SPR顕微鏡

セルベース分子間相互作用解析システム● 相互作用測定 - 細胞表面に対する分子・ナノ粒子の結合・解離を検出● カイネティクス解析 - 非標識リアルタイム計測で結合/解離定数を取得● アビディティ解析 ‐ 細胞表面における異なる結合反応を統合的に解析● 細胞応答 - 周囲環境刺激やシグナル入力により変動する膜機能の分析

SPRm 200

SPR顕微鏡 – セルベース分子間相互作用計測
SPR顕微鏡

一般的なSPR分子間相互作用計測

細胞膜上に発現している分子を相互作用の標的とする分子間相互作用計測システム

センサーチップ表面に固相化したタンパク質を相互作用の標的とする相互作用計測システム

SPRm センサーチップ

SPR sensor chip

相互作用ターゲットの膜タンパク質を発現している細胞をSPRmセンサーチップ上で培養する ※精製、もしくは人工膜に埋め込んだ膜タンパク質をSPRセンサーチップ上にコーティングする※接着細胞、浮遊細胞いずれも適用可能※固定済み細胞(PFA処理)、生細胞のいずれでも計測可能

膜タンパク質との相互作用計測におけるセルベースアッセイの利点
膜タンパク質の単離・精製が不要➤ 単離・精製時の不溶化、凝集など精製プロセスの課題解消➤ 精製プロセスにおける膜タンパク質の機能・構造変化の回避

細胞膜環境にある膜タンパク質との相互作用解析が可能➤ 複合体の立体構造がそのまま維持されるため再構築が不要➤ 細胞応答依存的な構造変化に伴い提示されるエピトープをターゲットとする相互作用計測系が構築できる

細胞応答など特定の生理的条件により提示される膜表面構造を標的とする相互作用解析が可能➤ 細胞培養の完了後すぐに分子間相互作用計測を始められる

計測・解析の仕組み
明視野顕微画像

明視野顕微計測の光源

細胞のセンサーチップからの剥離・浮きはバックグラウンドノイズの原因となるため、培養状態の良い領域を計測領域として選択する。またリファレンス計測のため、細胞のない領域が計測領域内に一定割合含まれるようにする（左図赤枠）。

ステージ機能X: 3 ㎜、Y: 3 ㎜
回転: 360°

SPRmセンサーチップ

プリズム

細胞の培養・集合状態の確認

計測に適した計測視野の設定
二次元SPR画像

SPR計測の光源

対物レンズ

SPRシグナルの高分解能二次元マッピング
膜タンパク質は、培養状態の違いより細胞間での発現量が異なり、同一細胞内でも局所的な集積など分布に偏りがある。複数細胞の同時計測および高分解能二次元計測により、計測領域内における計測条件のばらつきを平準化する。

SPR計測の検出器

明視野顕微計測の検出器

600 μm●450 μm

SPR計測点

計測視野内の結合イベントを1 μm間隔でリアルタイム計測(空間分解能 １µm)

SPR response

SPR計測視野と計測・解析原理・二次元SPR計測画像

Time (s)各SPR計測点で取得したSPRシ
グナルの強度をグラデーション表示した二次元マッピング画像

解析領域（ROI）
任意に指定した解析領域（ROI）内の各計測点で取得したSPRシグナル強度の平均値を時系列にプロット

Kinetics解析【 ka / kd / KD 】

Affinity解析【 KD 】

計測の流れ - 細胞サンプルの作製、計測、解析
SPRm cell chamber kit

セルチャンバー
SPRmセンサーチップ

接着細胞／浮遊細胞細胞サンプル作製

SPRmセンサーチップ❶ セルチャンバー内に足場をコーティング後に細胞を播種❷ 35 mmディッシュに入れて培養（CO2インキュベーター）❸ 培養完了後にPFA処理した固定細胞もしくはライブセルを計測用細胞サンプルとして使用

アナライト

計測

・SPRm 200専用の細胞培養および計測用センサーチップ
・セルチャンバーは再利用が可能
・SPRmセンサーチップは使い捨て❶ 細胞サンプルを計測装置に設置❷ アナライトサンプルをインジェクション
❸ 結合イベントをリアルタイム計測

リガンド(膜タンパク質、糖鎖、脂質 etc.)❶ SPRシグナルの時系列出力（センサーグラム）❷ 解析領域（ROI）の設定❸ Kinetics解析（ka, kd, KD）、Affinity解析

解析

二次元シグナル情報の統計解析 - グリッド解析と多点同時計測
セルベースアッセイでは、細胞膜上の作用標的分子（膜タンパク質、糖鎖 etc.）の局所的な分布状態および細胞間の発現状態の違いにより、同一計測視野内で相互作用条件のばらつきが生じます。SPR顕微鏡は、①広い計測視野内の多点同時・高分解能二次元SPR計測、②計測視野内の解析値のばらつきを統計的に評価するグリッド解析などの独自の計測・解析技術により、信頼性の高い二次元相互作用解析データを取得します。
広い計測視野による多点同時計測と高分解能二次元SPR計測

600 µm × 450 μmの広い計測視野で、数十個の細胞をターゲットとする相互作用 および 細胞が無い領域（リファレンス）におけるバックグラウンドシグナルを同時に計測します。また、顕微鏡レベルの空間分解能（XY平面：1 µm）での二次元SPR計測は、細胞表面における相互作用シグナルの網羅的計測が可能です。これにより局所的な結合イベントを逃すことなく、かつ局所的な結合イベントに偏ることのない解析を行うことができます。
グリッド解析

計測視野を任意の数のグリッドに分割し、各グリッドをROIとするKinetics解析／Affinity解析、および得られた解析値（ka, kd, KD）の分散のヒストグラム分析（横軸：解析値、縦軸：該当するグリッドの数）により、計測領域全域におけるばらつきを含めた解析結果を返します。これにより、相互作用ターゲット分子の細胞表面における分布状態や細胞ごとの発現量の不均一性に起因する解析値のばらつきを統計的に評価することができます。
明視野顕微画像

二次元SPR画像

kaKDkd

グリッド分割による解析領域（ROI）の設定
ROIごとに解析を実行

フィルタリング処理 ※ka, kd, KD の分布をヒストグラム表示
横軸：ka, kd, KD の値
縦軸：該当するグリッド(ROI)の数※ ka, kdの二元プロット点分散のエラー率範囲の絞り込みによるフィルタリング

システム仕様

ベースステーション

試料ハンドリング制御システムオートサンプラー（オプション）

自動切換バッファーポンプ
およびバッファー脱気（オプション）

光源

690 nm

照射角度40 – 76° (continuous)

ベースラインノイズ< 0.6 RU RMS (0.1 mDeg RMS)

ベースラインドリフト

3 RU/hr (0.5 mDeg/hr) (周囲温度変化 < 1℃/hr)

温度制御範囲15 - 40℃ (周囲温度のmaxの10℃以下)

計測視野

明視野顕微鏡：1200 x 900 μm
SPR顕微鏡：600 x 450 μm

倍率

明視野顕微鏡：10倍
SPR顕微鏡：20倍

空間分解能（平面）

明視野顕微鏡：1 μmSPR顕微鏡：1 μm

ステージ

X方向：3 mm、Y方向：3 mm / 360°

外寸690(W) x 330(H) x 340(D) mm

重量23 kg

電源110-230 V, 50/60 Hz

サンプル容量

1-1500 μL (容量はアプリケーションによる)結合/解離速度定数ka <1 x 107M-1s-1
kd <1 x 10-5s-1

解離定数

KD = 10-3 M(10mM) - 10-12 M(1 pM)

分子量カットオフ

200 Daコンピューター

Windows OS PC

ソフトウェアImageSPR

サンプル設置

SBS規格プレート (96, 384)、1mLバイアル 48本/ラック、10ｍLバイアル 12本/ラック から最大二つの組合せ

サンプル冷却保管

最低温 4℃ ± 2℃

外寸300(W) x 575(H) x 360(D) mm

重量21 kg

バッファー切換

最大6種類の自動バッファー切換

バッファー脱気インライン

バッファー送液

Continuous

外寸305(W) x 191(H) x 330(D) mm

重量6.8 kg

software (データ解析、カイネティクス解析)

BI_SP_2404_v1●本資料掲載情報は2024年4月時点のものです。予告なく更新されることがとございますので予めご了承ください。
●掲載製品は研究用にのみ使用できます。診断目的及びその手続き上での使用はできません。