Guía de cinética | Cinética de unión con el sistema WAVE. Download now

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Interferometría acoplada a rejilla (GCI)

Benefíciese de la revolución en los estudios de interacciones biomoleculares

Creoptix WAVE , diseñado en torno a una tecnología patentada de interferometría acoplada a rejilla (GCI, del inglés Grating-Coupled Interferometry) para ofrecer una calidad de datos mejorada a partir del análisis de interacción biomolecular sin marcadores, se basa en la interferometría de guías de onda para lograr una resolución superior en términos de señal y tiempo en comparación con la resonancia de plasmón superficial tradicional. Esto les permite a los investigadores medir de forma rápida y exacta las tasas cinéticas , determinar las constantes de afinidad y monitorear las concentraciones de, incluso, analitos que interactúan con poca abundancia en muestras crudas, como los biofluidos. Con una alta sensibilidad y una flexibilidad sin igual, WAVE lleva la cuantificación sin marcadores a un nuevo mundo de aplicaciones para revolucionar el estudio de las interacciones biomoleculares.

La GCI es nuestro método de caracterización biofísica de vanguardia comercialmente disponible desde el 2015 en la familia WAVE de dispositivos de laboratorio.

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GCI frente a interferometría de guía de onda y SPR

Nuestro diseño patentado de interferometría acoplada a rejilla aprovecha y mejora los beneficios intrínsecos de la interferometría de guía de ondas para superar los niveles de sensibilidad de la resonancia de plasmones superficiales. Al igual que la interferometría de guía de onda, el campo evanescente penetra con menos profundidad en la muestra y extiende la longitud de interacción de luz a muestra para mejorar las relaciones señal a ruido (<0,01 pg/mm2). 

Sin embargo, el esquema de lectura de Creoptix GCI tiene la ventaja de que el interferograma se crea en el dominio de tiempo y dentro de la guía de onda, en lugar de proyectarse en una cámara CCD. Por lo tanto, la medición de los cambios del índice de refracción en la superficie del sensor como señales de desplazamiento de fase dependientes del tiempo proporciona una lectura más consistente en comparación con la interferometría de guía de onda clásica o la resonancia de plasmones superficiales, independientemente de las desviaciones de temperatura o vibraciones, lo que se traduce en una resolución superior en términos de señal y tiempo.

Tabla de comparación de la tecnología GCI frente a BLI frente a SPR

Interferometría acoplada a rejilla (GCI) Resonancia de plasmones superficiales (SPR) Interferometría de biocapas (BLI)
La gama de aplicaciones más amplia
Adecuada para diversas moléculas que van desde pesos moleculares bajos a altos, purificadas o crudas.		 Sí
Adecuada para fragmentos, moléculas pequeñas, péptidos, proteínas, virus, sobrenadantes de cultivos celulares, sueros, lisados celulares		 No
Adecuada para moléculas pequeñas, péptidos (idoneidad limitada para fragmentos, virus, sobrenadantes de cultivos celulares, sueros, lisados celulares)		 No
Adecuada para sobrenadantes de cultivos celulares, sueros, lisados celulares (idoneidad limitada para péptidos, proteínas, virus)
Medición de los aglutinantes más débiles
Capacidad para medir la cinética con constantes de disociación rápidas gracias a fluídicos rápidos y a altas velocidades de adquisición.		 Sí
Constantes de disociación de hasta kd=10 s-1		 No
Constantes de disociación de hasta kd=1 s-1		 No
Constantes de disociación de hasta kd=0.1 s-1
Medición de los aglutinantes más ajustados
Capacidad de medir la cinética con exactitud incluso para aglutinantes ajustados y constantes de asociación rápidas.		 Sí
Medición en condiciones de flujo		 Sí
Medición en condiciones de flujo		 No
Medición en condiciones de difusión limitada (sin microfluídicos)
Bajo mantenimiento del sistema
Poco tiempo de inactividad causado por servicio o reparaciones inesperadas.		 Sí
Microfluídicos sin obstrucciones		 No
Microfluídicos tradicionales		 Sí
Sin microfluídicos

Preguntas frecuentes

Ventajas de la interferometría de guía de onda sobre la resonancia de plasmones superficiales
Al igual que la resonancia de plasmones superficiales, la interferometría de guía de onda también mide los cambios en el índice de refracción en la superficie de un sensor. Sin embargo, a diferencia de la resonancia de plasmones superficiales tradicional, la luz de la interferometría de guía de onda puede recorrer toda la longitud de la muestra. Esto permite que más eventos de unión contribuyan a la señal general, lo que le proporciona a la interferometría de guía de onda una sensibilidad primaria intrínsecamente superior para el análisis de interacción sin marcadores, en especial cuando se combina con una lectura interferométrica para convertir el cambio de fase del modo de guía de onda en un patrón de intensidad. Otra ventaja de la interferometría de guía de onda sobre la resonancia de plasmones superficiales es que el campo evanescente penetra con menos profundidad en la muestra, lo que minimiza la perturbación causada por los cambios de índice de refracción volumétrico y aumenta la relación señal a ruido.

Las interacciones moleculares se detectan como cambios en el índice de refracción dentro de un campo evanescente (naranja), lo que causa un cambio de fase del haz en la guía de onda y, por lo tanto, una interferencia en un haz de referencia proyectado en paralelo a una pantalla.

¿En qué se diferencia la interferometría acoplada a rejilla (GCI) de la interferometría de biocapas (BLI)?
Aunque tanto la interferometría acoplada a rejilla (GCI, del inglés Grating-Coupled Interferometry) como la interferometría de biocapas (BLI, del inglés Bio-Layer Interferometry) funcionan utilizando interferencias para medir los cambios del índice de refracción en una capa delgada sobre la superficie del sensor, son dos tecnologías completamente diferentes. La GCI, la tecnología utilizada en Creoptix WAVEsystem, mide el efecto de los cambios del índice de refracción en una onda evanescente generada por la luz que pasa a través de la guía de onda del sensor. Estos cambios en el índice de refracción afectan a la fase de la luz que viaja a través de la guía de onda, y se necesita interferencia en un haz de luz de referencia (por lo tanto, interferometría) a fin de medir el cambio de fase de forma confiable y precisa. Por el contrario, la BLI analiza el patrón de interferencia de la luz blanca reflejada desde dos superficies: una capa de proteína inmovilizada en la punta del biosensor y una capa de referencia interna. Cualquier cambio en el número de moléculas unidas en la punta del biosensor puede causar un cambio en el patrón de interferencia que se puede medir en tiempo real como un aumento en el espesor óptico en la punta del biosensor; esto genera un cambio de longitud de onda en el patrón de interferencia.
¿Puede la interferometría acoplada a rejilla (GCI) detectar cambios conformacionales?
Hipotéticamente, el Creoptix WAVEsystem puede detectar cambios conformacionales, siempre y cuando esos cambios conformacionales contribuyan suficientemente a un cambio en el índice de refracción. El software WAVEcontrol también admite modelos de interacción adecuados que tienen en cuenta los cambios conformacionales. A pesar de esto, los cambios conformacionales son difíciles de inferir estrictamente con base en datos cinéticos de Creoptix WAVE o datos de SPR. Esto se debe a que los cambios conformacionales rara vez son un proceso de un solo paso, lo que significa que los modelos que se ajustarían perfectamente a los datos cinéticos serían demasiado complicados como para confiar en ellos por completo. Además, los cambios conformacionales podrían generar respuestas inesperadas (p. ej., curvas negativas) debido a la reorganización de la superficie, lo que podría resultar extremadamente difícil de analizar y cuantificar de forma coherente. Recomendamos realizar la validación ortogonal de cualquier posible cambio conformacional, además de garantizar que el análisis cinético sea lo más sencillo posible, por ejemplo, mediante el análisis de las diferencias cinéticas entre los mutantes funcionales.
¿Las técnicas de captura e inmovilización de ligando utilizadas para SPR y BLI también son adecuadas para GCI?
Sí, las técnicas de inmovilización estándar, como el acoplamiento de aminas, la captura de Ni-NTA y la captura de estreptavidina-biotina, también están disponibles para Creoptix WAVEsystem en superficies de policarboxilato; las superficies de dextrano se pueden suministrar a pedido. Además, existe una amplia gama de otros métodos de inmovilización, como las interacciones lipídicas o la captura de proteínas A/G. Se puede encontrar una descripción general de las superficies disponibles (WAVEchips®) aquí.
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