JP2008513746A - レーザ光散乱(lls)による分子相互作用の測定方法 - Google Patents
レーザ光散乱(lls)による分子相互作用の測定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008513746A JP2008513746A JP2007531686A JP2007531686A JP2008513746A JP 2008513746 A JP2008513746 A JP 2008513746A JP 2007531686 A JP2007531686 A JP 2007531686A JP 2007531686 A JP2007531686 A JP 2007531686A JP 2008513746 A JP2008513746 A JP 2008513746A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ligand
- suspension
- receptor
- particles
- light scattering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000002356 laser light scattering Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 230000004001 molecular interaction Effects 0.000 title 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 36
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 28
- 230000027455 binding Effects 0.000 claims description 18
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 17
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 12
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 6
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 claims description 6
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 claims description 6
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000004816 latex Substances 0.000 claims description 4
- 229920000126 latex Polymers 0.000 claims description 4
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 claims description 4
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 claims description 4
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 4
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 4
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 3
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 2
- 102000003886 Glycoproteins Human genes 0.000 claims description 2
- 108090000288 Glycoproteins Proteins 0.000 claims description 2
- -1 alkyl glucosides Chemical class 0.000 claims description 2
- 229920006125 amorphous polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000427 antigen Substances 0.000 claims description 2
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 claims description 2
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 2
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 2
- 125000002791 glucosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 claims description 2
- 239000005556 hormone Substances 0.000 claims description 2
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 claims description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims description 2
- 239000002563 ionic surfactant Substances 0.000 claims description 2
- 125000003071 maltose group Chemical group 0.000 claims description 2
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 claims description 2
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 claims description 2
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000002094 self assembled monolayer Substances 0.000 claims description 2
- 239000013545 self-assembled monolayer Substances 0.000 claims description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 2
- 229930182478 glucoside Natural products 0.000 claims 1
- 230000015227 regulation of liquid surface tension Effects 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- 108010059993 Vancomycin Proteins 0.000 description 5
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 4
- 241000894007 species Species 0.000 description 4
- 238000002198 surface plasmon resonance spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 238000006664 bond formation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 229960003165 vancomycin Drugs 0.000 description 3
- MYPYJXKWCTUITO-UHFFFAOYSA-N vancomycin Natural products O1C(C(=C2)Cl)=CC=C2C(O)C(C(NC(C2=CC(O)=CC(O)=C2C=2C(O)=CC=C3C=2)C(O)=O)=O)NC(=O)C3NC(=O)C2NC(=O)C(CC(N)=O)NC(=O)C(NC(=O)C(CC(C)C)NC)C(O)C(C=C3Cl)=CC=C3OC3=CC2=CC1=C3OC1OC(CO)C(O)C(O)C1OC1CC(C)(N)C(O)C(C)O1 MYPYJXKWCTUITO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MYPYJXKWCTUITO-LYRMYLQWSA-N vancomycin Chemical compound O([C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1OC1=C2C=C3C=C1OC1=CC=C(C=C1Cl)[C@@H](O)[C@H](C(N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@H]3C(=O)N[C@H]1C(=O)N[C@H](C(N[C@@H](C3=CC(O)=CC(O)=C3C=3C(O)=CC=C1C=3)C(O)=O)=O)[C@H](O)C1=CC=C(C(=C1)Cl)O2)=O)NC(=O)[C@@H](CC(C)C)NC)[C@H]1C[C@](C)(N)[C@H](O)[C@H](C)O1 MYPYJXKWCTUITO-LYRMYLQWSA-N 0.000 description 3
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 2
- UMGXUWVIJIQANV-UHFFFAOYSA-M didecyl(dimethyl)azanium;bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCC[N+](C)(C)CCCCCCCCCC UMGXUWVIJIQANV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- NLEBIOOXCVAHBD-QKMCSOCLSA-N dodecyl beta-D-maltoside Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](OCCCCCCCCCCCC)O[C@H](CO)[C@H]1O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 NLEBIOOXCVAHBD-QKMCSOCLSA-N 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 229960001572 vancomycin hydrochloride Drugs 0.000 description 2
- LCTORFDMHNKUSG-XTTLPDOESA-N vancomycin monohydrochloride Chemical compound Cl.O([C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1OC1=C2C=C3C=C1OC1=CC=C(C=C1Cl)[C@@H](O)[C@H](C(N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@H]3C(=O)N[C@H]1C(=O)N[C@H](C(N[C@@H](C3=CC(O)=CC(O)=C3C=3C(O)=CC=C1C=3)C(O)=O)=O)[C@H](O)C1=CC=C(C(=C1)Cl)O2)=O)NC(=O)[C@@H](CC(C)C)NC)[C@H]1C[C@](C)(N)[C@H](O)[C@H](C)O1 LCTORFDMHNKUSG-XTTLPDOESA-N 0.000 description 2
- BLTXWCKMNMYXEA-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-trifluoro-2-(trifluoromethoxy)ethene Chemical compound FC(F)=C(F)OC(F)(F)F BLTXWCKMNMYXEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HVCOBJNICQPDBP-UHFFFAOYSA-N 3-[3-[3,5-dihydroxy-6-methyl-4-(3,4,5-trihydroxy-6-methyloxan-2-yl)oxyoxan-2-yl]oxydecanoyloxy]decanoic acid;hydrate Chemical compound O.OC1C(OC(CC(=O)OC(CCCCCCC)CC(O)=O)CCCCCCC)OC(C)C(O)C1OC1C(O)C(O)C(O)C(C)O1 HVCOBJNICQPDBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012492 Biacore method Methods 0.000 description 1
- 229930186217 Glycolipid Natural products 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- MYPYJXKWCTUITO-KIIOPKALSA-N chembl3301825 Chemical compound O([C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1OC1=C2C=C3C=C1OC1=CC=C(C=C1Cl)[C@@H](O)[C@H](C(N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@H]3C(=O)N[C@H]1C(=O)N[C@H](C(N[C@H](C3=CC(O)=CC(O)=C3C=3C(O)=CC=C1C=3)C(O)=O)=O)[C@H](O)C1=CC=C(C(=C1)Cl)O2)=O)NC(=O)[C@@H](CC(C)C)NC)[C@H]1C[C@](C)(N)C(O)[C@H](C)O1 MYPYJXKWCTUITO-KIIOPKALSA-N 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- JMGZBMRVDHKMKB-UHFFFAOYSA-L disodium;2-sulfobutanedioate Chemical compound [Na+].[Na+].OS(=O)(=O)C(C([O-])=O)CC([O-])=O JMGZBMRVDHKMKB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229930182470 glycoside Natural products 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- CPBQJMYROZQQJC-UHFFFAOYSA-N helium neon Chemical compound [He].[Ne] CPBQJMYROZQQJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001600 hydrophobic polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009149 molecular binding Effects 0.000 description 1
- 125000006353 oxyethylene group Chemical group 0.000 description 1
- 229920005548 perfluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
- G01N15/0205—Investigating particle size or size distribution by optical means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Lasers (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
レーザ光散乱(LLS)による直接的な散乱光を測定することによって、5〜200nmの粒径のサブミクロメトリックなポリマー粒子を用いて、粒子表面に吸着されたリガンドとセレプターとの相互作用を定量的に測定する方法。
Description
本発明は、直接的な光散乱の測定によって、粒子表面に吸着されたレセプターとのリガンドの相互作用の定量測定のための簡便かつ効果的な方法に関する。より詳しくは、本発明は、レセプターとのリガンドの相互作用の定量的な測定方法であって、サブマイクロメーターのポリマー粒子(5〜200nmの直径を有し、好ましくは40〜80nmの粒径を有する)を用いる。
リガンドとレセプターとの間の相互作用、つまり、化学的、生化学的又は生物学的影響力でのリガンド−レセプターの可逆的なシステムの結合親和性を測定するめに、いくつかの方法が先行技術で提案されている。主な方法のリストは、Angew. Chem. Int. Ed. 1998, 37, p2785において報告されている。
その既知の方法は、通常、適切な平坦な表面へのレセプターの固定及びリガンドに接触させた後のその表面の種々の特性、例えば、光学的なものの測定を含み、そのバリエーションは、レセプター−リガンド結合の形成によって誘導される。
ある種の方法では、溶液中でリガンド標識、つまり、蛍光、発光又は放射性種による共有結合のリガンド修飾が必要である。例えば、米国特許出願2004/0014060A1参照。
しかし、リガンドの修飾は、非常に複雑で、長時間の操作が必要であり、それは、リガンドのよく知られたバラエティが用いられるスクリーニングテストでは、ほとんど使うことができない。さらに、その方法は、遊離リガンド(つまり、レセプターと相互に作用せず、測定を妨害するもの)を洗い流すことによって、システムから排除する操作をさらに必要とする。
その方法のさらなる欠点は、リガンド−レセプター相互作用が、標識のために、リガンドの化学修飾に影響され得ることである。
レセプター−リガンド相互作用(例えば、細胞膜表面に生じるもの)をより効果的に刺激する別の種類の方法では、標識物質でリガンドを修飾することなく、レセプター−リガンド結合における結合形成によって表面で誘発されるバリエーションを直接利用するものである。その方法の例は、BIAcoreバイオセンサー(例えば、米国特許第5,313,264及び5,374,563に記載されたファルマシアバイオセンサー社(ウプサラ、スウェーデン)によって市販されている)を用いるものである。
レセプター−リガンド相互作用(例えば、細胞膜表面に生じるもの)をより効果的に刺激する別の種類の方法では、標識物質でリガンドを修飾することなく、レセプター−リガンド結合における結合形成によって表面で誘発されるバリエーションを直接利用するものである。その方法の例は、BIAcoreバイオセンサー(例えば、米国特許第5,313,264及び5,374,563に記載されたファルマシアバイオセンサー社(ウプサラ、スウェーデン)によって市販されている)を用いるものである。
このバイオセンサーでは、表面プラズモン共鳴(SPR)の原理(J.Homolaら、“Surface Plasmon Resonance Sensors: review”, Sensor and Actuators B 54 (1999) 3-15)に基づいて、エバネセント光学波が、銀又は金のような導電材の薄層(50nm)を有する表面プラスモンに結合し、特定の角度で共鳴現象を発生させる。これは、金属に吸着した層、例えば、リガンド−レセプター結合、の屈折率の変化を測定することを可能にする。この変化から、リガンドとレセプターとの間の結合定数が得られる。
しばしば実際に用いられるとしても、この方法は、複雑で、高価であり、結合定数の測定において必ずしも正確でない。Peter Schuckによる Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct.、1997, 26、541-66頁の「Use of surface plasmon resonance to probe the equilibrium and dynamic aspects of interactions between biological macromolecules」参照。結合定数の測定のためのBIAcore方法の使用に関連した問題は、
1)測定に影響するリガンド大量輸送、
2)リガンド−レセプター結合の立体障害(バルク効果)及びセンサーにおける結合部位の分布、それらは吸着及び脱着定数に影響する。したがって、珍しくはないが、この方法で得られる結合及び分離定数は、他の方法によって得られたものとは桁違いに異なる。
1)測定に影響するリガンド大量輸送、
2)リガンド−レセプター結合の立体障害(バルク効果)及びセンサーにおける結合部位の分布、それらは吸着及び脱着定数に影響する。したがって、珍しくはないが、この方法で得られる結合及び分離定数は、他の方法によって得られたものとは桁違いに異なる。
3)測定が、熱力学の平衡条件(動的アプローチ)下で行われないいという事実による。
従って、動的方法、例えば、BIAcoreの欠点を回避し、表面でのリガンド−レセプター相互作用によって誘発される変化を直接利用し、リガンドの標識及び洗浄操作を回避し、熱力学の平衡条件下で作用させることができるリガンドとレセプターとの間の相互作用を測定する有用な方法を探求することが必要である。
従って、動的方法、例えば、BIAcoreの欠点を回避し、表面でのリガンド−レセプター相互作用によって誘発される変化を直接利用し、リガンドの標識及び洗浄操作を回避し、熱力学の平衡条件下で作用させることができるリガンドとレセプターとの間の相互作用を測定する有用な方法を探求することが必要である。
以下に記述される方法によって、熱力学の平衡における分子種の結合親和性を決定することができる定量的な光学的方法で、上述した欠点を取り除くことができることを意外かつ予想外に、今、見出した。
本発明の目的は、レーザ光散乱(LLS)による2つの相互作用する分子種の結合定数を測定するための方法であって、以下のステップからなる。
a)1.3250〜1.3400、望ましくは1.3300〜1.3350の屈折率npを有する疎水性アモルファスポリマーによって構成され、5〜200nmの平均粒径を有する粒子の0.05%〜5重量%のコロイド状水性懸濁液又はラテックスに、両親媒性非イオン性(又は同様にイオン性)界面活性剤の50%〜99.5%重量%及びレセプターで終結された同じ又は異なる界面活性剤の0.5〜50重量%を含有する混合物の水溶液の一連の既知量に添加し、レーザ光散乱(LLS)による懸濁液によって散乱する光強度を各添加の後に測定し、漸近値Irに達するまで、累積的な添加溶液量に関して図にそれを記録し、
b)リガンドの一連の既知量の水溶液を、ステップa)で得られた懸濁液に添加し、懸濁液に添加したリガンドのモル濃度を[T0]として表し、各添加の後に、レーザ光散乱(LLS)による懸濁液によって散乱した光強度Iを測定し、漸近値Irに達するまで、累積的な添加溶液量に関して図にそれを記録し、方程式(1)を用いてリガンド添加に関する散乱光強度のデータをフィットさせる。方程式は、
a)1.3250〜1.3400、望ましくは1.3300〜1.3350の屈折率npを有する疎水性アモルファスポリマーによって構成され、5〜200nmの平均粒径を有する粒子の0.05%〜5重量%のコロイド状水性懸濁液又はラテックスに、両親媒性非イオン性(又は同様にイオン性)界面活性剤の50%〜99.5%重量%及びレセプターで終結された同じ又は異なる界面活性剤の0.5〜50重量%を含有する混合物の水溶液の一連の既知量に添加し、レーザ光散乱(LLS)による懸濁液によって散乱する光強度を各添加の後に測定し、漸近値Irに達するまで、累積的な添加溶液量に関して図にそれを記録し、
b)リガンドの一連の既知量の水溶液を、ステップa)で得られた懸濁液に添加し、懸濁液に添加したリガンドのモル濃度を[T0]として表し、各添加の後に、レーザ光散乱(LLS)による懸濁液によって散乱した光強度Iを測定し、漸近値Irに達するまで、累積的な添加溶液量に関して図にそれを記録し、方程式(1)を用いてリガンド添加に関する散乱光強度のデータをフィットさせる。方程式は、
である。
方程式(1)は、リガンド添加に関して散乱光強度のデータにフィットさせるために用いられるが、波長より相当小さな粒子によって散乱される光強度のためのレイリーモデルによって(例えば、“Light Scattering by Small Particles” H.C. van de Hulst, DoverPublications, Inc. New York参照)及び「ラングミュア等温線」として知られている関数によって導かれる。「ラングミュア等温線」は、添加リガンド量[T0]、レセプター濃度[S0]及び親和定数Kと関連してレセプターに結合したリガンド量を示す(例えば、“Principles of Colloid and Surface Chemistry”, P.C. Hiemenz, Marcel Dekker Inc.参照)。それにフィットさせることにより含有される他の大きさが知られるため、リガンド−レセプター相互作用に対する粒子表面に吸着されるレセプターの濃度[S0]及び親和定数Kを導き出すことが可能となる。
アモルファス疎水性ポリマーは、例えば、パーフルオロポリマーとすることができる。
両親媒性界面活性剤として、ラテックス粒子上に自己アセンブリ単分子層を生じさせるものが用いられる。その単分子層の獲得は、レセプターで終結された界面活性剤とのその混合物に代えて、非イオン性(又は同様にイオン性)界面活性剤のみを用いることによって、本発明の方法のステップa)を行い、図の漸近値の達成を観察することによって達成することができる。
両親媒性界面活性剤として、ラテックス粒子上に自己アセンブリ単分子層を生じさせるものが用いられる。その単分子層の獲得は、レセプターで終結された界面活性剤とのその混合物に代えて、非イオン性(又は同様にイオン性)界面活性剤のみを用いることによって、本発明の方法のステップa)を行い、図の漸近値の達成を観察することによって達成することができる。
さらに、その非感応化界面活性剤には、特定の相互作用があってはならない、つまり、それらは、分析されるリガンドとの結合を形成してはならない。そのような相互作用がないことにより、界面活性剤のみであって、混合物でないものを用いて本発明による方法の第1ステップを行い、続いてステップb)を行い、散乱光強度のばらつきがないことを検証することによって、検証することができる。
本発明によれば、非イオン界面活性剤(糖脂質又はオキシエチレン系界面活性剤(brij)のいずれか)を、レセプターとして作用する部位を有する分子として又は粒子表面において相互作用しない「スペーサ」として用いることができる。あるいはイオン性界面活性剤、例えば、アニオン性(例えば、ビス(2−エチレンへキシル)スルホサクシネートナトリウム塩(AOT、シグマ製))又はカチオン性(例えば、臭化ジデシルジメチルアンモニウム(DDAB、同様にシグマ製))をも用いることができる。
本発明で用いられる非イオン性界面活性剤のうち、例えば、
a)CH3-(CH2)n-(OCH2CH2)mOH
(式中、6<n<18及び3<m<12)
の構造を有する非イオン性化合物、例えば、市販の化合物Brij 56 (Fluxa、 cas号9004-95-9)(ここで、n=15及びmは m=10近辺に分布する。)、
b) RO-(CH2)n-CH3
(式中、6<n<12及びR=グルコース又はマルトース残基)
の構造を有するアルキルグリコシド、例えば、市販の化合物、n−ドデシル−β−D−マルトシド(アルドリッチ製)
が挙げられる。
a)CH3-(CH2)n-(OCH2CH2)mOH
(式中、6<n<18及び3<m<12)
の構造を有する非イオン性化合物、例えば、市販の化合物Brij 56 (Fluxa、 cas号9004-95-9)(ここで、n=15及びmは m=10近辺に分布する。)、
b) RO-(CH2)n-CH3
(式中、6<n<12及びR=グルコース又はマルトース残基)
の構造を有するアルキルグリコシド、例えば、市販の化合物、n−ドデシル−β−D−マルトシド(アルドリッチ製)
が挙げられる。
レセプターで終結された両親媒性界面活性剤は、既知の先行技術の方法によって、上述した界面活性剤とレセプターとの反応によって製造される。
レセプター−リガンド結合は、ある程度安定した結合を生じさせるために、適当な親和性を有する分子結合(例えば、タンパク質、核酸、グリコプロテイン、炭水化物、ホルモン類)と定義される。特に、抗体/抗原、酵素/抑制剤、炭水化物/炭水化物、タンパク質/DNA、DNA/DNA、ペプチド/ペプチド等が挙げられる。
レセプター−リガンド結合は、ある程度安定した結合を生じさせるために、適当な親和性を有する分子結合(例えば、タンパク質、核酸、グリコプロテイン、炭水化物、ホルモン類)と定義される。特に、抗体/抗原、酵素/抑制剤、炭水化物/炭水化物、タンパク質/DNA、DNA/DNA、ペプチド/ペプチド等が挙げられる。
本発明の方法のステップa)及びb)において、散乱光強度の測定を、懸濁液を安定化させるために、熱力学的平衡条件下で、つまり、一般に4〜6分間の時間間隔で、交互に添加して行う。
本発明のシステムは、迅速に熱力学的平衡に達することが見出されている。従って、行われる測定は、吸収−脱着動力学から独立しており、よって、バルク輸送によっては、少なくとも影響されない。
サブミクロメトリック粒子でのコロイドシステムの形態は、平らな表面を利用するシステムと比較するとより大きな表面を利用することができ、溶液量を固定することができる。通常、ポリマー粒子の直径及びポリマーのコロイド水性懸濁液の濃度は、懸濁液1ミリリットルあたりの有効表面(500〜2000cm2)を有するために選択される。
本発明の方法は、1ミリリットルあたり最高3マイクログラム材料まで検出することができ、これは、表面に対する吸着質量における検出限界(先行技術で最も感受性の高い技術の範囲である0.04ng/mm2)に相当する。
本発明の方法によれば、光散乱(LS)がレセプターとリガンドとの間の相互作用を効果的に同定し、測定するに至ることは、意外であり、予想外である。実際、希釈溶液におけるレセプターとリガンドとの相互作用は、LSによって測定することはできない。
一方、多数のレセプターをサポートするサブミクロメトリック粒子の使用は、リガンド−レセプター相互作用を測定するためにLSを使用することを可能にする。
異なる粒子(ここでは多価の相互作用として示される)によって行われるリガンドとより多くのレセプターとの間の相互作用の存在が、本発明の方法を応用できなくする点に注意することが必要である。いくつかの多価の相互作用の場合、ラテックス凝集をもたらすかもしれない。多価の相互作用の存在は、ダイナミックレーザ光散乱(DLLS)技術によって、ステップa)及びb)の間、粒径を測定することによって検証することができる。DLLS法は、散在強度と散在粒子のリリース時間とを結びつける曲線の記載に基づく。よって、リリース速度Γを描くことは可能であり、それは散乱種の散乱係数Dと比例している。
異なる粒子(ここでは多価の相互作用として示される)によって行われるリガンドとより多くのレセプターとの間の相互作用の存在が、本発明の方法を応用できなくする点に注意することが必要である。いくつかの多価の相互作用の場合、ラテックス凝集をもたらすかもしれない。多価の相互作用の存在は、ダイナミックレーザ光散乱(DLLS)技術によって、ステップa)及びb)の間、粒径を測定することによって検証することができる。DLLS法は、散在強度と散在粒子のリリース時間とを結びつける曲線の記載に基づく。よって、リリース速度Γを描くことは可能であり、それは散乱種の散乱係数Dと比例している。
Γ=D*q2
(式中、qは後述するように波ベクトルを示す。
q=(4πn/λ)sin(θ/2)
(式中、nは媒体屈折率、λは波長、θは測定が行われる散乱角である))。
(式中、qは後述するように波ベクトルを示す。
q=(4πn/λ)sin(θ/2)
(式中、nは媒体屈折率、λは波長、θは測定が行われる散乱角である))。
散乱係数Dは、ストークス・アインシュタインの方程式によって存在する散乱物質の直径に関係する。
D=kT/3πηφ
(式中、Kはボルツマン定数、Tは温度、ηは媒体の粘度、φは散乱物質の直径である)。
従って、この方程式から、粒径を導き出すことができる。多価の相互作用がなければ、ポリマーの粒径は、実質的に一定のままである。直径のばらつきは、界面活性剤によって、レセプターによって及びリガンドによって形成される単分子層による。
D=kT/3πηφ
(式中、Kはボルツマン定数、Tは温度、ηは媒体の粘度、φは散乱物質の直径である)。
従って、この方程式から、粒径を導き出すことができる。多価の相互作用がなければ、ポリマーの粒径は、実質的に一定のままである。直径のばらつきは、界面活性剤によって、レセプターによって及びリガンドによって形成される単分子層による。
多価の相互作用が存在するとしても、システム凝集がなければ、直径ばらつきの制御が特に重要である。この場合、もちろん、得られた測定値は、リガンド−レセプター相互作用の意味はないであろう。
従って、レセプターとリガンドとの間で起こるはずの相互作用は、多価の相互作用であってはならない。多価でない相互作用のための直径ばらつきは、約40nmのポリマー粒子を支持するために、数ナノメートルのオーダーである。それよりむしろ、例えば、80nmの粒子が40nmの支持する粒子を用いていることが検出される場合、多価の相互作用がある。
以下に本発明の目的を詳述するために実施例を示すが、これらに限定されるものではない。
実施例1
塩酸バンコマイシン水和物(リガンド)とペプチド配列L-Lys-D-Ala-D-Ala(レセプター)との結合定数の測定
実施例1
塩酸バンコマイシン水和物(リガンド)とペプチド配列L-Lys-D-Ala-D-Ala(レセプター)との結合定数の測定
ステップa)
平均粒径78nmのサブミクロメトリック粒子0.1重量%を含有するコロイド水性懸濁液(パーフルオロメチルビニルエーテル40モル%を含有するTFEコポリマー)に、n−ドデシル−β−D−マルトシド99重量%とペプチド配列L-Lys-D-Ala-D-Ala、細菌細胞壁の配列特性で終結された非イオン性界面活性剤Brij 56の1重量%との混合物10ミリモルの水溶液を、5分間の間隔で、それぞれ6マイクロリットル添加した。
各々の添加の後、混合物を30秒間攪拌し、1分間平衡させ、散乱光強度を、散乱光を電気信号に変換するために、5ミリワットのヘリウム−ネオンレーザ及び光電子増倍管を用いて測定した。
平均粒径78nmのサブミクロメトリック粒子0.1重量%を含有するコロイド水性懸濁液(パーフルオロメチルビニルエーテル40モル%を含有するTFEコポリマー)に、n−ドデシル−β−D−マルトシド99重量%とペプチド配列L-Lys-D-Ala-D-Ala、細菌細胞壁の配列特性で終結された非イオン性界面活性剤Brij 56の1重量%との混合物10ミリモルの水溶液を、5分間の間隔で、それぞれ6マイクロリットル添加した。
各々の添加の後、混合物を30秒間攪拌し、1分間平衡させ、散乱光強度を、散乱光を電気信号に変換するために、5ミリワットのヘリウム−ネオンレーザ及び光電子増倍管を用いて測定した。
このように、光強度を、サンプル中の粉末の存在可能性によるノイズを最小限に止めるために、最も低い値を選んで、連続的に6回、10秒間記録した。
測定した強度値(図1における点)を、添加溶液量に関する図として示し、図1に示す曲線を得る。
用いられた混合物によって被覆する漸進性の粒子を、散乱光強度の変化によってモニターする。
散乱光強度の漸近値の達成によって、完全な被覆が明確に示される。
測定した強度値(図1における点)を、添加溶液量に関する図として示し、図1に示す曲線を得る。
用いられた混合物によって被覆する漸進性の粒子を、散乱光強度の変化によってモニターする。
散乱光強度の漸近値の達成によって、完全な被覆が明確に示される。
ステップb)
漸近値に達したら、a)で得られた懸濁液に、塩酸バンコマイシン水和物(アルドリッチ製、cas番号861987)の0.4ミリモル水溶液を、それぞれ5分間の間各で、6マイクロリットル添加する。
漸近値に達したら、a)で得られた懸濁液に、塩酸バンコマイシン水和物(アルドリッチ製、cas番号861987)の0.4ミリモル水溶液を、それぞれ5分間の間各で、6マイクロリットル添加する。
各々の添加の後、混合物を、30秒間攪拌し、1分間平衡させ、散乱光強度をステップa)と同様に測定した。
測定した強度値(図1における三角形)を、溶液量に関する図として示し、ステップa)で示した曲線に加える。
測定した強度値(図1における三角形)を、溶液量に関する図として示し、ステップa)で示した曲線に加える。
バンコマイシン/L-Lys-D-Ala-D-Ala結合の形成が、バンコマイシンとのレセプター部位の飽和を示す漸近値に達するまでの散乱光強度の増加から、検出される。
バンコマイシンの添加に関する散乱光強度のデータを、ラングミュア吸着の公式に代入することにより、レセプター−リガンドの結合定数が得られる。
得られた結合定数は、1.5×106/モルである。
凝集プロセスがないことを検証するため、サブマイクロメトリック粒子の直径を、DLLS法によって連続的にチェックしたところ、実質的にそれは一定のままだった。
バンコマイシンの添加に関する散乱光強度のデータを、ラングミュア吸着の公式に代入することにより、レセプター−リガンドの結合定数が得られる。
得られた結合定数は、1.5×106/モルである。
凝集プロセスがないことを検証するため、サブマイクロメトリック粒子の直径を、DLLS法によって連続的にチェックしたところ、実質的にそれは一定のままだった。
実施例2
実施例1を繰り返したが、平均直径40nmの0.1%の粒子(2,2,4-トリフルオロ-5-トリフルオロメトキシ-1,3-ジオキサゾール(TTD)の30モル%を含有するTFEコポリマーからなる)で水性コロイド懸濁液を用いた。
実施例1を繰り返したが、平均直径40nmの0.1%の粒子(2,2,4-トリフルオロ-5-トリフルオロメトキシ-1,3-ジオキサゾール(TTD)の30モル%を含有するTFEコポリマーからなる)で水性コロイド懸濁液を用いた。
ステップa)において、実施例1と同様の混合物を12マイクロリットル添加した。
ステップb)において、バンコマイシンの0.9ミリモル混合物を、6マイクロリットル添加した。
得られた結合定数は、1.1×106/モルである。
ステップb)において、バンコマイシンの0.9ミリモル混合物を、6マイクロリットル添加した。
得られた結合定数は、1.1×106/モルである。
Claims (6)
- レーザ光散乱(LLS)によって2つの相互作用分子種の結合定数を測定する方法であって、
a)1.3250〜1.3400、望ましくは1.3300〜1.3350の屈折率npを有する疎水性アモルファスポリマーによって構成され、5〜200nmの平均粒径を有する粒子の0.05%〜5重量%を含有するコロイド状水性懸濁液又はラテックスに、両親媒性非イオン性又は同様にイオン性界面活性剤50%〜99.5%重量%及びレセプターで終結された同じ又は異なる界面活性剤0.5〜50重量%を含有する混合物の水溶液の一連の既知量を添加し、
レーザ光散乱(LLS)によって懸濁液が散乱する光強度を各添加の後に測定し、漸近値Irに達するまで、累積的な添加溶液量に関する図にそれを記録し、
b)リガンドの一連の既知量の水溶液を、ステップa)で得られた懸濁液に添加し、懸濁液に添加したリガンドのモル濃度を[T0]として表し、各添加の後に、レーザ光散乱(LLS)による懸濁液が散乱する光強度Iを測定し、漸近値Irに達するまで、累積的な添加溶液量に関する図にそれを記録し、方程式(1)
を用いて、リガンド添加に関する散乱光強度のデータをフィットさせることを含む方法。 - 非イオン性又はイオン性両親媒性界面活性剤がポリマー粒子上に単分子層(自己アセンブリ単分子層)を生じさせる界面活性剤である請求項1の方法。
- 非イオン性界面活性剤が、
a)CH3-(CH2)n-(OCH2CH2)mOH
(式中、6<n<18及び3<m<12)
の構造を有する非イオン性化合物、
b) RO-(CH2)n-CH3
(式中、6<n<12及びR=グルコース又はマルトース残基)
の構造を有するアルキルグルコシドから選択される請求項1又は2の方法。 - リガンド−レセプター結合は、タンパク質、核酸、グリコプロテイン、炭水化物、ホルモン類から選択される請求項1〜3のいずれか1つに記載の方法。
- 分子のリガンド−レセプター結合は、抗体/抗原、酵素/抑制剤、炭水化物/炭水化物、タンパク質/DNA、DNA/DNA、ペプチド/ペプチドから選択される請求項4に記載の方法。
- ポリマー粒子の直径及びポリマーのコロイド水性懸濁液は、500〜2000cm2の懸濁液1ミリリットルあたりの有効表面を有するために選択される請求項1〜5のいずれか1つの記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT001800A ITMI20041800A1 (it) | 2004-09-21 | 2004-09-21 | Netodo di misurazione di interazioni molecolari con lls |
PCT/EP2005/009955 WO2006032407A1 (en) | 2004-09-21 | 2005-09-16 | Method for measuring molecular interactions by laser light scattering (lls) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008513746A true JP2008513746A (ja) | 2008-05-01 |
Family
ID=35385353
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007531686A Pending JP2008513746A (ja) | 2004-09-21 | 2005-09-16 | レーザ光散乱(lls)による分子相互作用の測定方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20080118992A1 (ja) |
EP (1) | EP1792183B1 (ja) |
JP (1) | JP2008513746A (ja) |
AT (1) | ATE383571T1 (ja) |
DE (1) | DE602005004306D1 (ja) |
IT (1) | ITMI20041800A1 (ja) |
WO (1) | WO2006032407A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1396382B1 (it) | 2009-10-30 | 2012-11-19 | Bellini | Metodo per la misurazione di interazioni molecolari mediante rilevazione di luce riflessa da multistrati dielettrici funzionalzzati. |
CN102812358A (zh) * | 2010-01-14 | 2012-12-05 | 中央佛罗里达大学研究基金会有限公司 | 生物分子和生物分子复合物(bmc)的检测和分析方法及其在研究和医疗诊断中的应用 |
EP4157909A4 (en) * | 2020-06-01 | 2024-07-10 | Checkerspot Inc | TRIGLYCERIDE OILS, POLYOLS AND USES THEREOF |
EP4208528A4 (en) | 2021-09-17 | 2023-10-11 | Checkerspot, Inc. | HIGH OLEIC OIL COMPOSITIONS AND THEIR USES |
WO2023091669A1 (en) | 2021-11-19 | 2023-05-25 | Checkerspot, Inc. | Recycled polyurethane formulations |
WO2023102069A1 (en) | 2021-12-01 | 2023-06-08 | Checkerspot, Inc. | Polyols, polyurethane dispersions, and uses thereof |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54109494A (en) * | 1978-02-16 | 1979-08-28 | Teikoku Hormone Mfg Co Ltd | Method of measuring antigennantibody reaction |
US4766083A (en) * | 1982-04-04 | 1988-08-23 | Wako Pure Chemical Industries, Ltd. | Method for the photometric determination of biological agglutination |
JP2588174B2 (ja) * | 1986-09-08 | 1997-03-05 | 三菱化学株式会社 | 抗原−抗体反応の測定法 |
US4957113A (en) * | 1987-09-01 | 1990-09-18 | Massachusetts Institute Of Technology | Method for detecting cataractogenesis using quasi-elastic light scattering |
US5100805A (en) * | 1989-01-26 | 1992-03-31 | Seradyn, Inc. | Quantitative immunoassay system and method for agglutination assays |
WO1994000763A1 (en) * | 1992-06-24 | 1994-01-06 | Akzo Nobel N.V. | Method for determining multiple immunocomplexes on one surface using spectroscopy |
TW239881B (ja) * | 1992-12-22 | 1995-02-01 | Sienna Biotech Inc | |
KR20010025027A (ko) * | 1998-05-15 | 2001-03-26 | 타다시 마츠다 | 면역측정시약 및 면역측정법 |
US7018846B1 (en) * | 1998-08-10 | 2006-03-28 | Science & Technology Corporation @ Unm | Display of receptors and analysis of binding interactions and drug libraries |
CA2439307A1 (en) * | 2001-02-23 | 2002-09-06 | Genicon Sciences Corporation | Methods for providing extended dynamic range in analyte assays |
-
2004
- 2004-09-21 IT IT001800A patent/ITMI20041800A1/it unknown
-
2005
- 2005-09-16 US US11/663,224 patent/US20080118992A1/en not_active Abandoned
- 2005-09-16 AT AT05790321T patent/ATE383571T1/de not_active IP Right Cessation
- 2005-09-16 DE DE602005004306T patent/DE602005004306D1/de active Active
- 2005-09-16 WO PCT/EP2005/009955 patent/WO2006032407A1/en active IP Right Grant
- 2005-09-16 EP EP05790321A patent/EP1792183B1/en not_active Not-in-force
- 2005-09-16 JP JP2007531686A patent/JP2008513746A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1792183B1 (en) | 2008-01-09 |
ATE383571T1 (de) | 2008-01-15 |
DE602005004306D1 (de) | 2008-02-21 |
EP1792183A1 (en) | 2007-06-06 |
WO2006032407A1 (en) | 2006-03-30 |
US20080118992A1 (en) | 2008-05-22 |
ITMI20041800A1 (it) | 2004-12-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Löfås et al. | Methods for site controlled coupling to carboxymethyldextran surfaces in surface plasmon resonance sensors | |
JP2008513746A (ja) | レーザ光散乱(lls)による分子相互作用の測定方法 | |
US20090203118A1 (en) | Optical system including nanostructures for biological or chemical sensing | |
Piehler et al. | Fast transient cytokine–receptor interactions monitored in real time by reflectometric interference spectroscopy | |
US7129096B2 (en) | Sensor for use in testing biological, biochemical, chemical or environmental samples | |
Adamczyk et al. | Reversible and irreversible adsorption of particles on homogeneous surfaces | |
US20170248589A1 (en) | Method of measuring interaction between molecules | |
US8535950B2 (en) | Use of perfluoropolymer submicrometric latexes in the determination of molecular interactions by laser light scattering (LLS) | |
Tyllianakis et al. | Direct colorimetric determination of solid-supported functional groups and ligands using bicinchoninic acid | |
JP5033817B2 (ja) | 平坦な表面によって反射する光の測定により分子相互作用を測定するための方法 | |
DeSantis et al. | Label‐free detection and manipulation of single biological nanoparticles | |
CN109307768A (zh) | 分析物浓度的检测方法 | |
EP2587252A1 (en) | Individual molecule detection by plasmonic nanoparticles | |
JP2018532127A (ja) | 表面プラズモン共鳴バイオセンサシステムの機器依存パラメータを決定する方法 | |
JP4950229B2 (ja) | レセプター−リガンド結合定数の測定におけるペルフルオロポリマーの使用 | |
Leblanc et al. | Langmuir and Langmuir-Blodgett films of proteins and enzymes | |
Limo et al. | Experimental characterization of peptide–surface interactions | |
KEHLE et al. | by Electron Microscopy | |
JP2023168266A (ja) | 偏光異方に基づく測定による解析方法及び解析装置 | |
US20170052177A1 (en) | Competition assay | |
CN107101977A (zh) | 测定槲皮素与蛋白结合水平的表面等离子体共振分析方法 | |
Harris | Time-resolved analytical methods for liquid/solid interfaces. Progress report, November 1, 1993--October 31, 1994 |