Рефлектометрическая интерференционная спектроскопия - Reflectometric interference spectroscopy

Рефлектометрическая интерференционная спектроскопия (RIfS) - это физический метод, основанный на интерференции белого света на тонких пленках, который используется для исследования молекулярного взаимодействия.

Принцип

Основной принцип измерения соответствует принципу измерения Интерферометр Майкельсона.

Реализация

Слева: Схема пути лучей в случае многократного отражения от пограничных слоев. Справа: диаграмма результирующего спектра помех.

Белый свет направлен вертикально на многослойную систему SiO2, высокопреломляющая Ta2О5 и дополнительный SiO2 слой (этот дополнительный слой можно химически модифицировать). Частичные лучи белого света отражаются на каждой фазовой границе и затем преломляются (проходят). Эти отраженные частичные лучи накладываются друг на друга, что приводит к интерференционному спектру, который обнаруживается с помощью спектрометра с диодной матрицей.
За счет химической модификации верхний SiO2 слой изменен таким образом, чтобы обеспечить взаимодействие с целевыми молекулами. Это взаимодействие вызывает изменение толщины физического слоя d и показатель преломления n внутри этого слоя. Их произведение определяет оптическую толщину слоя: n • d.
Изменение оптической толщины приводит к модуляции интерференционного спектра. Мониторинг этого изменения во времени позволяет наблюдать поведение связывания целевых молекул.

Заявление

Схема кривой привязки

RIfS используется прежде всего как метод обнаружения в химио- и биосенсоры.

Хемосенсоры особенно подходят для измерений в сложных условиях и в газовой фазе. В качестве чувствительных слоев используются в основном неселективные измерительные полимеры, которые сортируют аналиты по размеру (так называемый эффект молекулярного сита при использовании микропористых полимеров) или по полярности (например, функционализированные полидиметилсилоксаны ). При выполнении неселективных измерений измеряется суммарный сигнал от нескольких аналитов, что означает, что многомерный анализ данных, например нейронные сети должны использоваться для количественной оценки. Однако также можно использовать выборочно измеряющие полимеры, так называемые полимеры с молекулярным отпечатком (MIP), которые содержат элементы искусственного распознавания.

Когда используешь биосенсоры, полимеры Такие как полиэтиленгликоли или же декстраны наносятся на систему слоев, и на этих элементах распознавания биомолекул иммобилизуются. В принципе, любая молекула может использоваться в качестве распознающего элемента (такие белки, как антитела, ДНК / РНК, например аптамеры, небольшие органические молекулы, такие как эстрон, но также липиды Такие как фосфолипид мембраны).

RIfS, вроде SPR представляет собой метод без меток, который позволяет с временным разрешением наблюдать взаимодействие между партнерами по связыванию без использования флуоресценции или радиоактивных меток.

Литература

  • G. Gauglitz, A. Brecht, G. Kraus и W. Nahm. Датчик. Actuat. B-Chem. 11 января 1993 г.
  • А. Юнг. Анальный. Биоанал. Chem. 372 1, 2002
  • Ф. Гезельхен, Б. Циммерманн, Ф. В. Херберг. Методы молекулярной биологии, 2005 г.
  • Т. Нагель, Э. Эрентрайх-Форстер, М. Сингх и др. Датчики и исполнительные механизмы B-Chemical 129 2, 2008
  • П. Фехнер, Ф. Прёлль, М. Карлквист и Г. Пролль. Анальный. Биоанал. Chem. 1 ноября 2008 г.

внешняя ссылка