Comparação entre a Interferometria de biocamada (BLI), a Ressonância plasmônica de superfície (SPR) e a Interferometria acoplada a grade (GCI)

A Interferometria de biocamada (BLI) é uma tecnologia óptica, baseada em superfície e sem rótulo. Ao contrário de outras tecnologias de biossensores, a BLI não funciona com um fluxo microfluídico, mas por imersão das pontas dos sensores no buffer/amostra. A luz refletida na ponta de uma fibra óptica exibe uma mudança de fase dependendo do índice de refração próximo à superfície da ponta. A luz refletida interfere com a luz refletida de uma superfície de referência interna.

Usando luz branca como fonte, um padrão de interferência espectral é registrado. Esse padrão inclui informações sobre o índice de refração próximo à superfície da ponta. À medida que as biomoléculas se ligam à superfície da biocamada imersa na solução experimental (como uma amostra), o perfil do índice de refração e, portanto, o padrão espectral se alteram.

Vantagens

• Facilidade de uso
• Praticamente sem entupimentos para amostras complexas e pegajosas
• Efeitos em massa minimizados usando dicas de referência

Desvantagens

• Os sensores são muito menos sensíveis em relação a ordens de magnitude do que os sensores SPR e GCI
• Precisão limitada ao determinar parâmetros cinéticos
• Capacidade limitada de medir ligantes rígidos e taxas de associação rápidas; medições limitadas por difusão
• Capacidade limitada de medir taxas de dissociação rápidas

A Ressonância plasmônica de superfície (SPR) é outro método de análise óptica sem rótulo. Na verdade, essa foi uma das primeiras tecnologias sem rótulo baseadas em superfície. A SPR detecta alterações no índice de refração causadas por interações moleculares dentro de um campo evanescente próximo a uma superfície do sensor.

Nesses sensores, uma película de metal em um suporte de vidro é iluminada com luz de um comprimento de onda específico. Em um ângulo específico, dependendo do índice de refração próximo à superfície, os chamados plasmons de superfície são excitados. Uma vez que falta essa energia no feixe de luz refletido, é formada uma intensidade de "imersão" durante a projeção no sensor.

Ao determinar a posição da imersão em tempo real, a SPR mede as alterações no índice de refração na superfície metálica. As soluções que contêm o analito são injetadas usando microcanais, e pelo menos uma célula de fluxo de referência é usada para eliminar efeitos em massa. 

Vantagens

• As células de fluxo de referência eliminam efeitos em massa
• Pode medir ligantes rígidos e taxas de associação rápidas

Desvantagens

• Detecção limitada de transições mais rápidas devido ao uso de células de fluxo em série
• Os microfluídicos tradicionais requerem alta manutenção devido à obstrução
• Capacidade limitada de medir taxas de dissociação rápidas

Com base na interferometria da guia de onda, outro método ótico sem rótulo, a Interferometria acoplada a grade (GCI) pode monitorar e caracterizar interações moleculares em tempo real, determinando parâmetros de taxa cinética, constantes de afinidade e concentrações de moléculas de analito interagindo com um ligante imobilizado.

Na interferometria da guia de onda, as alterações no índice de refração são medidas dentro do campo evanescente de uma guia de onda próxima a uma superfície do sensor. Essas alterações fazem com que a fase de luz também mude. A luz percorre toda a guia de onda, criando uma onda evanescente que se estende por todo o comprimento da superfície do sensor. As alterações de fase são exibidas interferometricamente. A tecnologia GCI da Creoptix aproveita os benefícios da interferometria da guia de onda e elimina seus problemas típicos de alinhamento:

Vantagens

• Alta sensibilidade primária para análise de interação sem rótulo
• Microfluídicos sem entupimento  
• Pode medir ligantes rígidos e taxas de associação rápidas
• Pode medir cinética com taxas de dissociação rápidas

A melhor técnica de interação biomolecular dependerá da aplicação e dos objetivos do usuário. Abaixo, você pode ver como essas três técnicas se comparam em relação a quatro requisitos principais: uma ampla faixa de aplicação, medição de ligantes mais fracos, medição de ligantes mais rígidos e baixa manutenção do sistema.