연구에 사용되는 생체 분자 상호작용 기법은 무엇입니까?
분자, 특히 운동학 사이의 상호 작용을 이해하면 많은 질문에 답할 수 있으므로 많은 연구 영역에서 분석해야 하는 것은 당연한 것입니다.
예를 들어, 분자가 수용기와 상호 작용하는 방식을 알아야 유기체에서 신호가 어떻게 발생하는지 이해할 수 있습니다. 또는 약물이 약품 발견을 위해 관심 화합물에 결합되는지, 얼마나 단단하게 결합되는지를 이해하고자 할 수도 있습니다 . 결합 친화도가 이를 알려줄 수 있지만 결합 운동학 측정을 통해 더 자세한 정보를 얻을 수 있습니다.
결합 운동학이 관련된 응용 분야는 기술만큼 광범위하며 여러 기술을 사용하여 연구할 수 있습니다. 여기서는 세 가지를 비교합니다.
참고: 상호 작용, 열역학 등에 대한 자세한 내용은 ITC 기술 페이지를 참조하십시오 .
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생체 분자간 측정이란?
생체분열측정법(BLI)은 표지가 없는 광학 표면 기반 기술입니다. 다른 BioSensor 기술과 달리 BLI는 미세유체 유동이 아니라 센서 팁이 시료/버퍼에 담기는 방식으로 작동합니다. 광섬유의 팁에서 반사되는 빛은 팁 표면 근처의 굴절률에 따라 위상 변위를 나타냅니다. 반사된 빛이 내부 참조 곡면에서 반사된 빛을 방해합니다.
백색광을 소스로 사용함으로써 팁 표면 근처의 굴절률에 대한 정보를 구성하는 스펙트럼 간섭 패턴이 기록됩니다. 생체 분자가 실험 용액(예: 시료)에 담근 생체 분자 표면에 결합하면 굴절률 프로파일이 변경되어 스펙트럼 패턴이 변경됩니다.
장점
- 사용 용이성
- 복잡하고 끈적한 시료를 위한 막힘을 거의 사용하지 않습니다
- 참조 팁을 사용하여 일괄 효과를 최소화합니다
단점
- 센서는 SPR 및 GCI 센서보다 훨씬 덜 민감합니다
- 운동 매개 변수를 결정할 때 정확도가 제한됩니다
- 좁은 바인더 및 빠른 속도의 측정 기능이 제한적이며, 측정치는 확산에 의해 제한됩니다
- 빠른 비이율을 측정할 수 있는 능력이 제한적입니다
표면 플라스몬 공명이란 무엇입니까?
SPR(Surface plasmon resonance)은 표지 없는 또 다른 광학 분석 방법입니다. 실제로 이 기술은 최초의 표면 기반 라벨 없는 기술 중 하나였습니다. SPR은 센서 표면 근처의 발진장 내에서 분자 상호 작용에 의해 발생하는 굴절률 변화를 감지합니다.
이러한 센서에서는 유리 지지대의 금속 필름이 특정 파장의 빛으로 켜집니다. 특정 각도에서는 표면에 가까운 굴절률에 따라 소위 표면 플라스몬이 흥분됩니다. 반사되는 광선에 에너지가 없기 때문에 센서에 투사할 때 강도가 '강하'로 형성됩니다.
SPR은 실시간으로 강하 위치를 판단하여 금속 표면의 굴절률 변화를 측정합니다. 분석물이 포함된 용액은 마이크로채널을 사용하여 주입되며, 벌크 효과를 제거하기 위해 최소 한 개의 기준 플로우 셀이 사용됩니다.
장점
- 참조 유동 셀은 벌크 효과를 제거합니다
- 빈틈없는 바인더와 빠른 속도를 측정할 수 있습니다
단점
- 연속 유동 셀 사용으로 인해 가장 빠른 전이의 감지가 제한됩니다
- 기존의 미세유체 공학은 막힘으로 인한 높은 유지보수가 필요합니다
- 빠른 비이율을 측정할 수 있는 능력이 제한적입니다
격자 결합 간섭계(GCI)란 무엇입니까?
GCI(Graating-Coupled Interferometry)는 라벨없는 또 다른 광학 방법인 Waveguide Interferometry를 기반으로 분자 상호작용을 실시간으로 모니터링하고 특성화하여 고정형 리간드와 상호 작용하는 운동률 매개변수, 친화성 상수 및 분석물 분자의 농도를 측정할 수 있습니다.
파도관 간섭측정에서 굴절률의 변화는 센서 표면 근처의 파도관 에바네센트장 내에서 측정됩니다. 이러한 변화로 인해 빛 위상도 변경됩니다. 이 빛은 웨이브가이드 전체를 통과하며 센서 표면의 전체 길이에 걸쳐 에바네센트파를 생성합니다. 위상 변화는 간섭적으로 표시됩니다. Creoptix의 GCI 기술은 Waveguide Interferometry의 이점을 활용하여 일반적인 정렬 문제를 제거합니다.
장점
- 무표지 상호작용 분석을 위한 높은 1차 감도
- 막힘 없는 미세유체
- 빈틈없는 바인더와 빠른 속도를 측정할 수 있습니다
- 빠른 비전송률로 운동 측정 가능
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BLI 대 SPR 대 GCI: 어떤 생체 분자 상호 작용 기법이 가장 적합합니까?
최상의 생체 분자 상호 작용 기법은 응용 분야 및 사용자의 목적에 따라 달라집니다. 아래에서는 광범위한 적용 범위, 가장 약한 바인더 측정, 가장 좁은 바인더 측정, 낮은 시스템 유지보수의 네 가지 주요 요구 사항에 대해 이 세 가지 기술을 어떻게 비교하는지 확인할 수 있습니다.
| 도파관 간섭법(GCI) | 표면 플라스몬 공명(SPR) | 생물층 간섭법(BLI) | |
|---|---|---|---|
| 광범위한 응용 범위 저분자량, 고분자량, 정제 또는 원액에 이르는 다양한 분자에 적합 | 예 단편, 소분자, 펩타이드, 단백질, 바이러스, 세포 배양 상청액, 혈청, 세포 용해물에 적합 | 아니오 소분자, 펩타이드에 적합(절편, 바이러스, 세포 배양 상청액, 혈청, 세포 용해물에 제한적으로 적합) | 아니오 세포 배양 상청액, 혈청, 세포 용해물에 적합(펩타이드, 단백질, 바이러스에 제한적으로 적합) |
| 약체 결합체 측정 고속 유체 및 높은 획득 속도 덕분에 빠른 검출 속도로 동역학을 측정할 수 있습니다. | 예 최대 검출 속도 kd=10 s-1 | 아니오 최대 검출 속도 kd=1 s-1 | 아니오 최대 검출 속도 kd=0.1 s-1 |
| 조밀한 결합체 측정 조밀한 결합체 및 빠른 결합 속도에서도 동역학을 정확하게 측정할 수 있습니다. | 예 흐름 조건에서 측정 | 예 흐름 조건에서 측정 | 아니오 확산 제한 조건에서 측정(미세유체 없음) |
| 시스템 유지 보수 필요 없음 서비스 또는 예기치 않은 수리로 인한 가동 중지 시간이 거의 없음 | 예 막힘 없는 미세유체 | 아니오 일반 미세유체 | 예 미세유체 없음 |
