un’interazione sono presentati in un sensorgramma, fornendo dati quantitativi su:

• Legame
  Il partner interagente si lega alla molecola bersaglio?
• Specificità
  In che misura un partner di interazione reagisce in modo incrociato con altre molecole?
• Concentrazione
  Quanto di una data molecola è presente e attiva?
• Cinetica
  Quali sono i tassi di associazione e dissociazione?
• Affinità
  Quanto è forte il legame?

Come si interpreta un sensorgramma?

La forma del sensorgramma fornisce informazioni sull’interazione. Alcuni esempi di come interpretare le forme del sensorgramma sono mostrati qui sotto.