Doppelpolarisationsinterferometrie

Doppelpolarisationsinterferometrie (DPI) ist eine analytische Technik, die molekulare Schichten untersucht, die an der Oberfläche von a adsorbiert werden Wellenleiter Verwendung der Evaneszente Welle von a Laser- Strahl. Es wird verwendet, um die zu messen Konformationsänderung in Proteinen oder anderen Biomolekülen, wie sie funktionieren (bezeichnet als die Konformationsaktivitätsbeziehung).

Instrumentierung

DPI[1] Fokussiert Laserlicht in zwei Wellenleiter. Eine dieser Funktionen als "Erfassungs" -Wellenleiter mit einer freiliegenden Oberfläche, während die zweite Funktionen für einen Referenzstrahl aufrechterhalten. Ein zweidimensionaler Interferenzmuster wird im Fernfeld gebildet, indem das Licht kombiniert wird, das durch die beiden Wellenleiter fährt. Die DPI -Technik dreht die Polarisation des Lasers, um zwei Polarisationsmodi der Wellenleiter abwechselnd zu erregen. Die Messung des Interferogramms für beide Polarisationen ermöglicht beide Brechungsindex und die Dicke der zu berechnenden adsorbierten Schicht. Die Polarisation kann schnell umgeschaltet werden, was Echtzeitmessungen von ermöglicht chemische Reaktionen auf einem Chip stattfinden auftauchen in einem Durchflusssystem. Diese Messungen können verwendet werden, um Konformationsinformationen über die zu schließen Molekulare Wechselwirkungen stattfinden, wie die Molekülgröße (aus der Schichtdicke) und die Faltdichte (aus der RI) sich ändern. DPI wird typischerweise zur Charakterisierung verwendet Biochemisch Wechselwirkungen durch Quantifizierung von allen Konformationsänderung Gleichzeitig wie die Messung der Reaktionsraten, der Affinitäten und der Thermodynamik.

Die Technik ist quantitativ und Echtzeit (10 Hz) mit einer dimensionalen Auflösung von 0,01 nm.[2]

Anwendungen

Eine neuartige Anwendung für die Doppelpolarisationsinterferometrie entstand 2008, bei der die durch den Wellenleiter gelangen Licht in Gegenwart von Kristallwachstum gelöscht wird. Dies hat ermöglicht, die frühesten Stadien der Proteinkristallkeimbildung zu überwachen.[3] Spätere Versionen von Dual-Polarisation-Interferometern haben auch die Fähigkeit, die Reihenfolge und Störung von dünnenden Dünnfilmen zu quantifizieren.[4] Dies wurde zum Beispiel verwendet, um die Bildung von Lipiddoppelschichten und ihre Wechselwirkung mit Membranproteinen zu untersuchen.[5][6]

Verweise

  1. ^ Kreuz, G; Reeves, AA; Marke, s; Popplewell, JF; Peel, LL; Swann, MJ; Freeman, NJ (2003). "Ein neuer quantitativer optischer Biosensor für die Proteincharakterisierung". Biosensoren und Bioelektronik. 19 (4): 383–90. doi:10.1016/s0956-5663 (03) 00203-3. PMID 14615097.
  2. ^ Swann, MJ; Freeman, NJ; Cross, GH (2007). "Doppelpolarisationsinterferometrie: Eine optische Echtzeit-Technik zur Messung (BIO) molekularer Orientierung, Struktur und Funktion an der festen/flüssigen Grenzfläche". In Marks, R.S.; Lowe, C.R.; Cullen, D.C.; Weetall, H.H.; Karube, I. (Hrsg.). Handbuch mit Biosensoren und Biochips. Vol. 1. Wiley. Pt. 4, ch. 33, S. 549–568. ISBN 978-0-470-01905-4.
  3. ^ Boudjemline, a; Clarke, DT; Freeman, NJ; Nicholson, JM; Jones, Gr (2008). "Frühe Stadien der Proteinkristallisation, wie durch aufkommende optische Wellenleitertechnologie gezeigt". Journal of Applied Crystalography. 41 (3): 523. doi:10.1107/s0021889808005098.
  4. ^ Mashaghi, a; Swann, M; Popplewell, J; Textor, M; Reimhult, E (2008). "Optische Anisotropie von unterstützten Lipidstrukturen, die durch Wellenleiterspektroskopie und ihre Anwendung zur Untersuchung der Kinetik der unterstützten Lipiddoppelschicht -Formation untersucht wurden". Analytische Chemie. 80 (10): 3666–76. doi:10.1021/AC800027S. PMID 18422336.
  5. ^ Sanghera, n; Swann, MJ; Ronan, G; Pinheiro, TJ (2009). "Einblick in frühe Ereignisse in der Aggregation des Prionproteins auf Lipidmembranen". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranen. 1788 (10): 2245–51. doi:10.1016/j.bbamem.2009.08.005. PMID 19703409.
  6. ^ Lee, th; Heng, C; Swann, MJ; Gehman, JD; Separovisch, f; Aguilar, MI (2010). "Quantitative Echtzeitanalyse der Lipidstörung durch Aurein 1.2 während der Membranadsorption, Destabilisierung und Lyse". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranen. 1798 (10): 1977–86. doi:10.1016/j.bbamem.2010.06.023. PMID 20599687.

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