Ein Sensor ist im Prinzip ein Gerät, das physikalische Veränderungen misst und diese in ein erkennbares Ergebnis umwandelt (z. B. eine Änderung des elektrischen Stroms). Sehen wir uns anhand einiger einfacher Beispiele an, was Sensoren und Biosensoren sind.
Eine Veränderung kann etwa in der Umgebung stattfinden. Ein gutes Beispiel ist der Temperatursensor Ihres Kühlschranks. Mit steigender Temperatur verändert sich der Widerstand. Das bedeutet, dass der Sensor bei zu hoher Temperatur den Strom durchfließen lässt und das Kühlsystem aktiviert.
Eine Veränderung findet möglicherweise auch statt, wenn ein Sensor einer Probe ausgesetzt wird. Ein Beispiel hierfür ist ein pH-Messgerät, das eine Stromänderung misst ,wenn es in eine Probe eingetaucht wird, und dann den pH-Wert der Probe anzeigt. Die Sensorkomponente in einem Biosensor ist biologischen Ursprungs (z. B. Antikörper). Sie erkennt eine Veränderung (z. B. Bindung eines Antigens) und wandelt diese in ein erkennbares Ergebnis (z. B. eine Veränderung der Intensität der Lichtquelle) um .
Was ist ein optischer Biosensor?
Ein Biosensor ist ein Gerät, das chemische Reaktionen erkennt, bei denen die Sensorverbindung – Antikörper, Enzyme oder Nukleinsäuren – biologischen Ursprungs ist. Diese biosensorische Verbindung interagiert mit der Probe (dem Analyten). Bei einem optischen Biosensor führt die Interaktion zu einem Wechsel zwischen der eingehenden und der ausgehenden Lichtquelle. Diese optische Veränderung wird von einem Detektor erkannt. Optische Biosensoren sind leistungsstarke Analyseinstrumente zur markerfreien Echtzeit-Messung biomolekularer Wechselwirkungen. Bindungsaffinität und Kinetik können mit hoher Empfindlichkeit gemessen werden.
Viele optische Biosensoren verfügen über Mikrofluidik, d. h. der Puffer und die Probe fließen abwechselnd im System. In Experimenten wird eine der Flüssigkeiten auf der Sensoroberfläche (Ligand) fixiert, der andere befindet sich frei in einer Lösung, die über die Sensoroberfläche (Analyt) geleitet wird.
Bild rechts: Die schematische Darstellung eines optischen GCI-Biosensors
Ein optischer Biosensor mit Mikrofluidik ist extrem empfindlich und kann biophysikalische Wechselwirkungen mithilfe der markerfreien Quantifizierung messen. Bei nicht markerfreien Techniken ist eine Markierung der Komponenten erforderlich, um ein erkennbares Ergebnis zu erhalten (z. B. Fluoreszenzmarkierung). Bei diesen markierten Technologien kommen markierte Isotope, die Fluoreszenzmarkierung und die Radiomarkierung zum Einsatz. Dabei werden die physikalisch-chemischen oder Bindungseigenschaften allerdings eher verändert. Dies erschwert wiederum die genaue Analyse der Wechselwirkung. Darüber hinaus kann durch eine Markierung die Struktur des Liganden und/oder dessen Funktion verändert werden, was die experimentellen Ergebnisse beeinflussen könnte. Darüber hinaus messen optische Biosensoren die Wechselwirkungen in Echtzeit und liefern präzise Daten zur Kinetik der Wechselwirkung. Mit Techniken wie den ELISA-Assays können nur die Endpunkte gemessen werden.
Applikationen
Mit optischen Biosensoren kann die Bindungsaffinität und die Kinetik markerfrei und in Echtzeit festgestellt werden. Analysten können die Echtzeit-Wechselwirkung zwischen Molekülen direkt messen, einschließlich jeder Phase der Assoziation, des Gleichgewichts und der Dissoziation. Dies bietet einen tieferen Einblick in die Affinität und Kinetik der Wechselwirkung. Von der Arzneimittelforschung bis zur Forschung ist die Bindungskinetik für viele Anwendungen relevant, darunter:
- Fragmentbasierte Arzneimittelforschung
- Biologika
- Membranproteine
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Basierend auf der proprietären GCI-Technologie können Analysten die Echtzeit-Wechselwirkung zwischen Molekülen direkt messen, einschließlich jeder Phase der Assoziation, des Gleichgewichts und der Dissoziation. Dies bietet einen tieferen Einblick in die Affinität und Kinetik der Wechselwirkung. Von der Arzneimittelforschung bis zur Forschung ist die Bindungskinetik für viele Anwendungen von Bedeutung, einschließlich der WAVEcontrol- und der waveRAPID-Software, um eine überragende Datenanalyse bei gleichbleibendem Durchsatz zu ermöglichen.
Gleichzeitig unterstützt der WAVEchip®, unsere verstopfungsfreie Mikrofluidik-Kartusche, eine Vielzahl von Probentypen und -größen. Das WAVEsystem, eine a Creoptix-Technologie, wird mit einem temperaturgesteuerten Autosampler geliefert, der für Röhrchen, zwei 96- oder eine 384-Well-Platten geeignet ist, um die Bedienung zu erleichtern. Insgesamt bietet Ihnen das System eine einzigartige Plattform für markerfreie Bindungskinetik in Echtzeit:
- Hohe Empfindlichkeit: sowohl für schwache als auch für enge Bindemittel
- Intuitive Software: schnelle Analyse und schneller Durchsatz
- Verstopfungsfreie Mikrofluidik: für die Arbeit mit komplexen und anspruchsvollen Proben ohne Reinigung
