JP7432961B2 - サンプルホルダーアセンブリ - Google Patents
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- G01N2333/00—Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
- G01N2333/90—Enzymes; Proenzymes
- G01N2333/914—Hydrolases (3)
- G01N2333/948—Hydrolases (3) acting on peptide bonds (3.4)
- G01N2333/974—Thrombin
Description
(Surface Plasmon Resonance:SPR)などのマイクロ流体工学ベースのバイオセンサプラットフォームを通じて推測されることがよくある。拡張された解離プロセスに関する情報は、最終的には化合物の有効性および安全性を高める可能性を提供するため、対応する薬物動態学的特徴と相関する場合、治療の成功を確実にするのに役立つ可能性がある。
konと、解離の速度定数であるkoffとの畳み込みである。通常この反応は、センサ表面の平衡被覆率に達するまで観察され、その被覆率は平衡解離定数Kd=koff/konによって決定される。続いて、センサ表面は、解離反応のみを監視することを目的として、分析物を含まない溶液にさらされ、そこからkoffを直接推定することができる。
a)第1のリガンドを含まず、濃度Ciの受容体を含む第1の溶液を提供する工程と、
b)時間間隔t1の間の受容体と第2のリガンドとの間の結合事象の数を記録しながら、第1の溶液と第2のリガンドで機能化された試験ウェル壁とを接触させる工程と、
c)時間間隔t2の間の第2の溶液中の第2のリガンドと受容体との間の結合事象の数の記録を継続しながら、受容体を含まず、濃度Cnの第1のリガンドを含む試験溶液を第1の溶液に添加して、第2の溶液を提供する工程と、を含む、方法を提供する。
b)時間間隔t1の間の受容体と第2のリガンドとの間の結合事象の数を記録するか、または記録せずに、第1の溶液と第2のリガンドで機能化された試験ウェル壁とを接触させる工程。
1/kobs以上であり得る。kobsは、本明細書に記載されているように測定および計算することができる。
d) 工程b)および工程c)で記録された結合事象に基づいて、第1のリガンドと受容体との間の相互作用を決定する工程。
e)試験溶液中の第1のリガンドの濃度Cnを増加させて工程c)を繰り返すこと。
[Ligand Receptor]は平衡状態で受容体に結合する第1のリガンドの濃度、
[Total Receptor]は受容体の初期濃度である。
[Ligand]は結合反応の平衡状態での遊離の第1のリガンドの濃度であり、
Kdは本明細書に記載のとおりである。
- 複数の底なし試験ウェルを含むサンプルホルダープレートと、
- 接着剤などの付着手段などの材料によってサンプルホルダープレートに取り付けられ、それによって複数の試験ウェルのウェル底壁を形成する底プレートと、
を含み、
接着剤などの付着手段などの材料は、底プレートの屈折率Ngよりも低い屈折率Naを有する、
ところの本明細書に記載の方法が提供される。
- 複数の底なし試験ウェルを含むサンプルホルダープレートと、
- 接着剤などの付着手段などの材料によってサンプルホルダープレートに取り付けられ、それによって複数の試験ウェルのウェル底壁を形成する底プレートと、
を含み、
接着剤は、底ガラスプレート(3)の屈折率Ngよりも低い屈折率Naを有する、サンプルホルダーアセンブリを提供する。
接着剤などの付着手段などの材料は、UV硬化性であり得、および/または緩衝液に耐性であり得る。サンプルホルダープレートは、マイクロタイタープレートを含むか、またはそれからなることができる。
図7は、複数の底なし試験ウェル2を含むサンプルホルダープレート1と、接着剤4によってサンプルホルダープレート1に取り付けられ、それによって、複数のウェル2のウェル底壁5を形成する底プレート3と、を含むサンプルホルダーアセンブリ100の断面図を示す。接着剤は、底プレート3の屈折率Ngよりも低い屈折率Naを有する。
本開示は以下の項目を提供する。
第1のリガンドと受容体との間の相互作用を決定する方法であって、次の一連の方法工程:
a)第1のリガンドを含まず、濃度Ciの受容体を含む第1の溶液を提供する工程と、
b)時間間隔t1の間の受容体と第2のリガンドとの間の結合事象の数を記録しながら、第1の溶液と第2のリガンドで機能化された試験ウェル壁とを接触させる工程と、
c)時間間隔t2の間の第2の溶液の第2のリガンドと受容体との間の結合事象の数を記録しながら、受容体を含まず、濃度Cnの第1のリガンドを含む試験溶液を第1の溶液に添加して、第2の溶液を提供する工程と、を含む、方法。
一連の方法工程が、複数の試験ウェルのそれぞれにおいて完全に実行される、項目1に記載の方法。
一連の方法工程が、試験溶液中のいくつかの異なる濃度Cnの第1のリガンドに対して実行される、項目1または2に記載の方法。
工程d)を更に備える、項目1または2に記載の方法。
d)試験溶液中の第1のリガンドの濃度Cnを増加させて工程c)を繰り返すこと。
受容体が、リポソーム、デンドリマー、デンドロン、錯化ランタニド、量子ドット、ナノダイヤモンド、または脂質ディスクなどのビヒクルと組み合わされて、固定化された受容体を提供する、項目1から4のいずれか一項に記載の方法。
ビヒクルがフルオロフォアを含む、項目1から5のいずれか一項に記載の方法。
第1のリガンドおよび第2のリガンドが同じまたは異なる、項目1から6のいずれか一項に記載の方法。
受容体が医薬品受容体であり、および/または、
第1のリガンドおよび/または第2のリガンドが医薬品である、
項目1から7のいずれか一項に記載の方法。
工程b)および/または工程c)が顕微鏡の使用を含む、項目1から8のいずれか一項に記載の方法。
観察された速度定数kobs、会合定数kon、解離定数koff、平衡解離定数Kd、部分占有率の少なくとも1つを第1のリガンドについて決定することを含む、項目1から9のいずれか一項に記載の方法。
複数の試験ウェルが、マイクロタイタープレートなどのサンプルホルダーアセンブリの一部を形成する、項目2から10のいずれか一項に記載の方法。
サンプルホルダーアセンブリが、全反射蛍光(TIRF)顕微鏡と組み合わせて使用されるように構成され、
- 複数の底なし試験ウェル(2)を含むサンプルホルダープレート(1)と、
- 接着剤(4)によってサンプルホルダープレート(1)に取り付けられ、それによって複数のウェル(2)のウェル底壁(5)を形成する底プレート(3)とを含み、
接着剤(4)は、底プレート(3)の屈折率(Ng)よりも低い屈折率(Na)を有する、項目11に記載の方法。
接着剤(4)がUV硬化性であり、および/または緩衝液に対して耐性である、
項目10から12のいずれか一項に記載の方法。
TIRF顕微鏡と組み合わせて使用されるように構成されるサンプルホルダーアセンブリ(10)であって、
- 複数の底なし試験ウェル(2)を含むサンプルホルダープレート(1)と、
- 接着剤(4)によってサンプルホルダープレート(1)に取り付けられ、それによって複数のウェル(2)のウェル底壁(5)を形成する底プレート(3)と、
を含み、
接着剤(4)は、底ガラスプレート(3)の屈折率(Ng)よりも低い屈折率(Na)を有する、サンプルホルダーアセンブリ(10)。
サンプルホルダーアセンブリ(10)が、光ビームをウェル底壁(5)に提供するように構成されたTIRF光源と組み合わされ、これにより、光ビームがウェル底壁(5)全体に伝搬することにより、複数のウェル(2)にエバネッセント場を作り出す、
項目11に記載の方法、又は項目14に記載のサンプルホルダーアセンブリ。
CHES N-シクロヘキシル-2-アミノエタンスルホン酸
HBS Hepes緩衝液
HEPES(4-(2-ヒドロキシエチル)-1-ピペラジンエタンスルホン酸)
LED 発光ダイオード
NHS N-ヒドロキシコハク酸イミド
μl マイクロリットル
L リットル
LOD 検出下限
nm ナノメートル
nM nanoMolar(ナノモル)
mg ミリグラム
ml ミリリットル
mM ミリモル
PBS リン酸緩衝液
PEG4 ポリエチレングリコール、H-(O-CH2-CH2)4-OH
PC ホスファチジルコリン
PEG ポリエチレングリコール
PLL-g-PEG ポリ-L-リジン・グラフト化PEG
RT 室温
sec 秒
UV 紫外線
V/V 体積百分率
すべての脂質はAvanti Polar Lipids社から購入した。
PLL-g-PEG(11354-X=200-2000-3.5%)およびPLL-g-PEG-ビオチン(11835-X=200-3400-3.5%)はNanosoft Polymers社から購入した。
トロンビン結合ペプチドは、ThermoFisher Scientificにより顧客の指定に基づいて合成された。メラガトラン(Melagatran)はSantaCruz Biotechnology社から購入した。
Dymax3025は、Dymax Corporation社の製品である。
他のすべての化学物質は、特に明記されていない限り、Sigma社から購入した。すべての化学物質は分子生物学の目的に適していた。
直径が約100nmのリポソームを生成するために、最初に必要な脂質をクロロホルムに溶解して混合した。合計5mgの2-オレオイル-1-パルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン、0.01mgの1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン-N-ジベンゾシクロオクチル、および0.005mgの1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン-N-(リサミンローダミンBスルホニル)を一緒に混合した。脂質混合物を一晩真空乾燥させた。乾燥した脂質を1mLのHBS(150mM NaCl、20mM/L HEPES、pH7.2)で穏やかに撹拌しながら水和させた。脂質懸濁液を、孔径100nmのPC膜から11回押し出した。リポソームの濃度は、544nmでの光吸収によって決定され、リポソーム溶液の濃度は、2.5mg/mLに調整された。これは、約30nMのリポソーム濃度に等しい。
クリックケミストリーを介してリポソームにトロンビンを固定化するために、NHSカップリングを介してアジド基をトロンビンに導入した。したがって、2mg/mLの100μLのヒトトロンビンを200μLの高塩PBSバッファー(10mMのNa2HPO4、1.8mMのKH2PO4、400mMのNaCl+33.5% Glycerol(v/v)(pH7.4)、および10mMの13μLのNHS-PEG4-Azide)と混合した。混合物を室温で30分間インキュベートした。500μLの高塩PBSバッファー(10mM Na2HPO4、1.8mM KH2PO4、400mM NaCl+33.5%グリセロール(v/v)、pH6.6)を添加して、反応を停止した。
1.5μLのトロンビンアジドを48.5μLの氷冷CHESバッファー(20mMのCHES、150mMのNaCl)とpH8.5で混合し、続いて50μLのリポソーム溶液を添加した。この混合物は氷上で少なくとも30分間保存された。10μLの反応混合物を990μLの氷冷CHESバッファー(20mM CHES、150mM NaCl)でpH8.5に希釈した。
厚さ0.17mmのガラスプレートをベースピラニア溶液中で、373ケルビンで30分間インキュベートした。洗浄したガラスプレートを水ですすぎ、乾燥させた。UV硬化性接着剤(Dymax3025)には、約1%(v/v)(3-アミノプロピル)-トリエトキシシランが追加された。接着剤混合物は、底なしマイクロプレートの下側に薄く広げられた。ガラスプレートは底なしマイクロプレートの上に配置され、底を形成した。接着剤を完全に広げた後、製造元の指示に従って硬化させた。硬化後、マイクロプレートの各ウェルに、1mg/mLのPLL-g-PEGおよび1mg/mLのPLL-g-PEG-ビオチンを含有する10μLの溶液を加える。プレートを穏やかな軌道撹拌下で少なくとも1時間インキュベートした。インキュベーション後、各ウェルをHBSバッファーで10回洗浄した。すべての洗浄工程の希釈率は少なくとも1:10であった。洗浄後、各ウェルに100μg/mLのニュートラアビジンを含有する10μLの溶液を添加した。これを穏やかな軌道撹拌下で少なくとも4時間インキュベートした。すべてのウェルを前述のように洗浄し、10ug/mLのビオチンに結合したトロンビン結合ペプチド(GVGPRSFKLPGLA-Aib-SGFK-PEG4-ビオチン)を含む10μLの溶液をすべてのウェルに添加した。マイクロプレートを穏やかな軌道撹拌下で少なくとも1時間インキュベートした。ペプチドは、小胞に固定化されたトロンビンに結合するためのツール化合物であった。
最後に、マイクロプレートを前述のように洗浄し、各ウェルの残留バッファー量は30μLである。
単一分子顕微鏡は、Nikon Ti-Eベースに基づいた。落射蛍光用の光源として、LED白色光源を使用する。対物レンズは60倍のAPO TIRF対物レンズであった。画像は浜松ホトニクスOrca-FLASH4.0V2 sCMOSカメラで記録される。サンプルステージは電動式で、マイクロウェルホルダーを備えていた。
顕微鏡の上に液体処理ロボットが設置された(Andrew、Andrew Alliance)。
1.6uM/Lから始まるメラガトランの8回の1:3希釈シリーズ。希釈シリーズのバッファーは、pH9.5のCHESバッファー(20mMのCHES、150mMのNaCl)であった。
384個のウェルを含むマイクロウェルプレートを、顕微鏡のマイクロウェルプレートホルダーに配置した。その後、測定が開始され、完全に自動的に実行された。
1.上に示したように準備された適切なマイクロウェルを対物レンズの上に置き、その焦点面がマイクロウェルの内面に置かれるように対物レンズを調整した。
2.ウェルをpH9.5の70μLのCHESバッファー(20mM/LのCHES、150mM/LのNaCl)で洗浄した。
3.CHESバッファーおよびトロンビンが付着したリポソームを含有する5μLの溶液をウェルに添加し、ウェルの内容物を混合した。
4.901枚の画像と10秒-1の取得速度でタイムラプス動画の取得を開始した。
5.取得の20秒後、適切な濃度のメラガトランおよびCHESバッファーを含有する5μLの溶液を添加し、ウェルの内容物を急速に混合した(<0.5秒)。
6.画像データの取得は、901フレームが記録されるまで続けた。
cumsum on-events[#]は記録された結合事象の数である。
この例では、実施例1に記載の方法工程が、単一のウェル、2つのウェルのそれぞれ、および100個のウェルのそれぞれで完全に実施された。トロンビン濃度は1pMであった。メラガトラン濃度は7.4nMであった。
kobsは、0.43秒-1のkobs値を提供するように適合できることがわかった。2つのウェルの実験と同様にさらなる実験を実施したが、2つのウェルの代わりに100個のウェルを使用した。結果を図6に示し、kobsは、0.22秒-1のkobs値を提供するように適合できることがわかった。図4、図5、および図6では、tinhは、リポソーム固定化トロンビンを含有する溶液にメラガトランの溶液を添加した時間であり、
cumsum on-events[#]は記録された結合事象の数である。
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Claims (11)
- TIRF顕微鏡と組み合わせて使用されるように構成されたサンプルホルダーアセンブリ(100)であって、
- 複数の底なし試験ウェル(2)を含むサンプルホルダープレート(1)と、
- 接着剤である材料(4)によって前記サンプルホルダープレート(1)に取り付けられ、それによって前記複数の試験ウェル(2)のウェル底壁(5)を形成する底ガラスプレート(3)と、
を備えており、
前記接着剤である材料(4)は、前記底ガラスプレート(3)の屈折率(Ng)よりも低い屈折率(Na)を有することを特徴とする、サンプルホルダーアセンブリ。 - 前記材料がUV硬化性である、および/または、緩衝液に対して耐性である、請求項1に記載のサンプルホルダーアセンブリ。
- 前記材料がUV硬化性であり、且つ、緩衝液に対して耐性である、請求項2に記載のサンプルホルダーアセンブリ。
- 前記材料がUV硬化性である、請求項2に記載のサンプルホルダーアセンブリ。
- 前記材料が緩衝液に対して耐性である、請求項2に記載のサンプルホルダーアセンブリ。
- 当該サンプルホルダーアセンブリが、マイクロタイタープレートを含む、請求項1~5のいずれか一項に記載のサンプルホルダーアセンブリ。
- 当該サンプルホルダーアセンブリが、マイクロタイタープレートからなる、請求項1~5のいずれか一項に記載のサンプルホルダーアセンブリ。
- 前記サンプルホルダーアセンブリ(100)が、光ビームを前記ウェル底壁(5)に提供するように構成されたTIRF光源と組み合わされており、その結果、前記光ビームが前記ウェル底壁(5)全体に伝搬することにより、前記複数の試験ウェル(2)にエバネッセント場を作り出す、請求項1~7のいずれか一項に記載のサンプルホルダーアセンブリ。
- 前記ウェル底壁(5)は、試験ウェル(2)の内部に面する第2のリガンドで機能化され、当該第2のリガンドが固定化されている、請求項1~8のいずれか一項に記載のサンプルホルダーアセンブリ。
- 前記ウェル底壁(5)は、リガンドで機能化されている、請求項1に記載のサンプルホルダーアセンブリ。
- 前記リガンドは医薬品である、請求項10に記載のサンプルホルダーアセンブリ。
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