Comparación entre la interferometría de biocapas (BLI), la resonancia de plasmones superficiales (SPR) y la interferometría acoplada a rejilla (GCI)

La interferometría de biocapas (BLI, del inglés Biolayer Interferometry) es una tecnología óptica, basada en la superficie y sin etiquetas. A diferencia de otras tecnologías de biosensores, la BLI no funciona con un flujo microfluídico, sino por inmersión de las puntas del sensor en la muestra/amortiguador. La luz reflejada en la punta de una fibra óptica presenta un cambio de fase que depende del índice de refracción cerca de la superficie de la punta. La luz reflejada interfiere en la luz reflejada en una superficie de referencia interna.

A través del uso de luz blanca como fuente, se registra un patrón de interferencia espectral, que comprende información sobre el índice de refracción cerca de la superficie de la punta. A medida que las biomoléculas se unen a la superficie de la biocapa sumergida en la solución experimental (como una muestra), cambia el perfil del índice de refracción y, por tanto, el patrón espectral.

Ventajas

• Fácil de usar
• Prácticamente sin obstrucciones para muestras complejas y pegajosas
• Efectos a granel minimizados mediante puntas de referencia

Desventajas

• Los sensores son órdenes de magnitud menos sensibles que los sensores SPR y GCI
• Precisión limitada en la determinación de los parámetros cinéticos
• Capacidad limitada para medir aglutinantes ajustados y constantes de asociación rápidas; mediciones limitadas por la difusión
• Capacidad limitada para medir las constantes de disociación rápidas

La resonancia de plasmones superficiales (SPR, del inglés Surface Plasmon Resonance) es otro método de análisis óptico libre de etiquetas; de hecho, fue una de las primeras tecnologías sin etiquetas basadas en superficies. La SPR detecta los cambios del índice de refracción causados por las interacciones moleculares dentro de un campo evanescente cerca de la superficie de un sensor.

En estos sensores, una película metálica sobre un soporte de vidrio se ilumina con luz de una longitud de onda específica. En un ángulo determinado, en función del índice de refracción próximo a la superficie, se excitan los denominados plasmones de superficie. Dado que falta esa energía en el haz de luz reflejado, se forma una “inmersión” de intensidad cuando se proyecta sobre el sensor.

Cuando se determina la posición de la inmersión en tiempo real, la SPR mide los cambios del índice de refracción en la superficie metálica. Las soluciones que contienen el analito se inyectan a través de microcanales, y se utiliza al menos una celda de flujo de referencia para eliminar los efectos a granel. 

Ventajas

• Las celdas de flujo de referencia eliminan los efectos a granel
• Puede medir aglutinantes ajustados y constantes de asociación rápidas

Desventajas

• Detección limitada de las transiciones más rápidas debido al uso de celdas de flujo en serie
• La microfluídica tradicional requiere un mantenimiento elevado debido a las obstrucciones
• Capacidad limitada para medir las constantes de disociación rápidas

Basada en la interferometría de guía de ondas, otro método óptico sin etiquetas, la interferometría acoplada a rejilla (GCI, del inglés Grating-Coupled Interferometry) puede supervisar y caracterizar interacciones moleculares en tiempo real, y determinar los parámetros de velocidad cinética, las constantes de afinidad y las concentraciones de moléculas de analito que interactúan con un ligando inmovilizado.

En la interferometría de guía de ondas, los cambios en el índice de refracción se miden dentro del campo evanescente de una guía de ondas cerca de la superficie de un sensor. Estos cambios hacen que también cambie la fase de la luz. La luz viaja a través de la guía de ondas, lo que crea una onda evanescente que abarca toda la longitud de la superficie del sensor. Los cambios de fase se visualizan interferométricamente. La tecnología de GCI de Creoptix aprovecha las ventajas de la interferometría de guía de ondas y elimina sus típicos problemas de alineamiento:

Ventajas

• Alta sensibilidad primaria para el análisis de interacciones sin etiquetas
• Microfluídicos sin obstrucciones  
• Puede medir aglutinantes ajustados y constantes de asociación rápidas
• Puede medir la cinética con constantes de disociación rápidas

La mejor técnica de interacción biomolecular dependerá de la aplicación y de los objetivos del usuario. A continuación, puede ver cómo se comparan estas tres técnicas para cuatro requisitos clave: una gama de aplicación amplia, medición de los aglutinantes más débiles, medición de los aglutinantes más ajustados y bajo mantenimiento del sistema.