고처리량 표면 플라즈몬 공명 (SPR)

SPR 센서 칩은 일반적으로 유리 기판에 증착된 얇은 금속 필름, 주로 금으로 구성됩니다. 금속 필름은 생체 적합성 있는 얇은 층, 종종 자기 조립 단일층으로 코팅되어 관심 있는 생체분자를 고정할 수 있습니다.

센서 표면은 분석 대상 분자를 포함하는 액체 샘플에 노출됩니다. 고정된 리간드와 분석 대상 간의 상호작용은 표면에서의 굴절률 변화를 유발하며, 이는 실시간으로 감지하고 분석할 수 있습니다.

SPR 기반 바이오센서는 표면 플라즈몬이 여기될 때 금속-유전체 계면에서 발생하는 소멸성 전자기장의 변화를 감지하는 데 의존합니다.

표면 플라즈몬의 여기는 편광된 광선을 공명각이라고 알려진 특정 각도로 금속 필름에 결합함으로써 달성됩니다. 이 각도는 샘플 매질의 굴절률과 금속 필름의 특성에 의해 결정됩니다.

공명 조건은 생체분자 결합과 같은 금속-유전체 계면에서의 변화에 매우 민감하여, SPR을 생체분자 상호작용 연구를 위한 강력한 도구로 만듭니다.

입사광 빔이 공명각에서 금속-유전체 계면에 도달하면 시료 매질로 확장되는 소멸파를 생성합니다. 이 소멸파는 시료의 분석물과 상호작용하여 표면 근처의 굴절률 변화를 유발합니다. 이러한 변화는 반사광의 강도 또는 각도의 변화로 감지될 수 있습니다.

검출기는 이러한 변화를 측정하고, 결과 신호는 센서 표면에서 발생하는 결합 사건에 대한 정보를 얻기 위해 처리됩니다. SPR 신호의 변화를 시간에 따라 모니터링함으로써 과학자들은 결합 과정의 생체분자 상호작용의 동역학과 친화력에 대한 귀중한 통찰을 얻을 수 있습니다.

신호 변화 속도는 고정된 리간드와 분석물의 결합 및 해리에 대한 정보를 제공하여 결합 속도 상수(_a 또는 _on) 및 해리 속도 상수(_d 또는 _off)와 같은 동역학 매개변수의 계산을 가능하게 합니다. 평형 결합 친화력(_D)은 _d과 _a의 비율로 계산되거나 정상 상태 신호를 분석하여 결정될 수 있습니다.

SPR 기반 바이오센서는 동적 프로세스 모니터링과 빠른 결합 상호작용 분석을 가능하게 합니다. 또한 매우 민감하여 저농도에서 작은 분자 분석물을 감지할 수 있습니다.

SPR 기술은 약물 발견, 항체 스크리닝, 단백질-단백질 상호작용, 핵산 상호작용 등 다양한 응용 분야를 가지고 있으며, 이를 통해 결합 동역학, 분석물 농도, 상호작용의 열역학에 대한 귀중한 정보를 레이블 없이 실시간으로 제공하여 많은 연구 및 개발 환경에서 필수적인 도구가 됩니다.

표면 플라즈몬 공명은 분자 상호작용을 연구하고 이해하기 위한 첨단 기술로, 생화학 및 관련 분야의 지식 발전에 크게 기여하며 새로운 약물과 치료법 개발에 중요한 역할을 합니다.