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第1回 目次から全体像を理解する:BLIとSPRを学ぶシリーズ

本シリーズでは、BLIとSPRを学びます。
BLIは Bio-Layer Interferometry(バイオレイヤー干渉法)、SPRは Surface Plasmon Resonance(表面プラズモン共鳴) の略であり、いずれも分子間相互作用をラベルフリーかつリアルタイムで解析するための代表的な手法です。

テキストとしては、”A Compendium for Successful BLI and SPR Assays”、
和訳すると「BLIおよびSPRアッセイを成功させるための総合ガイド」になりますが、こちらを使います。
下記のリンクから入手可能です。

第1回目の今日はTable of Contentsの和訳版を紹介したいと思います。

1 なぜリアルタイムの動態解析と親和性が重要なのか?

1.0.1 リアルタイムおよびラベルフリー情報の利点
1.1 Octet® 製品群とは何か?
1.1.1 なぜOctet®を選ぶのか?
1.1.2 GxP対応システム

2 ラベルフリー・リアルタイムアッセイで何が分かるのか?

2.0.1 結合速度論(Binding Kinetics)
2.0.2 定常状態親和性(Steady State Affinity)
2.0.3 サンプル定量
2.0.4 エピトープ部位
2.0.5 用量反応曲線(Dose-Response Curves)

2.1 ラベルフリー・リアルタイムアッセイはどこで利用できるか?
2.1.1 ステージ:ターゲット同定およびバリデーション ― ELISAアッセイ開発
2.1.2 ステージ:リードスクリーニングおよび選抜 ― エピトープビニング
2.1.3 ステージ:プロセス開発 ― 力価および糖鎖修飾のモニタリング

3 ラベルフリー相互作用解析

3.1 ラベルフリー解析の原理
3.1.1 ベースライン
3.1.2 ローディング(固定化)
3.1.3 会合(Association)
3.1.4 解離(Dissociation)
3.1.5 再生(Regeneration)
3.1.6 全体の統合

3.2 BLIはどのように機能するか?
3.3 SPRはどのように機能するか?

3.4 動態および親和性の概要
3.4.1 マルチサイクル動態解析(Multi-Cycle Kinetics)
3.4.2 定常状態親和性
3.4.3 OneStep®インジェクション

4 実験設計

4.1 実験設計を開始する前に考慮すべきこと
4.2 リガンドおよびアナライトの割り当て

4.3 バイオセンサーおよびセンサーチップの選択
4.3.1 リガンドに適した固定化方法の選択
4.3.2 共有結合による固定化
4.3.3 親和性キャプチャ法
4.3.4 ストレプトアビジンベースのキャプチャ

4.4 リガンド最適密度のスクリーニング
4.4.1 pHスクリーニング
4.4.2 固定化かキャプチャか?
4.4.3 動態アッセイ
4.4.4 濃度アッセイ

4.5 センサーコンディショニング
4.5.1 センサー水和と安定したベースラインの重要性
4.5.2 BLIバイオセンサーの水和
4.5.3 SPRセンサーチップの水和

4.6 アッセイバッファーの最適化

4.7 アナライトの会合および解離の最適化
4.7.1 動態スクリーニングと未知のKDへの対応
4.7.2 最適な濃度系列の選択
4.7.3 高親和性結合体への対応
4.7.4 解離ステップの最適化

4.8 表面再生およびリガンド再生|スクリーニング
4.8.1 適切な再生条件の決定
4.8.2 再生に影響する要因
4.8.3 再生条件の決定
4.8.4 再生最適化のための実験結果の解釈

4.9 非特異的結合
4.9.1 静電的および非静電的な非特異的結合
4.9.2 非特異的結合を最小化するアッセイ設計

4.10 一般的なアッセイ最適化
4.10.1 リファレンス表面
4.10.2 振とう速度(シェイクスピード)

4.11 物質移動制限(Mass Transport Limitation)

4.12 二重リファレンス差し引き(Double Reference Subtraction)
4.12.1 リファレンスの目的
4.12.2 二重リファレンス差し引き
4.12.3 溶液タイプ
4.12.4 屈折率(Refractive Index)
4.12.5 溶媒補正曲線(Solvent Correction Curves)
4.12.6 ランニングバッファーおよびキャリブレーション溶液の調製

5 動態データ解析

5.1 初期の視覚的データ評価
5.1.1 バッファーブランク
5.1.2 結合データ
5.1.3 動態か親和性か?
5.1.4 適切なモデルの選択
5.1.5 フィッティング結果の視覚的評価

5.2 結合モデル
5.2.1 1:1結合モデル
5.2.2 1:1結合モデル ― OneStep®
5.2.3 定常状態/平衡解析
5.2.4 解離動態解析
5.2.5 2:1 ヘテロジニアスリガンドモデル
5.2.6 物質移動モデル
5.2.7 1:2 二価アナライトモデル
5.2.8 二状態モデル(SPRのみ)
5.2.9 拡散モデル(SPRのみ)
5.2.10 凝集モデル(SPRのみ)

6 参考文献

6.1 BLIに関する情報
6.1.1 動画
6.1.2 アプリケーションガイド
6.1.3 アプリケーションノート
6.1.4 パンフレット
6.1.5 ケーススタディ
6.1.6 電子書籍(eBooks)
6.1.7 論説記事(Editorials)
6.1.8 フライヤー
6.1.9 インフォグラフィックおよびポスター
6.1.10 テクニカルノート
6.1.11 ウェビナー
6.1.12 ホワイトペーパー

6.2 SPRに関する情報
6.2.1 アプリケーションノート
6.2.2 ベストプラクティスガイド
6.2.3 パンフレット
6.2.4 フライヤー
6.2.5 テクニカルノート

本書の構成は、大きく6つの章から成り立っています。
全体として、原理から実験設計、さらにデータ解析までを一貫してカバーしている点が特徴です。

まず第1章では、なぜリアルタイムでの動態解析や親和性評価が重要なのかが説明されています。
ラベルフリーで得られる情報の利点や、Octetシステムの位置付けなどが紹介されており、
本書の導入としての役割を担っています。

第2章では、ラベルフリー・リアルタイムアッセイによって何が測定できるのかが整理されています。
結合速度論や定常状態親和性に加え、エピトープ解析や用量反応、さらにはプロセス開発での応用まで、
測定可能な情報の幅広さが示されています。

第3章では、ラベルフリー相互作用解析の基本原理が解説されます。
ベースライン、固定化、会合、解離といった一連の測定ステップに加え、
BLIおよびSPRそれぞれの動作原理が整理されており、
測定の全体像を理解するための基盤となる章です。

第4章は本書の中核であり、実験設計に関する詳細な解説が行われます。
リガンド固定化の方法、センサー選択、バッファ条件、非特異的結合の制御、
さらには物質移動制限や再生条件といった実務上の重要ポイントが体系的にまとめられています。
実際の測定精度を左右する要因が網羅されている点で、最も実践的な章と言えます。

第5章では、取得したデータの解析方法が扱われます。
初期データの評価から始まり、1:1モデルや複雑系モデルの選択、
さらにはSPR特有のモデルまでが整理されており、
データの解釈に必要な基本的な考え方が提示されています。

最後の第6章は参考資料の一覧であり、BLIおよびSPRに関する各種リソースがまとめられています。
動画やアプリケーションノート、ホワイトペーパーなどへの導線が整理されており、
さらに学習を深めるための入り口となっています。

かなりのボリュームになりそうな予感がします。
学びながら、特定のトピックスに絞るかも知れません。
まだ、どのような展開になるかは分かりませんが、とりあえず、学んでいきましょう。
よろしくお願い致します。

今日はここまでです。




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