Der Kinetik-Leitfaden | Bindungskinetik mit dem WAVE-System. Download now

Download now

Gitter-gekoppelte Interferometrie (GCI)

Profitieren Sie von der Revolution für Studien zu biomolekularen Wechselwirkungen

WAVEsystem  basiert auf einer proprietären Technologie für Gitter-gekoppelte Interferometrie (GCI), die eine verbesserte Datenqualität aus der markerfreien biomolekularen Wechselwirkungsanalyse liefert. Sie basiert auf Wellenleiter-Interferometrie, um eine überlegene Signal- und Zeitauflösung im Vergleich zur herkömmlichen Oberflächenplasmonresonanz zu erzielen. So können Forscher schnell und genau  kinetische Raten messen,  Affinitätskonstanten  bestimmen und die Konzentrationen selbst in geringer Menge vorkommender interagierender Analyte in Rohproben wie Biofluiden überwachen. Das WAVEsystem bietet eine unübertroffene Flexibilität und hohe Empfindlichkeit und ermöglicht eine  markerfreie Quantifizierung  in einer völlig neuen Reihe von Anwendungen, die die Erforschung biomolekularer Wechselwirkungen revolutioniert.

GCI ist unsere innovative biophysikalische Charakterisierungsmethode, die seit 2015 in Laborgeräten der WAVE-Familie im Handel erhältlich ist.

[GCI_CX_weblandscape.jpg] GCI_CX_weblandscape.jpg

GCI vs. Wellenleiter-Interferometrie und Oberflächenplasmonresonanz (SPR)

Unser patentiertes Gitter-gekoppeltes Interferometriedesign nutzt und verbessert die intrinsischen Vorteile der Wellenleiter-Interferometrie, um die Empfindlichkeit der Oberflächenplasmonresonanz zu übertreffen. Wie bei der Wellenleiter-Interferometrie dringt das abklingende Feld weniger tief in die Probe ein und vergrößert die Interaktionslänge zwischen Licht und Probe für ein verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis (<0,01 pg/mm2). 

Das Creoptix GCI-Ausleseschema hat jedoch den Vorteil, dass das Interferogramm im Zeitbereich und innerhalb des Wellenleiters erstellt wird, anstatt auf eine CCD-Kamera projiziert zu werden. Die Messung von Brechungsindexänderungen auf der Sensoroberfläche als zeitabhängige Phasenverschiebungssignale liefert daher ein robusteres Auslesen im Vergleich zur klassischen Wellenleiter-Interferometrie oder Oberflächenplasmonresonanz, unabhängig von Temperaturschwankungen oder Vibrationen, was zu einer überlegenen Signal- und Zeitauflösung führt.

Vergleichstabelle GCI vs. BLI vs. SPR-Technologie

Gitter-gekoppelte Interferometrie (GCI) Oberflächenplasmonresonanz (SPR) Bio-Layer-Interferometrie (BLI)
Breitestes Anwendungsspektrum
Für eine Vielzahl von Molekülen von niedrigen bis hohen Molekulargewichten, gereinigt oder roh, geeignet.		 Ja
Geeignet für Fragmente, kleine Moleküle, Peptide, Proteine, Viren, Zellkulturüberstände, Seren, Zelllysate		 Nein
Geeignet für kleine Moleküle, Peptide (eingeschränkte Eignung für Fragmente, Viren, Zellkulturüberstände, Seren, Zelllysate)		 Nein
Geeignet für Zellkulturüberstände, Seren, Zelllysate (eingeschränkte Eignung für Peptide, Proteine, Viren)
Messung der schwächsten Bindemittel
Fähigkeit, Kinetik mit schnellen Off-Raten zu messen, dank schneller Fluidik und hoher Erfassungsraten.		 Ja
Off-Raten bis zu kd=10 s-1		 Nein
Off-Raten bis zu kd=1 s-1		 Nein
Off-Raten bis zu kd=0,1 s-1
Messen der festesten Bindemittel
Fähigkeit, die Kinetik auch bei festen Bindemitteln und schnellen On-Raten genau zu messen.		 Ja
Messung unter Strömungsbedingungen		 Ja
Messung unter Strömungsbedingungen		 Nein
Messung unter diffusionsbeschränkten Bedingungen (keine Mikrofluidik)
Geringer Systemwartungsaufwand
Geringe Ausfallzeiten aufgrund von Service oder unerwarteten Reparaturen.		 Ja
Verstopfungsfreie Mikrofluidik		 Nein
Herkömmliche Mikrofluidik		 Ja
Keine Mikrofluidik

Häufig gestellte Fragen

Vorteile der Wellenleiter-Interferometrie gegenüber der Oberflächenplasmonresonanz
Wie die Oberflächenplasmonresonanz misst die Wellenleiter-Interferometrie auch Änderungen des Brechungsindex an einer Sensoroberfläche. Im Gegensatz zur herkömmlichen Oberflächenplasmonresonanz kann sich das Licht bei der Wellenleiter-Interferometrie jedoch über die gesamte Länge der Probe bewegen. Dadurch können mehr bindende Ereignisse zum Gesamtsignal beitragen, was der Wellenleiter-Interferometrie eine wesentlich höhere primäre Empfindlichkeit für die markerfreie Interaktionsanalyse verleiht, insbesondere in Kombination mit einer interferometrischen Messwertablesung, um die Phasenänderung der Wellenleitermode in ein Intensitätsmuster zu übersetzen. Ein weiterer Vorteil der Wellenleiter-Interferometrie gegenüber der Oberflächenplasmonresonanz besteht darin, dass das abklingende Feld weniger tief in die Probe eindringt, wodurch die Störung durch Brechungsindexänderungen bei großen Mengen minimiert und das Signal-Rausch-Verhältnis erhöht wird.

Molekulare Wechselwirkungen werden als Änderungen des Brechungsindexes innerhalb eines abklingenden Feldes (orange) erkannt, die eine Phasenverschiebung des Strahls im Wellenleiter und damit eine Interferenz mit einem Referenzstrahl verursachen, der parallel zu einem Schirm projiziert wird.

Wie unterscheidet sich die Gitter-gekoppelte Interferometrie (GCI) von der Bio-Layer-Interferometrie (BLI)?
Obwohl sowohl die Gitter-gekoppelte Interferometrie (GCI) als auch die Bio-Layer-Interferometrie (BLI) mit Interferenz arbeitet, um Brechungsindexänderungen auf einer dünnen Schicht über der Sensoroberfläche zu messen, handelt es sich um zwei völlig unterschiedliche Technologien. GCI, die im Creoptix WAVEsystem verwendete Technologie, misst die Wirkung von Brechungsindexänderungen auf eine abklingende Welle, die vom Licht erzeugt wird, das den Wellenleiter im Sensor durchläuft. Diese Brechungsindexänderungen wirken sich auf die Phase des Lichts aus, das den Wellenleiter durchläuft, und es sind Interferenzen mit einem Referenzlichtstrahl erforderlich (daher Interferometrie), um die Phasenänderung zuverlässig und präzise zu messen. Im Gegensatz dazu analysiert die BLI das Interferenzmuster von weißem Licht, das von zwei Oberflächen reflektiert wird: einer auf der Biosensorspitze immobilisierten Proteinschicht und einer internen Referenzschicht. Jede Änderung der Anzahl der Moleküle, die an die Biosensorspitze gebunden sind, kann zu einer Verschiebung des Interferenzmusters führen, die in Echtzeit als Zunahme der optischen Dicke an der Biosensorspitze gemessen werden kann; dies führt zu einer Wellenlängenverschiebung im Interferenzmuster.
Kann die Gitter-gekoppelte Interferometrie (GCI) Konformationsänderungen erkennen?
Hypothetisch kann das Creoptix WAVEsystem Konformationsänderungen erkennen, sofern diese Konformationsänderungen einen ausreichenden Beitrag zur Veränderung des Brechungsindex leisten. Die WAVEcontrol-Software unterstützt auch geeignete Interaktionsmodelle, die Konformationsänderungen berücksichtigen. Dennoch sind Konformationsänderungen nur schwer allein auf der Grundlage von kinetischen Daten des Creoptix WAVE oder SPR-Daten abzuleiten. Dies liegt daran, dass Konformationsänderungen selten ein einstufiger Prozess sind, was bedeutet, dass Modelle, die perfekt zu den kinetischen Daten passen, viel zu kompliziert wären, um ihnen vollständig zu trauen. Außerdem könnten aufgrund der Oberflächenreorganisation unerwartete Reaktionen (z. B. negative Kurven) auftreten, die sich als äußerst schwierig zu analysieren und konsistent zu quantifizieren erweisen könnten. Wir empfehlen die orthogonale Validierung aller vermuteten Konformationsänderungen und die Sicherstellung, dass die kinetische Analyse so einfach wie möglich ist, beispielsweise durch die Analyse kinetischer Unterschiede zwischen funktionellen Mutanten.
Sind die für SPR/BLI verwendeten Techniken zur Ligandenerfassung und Immobilisierung auch für GCI geeignet?
Ja, Standard-Immobilisierungstechniken wie Aminokopplung, Ni-NTA-Aufnahme und Streptavidin-Biotin-Aufnahme sind auch für das Creoptix WAVEsystem auf Polycarboxylat-Oberflächen verfügbar; Dextran-Oberflächen können auf Anfrage geliefert werden. Darüber hinaus gibt es eine Vielzahl anderer Immobilisierungsmethoden, einschließlich lipidischer Wechselwirkungen oder Protein-A/G-Aufnahme. Eine Übersicht der verfügbaren Oberflächen (WAVEchips®) finden Sie hier.
WAVEsystem

WAVEsystem

Bioanalytische Instrumente der nächsten Generation für die Arzneimittelforschung und Biowissenschaften sowohl für die Industrie als auch die akademische Forschung
Mehr Details Verkauf kontaktieren
Gitter-gekoppelte Interferometrie (GCI)
Markerfreie Erkennung