Powierzchniowy rezonans plazmonów

Czym jest powierzchniowy rezonans plazmonów?

Powierzchniowy rezonans plazmonów (SPR) umożliwia bezetykietowe wykrywanie w czasie rzeczywistym oddziaływań biomolekularnych.
SPR występuje, gdy spolaryzowane światło uderza w elektrycznie przewodzącą powierzchnię na granicy dwóch ośrodków. Generuje to fale o gęstości ładunku elektronów zwane plazmonami, zmniejszające intensywność odbitego światła pod określonym kątem zwanym kątem rezonansowym, proporcjonalnie do masy na powierzchni czujnika.

Systemy SPR firmy Biacore są wykorzystywane głównie w rozwoju farmacji, kontroli jakości i podstawowych badaniach z zakresu nauk przyrodniczych.

Śledzenie bezetykietowych interakcji w czasie rzeczywistym

W testach Biacore, cząsteczki docelowe, najczęściej białka, są unieruchomione na przygotowanej powierzchni czujnika złota, a próbka zawierająca potencjalnego partnera interakcji w roztworze jest wstrzykiwana na powierzchnię przez serię komórek przepływowych.

Podczas interakcji, spolaryzowane światło jest kierowane w stronę powierzchni czujnika i wykrywany jest kąt minimalnej intensywności odbitego światła. Kąt ten zmienia się w miarę jak cząsteczki wiążą się i dysocjują, a profil interakcji jest rejestrowany w czasie rzeczywistym w postaci sensogramu.

Jakie rodzaje interakcji można badać?

Systemy Biacore mogą być używane do badania interakcji z udziałem (w zasadzie) każdego rodzaju cząsteczek, od związków organicznych do białek, kwasów nukleinowych, glikoprotein, a nawet wirusów i całych komórek. Ponieważ odpowiedź jest miarą zmiany w koncentracji masy, odpowiedź na jednostkę molową czynnika oddziałującego jest proporcjonalna do masy cząsteczkowej (mniejsze cząsteczki dają niższe odpowiedzi molowe).

Nie ma dolnej granicy dla cząsteczek organicznych z dzisiejszą aparaturą.

Jakie próbki mogą być używane?

Zasada detekcji SPR nie wymaga znakowania żadnego z czynników oddziałujących i pomiary mogą być wykonywane na złożonych mieszaninach, takich jak supernatanty hodowli komórkowych lub ekstrakty komórkowe, jak również na oczyszczonych czynnikach oddziałujących. Tożsamość interaktanta monitorowanego w złożonej matrycy próbki jest określana na podstawie specyficzności interakcji partnera przyłączonego do powierzchni. Zasada detekcji SPR jest nieinwazyjna i działa równie dobrze na próbkach przezroczystych, jak i kolorowych lub nieprzezroczystych.

Jak wyświetlane są dane rezonansu plazmonów powierzchniowych?

Systemy Biacore monitorują interakcję pomiędzy dwoma cząsteczkami, z których jedna jest przymocowana do powierzchni czujnika, a druga jest wolna w roztworze. Sensorgram jest wykresem odpowiedzi w funkcji czasu, pokazującym postęp interakcji. Krzywa ta jest wyświetlana bezpośrednio na ekranie komputera w trakcie analizy.

Co jest pokazane na sensorygramie?

Podczas wstrzykiwania próbki, pozytywna odpowiedź może być widoczna na sensorygramie, ponieważ analit (partner interakcji w roztworze w testach opartych na Biacore) wiąże się z ligandem (partner interakcji, który jest przymocowany do powierzchni czujnika w testach opartych na Biacore). Reakcja zmniejsza się podczas dysocjacji. Po zakończeniu cyklu analizy, roztwór regeneracyjny jest przepuszczany przez chip czujnika, usuwając związany analit, przygotowując się do następnego cyklu analizy.

Schematyczna ilustracja poniżej przedstawia sensorogram. Paski poniżej krzywej wskazują roztwory, które przechodzą przez powierzchnię czujnika.

Jakie dane można uzyskać z interakcji?

Dane z interakcji są przedstawiane w sensorygramie, dostarczając danych ilościowych na temat:

Wiązanie
Czy partner interakcji wiąże się z cząsteczką docelową?
Specyficzności
W jakim stopniu partner oddziałujący reaguje krzyżowo z innymi cząsteczkami?
Stężenia
Jak dużo danej cząsteczki jest obecne i aktywne?
Kinetyka
Jakie są szybkości asocjacji i dysocjacji?
Powinowactwo
Jak silne jest wiązanie?