結合動力学

バイオ分子結合アッセイは、標識分子(放射ラベル、蛍光ラベルなど)を使用して実行できますが、適切で非破壊のラベリングが必要であり、多くの場合、洗浄と精製の手順が複雑です。 

ラベルフリーの定量化研究では、解析する分子の1つは表面(リガンド)に固定化され、他の分子は溶液(検体)中に浮遊させます。 

以下のセンサーグラム(リアルタイム測定のグラフィック表現)は、リアルタイムでの検体リガンド結合の典型的な研究を示しています。

右の画像：一般的なセンサーグラムは、位相ベースライン、結合、解離を示し、ベースラインに戻ります。

まず、センサーグラムに示されているように、ベースラインが決定されます。簡単に言えば、これはリガンドのみの屈折率です。次に、溶液中の結合されていない検体が追加され、この結合をこの屈折率の変化として測定します。位相結合の後、結合していない分析対象物の入った溶液を除去し、解離を測定します。センサーグラムの信号レベルは関連するリガンドと分析物、およびそれらの相互作用の強さと相関しますが、重要な情報が存在する結合および解離の位相の曲率にあります。たとえば、薬剤の生物学的効果は、その親和性だけではなく、滞留時間(解離期)に連動しています。

単一の濃度での単一の検体注入による測定(単一サイクルのカイネティクス)は高速ですが、すべてのカイネティクスパラメータの信頼性の高い推定値を得ることはできません。従来、カイネティクスはマルチサイクルカイネティクス実験で測定されていました。信頼性の高い詳細なカイネティックス解析では、予測されるK_Dの0.1～10倍の範囲で、少なくとも4～6種類の検体濃度のデータが必要です。これには、サイクル間の希釈系列と解離段階が必要です。そのため、マルチサイクルカイネティクスは時間がかかり、数千もの候補化合物のスクリーニングには適していません。 

再生フリーのカイネティクスでは、再生ステップをスキップすることで'より高速な解析が可能です。しかし、再生フリーのカイネティクス解析は、検体の解離が遅い場合にのみ適用します。これは、検体濃度が上昇するサイクル中に、少量の検体が解離するためです。当社は、革新的な検出方法を開発しました。waveRAPID (Repeated Analyte Pulses of Increasing Duration)は、分析時間と試薬の消費量を大幅に削減しながら、読み取りを改善して、創薬プロセスのリードをより迅速かつ確実に特定します。 

waveRAPIDは、1つの濃度の検体のパルスを使用しますが、各パルスの適用時間を長くします。当社の手法を使用して、より早くかつ簡単に動態データを取得する方法をご確認ください: 新たに開発されたwaveRAPID方式と、ワンクリック評価ツールを提供するDirect Kineticsソフトウェア。

WAVEsystemの導入により、Malvern Panalyticalでは現在、リアルタイムの結合動態を研究するための光学式バイオセンサーも提供しています。 

WAVEsystemを使用すると、さまざまな科学的な質問に対する回答を得ることができます。これには、2つの分子が相互作用しているかどうか、および分子の結合親和性(K_D)を確認すること、およびサンプル中の特定の検体の生物学的に活性な濃度を確認することが含まれます。 

さらに、WAVEsystemでは、リアルタイムで検体リガンドの結合を観察することにより、結合率定数(k_a)や解離率定数(k_d)などのカイネティクス反応パラメータを測定できます。 

独自のGCI技術を備えたWAVEsystemが、従来の表面プラズモン共鳴(SPR)やバイオレイヤー干渉法(BLI)よりも優れた分解能を発揮する理由については、当社のGCI技術のページをご覧ください。