Method Article

Wykrywanie w czasie rzeczywistym dynamicznego powinowactwa między biomolekułami przy użyciu technologii powierzchniowego rezonansu plazmonowego (SPR)

DOI:

10.3791/65946

⸱

September 29th, 2023

 ,  ,  ,  , 
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

In This Article

Summary

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

Niniejsze badanie ma na celu wyjaśnienie zasady i metodologii technologii powierzchniowego rezonansu plazmonowego (SPR), która znajduje wszechstronne zastosowanie w wielu dziedzinach. Niniejszy artykuł opisuje technologię SPR, jej prostotę obsługi i niezwykłą skuteczność, mając na celu promowanie szerszej świadomości i przyjęcia tej technologii wśród czytelników.

Abstract

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

Technologia powierzchniowego rezonansu plazmonowego (SPR) to czuła, precyzyjna metoda wykrywania wirusów, patogennych białek molekularnych i receptorów, określania grup krwi i wykrywania zafałszowań żywności, wśród innych detekcji biomolekularnych. Technologia ta pozwala na szybką identyfikację potencjalnych wiązań między biomolekułami, ułatwiając szybkie i przyjazne dla użytkownika, nieinwazyjne badania przesiewowe różnych wskaźników bez konieczności znakowania. Ponadto technologia SPR ułatwia wykrywanie w czasie rzeczywistym w celu przeprowadzenia wysokoprzepustowych badań przesiewowych leków. W tym programie pokrótce przedstawiono obszar zastosowań i podstawowe zasady technologii SPR. Proces operacyjny jest szczegółowo opisany, począwszy od kalibracji przyrządu i podstawowej obsługi systemu, a następnie wychwytywania ligandów i wielocyklowej analizy analitu. Opracowano krzywą w czasie rzeczywistym i eksperymentalne wyniki wiązania kwercetyny i kalikozyny z białkiem KCNJ2. Ogólnie rzecz biorąc, technologia SPR zapewnia wysoce specyficzną, prostą, czułą i szybką metodę badań przesiewowych leków, wykrywania w czasie rzeczywistym powiązanej farmakokinetyki, wykrywania wirusów oraz identyfikacji środowiska i bezpieczeństwa żywności.

Introduction

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

Technologia powierzchniowego rezonansu plazmonowego (SPR) to technika optycznego wykrywania, która eliminuje potrzebę znakowania analitu. Umożliwia dynamiczne monitorowanie w czasie rzeczywistym ilościowego powinowactwa wiązań, kinetyki i termodynamiki. Ta wysoka przepustowość jest bardzo czuła i powtarzalna, co pozwala na pomiar różnych współczynników otwarć, współczynników wyłączenia i powinowactwa. Dodatkowo, wymagana niewielka ilość próbki dodatkowo zwiększa użyteczność tej metody1,2. Metoda wykrywania biomolekularnego o szybkiej reakcji3, która monitoruje powi....

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

Protocol

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

UWAGA: Pełna krzywa wykrywania eksperymentalnego wskazuje, że proces eksperymentalny można podzielić na osiem odrębnych etapów.

1. Przygotowanie próbki i buforu

  1. Przygotuj chipy czujników przed eksperymentem.
    1. Traktować frytki roztworem piranii (30% H2O2: H2SO4 = 1:3; v/v) przez 2 minuty. Następnie dokładnie wyczyść chip dużą ilością wody dejonizowanej, a następnie namocz go w bezwodnym etanolu, pozwalając mu naturalnie wyschnąć.
    2. Następnie namocz chip przez noc w roztworze 11-merkapto-l-undekanolu (MUOH) o stężeniu 50 M. Następnie umieść chip w roz....

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

Results

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

Aby określić, czy białko jest unieruchomione na powierzchni chipa, używana jest rzędna (sygnał odpowiedzi) mapy czujnika SPR (Rysunek 1), podczas gdy uzyskuje się przemieszczenie kątowe krzywej SPR. Rysunek 2 i Rysunek 3 przedstawia krzywą SPR interakcji między kwercetyną i kalikozyną z rekombinowanym białkiem KCNJ2 na unieruchomionej powierzchni rekombinowanego białka KCNJ2 po kontrolnej redukcji w stężeniach od 3,9 μM do 250 μM. Aby zminimalizować ni.......

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

Discussion

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

Cykl analizy SPR podzielony jest na cztery etapy. Pierwszy etap, czyli linia bazowa, polega na wstrzyknięciu buforu. Następnie następuje drugi etap, wychwytywanie ligandów. Chip czujnika COOH jest aktywowany za pomocą EDC/NHS (1:1) przy natężeniu przepływu 20 μl/min. Chip jest następnie dezaktywowany za pomocą 1 M chlorowodorku etanoloaminy-NaOH przy natężeniu przepływu 20 μl/min. Przechodząc do trzeciego etapu, czyli metody analitu wielocyklowego. Analit jest wstrzykiwany do kanału z natężeniem przepływu 20 μl/min przez.......

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

Disclosures

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

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Acknowledgements

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

Ta praca była wspierana przez Główny Projekt Badawczo-Rozwojowy Prowincji Sichuan (2022YFS043), Kluczowy Program Badawczo-Rozwojowy Ningxia (2023BEG02012) oraz Projekt Promocji Badań Xinglin Scholar Uniwersytetu Chengdu TCM (XKTD2022013).

....

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

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Chlorowodorek 1-etylo-3-(3-dimetyloaminopropylo)karbodimidu (EDC)Odczynnik Nan Jing, Nanjing, ChinyC08296594
Bezwodny etanolMerck Chemical Technologies Ltd., Szanghaj, Chiny459836
Roztwór normalizujący BIAnormalizującyMerck Chemical Technologies Ltd., Szanghaj, Chiny49781
Roztwór blokującyBosheng Biotechnology Co., Ltd., Szanghaj, Chiny110050
Kwas bromooctowyMerck Chemical Technologies Ltd., Szanghaj, Chiny17000
CalycosinPush Bio-technology Co., Ltd., Chengdu, ChinyPU0124-0025
DextranCanspec Scientific Instruments Co., Ltd., Szanghaj, ChinyPM10036
EpichlorohydrinMerck Chemical Technologies Ltd., Szanghaj, Chiny
Chlorowodorek etanoloaminyYuanye Biotech Co., Ltd., Szanghaj, ChinyS44235
Glycine-HClMerck Chemical Technologies Ltd., Szanghaj, ChinyG2879
H2O2Merck Chemical Technologies Ltd., Szanghaj, Chiny3587191
H2SO4Nantong high-tech Industrial Development Zone, Chiny2020001150C
HEPESXiya Reagent Co., Ltd., Shandong, ChinyS3872
KCNJ2 (ludzkie) rekombinowane białkoAbnova, West Meijie Technology Co., Ltd., Pekin, ChinyH00003759-Q01
MUOHJizhi Biochemical Technology Co., Ltd., Szanghaj, ChinyM40590
NaOHMerck Chemical Technologies Ltd., Szanghaj, ChinySX0603
N-hydroksysukcynimid (NHS)Yuanye Biotech Co., Ltd., Szanghaj, ChinyS13005
OpenSPRTMNicoya Quercetin
PushBio-technology Co., Ltd., Chengdu, ChinyPU0041-0025
Chip czujnika COOHOctan sodu Nicoya
Merck Chemical Technologies Ltd., Szanghaj, Chiny229873
492515

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. 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).
  2. 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

Tags

Surface Plasmon ResonanceSPR TechnologyReal Time DetectionBiomolecular InteractionDrug ScreeningLigand CaptureMulti Cycle AnalysisVirus DetectionProtein BindingFood Safety
Video Coming Soon

Related Articles