Двойной поляризации интерферометрии ( DPI ) представляет собой аналитический метод , который зонды молекулярных слоев , адсорбированного на поверхности волновода с использованием слабых волн в виде лазерного луча. Он используется для измерения конформационных изменений белков или других биомолекул в процессе их функционирования (так называемая взаимосвязь конформационной активности ).
Приборы
DPI [1] фокусирует лазерный свет в два волновода. Один из них функционирует как «чувствительный» волновод с открытой поверхностью, а второй функционирует как поддерживающий опорный луч. Двумерная интерференционная картина формируется в дальней зоне 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 рассчитать как показатель преломления, так и толщину адсорбированного слоя. Поляризацию можно быстро переключать, что позволяет в реальном времени измерять химические реакции , происходящие на поверхности чипа в проточной системе. Эти измерения могут быть использованы для вывода конформационной информации о происходящих молекулярных взаимодействиях при изменении размера молекулы (от толщины слоя) и плотности складок (от RI). DPI обычно используется для характеристики биохимических взаимодействий путем количественной оценки любых конформационных изменений одновременно с измерением скорости реакции, сродства и термодинамики. [ необходима цитата ]
Метод является количественным и работает в режиме реального времени (10 Гц) с разрешением по размерам 0,01 нм. [2]
Приложения
Новое приложение для двухполяризационной интерферометрии появилось в 2008 году, когда интенсивность света, проходящего через волновод, снижается в присутствии роста кристаллов. Это позволило отслеживать самые ранние стадии зародышеобразования белковых кристаллов. [3] Более поздние версии интерферометров с двойной поляризацией также имеют возможность количественно определять порядок и разрушение в двулучепреломляющих тонких пленках. [4] Это было использовано, например, для изучения образования липидных бислоев и их взаимодействия с мембранными белками. [5] [6]
Рекомендации
- ^ Крест, G; Ривз, AA; Марка, S; Popplewell, JF; Пил, LL; Суонн, MJ; Фриман, штат Нью-Джерси (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 .
- ^ Суонн, MJ; Фримен, штат Нью-Джерси; Крест, GH (2007). «Двойная поляризационная интерферометрия: оптический метод в реальном времени для измерения (био) молекулярной ориентации, структуры и функций на границе твердое тело / жидкость». В марках, RS; Лоу, CR; Каллен, округ Колумбия; Weetall, HH; Карубе, И. (ред.). Справочник по биосенсорам и биочипам . Vol. 1. Wiley . Pt. 4, гл. 33. С. 549–568. ISBN 978-0-470-01905-4.
|volume=
есть дополнительный текст ( справка ) - ^ Boudjemline, A; Кларк, ДТ; Фримен, штат Нью-Джерси; Николсон, JM; Джонс, GR (2008). «Ранние стадии кристаллизации белка, выявленные с помощью новых технологий оптических волноводов». Журнал прикладной кристаллографии . 41 (3): 523. DOI : 10,1107 / S0021889808005098 .
- ^ Машаги, А; Суонн, М; Попплуэлл, Дж; Textor, M; Реймхульт, Э (2008). «Оптическая анизотропия поддерживаемых липидных структур, исследованная методом волноводной спектроскопии, и ее применение для изучения кинетики образования поддерживаемого липидного бислоя». Аналитическая химия . 80 (10): 3666–76. DOI : 10.1021 / ac800027s . PMID 18422336 .
- ^ Sanghera, N; Суонн, MJ; Ронан, G; Пинейро, Т.Дж. (2009). «Понимание ранних событий агрегации прионного белка на липидных мембранах». Biochimica et Biophysica Acta . 1788 (10): 2245–51. DOI : 10.1016 / j.bbamem.2009.08.005 . PMID 19703409 .
- ^ Ли, TH; Heng, C; Суонн, MJ; Gehman, JD; Сепарович, Ф; Агилар, Мичиган (2010). «Количественный анализ разупорядочения липидов под действием ауреина 1.2 в режиме реального времени во время адсорбции, дестабилизации и лизиса мембраны» . Biochimica et Biophysica Acta . 1798 (10): 1977–86. DOI : 10.1016 / j.bbamem.2010.06.023 . PMID 20599687 .
дальнейшее чтение
- Крест, GH; Рен, Y; Фриман, штат Нью-Джерси (1999). «Полосы Юнга из вертикально интегрированных пластинчатых волноводов: приложения для измерения влажности» (PDF) . Журнал прикладной физики . 86 (11): 6483. Bibcode : 1999JAP .... 86.6483C . DOI : 10.1063 / 1.371712 .
- Крест, G (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 .
- Фримен, штат Нью-Джерси; Пил, LL; Суонн, MJ; Крест, GH; Ривз, А; Марка, S; Лу, младший (2004). «Исследования в реальном времени с высоким разрешением адсорбции и структуры белка на границе твердое тело – жидкость с использованием двойной поляризационной интерферометрии». Журнал физики: конденсированное вещество . 16 (26): S2493 – S2496. Bibcode : 2004JPCM ... 16S2493F . DOI : 10.1088 / 0953-8984 / 16/26/023 .
- Хан, TR; Грандин, HM; Машаги, А; Textor, M; Reimhult, E; Ревякин, I (2008). «Перераспределение липидов в везикулах, содержащих фосфатидилсерин, адсорбирующихся на диоксиде титана». Биоинтерфазы . 3 (2): FA90. DOI : 10.1116 / 1.2912098 . PMID 20408675 . S2CID 28632810 .