Résonance plasmonique de surface (SPR)

Biochemistry

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Summary

Résonance de plasmons de surface (SPR) est le phénomène optique sous-jacente derrière exempte d’étiquette de biocapteurs pour évaluer l’affinité moléculaire, la cinétique, la spécificité et la concentration des biomolécules. À la SPR, interactions biomoléculaires se produisent sur un biocapteur fait d’une fine couche de métal sur un prisme. Les interactions en temps réel des biomolécules peuvent être surveillées en mesurant les changements de la lumière réfléchie par le dessous de la Metal

Cette vidéo décrit les concepts fondamentaux de la SPR et comment il est utilisé pour analyser et visualiser les interactions biomoléculaires. Elle est suivie d’une préparation de l’échantillon et le protocole expérimental pour enquêter sur les tarifs de liaison à l’aide de la SPR. Dans la section applications, l’imagerie de la SPR, SPR localisée et point quantique SPR amélioré sont explorées.

surface plasmon résonance, ou SPR, est le phénomène sous-jacent derrière certains biocapteurs exempte d’étiquette pour l’évaluation des interactions liant et adsorption de biomolécules. Essais de liaison nécessitant un étiquetage, comme ELISA, peuvent être un processus fastidieux et peuvent modifier les fonctionnalités de l’analyte. À la SPR, interactions biomoléculaires se produisent sur un capteur spécial, fait d’une fine couche de métal sur une des faces d’un prisme. En surveillant les changements de lumière réfléchie sur la face inférieure du métal, des instruments de SPR visualiser ces interactions en temps réel sans l’utilisation d’étiquettes. Cette vidéo mettra en place les principes de la SPR, une procédure générale pour l’imagerie de la SPR et certaines applications de biochimie.

an SPR capteur est habituellement fait d’une fine couche de métal noble au sommet de la face d’un prisme. Pour prendre une lecture de la sonde, la lumière est réfléchie sur l’interface prism-métal dans un photodétecteur. La lumière réfléchie aura une forte intensité sauf à un certain angle, lié aux propriétés électroniques de la surface métallique, appelée le " angle de résonance plasmonique de surface ".

Que les molécules se lient à la surface, changent les propriétés électroniques du métal, qui à son tour ajuste l’angle. Comme fixer de nouvelles protéines, formant des complexes, l’angle se déplacera plus loin. En mesurant les changements relatifs à l’angle de la SPR, interactions comme ceux-ci peuvent être surveillées en temps réel.

Une autre technique appelée localisée, ou " L " SPR, utilise des nanoparticules métalliques sous la surface du capteur. Les propriétés qui affectent l’angle de la SPR sont très localisées à chaque NANOPARTICULE, qui améliore la sensibilité et le signal de la résolution.

Lors d’enquêtes sur les interactions de liaison avec la norme SPR, le capteur est généralement monté sur une plate-forme qui devient le plancher d’une cellule de flux dans l’instrument. Les biomolécules d’intérêt sont transportés à travers la cellule de flux par solution tampon. La surface du capteur est souvent d’abord recouvert d’un substrat qui présente une forte affinité pour le métal. Ceci garantit qu’une quantité importante de ligand, qui à son tour se lie à l’analyte d’intérêt, va être immobilisée sur le capteur et réduit la probabilité que le ligand dissociera au cours de la procédure.

Une fois le ligand est immobilisé sur le capteur, l’analyte est transmise sur le capteur dans un tampon. En surveillant la variation dans l’angle de la SPR au fil du temps comme l’analyte se lie au ligand, peuvent être calculés le taux de liaison et d’autres informations cinétiques.

Les données de réflectance également utilisable pour l’imagerie de la SPR ou SPRi, de diriger la lumière réfléchie à un détecteur de CCD. Ceci produit une image de contraste élevé, haute résolution de la surface de l’ensemble du capteur. À l’aide de SPR et les techniques connexes, les questions peuvent être répondues sur affinité moléculaire, cinétique, spécificité et concentration.

Maintenant que vous comprenez ce qui est d’être mesuré dans une expérience de la SPR, laissez ' s coup d’oeil à une procédure d’enquête sur les tarifs de liaison.

avant de commencer les tampons de la procédure, l’exécution et l’échantillon doit être préparé. La mémoire tampon en cours d’exécution est utilisée pour déposer le ligand sur le capteur et la solution tampon est utilisée pour déposer de l’analyte. La puce du capteur est soigneusement nettoyée et chargée dans une gaine. Ensuite, l’appareil est placé dans l’appareil, où il devient le fond de la cellule de flux. Le logiciel de l’instrument est mis en place pour l’expérimentation et l’analyse ultérieure. Si nécessaire, la surface du capteur est amorcée avec un substrat pour capturer le ligand. Le ligand est coulé sur la surface du capteur dans la mémoire tampon en cours d’exécution, où il est capturé par le substrat sur la surface du capteur.

Puis, l’analyte dans la solution tampon est géré par la cellule de flux, où il se lie sélectivement au ligand immobilisé. Le changement de réflectance est tracé et comparé à des contrôles afin de déterminer les constantes de vitesse et autres données de cinétique de réaction de la réaction étudiée.

maintenant que vous comprenez comment une expérience SPR est effectuée, que ' s coup d’oeil à quelques autres applications de SPR en biochimie.

Ici, imagerie SPR a été utilisée pour évaluer des protéines avec un tableau d’onze récepteurs sur un capteur 3D graphiques de réflectivité par rapport au temps et concentration de récepteurs sont préparés à partir des données de réflectivité pour chaque protéine. Ces " profils " sont caractéristiques pour chaque protéine et donc pourrait ensuite être utilisé pour identification des protéines.

Dans cette expérience, les sécrétions des cellules ont été étudiées en utilisant un capteur LSPR sur mesure. Le capteur était également compatible avec les microscopes SPRi et fluorescence. Lors du dépôt de la cellule sur le capteur, l’interaction entre les sécrétions des cellules avec le tableau de nanoparticules pouvait être mesurés avec une résolution spatiale élevée.

Ici, l’utilisation de points quantiques semi-conducteurs nanométriques, comme un agent de renforcement de signal SPR mélangée avec l’analyte a été étudiée. Cela renforcé " nano-SPRi " méthode a été comparée aux déterminations de SPRi standard et la méthode ELISA. La méthode de nano-SPRi a considérablement amélioré la sensibilité et la limite de détection tout en étant moins fastidieux que la méthode ELISA.

vous ' ve juste regardé JoVE ' s-vidéo sur la résonance plasmonique de surface. Ce phénomène est utilisé pour le moniteur et l’image des interactions biomoléculaires sans l’utilisation d’étiquettes. Cette vidéo présente les principes de la SPR, un protocole typique pour réaliser une expérience de la SPR et quelques applications de SPR en biochimie.

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JoVE Science Education Database. L'essentiel de la biochimie. Résonance plasmonique de surface (SPR). JoVE, Cambridge, MA, (2017).

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