Plasmonresonans på ytan

Vad är plasmonresonans på ytan?

Plasmonresonans på ytan (SPR) gör det möjligt att upptäcka biomolekylära interaktioner i realtid och utan etiketter.
SPR uppstår när polariserat ljus träffar en elektriskt ledande yta i gränssnittet mellan två medier. Detta genererar vågor av elektronladdningstäthet som kallas plasmoner, vilket minskar intensiteten hos det reflekterade ljuset i en specifik vinkel, känd som resonansvinkeln, i proportion till massan på en sensoryta.

Biacore SPR-system används främst inom läkemedelsutveckling, kvalitetskontroll och grundläggande forskning inom biovetenskap.

Följ märkningsfria interaktioner i realtid

I Biacore-analyser immobiliseras målmolekyler, oftast proteiner, på en preparerad guldsensoryta och ett prov som innehåller en potentiell interaktionspartner i lösning injiceras över ytan genom en serie flödesceller.

Under interaktionens förlopp riktas polariserat ljus mot sensorytan och vinkeln för det reflekterade ljuset med minsta intensitet registreras. Denna vinkel förändras när molekyler binds och dissocieras och interaktionsprofilen registreras således i realtid i ett sensorgram.

Vilken typ av interaktioner kan studeras?

Biacore-system kan användas för att studera interaktioner som involverar (i princip) vilken typ av molekyl som helst, från organiska föreningar till proteiner, nukleinsyror, glykoproteiner och även virus och hela celler. Eftersom svaret är ett mått på förändringen av masskoncentrationen är svaret per molär enhet av interagerande ämne proportionellt mot molekylvikten (mindre molekyler ger lägre molära svar).

Det finns ingen nedre gräns för organiska molekyler med dagens instrumentering.

Vilka prover kan användas?

SPR-detekteringsprincipen kräver inte att någon av de interagerande ämnena är märkta och mätningar kan utföras på komplexa blandningar, t.ex. supernatanter från cellkulturer eller celextrakt, samt renade interagerande ämnen. Identiteten hos den interagerande part som övervakas i en komplex provmatris bestäms av interaktionsspecificiteten hos den partner som är fäst vid ytan. SPR-detektionsprincipen är icke-invasiv och fungerar lika bra på klara som på färgade eller ogenomskinliga prover.

Hur visas data från ytplasmonresonans?

Biacore-system övervakar interaktionen mellan två molekyler, av vilka den ena är fäst vid sensorytan och den andra är fri i lösning. Ett sensorgram är en kurva av responsen mot tiden, som visar hur interaktionen fortskrider. Denna kurva visas direkt på datorskärmen under analysens gång.

Vad visas i sensorgrammet?

Under injektion av provet kan ett positivt svar ses i sensorgrammet, eftersom analyten (interaktionspartnern i lösningen i Biacore-baserade analyser) binder till liganden (interaktionspartnern som är fäst vid sensorytan i Biacore-baserade analyser). Svaret minskar vid dissociation. När en analyscykel är avslutad leds regenerationslösning över sensorchipet, vilket avlägsnar bunden analyt och förbereder för nästa analyscykel.

Den schematiska illustrationen nedan visar ett sensorgram. Staplarna under kurvan anger de lösningar som passerar över sensorytan.

Vilka data kan erhållas från en interaktion?

Data från en interaktion presenteras i ett sensorgram, vilket ger kvantitativa data om:

Bindning
Binder den interagerande partnern till målmolekylen?
Specificitet
I vilken utsträckning korsreagerar en interaktionspartner med andra molekyler?
Koncentration
Hur mycket av en viss molekyl är närvarande och aktiv?
Kinetik
Vad är hastigheten för association och dissociation?
Affinitet
Hur stark är bindningen?