Oberflächenplasmonenresonanz für die Hochdurchsatzanalyse
Leistungsstarke Erkennung von molekularen Interaktionen mit hohem Durchsatz
Die Oberflächenplasmonenresonanz (SPR) ist eine optikbasierte, kennzeichenfreie Detektionstechnologie zur Echtzeitüberwachung von Bindungswechselwirkungen zwischen zwei oder mehreren Molekülen. Der Durchsatz, die Flexibilität und die Empfindlichkeit der SPR-Plattform geben Forschern die Möglichkeit, biomolekulare Wechselwirkungen in beliebigen Bindungsstudien zu charakterisieren. Es kann eine Vielzahl von Molekülen untersucht werden, von Ionen, Fragmenten und kleinen Molekülen bis hin zu Proteinen und Viren. Die SPR-Technologie liefert biophysikalische Daten wie Affinität, Kinetik und Thermodynamik.
SPR-basierte analytische Biosensoren sind leistungsfähige Werkzeuge zur Charakterisierung von molekularen Wechselwirkungen. Die Kombination aus drei Komponenten – dem Detektor, der Sensoroberfläche und dem Probenzuführungssystem – ist entscheidend für die Durchführung des Experiments.
Kennzeichnungsfreie optische Erkennung in Echtzeit
Bindungswechselwirkungen zwischen einem Molekül auf der Sensoroberfläche (Ligand) und seinem/seinen Bindungspartner(n) in einer Lösung (Analyt) werden mittels SPR in Echtzeit untersucht.
SPR nutzt eine Art der internen Totalreflexion und bewirkt eine Reduzierung der Lichtintensität, die in einem bestimmten Winkel von der Glasseite der Sensoroberfläche reflektiert wird. Durch die Bindung von Molekülen ändert sich der Brechungsindex in der Nähe der Oberfläche, was zu einer Verschiebung des Winkels der minimalen reflektierten Intensität führt. Die Änderung des Winkels verhält sich proportional zur Masse des gebundenen Materials. Die typische Ausgabe ist ein Sensorgramm, das die Änderung des Winkels als Funktion der Zeit aufzeichnet.
SPR+-Erkennung
Das Sierra SPR-24/32 Pro verwendet die bildgebende Oberflächenplasmonenresonanz-Erkennung, die als SPR+ bezeichnet wird. SPR+ ermöglicht die Darstellung von 2-dimensionalen Arrays mit einer Nachweisempfindlichkeit, die normalerweise auf lineare Arrays beschränkt ist. SPR+ erreicht seine hohe Empfindlichkeit durch die Kombination von herkömmlicher SPR-Bildgebung mit hochintensivem Laserlicht und optischem Hochgeschwindigkeits-Scanning. Die Intensität der Lichtquelle erlaubt den Einsatz von Hochgeschwindigkeitskameras, die wiederum mehr Resonanzmessungen pro Scanvorgang ermöglichen. Das Nettoergebnis ist ein geringeres RMS-Rauschen und eine verbesserte Genauigkeit bei der Messung von kleinen Ansprechänderungen.
Benutzerfreundliche Sensoren reduzieren die Assay-Variabilität
Die in den Sierra SPR-Systemen verwendeten Sensoren sind vergoldete Prismen, die auf einfach zu handhabenden Patronen montiert sind. Diese Konstruktion macht die Installation einfach und verhindert benutzerbedingte Abweichungen des Assays. Die für die SPR erforderliche Goldoberfläche kann mit einer selbstorganisierenden Monolage beschichtet werden, um unspezifische Bindungen von Proteinen zu blockieren und die Anhaftung von Molekülen an der Oberfläche zu erleichtern. Die wachsende Bandbreite an Oberflächenverknüpfungschemikalien erweitert den Nutzen von analytischen Biosensoren für eine Vielzahl von Anwendungen.
Neuartige Mikrofluidik mit kontinuierlichem Durchfluss
Die Zuführung der Probe zur Sensoroberfläche über ein Mikrofluidik-Gerät mit kontinuierlichem Durchfluss führt zu äußerst genauen Bindungsmessungen. Zur Bereitstellung reproduzierbarer Proben nutzt das System Sierra SPR-24/32 Pro die eigens entwickelte hydrodynamische Isolierungstechnologie (HI). HI ist eine Methode zur Darstellung kleiner, aber hoch diskreter Flüssigkeitsvolumina an isolierten Stellen auf einer zweidimensionalen Oberfläche innerhalb einer Durchflusszelle unter laminarer Strömung. Die positionsspezifische Flüssigkeitsadressierung innerhalb der Durchflusszelle wird durch die Kombination von Komponenten der hydrodynamischen Fokussierung mit der ortsspezifischen Evakuierung ermöglicht. Das Verfahren erfordert keine physikalischen Barrieren innerhalb der Durchflusszelle oder mechanische Ventile zur Kontrolle der Flüssigkeitswege und ermöglicht so Multiplexing mit hohem Durchsatz oder den Aufbau von zweidimensionalen Arrays mit individuell ansprechbaren Detektionspunkten.
Anwendungen für Oberflächenplasmonenresonanz
Die Serie Sierra SPR Pro umfasst leistungsstarke analytische Biosensoren mit hohem Durchsatz für die kennzeichnungsfreie Echtzeit-Charakterisierung von molekularen Wechselwirkungen in einer Vielzahl von Anwendungen.
Untersuchung der zustandsabhängigen Bindung mittels Frame Inject
Die traditionelle Untersuchung von zustandsabhängigen Bindungen verursacht hohe Kosten für Reagenzien sowie lange Durchlaufzeiten. Frame Inject sorgt für Kosten- und Zeitersparnisse bei geringem Probenverbrauch.
Beeinflussung der Ligandendichte durch Aminkopplung
Die Ermittlung des idealen Immobilisierungsgrads zur Erzielung optimaler kinetischer Messungen ist von entscheidender Bedeutung. Hier untersuchen wir die Parameter, die Einfluss auf verschiedene beispielhafte Targets haben.
Untersuchung und Charakterisierung der Bindung kleiner Moleküle an Zielproteine (Targets)
Die kennzeichnungsfreie Echtzeit-Analyse (RT-LF) mittels SPR-Erkennung ist ein leistungsstarkes Hilfsmittel für die biophysikalische Charakterisierung von niedermolekularen Wirkstoffen und Wirkstoffkandidaten.
Untersuchung und Charakterisierung von Biotherapeutika
Die kennzeichnungsfreie Echtzeit-Analyse (RT-LF) mittels SPR-Erkennung ist ein leistungsstarkes Hilfsmittel für die biophysikalische Charakterisierung von Proteintherapeutika.
Tackling Challenging Targets with High-Throughput Biophysical Screening at Novartis
Learn in this note how multiplexing, automation and automated data analysis with Genedata Screener take SPR to the next level in this real-life example.
Literaturbereich – Oberflächenplasmonenresonanz
For Research Use Only. Not for use in clinical diagnostic procedures.