Одноцветная рефлектометрия - Single colour reflectometry

Одноцветная рефлектометрия (СЧЕТ), ранее известный как визуализация Рефлектометрическая интерферометрия (iRIf) и 1-лямбда-рефлектометрия, представляет собой физический метод, основанный на интерференции монохроматического света на тонких пленках, который используется для исследования (био) молекулярных взаимодействий. Кривые связывания, полученные с использованием SCORE, предоставляют подробную информацию о кинетика и термодинамика наблюдаемых взаимодействий, а также концентраций используемых аналитов. Эти данные могут иметь значение для фармацевтического скрининга и дизайн препарата, биосенсоры и другие биомедицинские приложения, диагностика и клеточные анализы.

Рефлектометрия может быть реализована 1: наблюдение смещения экстремума по оси x с помощью спектрометра (BLI, RIfS ), или же 2: мониторинг изменения интенсивности одной длины волны в направлении y с помощью фотодиода или камеры (SCORE)

Принцип

Основной принцип соответствует принципу Интерферометр Фабри-Перо, что также является основополагающим принципом для интерферометрия белого света.

Реализация / настройка

Монохроматический свет освещается вертикально на тыльной стороне прозрачной многослойной подложки. Парциальные пучки монохроматического света равны переданный и отраженный на каждой границе раздела многослойной системы. Наложение отраженных лучей приводит к разрушительным или конструктивным вмешательство (в зависимости от длины волны используемого света и используемых материалов подложки / многослойной системы), которые можно обнаружить по изменению интенсивности отраженного света с помощью фотодиод, CCD, или же CMOS элемент.

Чувствительный слой наверху многослойной системы может быть (био) химически модифицирован молекулами рецептора, например антитела. Связывание специфических лигандов с иммобилизованными рецепторными молекулами приводит к изменению показатель преломления n и физическая толщина d чувствительного слоя. Произведение n и d дает оптическую толщину (n * d) чувствительного слоя.

1: Монохроматический свет отражается от границы раздела биослоя, 2: при связывании условия отражения меняются, в результате чего 3: более высокая отраженная интенсивность из-за положительной интерференции
Пример кривой связывания на графике зависимости интенсивности от времени

Мониторинг изменения интенсивности отраженного света использованного света с течением времени приводит к построению кривых связывания, которые предоставляют информацию о:

  • концентрация использованного лиганда
  • кинетика связывания (константы скорости ассоциации и диссоциации) между рецептором и лигандом
  • сила связывания (сродство) между рецептором и лигандом
  • специфичность взаимодействия рецептора и лиганда

В сравнении с биослойная интерферометрия, который отслеживает изменение интерференционной картины отраженного белого света, SCORE только отслеживает изменение интенсивности отраженного света с помощью фотодиода, ПЗС-матрицы или элемента КМОП. Таким образом, можно анализировать не только единичное взаимодействие, но и массивы высокой плотности до 10 000 взаимодействий на см2.[1]В сравнении с поверхностный плазмонный резонанс (SPR), глубина проникновения которого ограничена мимолетное поле, SCORE ограничен длина когерентности источника света, который обычно составляет несколько микрометров. Это особенно актуально при исследовании цельноклеточных анализов. Кроме того, на SCORE (как и на BLI) не влияют колебания температуры во время измерения, в то время как SPR требует термостабилизации.

Мультиплексные кривые связывания с использованием формата массива

Заявление

SCORE особенно используется в качестве метода обнаружения в био- и хемосенсорах. Это метод без меток, такой как рефлектометрическая интерференционная спектроскопия (RIfS), биослойная интерферометрия (BLI) и поверхностный плазмонный резонанс (SPR), который позволяет наблюдать события связывания на поверхности сенсора с временным разрешением без использования флуоресценция или же радиоактивный этикетки.

Технология SCORE была коммерциализирована компанией Biametrics GmbH, поставщиком услуг и производителем инструментов со штаб-квартирой в г. Тюбинген, Германия. В январе 2020 года компания Biametrics GmbH и ее технологии были приобретены компанией BioCopy Holding AG со штаб-квартирой в Аадорфе, Швейцария.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ http://biametrics.com/wp-content/uploads/2017/06/20170617_APS-Mueller-et-al.pdf

Литература

  • Эвальд, М., Фехнер, П. и Гауглиц, Г. Anal Bioanal Chem (2015) 407: 4005. DOI: 10.1007 / s00216-015-8562-0
  • Блехер О., Шиндлер А., Инь М.Х. и другие. Anal Bioanal Chem (2014) 406: 3305. DOI: 10.1007 / s00216-013-7504-y
  • Шиндлер А., Блехер О., Талер М. и др. (2014). Исследование диагностической эффективности микроматрицы антигенов для обнаружения антифосфолипидных антител в сыворотке крови человека. Клиническая химия и лабораторная медицина, 53 (5), стр. 801–808. Получено 2 марта 2017 г., из doi: 10.1515 / cclm-2014-0569.
  • Эвальд М., Ле Блан А.Ф., Гауглиц Г. и др. Anal Bioanal Chem (2013) 405: 6461. DOI: 10.1007 / s00216-013-7040-9
  • Рюдигер Франк; Бернд Мёрле; Дитер Фрёлих и Гюнтер Гауглиц, «Независимая от преобразователя оптическая сенсорная система для обнаружения биохимических реакций связывания», Proc. SPIE 5993, Передовые технологии экологического, химического и биологического зондирования III, 59930A (8 ноября 2005 г.); DOI: 10,1117 / 12,633881; https://dx.doi.org/10.1117/12.633881
  • SLAS Technol. 2017 августа; 22 (4): 437-446. DOI: 10.1177 / 2211068216657512. Обнаружение безметки в малых объемах взаимодействий молекула-белок на микрочипах с помощью визуализирующей рефлектометрической интерферометрии. Burger J, Rath C, Woehrle J, Meyer PA, Ben Ammar N, Kilb N, Brandstetter T, Pröll F, Proll G, Urban G, Roth G.

внешняя ссылка