Určit povahu vazby mezi proteiny, receptory a dalším zástupem molekul není nic snadného. Obzvlášť v případě, kdy zkoumaná látka funguje jako signální molekula – a svůj vazebný potenciál mění s (ne)přítomností kofaktoru.

Problémy se stanovením složitých (a navíc dynamických) vztahů mezi proteinovými komplexy pak ani není třeba popisovat. Zejména ve farmacii neznalost mezimolekulárních vazeb často oddaluje nalezení vhodných léčiv na smrtelné nemoci.

SPR metodika – revoluce v analýze

Samozřejmě nelze tvrdit, že by výzkumníci byli – tváří v tvář složitým molekulárním interakcím – zcela bez naděje. Poměrně detailní pohled do světa molekulární úrovně přináší western blot, imunoprecipitace a další.

Problémem většiny metod je ale potřeba zkoumané molekuly značit. Vazba GFP, polyHis tagů a dalších značek mění chemickou povahu proteinů a dalších látek – a tím znemožňuje pozorování zkoumaných molekul v „přirozeném“ prostředí.

Řešení navrhl už počátkem 20. století fyzik a nositel Nobelovy ceny John William Strutt. Na základě prací svých předchůdců přišel s myšlenkou odvodit povahu a sílu molekulárních vazeb ze změny vlnových délek nosného, inertního média (typicky tenká vrstva zlata) a nosného média s navázaným ligandem.

Stačí jediná tisícina

Praktické aplikace se SPR dočkala až v 90. letech. Tradiční SPR aparatury fungují na principu mikrofluidních zařízení; jejich součástí je biosenzor ze skleněného hranolu, pokrytý tenkou vrstvou zlata. Důmyslná senzorika měří jeho vnitřní odrazivost polarizovaného světla před a po navázání zkoumaných molekul – rozsah změny vypovídá o hmotnosti navázané molekuly. Určující je přitom odchylka i o jedinou tisícinu stupně.

Klasické provedení SPR ale vykazuje mnoho nevýhod:

• klade veliké nároky na mechanickou přesnost přístroje,
• je nutné zajistit maximální možnou stabilitu prostředí (z hlediska teploty i fyzických vibrací),
• vyžaduje silný zdroj polarizovaného světla,
• je velmi nákladné.

Inovace metody, nazvaná OpenSPR, spočívá ve využití spektrofotometrického měření namísto geometrického, které je řádově levnější. Funguje na principu modifikovaných zlatých nanočástic, které po navázání ligandu mění vlnovou délku absorbovaných fotonů. Rychle a snadno tak proměříte rovnovážnou konstantu zkoumané látky a vazebného materiálu.

Pro usnadnění navázání ligandu jsou zlaté nanočástice modifikovány molekulami straptavidinu, biotinu a dalších deseti funkčních skupin. Můžete tak snadno navázat ligandu vašeho zájmu, ať se jedná o DNA aptamer, lipozom s membránovým proteinem.

Snadné ovládání, kompaktní rozměry

Metodiku přístroje OpenSPR zvládne po krátkém zácviku každý. Na mikrofluidní čip, obsahující nanočástice s navázanými biosenzory, stačí nanést pufrovaný vzorek k analýze – detekční limit je v řádu pikogramů. Zkoumané ligandy se na povrch částic rychle naváží; současně přístroj proměřuje vlnovou délku odraženého světla.

Získaná data ihned vidíte a snadno je k hlubšímu rozboru přenesete do analytické aplikace OpenSPR Software Suite. Ovládání softwaru i samotného přístroje je snadné – k seznámení s běžnými funkci vám postačí jediné odpoledne. V neposlední řadě se přístroj díky kompaktním rozměrům (16×21 cm) vejde na každý stůl.

Pro výzkumný ústav i farmaceutickou společnost

Přístroj OpenSPR je alternativou pro laboratoře, kterým se na tradiční SPR aparáty nedostává financí – je až 10krát levnější, co do výsledků se OpenSPR ale tradiční metodice plně vyrovná. Získaná data máte k dispozici ihned, na rozdíl např. od western blotu není potřeba čekat několik dní.

OpenSPR využívá celá řada světových institucí – od předních univerzit po známé farmaceutické podniky.

Za dva roky od prvního uvedení na trh si OpenSPR našlo více než 200 uživatelů od Kanady po Indii a dostalo se mu několika publikací v impaktovaných magazínech.

Chcete si metodiku OpenSPR vyzkoušet? Žádný problém, napište nám nebo zavolejte. Přístroj ve vaší laboratoři nainstalujeme, předvedeme jej – a v případě zájmu vás s ním naučíme pracovat a zajistíme dodávku spotřebního materiálu tak, aby váš výzkum mohl nerušeně pokračovat. Ozvěte se nám!