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도파관 간섭법(GCI)

생체 분자 상호작용 연구의 혁신에서 얻을 수 있는 이점

독점 도파관 간섭법(GCI) 기술을 중심으로 설계되어 무표지 생체 분자 상호작용 분석에서 향상된 데이터 품질을 제공하는 Creoptix WAVE는 도파로 간섭법을 사용하기 때문에 기존 표면 플라스몬 공명에 비해 신호 및 시간 분해능이 우수합니다. 따라서 연구자들은 동역학 속도를 빠르고 정확하게 측정하고, 친화도 상수를 계산하고, 생체유체와 같은 원액 샘플에서 존재비가 낮은 상호작용 분석물의 농도도 모니터링할 수 있습니다. 유연성과 민감도가 뛰어난 WAVE는 무표지 정량화를 완전히 새로운 분야에 적용함으로써 생체 분자 상호작용 연구에 일대 혁신을 일으키고 있습니다.

GCI는 실험실 기기의 WAVE 제품군에서 2015년부터 시판되는 첨단 생물물리학적 특성 분석 방법입니다.

[GCI_CX_weblandscape.jpg] GCI_CX_weblandscape.jpg

GCI와 도파로 간섭법 및 SPR 비교

당사의 특허 받은 도파관 간섭법 설계는 도파로 간섭법의 고유한 이점을 활용하고 이를 향상시켜 표면 플라스몬 공명의 감도를 능가합니다. 도파로 간섭법처럼 감쇠장이 샘플에 덜 깊게 침투해 광-샘플 상호작용 길이가 확장되어 신호 대 잡음비(<0.01pg/mm2)가 개선됩니다. 

그러나 Creoptix GCI 판독 방식은 CCD 카메라에 투사하지 않고 시간 영역과 도파로 내에서 인터페로그램이 생성된다는 장점이 있습니다. 따라서 센서 표면의 굴절률 변화를 시간에 따른 위상 이동 신호로 측정하면 온도 변화나 진동과 관계없이 일반 도파로 간섭법이나 표면 플라스몬 공명에 비해 더 신뢰할 수 있는 판독값이 나와 신호 및 시간 분해능이 더 우수합니다.

GCI와 BLI 및 SPR 기술 비교 표

도파관 간섭법(GCI) 표면 플라스몬 공명(SPR) 생물층 간섭법(BLI)
광범위한 응용 범위
저분자량, 고분자량, 정제 또는 원액에 이르는 다양한 분자에 적합		 예
단편, 소분자, 펩타이드, 단백질, 바이러스, 세포 배양 상청액, 혈청, 세포 용해물에 적합		 아니요
소분자, 펩타이드에 적합(단편, 바이러스, 세포 배양 상청액, 혈청, 세포 용해물에 제한적으로 적합)		 아니요
세포 배양 상청액, 혈청, 세포 용해물에 적합(펩타이드, 단백질, 바이러스에 제한적으로 적합)
약체 결합체 측정
고속 유체 및 높은 획득 속도 덕분에 빠른 검출 속도로 동역학을 측정할 수 있습니다.		 예
최대 검출 속도 kd=10 s-1		 아니요
최대 검출 속도 kd=1 s-1		 아니요
최대 검출 속도 kd=0.1 s-1
조밀한 결합체 측정
조밀한 결합체 및 빠른 결합 속도에서도 동역학을 정확하게 측정할 수 있습니다.		 예
흐름 조건에서 측정		 예
흐름 조건에서 측정		 아니요
확산 제한 조건에서 측정(미세유체 없음)
시스템 유지 보수 필요 없음
서비스 또는 예기치 않은 수리로 인한 가동 중지 시간이 거의 없음		 예
막힘 없는 미세유체		 아니요
일반 미세유체		 예
미세유체 없음

자주 묻는 질문

표면 플라스몬 공명 대비 도파로 간섭법의 장점
표면 플라스몬 공명처럼 도파로 간섭법도 센서 표면의 굴절률 변화를 측정합니다. 그러나 기존의 표면 플라스몬 공명과 달리 도파로 간섭법은 샘플의 전체 길이를 빛이 통과할 수 있습니다. 따라서 결합이 더 많이 발생해 전체 신호에 기여하므로 도파로 간섭법은 무표지 상호작용 분석을 위한 1차 감도가 더 높습니다. 특히 도파로 모드의 위상 변화를 강도 패턴으로 변환하는 간섭 판독값과 함께 사용할 경우 더욱 그렇습니다. 표면 플라스몬 공명 대비 도파로 간섭법의 장점 또 하나는 감쇠장이 샘플에 덜 깊게 침투해 벌크 굴절률 변화로 인한 교란이 최소화되고 신호 대 잡음비가 증가한다는 점입니다.

분자 상호작용은 도파로 내 빔의 위상 변화를 유발하여 화면에 평행하게 투사되는 기준 빔에 간섭을 유발하는 감쇠장(주황색) 내의 굴절률 변화로 감지됩니다.

도파관 간섭법(GCI)과 생물층 간섭법(BLI)은 어떻게 다릅니까?
도파관 간섭법(GCI)과 생물층 간섭법(BLI) 둘 다 간섭을 사용해 센서 표면 위의 얇은 층에서 굴절률 변화를 측정하는 방식으로 작동하지만 두 기술은 완전히 다릅니다. Creoptix WAVEsystem에 사용되는 기술인 GCI는 센서의 도파로를 통과하는 빛으로 생기는 감쇠장에 굴절률 변화가 미치는 영향을 측정합니다. 이러한 굴절률 변화는 도파로를 통과하는 빛의 위상에 영향을 주며, 위상 변화를 안정적으로 정확하게 측정하려면 기준 광선을 사용한 간섭이 필요합니다(따라서 간섭법). 이와 달리 BLI는 바이오 센서 팁에 고정화된 단백질층과 내부 기준층 등의 두 표면에서 반사되는 백색광의 간섭 패턴을 분석합니다. 바이오 센서 팁에 결합된 분자 수가 변하면 바이오 센서 팁에서 광학 두께 증가에 따라 실시간으로 측정할 수 있는 간섭 패턴이 변할 수 있습니다. 그러면 간섭 패턴에서 파장이 변하게 됩니다.
도파관 분석법(GCI)으로 구조 변화를 감지할 수 있습니까?
이론적으로 Creoptix WAVEsystem은 구조 변화를 감지할 수 있습니다. 단, 이러한 구조 변화가 굴절률 변화에 충분한 기여해야 합니다. 또한 WAVEcontrol 소프트웨어는 구조 변화를 고려하는 적절한 상호작용 모델을 지원합니다. 그렇지만 구조 변화는Creoptix WAVE 동역학 데이터나 SPR 데이터만으로 추론하기가 어렵습니다. 이는 구조 변화가 한 단계로 진행되는 프로세스가 아니기 때문입니다. 즉, 동역학 데이터에 완벽하게 부합하는 모델은 너무 복잡해 충분히 신뢰할 수 없기 때문입니다. 또한 구조 변화는 표면 재편성으로 인한 예상치 못한 반응(예: 음의 곡선)을 야기할 수 있어 일관된 분석 및 정량화가 매우 어렵습니다. 의심되는 구조 변화에 직교 검증을 수행하고 기능 돌연변이 사이의 동역학 차이를 분석하는 것처럼 동역학 분석이 최대한 간단한 것이 좋습니다.
SPR/BLI에 사용되는 리간드 포집 및 고정 기법이 GCI에도 적합합니까?
예. 폴리카르복실드 표면에서는 Creoptix WAVEsystem에 아민 결합, Ni-NTA 포집 및 스트렙타비딘-비오틴 포집 같은 표준 고정 기술을 사용할 수 있습니다. 덱스트란 표면은 요청 시 제공할 수 있습니다. 또한 그 외에도 지질성 상호작용 또는 단백질 A/G 포집을 비롯한 다양한 고정 방법이 있습니다. 사용 가능한 표면(WAVEchip®) 개요를 여기에서 확인할 수 있습니다.
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