Method Article

Yüzey Plazmon Rezonansı (SPR) Teknolojisi Kullanılarak Biyomoleküller Arasındaki Dinamik Afinitenin Gerçek Zamanlı Tespiti

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

* These authors contributed equally

In This Article

Summary

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

Bu çalışma, birden fazla alanda çok yönlü uygulamalar bulan yüzey plazmon rezonansı (SPR) teknolojisinin ilkesini ve metodolojisini aydınlatmayı amaçlamaktadır. Bu makale, okuyucular arasında bu teknolojinin daha geniş bir şekilde bilinmesini ve benimsenmesini teşvik etmek amacıyla SPR teknolojisini, operasyonel basitliğini ve olağanüstü etkinliğini açıklamaktadır.

Abstract

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

Yüzey plazmon rezonansı (SPR) teknolojisi, diğer biyomoleküler tespitlerin yanı sıra virüsleri, patojenik moleküler proteinleri ve reseptörleri tespit etmek, kan gruplarını belirlemek ve gıda tağşişini tespit etmek için hassas bir hassas yöntemdir. Bu teknoloji, biyomoleküller arasındaki potansiyel bağlanmanın hızlı bir şekilde tanımlanmasına olanak tanıyarak, etiketlemeye gerek kalmadan çeşitli göstergelerin hızlı ve kullanıcı dostu, invaziv olmayan taramasını kolaylaştırır. Ek olarak, SPR teknolojisi, yüksek verimli ilaç taraması için gerçek zamanlı algılamayı kolaylaştırır. Bu programda SPR teknolojisinin uygulama alanı ve temel prensipleri kısaca tanıtılmaktadır. İşlem süreci, cihaz kalibrasyonu ve temel sistem çalışması ile başlayarak, ardından ligand yakalama ve analitin çok döngülü analizi ile ayrıntılı olarak özetlenmiştir. Kuersetin ve kalikosinin KCNJ2 proteinine bağlanmasının gerçek zamanlı eğrisi ve deneysel sonuçları detaylandırıldı. Genel olarak, SPR teknolojisi, ilaç taraması, ilgili farmakokinetiğin gerçek zamanlı tespiti, virüs tespiti ve çevre ve gıda güvenliği tanımlaması için son derece spesifik, basit, hassas ve hızlı bir yöntem sağlar.

Introduction

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

Yüzey plazmon rezonansı (SPR) teknolojisi, analiti etiketleme ihtiyacını ortadan kaldıran optik bir algılama tekniğidir. Kantitatif bağlanma afinitesi, kinetik ve termodinamiğin gerçek zamanlı ve dinamik olarak izlenmesini sağlar. Bu yüksek aktarım hızı kapasitesi son derece hassas ve tekrarlanabilir olup, çeşitli açık hızların, kapalı oranların ve benzeşimin ölçülmesine olanak tanır. Ek olarak, gereken küçük numune miktarı, bu yönteminfaydasını daha da artırır 1,2. Biyomoleküller arasındaki afinite bağlanmasını izleyen hızlı yanıtlı biyomoleküler tespit yöntemi3, öne çıkan bir araştırma alanı olarak ortaya çıkmıştır.

SPR teknolojisi, ilaç araştırma ve geliştirme alanında çeşitli uygulamalara sahiptir4. Kullanımlarından biri, belirli ilaç hedeflerinin yapısal temelini keşfetmektir. Ayrıca, önemli farmakolojik aktivitelere sahip Çin bitkilerinin aktif bileşenlerini tanımlamak ve ilaç taraması ve doğrulama mekanizmalarını incelemek için de kullanılabilir. Gassner ve ark. SPR tayini yoluyla bispesifik antikorlar için doğrusal bir doz-yanıt eğrisi oluşturmuşlardır, bu da konsantrasyon analizi ve kalite kontrolüne izin verir5. Ek olarak, SPR, farmakope ve aşı geliştirmede klinik immünojenisite testleri yapmak için kullanılabilir6.

Kullanılabileceği alanlardan biri de tarım ürünlerinde pestisit kalıntıları, veteriner ilaç kalıntısı, yasa dışı katkı maddeleri, patojenik bakteriler ve ağır metallerin 7,8,9,10 tespiti ve gıda güvenliği testleridir. SPR teknolojisi kullanılarak, bu testlerin doğruluğu ve verimliliği artırılabilir.

SPR teknolojisinin uygulanabileceği bir diğer alan ise toksinlerin ve antibiyotiklerin hızlı bir şekilde tespit edilmesidir. Bu teknoloji, viral antikorların, küçük moleküllü bileşiklerin ve aptamerlerin SPR biyosensör çipine bağlanmasına izin verir. SPR biyosensör çipi daha sonra analit11 olarak farklı viral RNA konsantrasyonlarını tespit eder. Bu yöntem H5N1, H7N9 kuş gribi virüsü ve yeni tip koronavirüs 12,13,14 gibi virüslerin hızlı tespitinde başarıyla kullanılmıştır. Bu uygulamalara ek olarak, SPR teknolojisi proteomik, ilaç taraması, ilgili farmakokinetiğin gerçek zamanlı tespiti ve virüs ve patojenik proteinlerin ve reseptörlerin incelenmesinde de yararlıdır 15,16,17,18. Özellikle üniversitelerde ve araştırma enstitülerinde bilimsel araştırma ve öğretim deneyleri için uygundur ve çeşitli bilimsel ve araştırma ortamlarında değerli bir araçtır.

SPR'nin prensibi, gelen ışık dalgalarının19 neden olduğu, bir metal film ile dielektrik arasındaki arayüzde serbest elektronların toplu salınım hareketidir. Esasen metal yüzeydeki buharlaşan dalga ile plazma dalgası arasındaki rezonanstır20. Işık fotoyoğun bir ortamdan fotofobik bir ortama geçtiğinde, belirli koşullar altında toplam yansıma meydana gelir. Dalga optiği açısından bakıldığında, gelen ışık arayüze ulaştığında hemen yansıyan ışık üretmez. Bunun yerine, önce yaklaşık bir dalga boyu derinliğinde optik fobik ortamdan geçer. Daha sonra, optik olarak yoğun ortama geri dönmeden önce arayüz boyunca yaklaşık yarım dalga boyu boyunca akar. Optik fobik ortamdan geçen bu dalga, ışığın toplam enerjisi sabit kaldığı sürece kaçış dalgası olarak adlandırılır. Metal serbest elektron gazı içerdiğinden plazma olarak kabul edilebilir. Gelen ışık, elektron gazının uzunlamasına titreşimini uyararak, yüzey plazma dalgası olarak bilinen metal-dielektrik arayüz boyunca bir yük yoğunluğu dalgasının oluşmasına yol açar. Bu rezonans, her iki ortamda da üstel zayıflama şeklinde yayılır. Sonuç olarak, yansıyan ışığın enerjisi önemli ölçüde azalır. Yansıyan ışığın tamamen kaybolduğu karşılık gelen geliş açısı, rezonans açısı21 olarak bilinir. SPR, metal film yüzeyine20 yapışan ortamın kırılma indisine karşı oldukça hassastır. SPR açısı, metal film yüzeyinin kırılma indisine göre değişir, kırılma indisi değişimi esas olarak metal film yüzeyinin22 moleküler kütlesi ile orantılıdır. Yüzey ortamının özelliklerinde veya yapışma miktarında herhangi bir değişiklik, farklı rezonans açılarına neden olacaktır. Böylece rezonans açısındaki değişiklikler incelenerek moleküler etkileşim analiz edilebilir.

Yukarıdaki ilkelere dayanan bu tahribatsız, etiketsiz, gerçek zamanlı optik SPR analizi, çeşitli alanlardaki araştırmalar için uygundur. Bu nedenle, örnek olarak kuersetin ve kalikozin ile KCNJ2 rekombinant proteini kombinasyonunu alarak, SPR eğrisinin açısal yer değiştirmesini ve deneysel sonuçları çok döngülü analizle gösterdik.

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

Protocol

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

NOT: Tam deneysel algılama eğrisi, deneysel sürecin sekiz farklı aşamaya ayrılabileceğini gösterir.

1. Numune ve tampon hazırlama

  1. Deneyden önce sensör çiplerini hazırlayın.
    1. Cipslere piranha solüsyonu (%30 H2O2: H2S4 = 1: 3; h / h) ile 2 dakika muamele edin. Daha sonra, çipi bol miktarda deiyonize su ile iyice temizleyin ve ardından susuz etanole batırın ve doğal olarak kurumasını bekleyin.
    2. Daha sonra, çipi gece boyunca 50 M'lik bir konsantrasyonda 11-merkapto-l-undekanol (MUOH) çözeltisine batırın. Daha sonra, çipi bir epiklorohidrin çözeltisine yerleştirin ve 4 saat boyunca 25 ° C'de reaksiyona girmesine izin verin.
    3. Çipi çözeltiden çıkarın ve damıtılmış su ve susuz etanol ile iyice yıkayın. Son olarak, dekstran bazik çözeltisini çipin altın film yüzeyine bırakın ve 20 saat boyunca 25 ° C'de reaksiyona girmesine izin verin. Çipi deiyonize su ile temizleyin ve ardından dekstran hidroksil karboksimetilasyon modifikasyonunu elde etmek için bir bromoasetik asit çözeltisine daldırın. Quercetin ve calycosin sırasıyla ≥98.5% ve% ≥99 saflıkta kullanın.
  2. Çalışan tampon, aktivatör, immobilizasyon tamponu (10 mM sodyum asetat) ve rejenerasyon çözeltisi 10 mM Glisin-HCl, pH 1.5 içeren tüm tamponları hazırlayın. Aktivatör, pH 8.5'te 115 mg N-Hidroksisüksinamid (NHS), 750 mg 1-Etil-3- (3-dimetil aminopropil) karbodiimid hidroklorür (EDC) ve 10.5 mL 1 M etanolamin hidroklorür-NaOH içerir. Her şişeye 10 mL filtrelenmiş deiyonize su ekleyerek EDC ve NHS'yi çözün (bkz. Malzeme Tablosu).
    NOT: EDC ve NHS alikotlarını -18 °C veya altında saklayın, alikotları 2 ay içinde kullanın. Tüm çözeltiler kullanılmadan önce gazdan arındırılmalıdır.

2. Cihaz kalibrasyonu

  1. Çıplak altın üzerine farklı konsantrasyonlarda (%2, %1, %0,5, %0,2 ve %0,1 hacim oranı) alkol enjekte ederek ve alkolün maksimum tepe değerini karşılaştırarak standart bir alkol konsantrasyonu ve tepe değeri eğrisi çizin.
    NOT: 50 μL/dk akış hızında enjeksiyon, orijin veri analiz yazılımı ile standart bir eğri elde edildi.
  2. Teknik kılavuza göre, aşağıdaki formülü kullanarak K ile temsil edilen cihazın düzeltme faktörünü hesaplayın:
    K=Δθ/Δ[(A-B)/(A+B)]
    Bu formülde A ve B, ilgili dedektörlerin sinyal değerlerini temsil eder. Kılavuzda belirtildiği gibi teorik eğim değeri 0,06'dır. Bu nedenle, düzeltme faktörü K, K=0.06/R olarak hesaplanabilir (burada R, standart eğriden elde edilen doğrusal regresyon denkleminin eğimidir).
  3. Gerçek Δθ değerini elde etmek için ölçülen Δ[(A-B)/(A+B)] değerini düzeltme faktörü ile çarpın.

3. Temel sistem çalışması

  1. Sistemi başlatmak için güç anahtarını açın ve algılama birimi önceden ayarlanmış sıcaklığa (genellikle 25 °C) ulaşana kadar bekleyin.
  2. OpenSPRTM Kontrol Yazılımı > Başlat > Programına tıklayarak Kontrol Yazılımını açın, yazılım programı çalıştıktan sonra otomatik olarak ana bilgisayar sistemine bağlanacaktır.
  3. COOH çipini (glukan bazlı çip) takmak için SPR cihazının standart çalıştırma prosedürünü izleyin. İlk olarak, SPR biyoçipinin arkasına bir damla sedir yağı koyun. Ardından, COOH çipini sensörün prizma yüzeyine takın ve çip ile prizma arasında hava kabarcığı olmadığından emin olun. Son olarak, akış havuzunu kurun ve ışık noktasına kadar sıkın.
    NOT: Akış havuzunu belirlenen yuvaya yerleştirin ve sabitleme vidalarını kullanarak güvenli bir şekilde sabitleyin. Kanal boyutları 10 mm x 1 mm x 1 mm'dir.
  4. Çip yerleştirme
    1. Çip kapağını açmak için, Araçlar menüsünden Çip Ekle seçeneğini seçin. Çip bölmesinde zaten bir çip varsa, Araçlar menüsünde Çipi Çıkar seçeneğine tıklayın.
    2. Yeni bir çip kullanıyorsanız, çip tipi açılır menüsünden ilgili Çip Tipini seçin ve çip ID'sini çip ile ilgili deneysel bilgilerle doldurun. Çip lot numarası doldurulabilir (isteğe bağlı). Kullanılmış bir çip ise, Çipi Yeniden Kullan'ı seçin ve çip kimliği açılır menüsünde ilgili çip bilgilerini bulun.
    3. Çipi, kelime tarafı yukarı bakacak şekilde tutun, çip üzerindeki ok yönünü takip ederek çipi yavaşça kart yuvasına itin ve son olarak çip bölmesinin kapağını kapatın.
    4. Dock Chip düğmesine tıklayın. Çip yerleştirildikten sonra sistem otomatik olarak bekleme durumuna geçecektir.
    5. Tüm dahili akış sistemini yüksek bir akış hızında yıkamak için Araçlar > Prime komutu > Başlat'ı seçin. Tüm işlem 6-7 dakika sürer. Sistemi otomatik olarak bekleme durumuna geçirmek için Kapat'ı tıklatın.
  5. Tüp tutucunun sağ tarafındaki Siyah Düğmeyi basılı tutun ve soldaki metal kapağı açın. Uygun test tüpünü yerleştirdikten sonra metal kapağı yavaşça kapatın. Bir tıklama sesi duyarsanız, metal kapak kilitlenmiştir.
  6. Test tüpü tutucusunu kart yuvası boyunca yavaşça s'ye itin.ampbölme ve test tüpü tutucusunun doğru konumda ve kilitli olduğunu gösteren bir tıklama sesi duyun.
  7. Rafı otomatik olarak numune bölmesine beslemek ve kapağı kapatmak için Raf Tepsisini Çıkar iletişim kutusunda Tamam'ı tıklatın.
    NOT: Numune kabin kapısının açılması için bir zaman sınırı vardır. Kapı açıldıktan 60 saniye sonra otomatik olarak kapanacaktır. Son 15 saniye içinde, iletişim kutusundaki geri sayım kırmızı yazı tipinde görünür ve yanıp söner. Elinizi sıkıştırmamak için yeniden açmadan önce kapının kapanmasını bekleyin.
  8. Yanıt sinyallerinin normalleştirilmesi
    1. Araç > Diğer Araçlar'ı seçin, Bakım Araçları dizininde Normalleştir'i seçin ve Başlat > İleri'ye tıklayın.
    2. 7 mm'lik bir test tüpüne 120 μL %70 BIAnormalleştirme solüsyonu ekleyin. Test tüpünü programda (R2F6) gösterilen belirtilen konuma yerleştirin. Tüp tutucu kapağının düzgün bir şekilde kapatıldığını onayladıktan sonra, tüp tutucuyu s'ye yerleştirinampbölmeye yerleştirin ve kabin kapısını kapatın ve programı çalıştırmak için Başlat'a tıklayın.

4. Ligand yakalama

  1. pH ölçümü
    1. Ligandları çip üzerine sabitlemeden önce, daha iyi bir birleştirme etkisi elde etmek için elektrostatik adsorpsiyon yoluyla çipin yüzeyine yakın ligandları zenginleştirmek için uygun bir ligand tampon pH'ını tarayın. Genel ligand konsantrasyonu 10-100 μg/mL'dir ve ilk deney için 20 μg/mL kullanmayı deneyin.
    2. Ligandı 5.5, 5.0, 4.5 ve 4 pH değerlerine sahip 10 mM sodyum asetattan tarayın. Proses parametrelerini ayarlamak için Run-Wizard, Surface Preparation-Immobilization pH Scouting'i seçin ve Yeni'ye tıklayın.
    3. 1, 2, 3 veya 4 numaralı kanallardan seçilebilen çip kanalını seçin. Tamponun önceden ayarlanmış dört koşulu vardır: 10 mM sodyum asetat, pH 5.5, 5.0, 4.5 ve 4. Ardından, ligand adını, temas süresini (180 s) ve akış hızını (5 μL/dak) girin.
    4. Yüzey 50 mM NaOH ile yenilendikten sonra, talaş yüzey sıcaklığını ve numune odasının sıcaklığını ayarlayın. Ardından, soldaki numune ve reaktif rafını1 seçin ve çözeltiyi numune rafındaki ilgili konuma göre yerleştirin. Deneysel yöntemi kaydedin ve İleri'ye tıklayarak deneyi başlatın.
  2. Ligand immobilizasyonu
    1. Run-Wizard, Surface Preparation-Immobilization (Yüzey Hazırlama-İmmobilizasyon) seçeneklerini seçin ve New'e tıklayın. Mobilizasyon yeteneğini dört kanala ayarlayın: FC1, FC2, FC3 ve FC4. Genel olarak, kanal 1 ve 2 eşleştirilirken kanal 1 referans olarak kullanılır ve kanal 3, dört kanalın tümü mobilize edilirken referans olarak kullanılır.
    2. Kanal 2'deki ligandları birleştirmek için kanal 1 ve 2'yi kullanarak boş kontrast veya aktivasyonla kapalı ligandsız sabitleme için referans kanallarını kullanın.
      NOT: Kullanılabilir iki bağlantı modu vardır: hareketsiz seviyeyi hedefleyin ve temas süresini belirtin. Hareketsiz seviye modu hedefinde, hedef bağlantı seviyesini girin ve yazılım otomatik olarak ilgili seviyeye ulaşacaktır. Temas süresi modu, enjeksiyon süresi ve akış hızının girilmesini gerektirir ve genellikle ön deneylere dayalı olarak kullanılır.

5. Çok döngülü analit yöntemi

  1. Prime'ı çalıştırın ve şırıngayı ve hazneyi sabit bir tamponla doldurun. Çalıştır-El ile çalıştırma'yı seçin, akış yolunda Kanallar 1-2'yi seri olarak seçin ve Başlat'a tıklayın.
  2. Maksimum akış hızında (150 μL/dk) çalışmaya başlayın ve HEPES (pH 7.4) olan tamponu tespit edin. Kararlı bir taban çizgisine ulaşıldığında, numune halkasını tamponla yıkayın ve numune halkasını boşaltın.
    NOT: Taban çizgisine (tampon çalıştırıldığında algılama eğrisi üzerinde oluşan bir denge çizgisi) 10 dakika içinde ulaşılmazsa, 30 saniye boyunca 10 mM sodyum hidroksit enjekte etmeyi deneyin.
  3. Çipi EDC/NHS (1:1, her biri 50 μL) solüsyonu ile etkinleştirin.
  4. Numune üzerinde aktif tampon ile seyreltilmiş 200 μL ligandı 4 dakika boyunca çalıştırın. Bağlanma stabilize olduktan sonra, numune halkasını tampon ile yıkayın.
  5. 200 μL bloke edici çözelti örnekleyin, örnek halkasını tampon ile durulayın ve hava ile boşaltın. Stabiliteyi sağlamak için taban çizgisini 5 dakika boyunca gözlemleyin.
  6. Analitleri tampon çözeltisi ile seyreltin, daha sonra 3.9 μM, 7.8 μM, 15.625 μM ve 31.25 μM kuersetin ve 15.625 μM, 31.25 μM, 62.5 μM, 125 μM ve 250 μM kalisin, 20 μL / dk'da numune olarak.
  7. Protein (10 μg/mL-50 μg/mL) ve ligandın bağlanma süresi 240 s, doğal ayrışma süresi ise 360 s'dir. Akış hızını 150 μL/dk'ya yükseltin ve analiti çıkarmak için uygun rejenerasyon tamponu enjekte edin.

6. Yenilenme

  1. Rejenerasyon için 10 mM Glisin-HCl, yüksek tuz veya değişen pH seviyelerine sahip asit-baz çözeltileri kullanın (örn., 2.5, 4.5, 5.0, 5.5, vb.).
  2. Rejenerasyon koşullarını taramak için run-wizard-assay development-regeneration scouting'i kullanın ve Yeni'ye tıklayın. Akış yolunda seri olarak 1-2 kanal seçin, çipi seçin ve İleri'ye tıklayın.
  3. Çipi ısıtmak için, 3 kattan fazla yapılması gereken Başlangıç'a tıklayın. Analitin adını girin ve rejenere çözeltinin akış hızını 150 μL/dk olarak ayarlayın.

7. Veri analizi

  1. Bire Bir analiz modelini kullanarak bir SPR veri analiz yazılımı kullanarak deneysel sonuçları analiz edin.
    NOT: Tüm işlem çalışan arabellekte gerçekleştirilir. SPR tahlil işleminde kullanılan diğer tamponlar, enjeksiyon tamponu ile aynıdır.

8. Sistem bakımı

  1. Deneyi tamamladıktan sonra, algılama çipini çıkarın ve bakım çipi ile değiştirin. Çalışan tamponu yeterince taze saf su ile değiştirin ve sistemi prime ile yıkayın. Hazırlandıktan sonra, atık sıvı şişesini temizlemek ve iğne suyunu değiştirmek için sistem otomatik olarak bekleme moduna geçecektir.

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

Results

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

Proteinin çip yüzeyine sabitlenip sabitlenmediğini belirlemek için, SPR sensör haritasının (Şekil 1) ordinatı (yanıt sinyali) kullanılırken, SPR eğrisinin açısal yer değiştirmesi elde edilir. Şekil 2 ve Şekil 3 , 3.9 μM ila 250 μM arasında değişen konsantrasyonlarda kontrol indirgemesinden sonra KCNJ2 rekombinant proteinin hareketsizleştirilmiş yüzeyinde KCNJ2 rekombinant proteini ile quercetin ve kalikozin arasındaki etkileşimin SP...

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

Discussion

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

SPR analiz döngüsü dört aşamaya ayrılmıştır. İlk aşama olan taban çizgisi, tamponun enjeksiyonunu içerir. Bunu takiben ikinci aşama olan ligand yakalamadır. COOH sensör çipi, 20 μL/dk akış hızında EDC/NHS (1:1) ile etkinleştirilir. Çip daha sonra 20 μL/dk'lık bir akış hızında 1 M etanolamin hidroklorür-NaOH kullanılarak devre dışı bırakılır. Üçüncü aşama olan çok çevrimli analit yöntemine geçiliyor. Analit, 240 s'lik bir birleşme fazı için 20 μL/dk'lık bir akış hızında kanala enjekte edi...

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

Disclosures

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

Yazarların ifşa edecek hiçbir şeyi yok.

Acknowledgements

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

Bu çalışma, Sichuan Eyaleti Büyük Ar-Ge Projesi (2022YFS043), Ningxia'nın Temel Araştırma ve Geliştirme Programı (2023BEG02012) ve TCM Chengdu Üniversitesi'nin (XKTD2022013) Xinglin Scholar Araştırma Teşvik Projesi tarafından desteklenmiştir.

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

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
1-Etil-3- (3-dimetilaminopropil) karbodiimid hidroklorür (EDC)Nan Jing Reaktifi, Nanjing, ÇinC08296594
Susuz etanolMerck Chemical Technologies Ltd., Şangay, Çin459836
BIAnormalleştirme çözümüMerck Chemical Technologies Ltd., Şangay, Çin49781
Engelleme çözümüBosheng Biotechnology Co.,Ltd., Şangay, Çin110050
Bromoasetik asitMerck Chemical Technologies Ltd., Şangay, Çin17000
CalycosinPush Bio-technology Co., Ltd., Chengdu, ÇinPU0124-0025
DextranCanspec Scientific Instruments Co., Ltd., Şangay, ÇinPM10036
EpiklorohidrinMerck Kimyasal Teknolojiler Ltd., Şangay, Çin
Etanolamin hidroklorürYuanye Biotech Co., Ltd., Şangay, ÇinS44235
Glycine-HClMerck Chemical Technologies Ltd., Şangay, ÇinG2879
H2O2Merck Chemical Technologies Ltd., Şangay, Çin3587191
H2SO4Nantong yüksek teknoloji Sanayi Geliştirme Bölgesi, Çin2020001150C
HEPESXiya Reagent Co., Ltd., Shandong, ÇinS3872
KCNJ2 (İnsan) Rekombinant ProteinAbnova, West Meijie Technology Co., Ltd., Pekin, ÇinH00003759-Q01
MUOHJizhi Biochemical Technology Co., Ltd., Şangay, ÇinM40590
NaOHMerck Chemical Technologies Ltd., Şangay, ÇinSX0603
N-Hidroksisüksinamid (NHS)Yuanye Biotech Co., Ltd., Şangay, ÇinS13005
OpenSPRTMNicoya
QuercetinPush Bio-technology Co., Ltd., Chengdu, ÇinPU0041-0025
Sensör Çipi COOHNicoya
Sodyum AsetatMerck Chemical Technologies Ltd., Şangay, Çin229873
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 molecule-protein interactions using SPR method. Methods Mol Biol. 2690, 149-159 (2023).
  3. Mousavi, S. M., et al. Biomedical applications of an ultra-sensitive surface plasmon resonance biosensor based on smart MXene quantum dots (SMQDs). Biosensors (Basel). 12 (9), 743(2022).
  4. Olaru, A., Bala, C., Jaffrezic-Renault, N., Aboul-Enein, H. Y. Surface plasmon resonance (SPR) biosensors in pharmaceutical analysis. Crit Rev Anal Chem. 45 (2), 97-105 (2015).
  5. Meschendoerfer, W., Gassner, C., Lipsmeier, F., Regula, J. T., Moelleken, J. SPR-based assays enable the full functional analysis of bispecific molecules. J Pharm Biomed Anal. 132, 141-147 (2017).
  6. Djaileb, A., et al. Cross-validation of ELISA and a portable surface plasmon resonance instrument for IgG antibody serology with SARS-CoV-2 positive individuals. Analyst. 146 (15), 4905-4917 (2021).
  7. Miyake, S., et al. Simultaneous detection of six different types of pesticides by an immunosensor based on surface plasmon resonance. Anal Sci. 36 (3), 335-340 (2020).
  8. Ravindran, N., et al. Recent advances in surface plasmon resonance (SPR) biosensors for food analysis: a review. Crit Rev Food Sci Nutr. 63 (8), 1055-1077 (2023).
  9. Bhandari, D., Chen, F. C., Bridgman, R. C. Magnetic nanoparticles enhanced surface plasmon resonance biosensor for rapid detection of Salmonella typhimurium in Romaine lettuce. Sensors (Basel). 22 (2), 475(2022).
  10. Amirjani, A., Kamani, P., Hosseini, H. R. M., Sadrnezhaad, S. K. SPR-based assay kit for rapid determination of Pb2. Anal Chim Acta. 1220, 340030(2022).
  11. Shrivastav, A. M., Cvelbar, U., Abdulhalim, I. A comprehensive review on plasmonic-based biosensors used in viral diagnostics. Commun Biol. 4 (1), 70(2021).
  12. Nguyen, V. T., et al. Highly sensitive sandwich-type SPR based detection of whole H5Nx viruses using a pair of aptamers. Biosens Bioelectron. 86, 293-300 (2016).
  13. Chang, Y. F., et al. Simple strategy for rapid and sensitive detection of avian influenza A H7N9 virus based on intensity-modulated SPR biosensor and new generated antibody. Anal Chem. 90 (3), 1861-1869 (2018).
  14. Das, C. M., Guo, Y., Kang, L., Ho, H. P., Yong, K. T. Investigation of plasmonic detection of human respiratory virus. Adv Theory Simul. 3 (7), 2000074(2020).
  15. Lakayan, D., Haselberg, R., Niessen, W. M., Somsen, G. W., Kool, J. On-line coupling of surface plasmon resonance optical sensing to size-exclusion chromatography for affinity assessment of antibody samples. J Chromatogr. A. 1452, 81-88 (2016).
  16. Loo, J. F., et al. An aptamer bio-barcode (ABC) assay using SPR, RNase H, and probes with RNA and gold-nanorods for anti-cancer drug screening. Analyst. 142 (19), 3579-3587 (2017).
  17. Fabini, E., Danielson, U. H. Monitoring drug-serum protein interactions for early ADME prediction through surface plasmon resonance technology. J Pharm Biomed Anal. 144, 188-194 (2017).
  18. Khalenkov, A. M., Norton, M. G., Scoot, D. E. Method for screening influenza neutralizing antibodies in crude human plasma and its derivatives using SPR. Heliyon. 9 (5), 15651(2023).
  19. Locatelli-Hoops, S., Yeliseev, A. A., Gawrisch, K., Gorshkova, I. Surface plasmon resonance applied to G protein-coupled receptors. Biomed Spectrosc Imaging. 2 (3), 155-181 (2013).
  20. Singh, S., et al. 2D nanomaterial-based surface plasmon resonance sensors for biosensing applications. Micromachines (Basel). 11 (8), 779(2020).
  21. Pourmadadi, M., et al. Properties and applications of graphene and its derivatives in biosensors for cancer detection: A comprehensive review. Biosensors. 12 (5), 269(2022).
  22. Singh, T. I., Singh, P., Karki, B. Early detection of chikungunya virus utilizing the surface plasmon resonance comprising a silver-silicon-PtSe 2 multilayer structure. Plasmonics. 18 (3), 1173-1180 (2023).
  23. Das, S., Devireddy, R., Gartia, M. R. Surface plasmon resonance (SPR) sensor for cancer biomarker detection. Biosensors (Basel. 13 (3), 396(2023).
  24. Liu, R., Ye, X., Cui, T. Recent progress of biomarker detection sensors. Research (Wash D C). 2020, 7949037(2020).
  25. Bolognesi, M., et al. A fully integrated miniaturized optical biosensor for fast and multiplexing plasmonic detection of high- and low-molecular-weight analytes. Adv Mater. 35 (26), 2208719(2023).
  26. Inoue, S., Fukada, K., Hayashi, K., Seyama, M. Data processing of SPR curve data to maximize the extraction of changes in electrochemical SPR measurements. Biosensors (Basel). 12 (8), 615(2022).
  27. Topor, C. V., Puiu, M., Bala, C. Strategies for surface design in surface plasmon resonance (SPR) sensing. Biosensors (Basel). 13 (4), 465(2023).
  28. Bonnet, H., et al. Negative SPR signals during low molecular weight analyte recognition). Anal Chem. 93 (8), 4134-4140 (2021).
  29. He, P., et al. Cholesterol chip for the study of cholesterol-protein interactions using SPR. Biosensors (Basel). 12 (10), 788(2022).
  30. Kausaite-Minkstimiene, A., et al. An ultra-sensitive SPR immunosensor for quantitative determination of human cartilage oligomeric matrix protein biomarker. Biosens Bioelectron. 234, 115370(2023).
  31. Pandey, P. S., et al. SPR based biosensing chip for COVID-19 diagnosis-A review. IEEE Sens J. 22 (14), 13800-13810 (2022).
  32. Mei, Y., et al. Single-layer graphene-coated gold chip for electrochemical surface plasmon resonance study. Anal Bioanal Chem. 411, 4577-4585 (2019).
  33. Zhou, L., Arugula, M. A., Chin, B. A., Simonian, A. L. Simultaneous surface plasmon resonance/fluorescence spectroelectrochemical in situ monitoring of dynamic changes on functional interfaces: A study of the electrochemical proximity assay model system. ACS Appl Mater Interfaces. 10 (48), 41763-41772 (2018).

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