stringtranslate.com

Двойная поляризационная интерферометрия

Двойная поляризационная интерферометрия ( DPI ) — это аналитический метод, который исследует молекулярные слои, адсорбированные на поверхности волновода, с помощью затухающей волны лазерного луча . Он используется для измерения конформационных изменений в белках или других биомолекулах по мере их функционирования (называемых соотношением конформация-активность ).

Инструментарий

DPI [1] фокусирует лазерный свет в два волновода. Один из них функционирует как «чувствительный» волновод с открытой поверхностью, в то время как второй функционирует для поддержания опорного луча. Двумерная интерференционная картина формируется в дальнем поле путем объединения света, проходящего через два волновода. Метод DPI вращает поляризацию лазера, чтобы поочередно возбуждать две поляризационные моды волноводов. Измерение интерферограммы для обеих поляризаций позволяет вычислить как показатель преломления , так и толщину адсорбированного слоя. Поляризацию можно быстро переключать, что позволяет проводить измерения в реальном времени химических реакций, происходящих на поверхности чипа в проточной системе. Эти измерения можно использовать для вывода конформационной информации о происходящих молекулярных взаимодействиях , поскольку размер молекулы (по толщине слоя) и плотность складки (по RI) изменяются. DPI обычно используется для характеристики биохимических взаимодействий путем количественной оценки любых конформационных изменений одновременно с измерением скоростей реакций, сродства и термодинамики. [ необходима цитата ]

Метод является количественным и работает в режиме реального времени (10 Гц) с пространственным разрешением 0,01 нм. [2]


Существуют также расширения двухполяризационной интерферометрии, а именно многолучевая двухполяризационная интерферометрия (MPL-DPI) [3] [4] [5] и DPI с усилением поглощения. В MPL-DPI можно выполнить количественную оценку как толщины слоя, так и показателя преломления (плотности) и, следовательно, массы на единицу площади для пленок с покрытием in situ и ex situ, тогда как обычная DPI может вычислять свойства пленки только при постоянном контроле интерферограммы. DPI с усилением поглощения [6] (AE-DPI) используется для разделения массы различных молекул на поверхности, используя поглощение одного из видов молекул по сравнению с другими видами на поверхности.

Приложения

Новое применение для двухполяризационной интерферометрии появилось в 2008 году, где интенсивность света, проходящего через волновод, гасится в присутствии роста кристаллов. Это позволило контролировать самые ранние стадии зарождения кристаллов белка. [7] Более поздние версии двухполяризационных интерферометров также обладают способностью количественно определять порядок и нарушение в тонких двулучепреломляющих пленках. [8] Это использовалось, например, для изучения образования липидных бислоев и их взаимодействия с мембранными белками. [9] [10]

Ссылки

  1. ^ Кросс, Г.; Ривз, А.А.; Брэнд, С.; Попплуэлл, Дж.Ф.; Пил, Л.Л.; Суонн, М.Дж.; Фримен, Н.Дж. (2003). «Новый количественный оптический биосенсор для характеристики белков». Биосенсоры и биоэлектроника . 19 (4): 383–90. doi :10.1016/S0956-5663(03)00203-3. PMID  14615097.
  2. ^ Сванн, М. Дж.; Фримен, Н. Дж.; Кросс, Г. Х. (2007). «Двойная поляризационная интерферометрия: оптический метод измерения (био)молекулярной ориентации, структуры и функции в реальном времени на границе раздела твердое тело/жидкость». В Marks, RS; Lowe, CR; Cullen, DC; Weetall, HH; Karube, I. (ред.). Справочник по биосенсорам и биочипам . Том 1. Wiley . Часть 4, гл. 33, стр. 549–568. ISBN 978-0-470-01905-4.
  3. ^ Коффи, Пол Д.; Суонн, Маркус Дж.; Вай, Томас А.; Шедин, Фред; Лу, Цзянь Р. (22 июня 2009 г.). «Двойная поляризационная интерферометрия с множественной длиной пути». Optics Express . 17 (13): 10959–10969. Bibcode : 2009OExpr..1710959C. doi : 10.1364/OE.17.010959 . PMID  19550495.
  4. ^ Коффи, Пол. «Измерения границ раздела коллоидных и биоколлоидных систем в реальном времени» . Получено 16 декабря 2022 г.
  5. ^ Delivopoulos, Evangelos; Ouberai, Myriam M.; Coffey, Paul D.; Swann, Marcus J.; Shakesheff, Kevin M.; Welland, Mark E. (февраль 2015 г.). «Слои сывороточных белков на парилене-C и оксиде кремния: влияние на клеточную адгезию». Colloids and Surfaces B: Biointerfaces . 126 : 169–177. doi : 10.1016/j.colsurfb.2014.12.020 . PMC 4342411 . PMID  25555155. 
  6. ^ Коффи, Пол Дэвид; Суонн, Маркус Джек; Вай, Томас Эндрю; Му, Циншань; Лу, Цзянь Жэнь (2013). «Структура и масса неоднородных тонких пленок, измеренные с помощью двойной поляризационной интерферометрии и эллипсометрии». RSC Advances . 3 (10): 3316. Bibcode : 2013RSCAd...3.3316C. doi : 10.1039/C2RA22911K.
  7. ^ Буджемлин, А.; Кларк, Д.Т.; Фримен, Н.Дж.; Николсон, Дж.М.; Джонс, Г.Р. (2008). «Ранние стадии кристаллизации белка, выявленные с помощью новой технологии оптических волноводов». Журнал прикладной кристаллографии . 41 (3): 523. doi :10.1107/S0021889808005098.
  8. ^ Mashaghi, A; Swann, M; Popplewell, J; Textor, M; Reimhult, E (2008). «Оптическая анизотропия поддерживаемых липидных структур, исследованная с помощью волноводной спектроскопии, и ее применение для изучения кинетики формирования поддерживаемого липидного бислоя». Аналитическая химия . 80 (10): 3666–76. doi :10.1021/ac800027s. PMID  18422336.
  9. ^ Sanghera, N; Swann, MJ; Ronan, G; Pinheiro, TJ (2009). «Взгляд на ранние события в агрегации прионного белка на липидных мембранах». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Биомембраны . 1788 (10): 2245–51. doi : 10.1016/j.bbamem.2009.08.005 . PMID  19703409.
  10. ^ Ли, TH; Хенг, C; Суонн, MJ; Геман, JD; Сепарович, F; Агилар, MI (2010). «Количественный анализ в реальном времени липидного разупорядочения под действием ауреина 1.2 во время мембранной адсорбции, дестабилизации и лизиса». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Биомембраны . 1798 (10): 1977–86. doi : 10.1016/j.bbamem.2010.06.023 . PMID  20599687.

Дальнейшее чтение