الكشف في الوقت الحقيقي عن التقارب الديناميكي بين الجزيئات الحيوية باستخدام تقنية رنين البلازمون السطحي (SPR)

Wenqiao An; Zhihao Sun; Pengmei Guo; Xiaobo Wang; Sanyin Zhang

doi:10.3791/65946

Method Article

الكشف في الوقت الحقيقي عن التقارب الديناميكي بين الجزيئات الحيوية باستخدام تقنية رنين البلازمون السطحي (SPR)

DOI:

10.3791/65946

⸱

September 29th, 2023

Wenqiao An*¹ , Zhihao Sun*¹ , Pengmei Guo² , Xiaobo Wang²^,³ , Sanyin Zhang²^,³

¹School of Basic Medical Sciences, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, ²Innovative Institute of Chinese Medicine and Pharmacy, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, ³Research Institute of Integrated Traditional Chinese Medicine and Western Medicine, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تهدف الدراسة الحالية إلى توضيح مبدأ ومنهجية تقنية رنين البلازمون السطحي (SPR) ، والتي تجد تطبيقات متعددة الاستخدامات عبر مجالات متعددة. تصف هذه المقالة تقنية SPR وبساطتها التشغيلية وفعاليتها الرائعة ، بهدف تعزيز الوعي الأوسع واعتماد هذه التكنولوجيا بين القراء.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تقنية رنين البلازمون السطحي (SPR) هي طريقة دقيقة حساسة للكشف عن الفيروسات والبروتينات الجزيئية المسببة للأمراض والمستقبلات ، وتحديد أنواع الدم ، والكشف عن غش الطعام ، من بين الاكتشافات الجزيئية الحيوية الأخرى. تسمح هذه التقنية بالتعرف السريع على الارتباط المحتمل بين الجزيئات الحيوية ، مما يسهل الفحص السريع وسهل الاستخدام وغير الجراحي لمختلف المؤشرات دون الحاجة إلى وضع العلامات. بالإضافة إلى ذلك ، تسهل تقنية SPR الكشف في الوقت الفعلي لفحص الأدوية عالي الإنتاجية. في هذا البرنامج ، يتم تقديم مجال التطبيق والمبادئ الأساسية لتقنية SPR بإيجاز. تم تحديد عملية التشغيل بالتفصيل ، بدءا من معايرة الجهاز وتشغيل النظام الأساسي ، متبوعا بالتقاط الترابط وتحليل متعدد الدورات للمادة التحليلية. تم توضيح منحنى الوقت الفعلي والنتائج التجريبية لربط الكيرسيتين والكاليكوسين ببروتين KCNJ2. بشكل عام ، توفر تقنية SPR طريقة محددة للغاية وبسيطة وحساسة وسريعة لفحص الأدوية ، والكشف في الوقت الفعلي عن الحركية الدوائية ذات الصلة ، والكشف عن الفيروسات ، وتحديد البيئة وسلامة الأغذية.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تقنية رنين البلازمون السطحي (SPR) هي تقنية الكشف البصري التي تلغي الحاجة إلى وضع العلامات على المادة التحليلية. إنه يتيح المراقبة الديناميكية والديناميكية في الوقت الفعلي لتقارب الربط الكمي والحركية والديناميكا الحرارية. هذه السعة عالية الإنتاجية حساسة للغاية وقابلة للتكرار ، مما يسمح بقياس معدلات الفتح المختلفة ومعدلات إيقاف التشغيل والتقارب. بالإضافة إلى ذلك ، فإن كمية العينة الصغيرة المطلوبة تعزز فائدة هذه الطريقة¹^،². ظهرت طريقة الكشف الجزيئي الحيوي ذات الاستجابة^{السريعة 3} ، والتي تراقب ارتباط التقارب بين الجزيئات الحيوية ، كمجال....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ملاحظة: يشير منحنى الاستشعار التجريبي الكامل إلى أنه يمكن تصنيف العملية التجريبية إلى ثماني مراحل متميزة.

1. إعداد العينة والمخزن المؤقت

قم بإعداد رقائق الاستشعار قبل التجربة.
1. عالج الرقائق بمحلول سمكة الضاري المفترسة (30٪ H₂O₂: H₂SO₄ = 1: 3 ؛ v / v) لمدة دقيقتين. بعد ذلك ، قم بتنظيف الرقاقة جيدا بكمية كبيرة من الماء منزوع الأيونات ثم نقعها في الإيثانول اللامائي ، مما يسمح لها بالجفاف بشكل طبيعي.
2. بعد ذلك ، انقع الشريحة طوال الليل في محلول 11-mercapto-l-undecanol (MUOH) بتركيز 50 M. بعد ذلك ، ضع الشريحة في محلول epic....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

لتحديد ما إذا كان البروتين مثبتا على سطح الرقاقة ، يتم استخدام الإحداثي (إشارة الاستجابة) لخريطة مستشعر SPR (الشكل 1) ، بينما يتم الحصول على الإزاحة الزاوية لمنحنى SPR. يصور الشكل 2 والشكل 3 منحنى SPR للتفاعل بين الكيرسيتين والكاليكوسين مع البروتين المؤتلف KCNJ2 على السطح الثابت للبروتين المؤتلف KCNJ2 بعد تقليل التحكم بتركيزات تتراوح من 3.9 ميكرومتر إلى 250 ميكرومتر. لتقليل عدم الدقة الناتجة عن تأثيرات النقل الجماعي ، لم يتم تثبيت ج.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تنقسم دورة تحليل SPR إلى أربع مراحل. المرحلة الأولى ، خط الأساس ، تتضمن حقن المخزن المؤقت. بعد ذلك هي المرحلة الثانية ، التقاط الترابط. يتم تنشيط رقاقة المستشعر COOH باستخدام EDC / NHS (1: 1) بمعدل تدفق 20 ميكرولتر / دقيقة. ثم يتم إلغاء تنشيط الرقاقة باستخدام 1 M هيدروكلوريد الإيثانول أمين هيدروكسيد الصوديوم بمعدل تدفق 20 ميكرولتر / دقيقة. بالانتقال إلى المرحلة الثالثة ، طريقة التحليل متعددة الدورات. يتم حقن المادة المراد تحليلها في القناة بمعدل تدفق قدره 20 ميكرولتر / دقيقة لمرحلة اقترا.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم دعم هذا العمل من قبل مشروع البحث والتطوير الرئيسي لمقاطعة سيتشوان (2022YFS043) ، وبرنامج البحث والتطوير الرئيسي في نينغشيا (2023BEG02012) ، ومشروع تعزيز أبحاث Xinglin Scholar بجامعة تشنغدو للطب الصيني التقليدي (XKTD2022013).

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
Name	Company	Catalog Number
1-إيثيل -3- (3-ثنائي ميثيل أمينوبروبيل) كاربوديميد هيدروكلوريد (EDC) كاشف	نان جينغ ، نانجينغ ، الصين	C08296594
الإيثانول اللامائي	ميرك للتقنيات الكيميائية المحدودة ، شنغهاي ، الصين	459836
BIAحل تطبيع	Merck Chemical Technologies Ltd. ، شنغهاي ، الصين	49781
حل حجب	Bosheng Biotechnology Co.، Ltd. ، شنغهاي ، الصين	110050
حمض البروموسيتيك	ميرك للتقنيات الكيميائية المحدودة ، شنغهاي ، الصين	17000
Calycosin	Push Bio-technology Co.، Ltd. ، Chengdu ، الصين	PU0124-0025
Dextern	Canspec Scientific Instruments Co.، Ltd. ، شنغهاي ، الصين	PM10036
Epichlorohydrin	Merck Chemical Technologies Ltd. ، شنغهاي ، الصين	492515
الإيثانولامين هيدروكلوريد	Yuanye Biotech Co.، Ltd. ، شنغهاي ، الصين	S44235
Glycine-HCl	Merck Chemical Technologies Ltd. ، شنغهاي ، الصين	G2879
H2O2	Merck Chemical Technologies Ltd. ، شنغهاي ، الصين	3587191
H2SO4	منطقة التنمية الصناعية عالية التقنية Nantong ، الصين	2020001150C
هيبس	شيا كاشف المحدودة ، شاندونغ ، الصين	S3872
KCNJ2 (الإنسان) البروتين المؤتلف	Abnova ، ويست ميجي التكنولوجيا المحدودة ، بكين ، الصين	H00003759-Q01
MUOH	Jizhi Biochemical Technology Co.، Ltd. ، شنغهاي ، الصين	M40590
NaOH	Merck Chemical Technologies Ltd. ، شنغهاي ، الصين	SX0603
N-Hydroxysuccinimide (NHS)	Yuanye Biotech Co.، Ltd. ، شنغهاي ، الصين	S13005
OpenSPRTM	Nicoya
Quercetin	Push Bio-technology Co.، Ltd. ، Chengdu ، الصين	PU0041-0025
رقاقة الاستشعار COOH	Nicoya
أسيتات الصوديوم	Merck Chemical Technologies Ltd. ، شنغهاي ، الصين	229873

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Jebelli, A., Oroojalian, F., Fathi, F., Mokhtarzadeh, A., Guardia, M. Recent advances in surface plasmon resonance biosensors for microRNAs detection. Biosens Bioelectron. 169, 112599(2020).
Sun, B., Xu, J., Liu, S., Li, Q. X. Characterization of small mo....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

الكشف في الوقت الحقيقي عن التقارب الديناميكي بين الجزيئات الحيوية باستخدام تقنية رنين البلازمون السطحي (SPR)

In This Article

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Results

Discussion

Disclosures

Acknowledgements

Materials

References

Reprints and Permissions

Tags

Related Articles