Рефлектометрическая интерференционная спектроскопия (RIfS) - это физический метод, основанный на интерференции белого света на тонких пленках, который используется для исследования взаимодействия молекул.
Принцип
Основной принцип измерения соответствует принципу интерферометра Майкельсона .
Реализация
Белый свет направляется вертикально на многослойную систему из SiO 2 , высокопреломляющего Ta 2 O 5 и дополнительного слоя SiO 2 (этот дополнительный слой может быть химически модифицирован). Частичные лучи белого света отражаются на каждой фазовой границе, а затем преломляются (проходят). Эти отраженные частичные лучи накладываются друг на друга, что приводит к интерференционному спектру, который обнаруживается с помощью спектрометра с диодной матрицей.
За счет химической модификации верхний слой SiO 2 изменяется таким образом, чтобы обеспечить взаимодействие с целевыми молекулами. Это взаимодействие вызывает изменение толщины физического слоя d и показателя преломления n внутри этого слоя. Их произведение определяет оптическую толщину слоя: n • d.
Изменение оптической толщины приводит к модуляции интерференционного спектра. Мониторинг этого изменения с течением времени позволяет наблюдать поведение связывания целевых молекул.
Заявление
RIfS используется, прежде всего, в качестве метода обнаружения в химио- и биосенсорах .
Хемосенсоры особенно подходят для измерений в сложных условиях и в газовой фазе. В качестве чувствительных слоев используются в основном неселективные полимеры для измерения, которые сортируют аналиты по размеру (так называемый эффект молекулярного сита при использовании микропористых полимеров) или по полярности (например, функционализированные полидиметилсилоксаны ). При выполнении неселективных измерений измеряется суммарный сигнал от нескольких аналитов, что означает, что для количественной оценки необходимо использовать многомерный анализ данных, такой как нейронные сети . Однако также можно использовать выборочно измеряемые полимеры, так называемые молекулярные импринтированные полимеры (MIP), которые обеспечивают элементы искусственного распознавания.
При использовании биосенсоров , полимеры , таких как полиэтиленгликоль или декстраны наносят на систему слоев, и на эти элементах для распознавания биомолекул обездвижены. В принципе, любая молекула может использоваться в качестве распознающего элемента (белки, такие как антитела , ДНК / РНК, такие как аптамеры , небольшие органические молекулы, такие как эстрон , а также липиды, такие как фосфолипидные мембраны).
RIfS, как и SPR, представляет собой метод без меток, который позволяет наблюдать с разрешением во времени взаимодействия между партнерами по связыванию без использования флуоресценции или радиоактивных меток.
Литература
- G. Gauglitz, A. Brecht, G. Kraus и W. Nahm. Датчик. Actuat. B-Chem. 11 января 1993 г.
- А. Юнг. Анальный. Биоанал. Chem. 372 1, 2002
- Ф. Гезельхен, Б. Циммерманн, Ф. В. Херберг. Методы молекулярной биологии, 2005 г.
- Т. Нагель, Э. Эрентрайх-Форстер, М. Сингх и др. Датчики и исполнительные механизмы B-Chemical 129 2, 2008
- П. Фехнер, Ф. Прёлль, М. Карлквист и Г. Пролль. Анальный. Биоанал. Chem. 1 ноября 2008 г.