Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Antikörpercharakterisierung mit SPR-Chiptechnologie

05.06.2003




Der Einsatz von Biosensoren basierend auf Oberflächen Plasmonresonanz (surface plasmon resonance SPR) ist ein exzellentes Werkzeug für markierungsfreie Echtzeituntersuchungen beliebiger biomolekularer Wechselwirkungen (biomolecular interaction analysis BIA) unter minimalem Probenverbrauch. Ein entscheidender Vorteil von kinetischen Analysen mit SPR basierten Biosensoren gegenüber der klassischen steady-state-Analyse ist die separate Bestimmung von Assoziations- und Dissoziationsgeschwindigkeitskonstanten. Vielfältige biologische Anwendungen inklusive einer detaillierten Analyse von Antigen-Antikörper-Wechselwirkungen sind möglich. Das folgende Anwendungsbeispiel aus dem Bereich der Antikörpercharakterisierung soll einen kurzen Überblick über die technischen Möglichkeiten der SPR-Technologie geben.


Die kinetische Charakterisierung der Bindungseigenschaften von Antikörpern und deren Antigenen ist eine wesentliche Voraussetzung, um ihre Anwendbarkeit für verschiedene Methoden bewerten zu können. Neben der Bindungsstärke (Affinität, KD-Wert) werden auch die Geschwindigkeitskonstanten für Assoziation (kass) und Dissoziation (kdiss) bestimmt. Damit sind auch Aussagen über die Geschwindigkeit der Komplexbildung und des Komplexzerfalls möglich. Diese Informationen werden benötigt, um die Effizienz der Antikörper in diagnostischen, biotechnologischen oder therapeutischen Anwendungen beurteilen und Prozesse in deren Anwendung optimieren zu können.

Qualitatives Ranking


Ein qualitatives Ranking von Antikörpern, die gegen das gleiche Antigen gerichtet sind, ermöglicht eine schnelle Selektion von Antikörpern mit bestimmten Bindungseigenschaften.
Ein qualitativer Antikörper-Screen beginnt mit der spezifischen Kopplung der Antikörper auf einer Biosensor Fängeroberfläche. Für die Analyse der Interaktion wird das Antigen über die Antikörperoberfläche gegeben, wobei die spezifische Interaktion nach Abzug einer Referenzmeßzelle als positives Assoziationssignal detektierbar ist (erste 300 Sekunden in Abb.1). Danach wird auf Laufpuffer ohne Antigen umgeschaltet. Die Abnahme des Meßsignals korreliert mit der Dissoziation gebundenen Antigens von der Antikörperoberfläche (300-600 Sekunden in Abb.1). Nach anschließender Regeneration der Fängeroberfläche ist eine erneute Antigen-Injektion möglich.

Quantitative Analysen

Eine quantitative Analyse der Bindungseigenschaften von Antikörpern und deren Antigenen ermöglicht eine detaillierte kinetische Bewertung im Hinblick auf deren Einsatz in verschiedenen Prozessen.

Für quantitative Messungen wird der Antikörper auf einer Biosensor Fängeroberfläche spezifisch gekoppelt und anschließend die Interaktion des Antigens mit dem Antikörper analysiert. Es wird eine komplette Konzentrationsreihe des Antigens nach Regeneration der Chipoberfläche analysiert (siehe Abb.2).

In erster Näherung eignet sich für die Auswertung das 1:1 Langmuir Modell zur Berechnung der Affinitäten (KD-Wert) und der Geschwindigkeitskonstanten für die Assoziation (kass) und die Dissoziation (kdiss). Im Anschluß daran kann eine Optimierung der Versuchsbedingungen hinsichtlich unspezifischer Bindung, Pufferbedingungen, Zeit für Assoziation und Dissoziation sowie des eingesetzten Konzentrationsbereiches für das Antigen vorgenommen werden. Sollten die Bindungskurven nicht einem 1:1 Bindungsmodell entsprechen, ist die Auswertung zur Bestimmung der kinetischen Daten unter Anwendung komplexerer kinetischer Modelle möglich.

Vielfältige Möglichkeiten

Neben dem qualitativen Ranking, das eine schnelle Selektion von Antikörpern mit bestimmten Bindungseigenschaften erlaubt, und der detaillierten quantitativen Analyse zur Ermittlung der genauen Werte von Affinität (KD-Wert) und den einzelnen Geschwindigkeitskonstanten für Assoziation (kass) und Dissoziation (kdiss) sind noch weitere individuellere Anwendungsbeispiele denkbar.

So kann z.B. die Qualität verschiedener Antikörper gegen ein erweitertes Epitop in Bindungsstudien charakterisiert werden. Die Bindung eines RGS-His-Fusionsproteins an immobilisierte Antikörper gegen Tetra-His, Penta-His und RGS-His ist in Abb.3 gezeigt.


Weitere Anwendungen sind:
· Prozess- und Qualitätskontrolle während der Antikörperherstellung
· Stabilitätsuntersuchungen bei unterschiedlichen Assaybedingungen (basierend auf Konzentrationsbestimmungen)
· Detektion und Quantifizierung von Antikörper-Markern in diagnostischen Anwendungen
· akkurate Bestimmung des Antikörpergehalts in Seren (Immunoreaktivität)
· Untersuchung unspezifischer Bindung an Antikörper
· Cross-Reaktivität von Antikörpern
· Spezifität des Antikörpers gegenüber einem bestimmten Antigen oder eines bestimmten Bindungsepitops

Dr. Stephan Drewianka | BIAFFIN GmbH
Weitere Informationen:
http://www.biaffin.de

Weitere Berichte zu: Antigen Antikörper Biosensor Dissoziation

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zebras: Immer der Erinnerung nach
24.05.2017 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

nachricht Wichtiges Regulator-Gen für die Bildung der Herzklappen entdeckt
24.05.2017 | Universität Basel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten