Herkempiä ja nopeampia immunomäärityksiä uusilla pinnoitteilla
16.7.2008
Turun yliopiston tutkija Lasse Välimaan väitöskirjatyössä tutkittiin streptavidiini-proteiinin käyttäytymistä mikrotiitterikaivojen pinnoitteena ja pinnoitteiden vaikutuksia immunomäärityksiin. Työssä kehitetyt uudet muokkaus- ja pinnoittamismenetelmät laajensivat immunomääritysten mittausaluetta, lisäsivät herkkyyttä ja tietyissä tilanteissa myös nopeuttivat määritysaikoja.
Pienen vitamiinimolekyylin, biotiinin, sitoutuminen avidiini- tai streptavidiini-proteiiniin on voimakkain biologisten molekyylien välinen sitoutumisvuorovaikutus luonnossa. Avidiini eristettiin kananmunan valkuaisesta ensimmäisen kerran 1940-luvun alussa ja samankaltainen proteiini, streptavidiini, Streptomyces-bakteerin kasvatusliuoksesta 1960-luvulla. Avidiinilla ja streptavidiinilla on luonnossa antibioottinen funktio; vangitessaan vapaata biotiinia ne estävät mikrobien kasvua ja siten suojaavat ja edistävät isäntänsä elinmahdollisuuksia.
Biotiinia tai sen johdannaisia voidaan kemiallisesti kiinnittää lähes mihin tahansa muihin biomolekyyleihin - proteiineihin, DNA:han tai pienmolekyyleihin - häiritsemättä molekyylien varsinaista biologista toimintaa. Tämä on mahdollistanut (strept)avidiini-biotiini-systeemin hyödyntämisen bioteknologiassa. Yksi sovellus on biotinyloitujen molekyylien kiinnittäminen avidiinilla tai streptavidiinilla pinnoitettuihin matriiseihin, kuten partikkeleihin, mikrotiitterikaivoihin tai biosensoreihin.
Nämä pinnoitteet mahdollistavat biotinyloitujen molekyylien yleispätevän ja helpon kiinnittämisen palvelemaan esimerkiksi molekyylien puhdistamista ja analysointia tai edelleen muiden molekyylien sitomista.
Välimaan väitöskirjatyössä mallinnettiin streptavidiinipinnoitteita ja kehitettiin uusia menetelmiä ja työkaluja pinnoitteiden tutkimiseen. Streptavidiini-proteiinia muokkaamalla pinnoitteiden tiheys mikrotiitterikaivossa kasvoi sekä pysyvyys parantui verrattuna muokkaamattomasta proteiinista valmistettuun pintaan. Modifioidut mikrotiitterikaivot mahdollistivat myös pinnoitteen kohdentamisen nestepisarasta keskitetyksi pisteeksi kaivoon, mikä mahdollisti signaali-tausta-suhteen parantumisen ja detektiorajojen alenemisen.