Product

タンパク質サイジング・相互作用解析システム

Fluidity One Series

タンパク質サイジング・相互作用解析システム
Fluidic Analytics社製Fluidity Oneシリーズは、分子の流体力学的半径Rhの計測により、分子間/タンパク質間の結合親和性の計測に加え、複合体の化学量論(ストイキオメトリー)と立体構造に関する洞察を1つの装置で提供します。ターゲット分子をセンサーへ固相化する必要が無く、ネイティブ状態に近い計測が可能です。

水系および生物学的バッファー、血清や血漿などの複雑なバックグラウンドで24データポイントの同時計測が1時間以内で可能な、Fluidity One-Mモデルが新たに登場しました。

特長

  • ネイティブ状態に近い計測
    ターゲット分子をセンサーへ固層化する必要が無く、液相計測のためセンサー表面への非特異的結合によるアーティファクトも起こりません。

  • クルードサンプルの計測が可能
    クルードな溶解物や血漿などの生物学的混合物におけるタンパク質-タンパク質、タンパク質-DNA、
    タンパク質-脂質相互作用を研究します。

  • 解析困難なタンパク質にも対応
    溶液状態測定と高感度の組み合わせにより、無秩序タンパク質、膜タンパク質、フィブリル、多タンパク質複合体、天然変性タンパク質など、他のシステムでは解析の難しいタンパク質を研究できます。

  • クロスコンタミネーションを抑えるシングルユースのチップ
    シングルユースの使い捨てマイクロ流路チップにより、計測間のクロスコンタミネーションのリスクを最小限に抑え、クリーニングとセットアップの時間を短縮します。

  • 広いダイナミックレンジにより、nM~mM KDを決定

  • 微量のサンプルでの計測
    Fluidity One-W / One-W Serumでは1データポイントあたり5μL、
    Fluidity One-Mでは1データポイントあたり3.5μLで計測可能
    ※測定後のサンプルは回収可能です。

  • Fluidity One-Mモデルでは24データポイント同時計測が可能
    Fluidity One-Mでは24データポイント同時計測を約25分で実行。
    1度の実験で分子サイズ、KD、濃度、化学量論 (ストイキオメトリー) を決定。

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計測原理

Fluidity Oneシリーズは、マイクロ流体チップ内の定常状態の層流下での
タンパク質の拡散速度を計測します。
これは、マイクロ流体拡散サイジング(MDS)として知られる手法です。

fluidity_One-W_workflow1
1. はじめに、蛍光タンパク質の流れ(ストリーム)は補助流の中に合流します。

fluidity_One-W_workflow2
2. これらのストリームは並行して流れます。対流混合がないため、サンプル中のタンパク質が補助流に移行できる唯一の方法は拡散によるものであり、その速度はタンパク質のサイズによって異なります。小さなタンパク質は急速に拡散し、大きなタンパク質と凝集はより遅くなります。

fluidity_One-W_workflow3
3. 最後に、ストリームが再分割され、この時点で拡散の程度が固定されます。
各ストリーム内のタンパク質の量は、ラベルからの蛍光によって決定されます。
2つのストリーム間の蛍光の比率は、タンパク質の流体力学的半径(Rh)を示します。

Fluidity Oneシリーズは、標識種のみが検出されるため、バッファーや細胞溶解物、生体液などのクルードな溶液中のタンパク質を測定できます。

fluidity_One-W_workflow4
4. 標識タンパク質と非標識結合パートナーの混合物を使用してテストを繰り返す場合、平均サイズの変化により、結合の程度を観察できます。標識タンパク質を含む種のみが検出および測定されます。

標識タンパク質に対して結合パートナーを滴定すると、結合曲線が得られ、KD値が自動的に生成されます。非結合タンパク質およびタンパク質複合体の流体力学的半径も計算されます。





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アプリケーション

  • タンパク質間のKD値の計測
  • タンパク質間の結合親和性の計測
  • タンパク質間の相互作用の化学量論(ストイキオメトリー)の計測
  • タンパク質複合体の化学量論と立体配座の推測
  • イムノアッセイ (抗体の検出、抗体の交差反応性の検出)
  • 抗原-抗体の親和性の計測
  • ウイルス中和アッセイ (ウイルス中和抗体を評価する細胞ベースのアッセイ) etc.


アプリケーション比較
Fluidity One-W Fluidity One-W Serum Fluidity One-M
アプリケーション 溶液中の分子サイズ、KD、濃度、 ストイキオメトリーの決定 生物学的バッファー系、血清・血漿のような複雑なバックグラウンド中の分子サイズ、KD、濃度、ストイキオメトリーの決定 生物学的バッファー系、血清・血漿のような複雑なバックグラウンド中の分子サイズ、KD、濃度、ストイキオメトリーの決定
アプリケーション
領域
タンパク質相互作用のメカニズム
(タンパク質-タンパク質、タンパク質-DNA、
タンパク質-脂質)
イムノアッセイ ・イムノアッセイ
・タンパク質相互作用のメカニズム
(タンパク質-タンパク質、タンパク質-DNA、
タンパク質-脂質)
アプリケーション例 天然変性タンパク質、GPCR (Gタンパク質共役受容体)、脂質、ナノディスク、SMALPs 抗体のプロファイリング 基礎研究
難しいターゲット (無秩序タンパク質、フィブリル、膜タンパク質) の結合と活性の測定
・競合阻害アッセイ、三元複合体の実験

創薬研究
・精製なしでのヒット化合物の検証と特性評価
・リード化合物の最適化と作用機序の解明
・PROTACの結合アフィニティと協同性の決定
・アプタマー、二重特異性抗体、ポリクローナル抗体の特性評価

トランスレーショナルリサーチ
・血清抗体の濃度とアフィニティを求め、ELISA法による抗体力価の制限を克服
・患者サンプルの免疫反応を直接評価 (例:ワクチン開発)
サンプルタイプ 精製タンパク質 血清、血漿、細胞培養液/上清 ・血清、血漿、細胞培養液/上清
・精製タンパク質


アプリケーション事例

    タンパク質とアプタマーとの相互作用
application1
Fluidity One-Wは、マイクロ流体拡散サイジング(MDS)を使用し、タンパク質相互作用の結合親和性(KD)および流体力学的半径(Rh)を計算できます。セリンプロテアーゼトロンビンは、事前にラベル付けされた2つの抗トロンビンアプタマー、HD22およびTBAに対して滴定されました。各アプタマーはトロンビンの異なるエピトープに結合します。これらの相互作用は、以前に十分に特徴づけられていました。 各アプタマー-タンパク質複合体の結合親和性、および各複合体とアプタマーの流体力学的半径が特定され、以前に報告された値とよく一致していました。

Fluidic Analytics社 Application Note “Determination of KD of aptamer protein interactions by microfluidic diffusional sizing” から引用
※アプリケーションノート日本語版はこちらからダウンロード可能です
   (8種類一括。簡単な個人情報の登録が必要です)

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    複雑なバックグランドでのタンパク質間相互作用の研究
application2
Fluidity One-Wは、未精製の生物学的バックグラウンドでのタンパク質相互作用を研究できるため、精製にかかる時間を節約できるだけでなく、本来の条件でのより困難な相互作用の研究も可能です。このグラフは、0.05% Tween 20を含むリン酸緩衝液 (PBS-T) およびFreeStyle™293 発現培地におけるプロテインA (SpA) と免疫グロブリンG (IgG) 抗体の相互作用を比較しています。 各溶液間で結合親和性または流体力学的半径に有意な差がないことを示しています。

Fluidic Analytics社 Application Note “Measuring the binding affinity of protein-protein interactions in simple and complex backgrounds” から引用
※アプリケーションノート日本語版はこちらからダウンロード可能です
   (8種類一括。簡単な個人情報の登録が必要です)

メーカープレゼンテーション(約10分間、英語、2020/5/14実施Webinar)
Quantifying the stoichiometry and binding affinity of protein–protein interactions in simple and complex backgrounds 


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    タンパク質複合体のストイキオメトリーの特徴付け
application3
Fluidity One-Wは、相互作用の結合親和性(KD)を計算するプロセスで、非結合標識種と複合体の両方の流体力学的半径(Rh)を提供します。流体力学的半径を使用して、タンパク質複合体の化学量論と溶液中の全体的な立体配座を推測できます。先のモデルでは、PyMOLを使用してSpA-IgG複合体を1:1、1:2、1:3の結合比でレンダリングしました。赤いリボンはSpAを表し、青いリボンはIgGを表します。これらのモデルを使用して、3つの仮想Rh値(赤いバー)が計算されました。これらの値は、Fluidity One-W で実験的に測定されたRhと、100 nMで3回繰り返して比較されました(青いバー)。モデルの最小の不確実性を示すために、予測されるRh値の10%のエラーバーが追加されました。Fluidity One-WのMDS分析によって得られた実験的Rhは、1:3 SpA-IgG複合体の仮想Rhと一致します。

Fluidic Analytics社 Application Note “Quantifying the stoichiometry of protein–protein interactions” から引用
※アプリケーションノート日本語版はこちらからダウンロード可能です
   (8種類一括。簡単な個人情報の登録が必要です)

メーカープレゼンテーション(約10分間、英語、2020/5/14実施Webinar)
Quantifying the stoichiometry and binding affinity of protein–protein interactions in simple and complex backgrounds 


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    PD-1 / PD-L1相互作用の親和性 - SPR、MST、ITC、およびMDSの比較
application4
PD-1 / PD-L1の結合親和性を、Fluidity One-Wのマイクロ流体拡散サイジング(MDS)によって決定しました。結合していないPD-1、結合していないPD-L1、およびPD-1 / PD-L1複合体の絶対サイズ(流体力学的半径Rh)をFluidity One-Wで計測し、相互作用の化学量論を推定しました。グラフは、非標識PD-L1の一定濃度のAlexa Fluor488標識PD-1への添加により得られた平衡結合曲線を示しています。 ここから、PD-1 / PD-L1相互作用のKDは4μMと決定されました。 この結果は他の生物物理学的方法を使用して得られた文献データとよく一致します(Table)。

Fluidic Analytics社 Application Note “Affinity of PD-1/PD-L1 interaction—a comparison between SPR, MST, ITC and MDS” から引用
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   (8種類一括。簡単な個人情報の登録が必要です)

メーカープレゼンテーション(10分間、英語、2020/4/21公開)


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    マイクロ流体拡散サイジングによるSMALP-ナノディスク形成のモニタリング
ナノディスクは、機能および構造研究のために膜タンパク質を安定させることに広く使われている、脂質二重層のディスク形の小片です。ナノディスクを作成する一般的な方法は、スチレン-マレイン酸コポリマー (SMAs) を無傷の細胞膜に追加することに基づき、これによりSMA-脂質粒子として知られているナノディスクを自発的に生じさせます。
マイクロ流体拡散サイジング (MDS) は、埋め込み膜タンパク質の特性評価において重要なパラメータとなり得るスチレン-マレイン酸脂質粒子 (SMALP) サイズを、SMA-to-lipid 比がどのように制御するのかを示します。さらにMDSは、ナノディスクのサイズだけでなく、同一のサンプルを用いてタンパク質複合体形成を測定する機会も提供します。

application5-1
Figure 1:蛍光標識したSMALPナノディスク (Rh範囲5-20nm) と比較した、蛍光標識した無傷の大型単層小胞 (Large Unilamellar Vesicles; LUVs) (Rh範囲50-60 nm、DLSに基づく) の蛍光トレース。A) POPCとTopFluor PC (1 mol%) からなる無傷のLUVsは、50μMの総脂質濃度において測定された。B) ナノディスクのために、50μMの脂質 (最初はLUVsの中に存在) を35μMの終濃度になるようにSMAと混合した。

application5-2
Figure 2:拡散していない、および拡散したチャネルの蛍光強度の比率。蛍光標識したLUVsからのSMALPナノディスク形成のシグナル比 (Signal Ratio;SR=Fdiffused/Fundiffused) と流体力学半径 (Rh)。それぞれのSRとRhは、25μM (ひし形)、50μM (三角形) または100μM (正方形) の総脂質濃度を持つLUVsとSMAとを混合した3つの独立した実験を示す。赤と青の破線はガイドである。グレーの点線は、reference 2から取った31P NMRに基づく完全な小胞の可溶化 (ナノディスクだけが存在する) の点を示す。

Fluidic Analytics社 Application Note “Monitoring of SMALP-nanodisc formation by microfluidic diffusional sizing” から引用
※アプリケーションノート日本語版はこちらからダウンロード可能です
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メーカープレゼンテーション(約10分間、英語、2020/5/28実施Webinar)
Monitoring of SMALP-nanodisc formation by microfluidic diffusional sizing 


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    ⾎清中のSARS-CoV-2抗体の正確な親和性のプロファイリング
application6-1
application6-2
SARS-CoV-2に対する免疫応答の特性を正確に評価する能⼒は、現在のCOVID-19の世界的流⾏の統制に不可⽋です。⾎清のような複雑な混合物の中で⽣理的に適切な条件下で抗体親和性を測定することは、患者およびワクチン接種を受けた⼈における免疫応答と予防⼿段の理解を進めるために極めて重要です。Fluidity One-W Serumは、⾎清中で直接的にSARS-CoV-2スパイクタンパク質の受容体結合領域 (receptor binding domain; RBD) に対する抗スパイクS1抗体の結合親和性を測定し、特性を評価することができます。

抗スパイクS1抗体のSARS-CoV-2 スパイクタンパク質RBDに対する結合親和性を評価するために、この抗体を、⼀定濃度 (20nM) のAlexa Fluor 647標識した組み換え発現RBDに対して、PBSまたは血清中で滴定しました。バックグラウンド減算後の結合曲線 (Figure)が示すように、サンプル中の⾎清が⾼濃度(⾎清濃度91〜97%の間で変動)であるにも関わらず、この相互作⽤について決定されたKD値はPBSにおける値と整合していました。

Fluidic Analytics社Application Note “Accurate affinity profiling of a SARS-CoV-2 antibody in serum” から引用
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メーカープレゼンテーション(約10分間、英語、2020/7実施Webinar)
COVID-19: Comprehensive Profiling of SARS-CoV-2 Antibodies - All antibodies are not created equal 


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    薬剤により誘導されるタンパク質複合体のin-solution アフィニティ測定
ラパマイシンによって誘導されるFKBP12とmTORのタンパク質複合体形成の特性を、表⾯ベースの技術による制限を克服したin-solutionアッセイを⽤いて評価しました。このアプローチにより、タンパク質複合体のアフィニティ (KD) とストイキオメトリーを決定することができました。このアッセイは、他の⽅法では特性評価が難しい多タンパク質複合体の研究のために、他のタンパク質ターゲットにも容易に採⽤できます。

application7-1
Figure 1. ラパマイシンを介したFKBP12-FITCのFRBへの結合。 Fluidity One-Wを⽤いると、タンパク質複合体のストイキオメトリーをサイズに基づいて推測することができる。そのために、FKBP12/FRB複合体のRhの実験値とRhの予測値を⽐較する。Rhの予測値は、Fluidic Analytics社のウェブサイトにあるHydrodynamic radius converter から得られたもので、FKBP12 (14.6kDa) とFRB (14.7kDa) の個々の分⼦量を利⽤する。Fig.2に⽰すように、FKBP12とFRBの結合ストイキオメトリーが1:1の場合 (すなわち29.3kDaの複合体) に予測されたRhは、測定されたRhと⾮常によく⼀致する。

application7-2
Figure 2. ラパマイシン存在下でのFKBP12とFRBの結合ストイキオメトリーは1:1であることを確認した。1:1複合体のRhの予測は、FKBP12とFRBのそれぞれ14.6kDa、14.7kDaの公称分⼦量に基づいており、結果として29.3kDaの複合体になる。この複合体の公称分⼦量をFluidic Analytics社のウェブサイトにある Hydrodynamic radius converter に⼊⼒し、予測Rhを取得した。タンパク質複合体のRhに対するラパマイシン (0.9 kDa) の寄与は、この⽅法の誤差範囲内である。

Fluidic Analytics社Application Note “In-Solution Affinity Measurement of a Drug-Induced Protein Complex” から引用
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    SARS-CoV-1およびSARS-CoV-2に対する抗体の交差反応性の評価
交差反応の可能性がある抗体の免疫応答を定量化するために、マイクロ流体抗体アフィニティ・プロファイリング (microfluidic antibody-affinity profiling; MAAP) を⽤いて、組換え抗SARSCoV-1抗体と抗SARS-CoV-2抗体の、SARS-CoV-1およびSARS-CoV-2のスパイクS1タンパク質に対する結合アフィニティを⽐較しました。⾎清のような複雑なバックグラウンドでも、異なるウイルス変異株に対する抗体の交差反応性の程度を迅速に定量化することにより、このアプローチがCOVID-19の治療のために既存の治療⽤抗体を再利用したり、SARS-CoV-2の新たな突然変異体のエピトープの変化に対するワクチンの有効性をモニターするために利用できることを⽰します。

CR3022 (抗SARS-CoV-1) およびAS35 (抗SARS-CoV-2) 中和抗体のSARS-CoV-1およびSARS-CoV-2スパイクS1タンパク質に対する交差反応性は、それぞれの抗体を⼀定濃度 (10nM) のAlexa FluorTM647標識SARS-CoV-1またはSARS-CoV-2スパイクS1タンパク質に対して滴定することによって決定しました。

application8-1-a
application8-1-b
Figure 1︓(A) CR3022および (B) AS35のSARS-CoV-2 (⾚) およびSARS-CoV-1 (⻘) のスパイクS1サブユニットに対する平衡結合曲線。測定はtriplicateに⾏った。KDは式1を用いた⾮線形最⼩⼆乗法フィッティングにより決定した。CR3022のSARS-CoV-1スパイクS1に対する2つの結合曲線の解析には、以下に共有するパラメータを用いたグローバルフィットを適⽤しました:Rh,free、Rh,complex、stoichiometry、KD

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Figure 2︓CR3022 (抗SARS-CoV-1) およびAS35 (抗SARS-CoV-2) のSARS-CoV-1およびSARS-CoV-2のスパイクS1サブユニットに対する交差反応性。

Fluidic Analytics社Application Note “Assessing Cross-Reactivity of Antibodies Against SARS-CoV-1 and SARS-CoV-2 by Microfluidic Antibody-Affinity Profiling” から引用
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オンデマンドWebinar


 

タイトル New insights into the mechanisms of action of anti-Abeta antibodies
抗Aβ抗体の作用機序への新しい洞察
演者
  • Prof. Sara Linse
    Prof. of Physical Chemistry and Molecular Protein Science
    Lund University
  • Ellen Simms
    Editorial Assistant, Selectscience
実施日 2022年2月2日 (水) 25:00 (2/23(木)1:00am) JST ~
概要 このウェビナーでは、アデュカヌマブ、ガンテネルマブ、バピネウズマブ、ソラネズマブの4つの臨床段階の抗Aβ抗体の作用機序について新たな洞察をもたらした方法について詳しく説明します。

ルンド大学の物理化学および分子タンパク質科学の教授であるサラ・リンス教授が、速度論的分析をマイクロ流体拡散サイジング(MDS)を使用して実行された結合測定と組み合わせて、凝集速度論およびオリゴマー凝集体の生成に対するこれらの抗体の影響を定量化する方法について説明します。

これらの効果は、各抗体のAβの単量体および線維体に対する親和性と化学量論に関連していることが実証されました。私たち専門家の講演者は、これらの結果が、これら4つの抗体の中で、アデュカヌマブがAβオリゴマーの流れを劇的に減少させることをどのように明らかにするかについても説明します。

主な学習目標
  • アルツハイマー病におけるアミロイド種の成長のメカニズムを理解する
  • これらのプロセスのモジュレーターの動力学と結合をどのように研究できるか
  • 強調表示された臨床段階の抗体の異なる作用機序

視聴対象者
  • 抗体、タンパク質発現、定量化、および精製に関心のあるライフサイエンス研究者
  • 免疫学、臨床診断、神経学に関心のある研究者
  • 生物物理学、生物工学、またはバイオテクノロジーに関心のある生化学者または製薬研究者

視聴リンク  https://view6.workcast.net/register?cpak=5790757918751061
動画長さ 約49分

 

タイトル マイクロ流体拡散サイジング法 (MDS法) を用いた神経変性疾患の抑制メカニズムの解明
演者 齊藤 拓哉 (プライムテック株式会社 研究支援部)
実施日 2021年11月2日(火) 16:00 JST ~
概要 アルツハイマー病は世界で4400万人以上が罹患しており、今後さらに患者が増加することが予想されています。アルツハイマー病の原因としてアミロイド仮説が提唱されており、Aβを標的とした多くの治療抗体が開発されています。本セミナーではAβを標的とした治療抗体に焦点を当て、Fluidity One-W Serum (MDS法) により抗体のアフィニティの測定やストイキオメトリーの推定を行った事例をご紹介いたします。
視聴リンク  https://vimeo.com/641420703/3dbe59cf2a
動画長さ 約40分

 

タイトル マイクロ流体拡散サイジング法を用いた感染症に対する免疫応答の特性解析
演者 齊藤 拓哉 (プライムテック株式会社 研究支援部)
実施日 2021年9月22日(水) 16:00 JST ~
概要 抗原抗体反応に代表される生体分子間の相互作用解析には、表面プラズモン共鳴法(SPR)や等温滴定型カロリメトリー(ITC)をはじめとしたさまざまな手法が用いられています。分子間相互作用については、近年ではいくつかの手法を用いて得られた結果から総合的に評価することが求められるケースが増加しています。

本ウェビナーでは感染症、特にCOVID-19への応用事例をマイクロ流体拡散サイジング法(MDS)と共にご紹介いたします。マイクロ流体拡散サイジング法(MDS)は固相化を行わなず、溶液中フリーの状態で相互作用測定が可能な新規測定技術です。

MDS法により分子の流体力学的半径Rhを測定する装置で、より生体内に近い状態で、血清内の分子のサイズ変化(Rh値の変化)から分子間/タンパク質間の結合親和性を測定することが可能なFluidic Analytics社製Fluidity One-W/One-W Serumの概要もご紹介させていただきます。
視聴リンク  https://vimeo.com/611530834/907e441612
動画長さ 約36分

 

タイトル Measuring What Really Matters:
Safe, Rapid and Variant-Specific Affinity-Based Virus-Neutralization Assays

本当に重要なことの測定:
安全で迅速かつバリアント固有のアフィニティーベースのウイルス中和アッセイ
演者 Sebastian Fiedler (PhD)
Lead Application Scientist – Life Sciences, Fluidic Analytics
実施日 2021年2月26日 (金) 24:00 (2/27(土)0:00am) JST ~
概要 より伝染性の高いSARS-CoV-2変異体の出現と、ワクチンの有効性に対するこれらの変異の影響に関する懸念が、SARS-CoV-2に対する体液性免疫応答を理解することの極めて重要なことを浮き彫りにしました。しかし、活動性感染を検出するための迅速検査の開発が進んだにもかかわらず、イムノアッセイは、感染またはワクチン接種後の抗体媒介免疫の機能的理解の確立に向けて限られた進歩しか遂げていません。

この情報を取得する際の主な障害は、中和抗体がSARS-CoV-2の宿主細胞への結合を妨げる分子相互作用を定量的にプロファイルするツールがないことでした。

私たちのウェビナーでは、これらのタンパク質相互作用の定量化に基づいており、SARS-CoV-2スパイクタンパク質に対する抗体の親和性、濃度、および中和能を血清中で直接測定することにより、ゴールドスタンダードの細胞ベースの中和アッセイと同等の機能的洞察を提供する新しいタイプの迅速アッセイを紹介します。
トピックス
  • タンパク質相互作用に関する定量的情報がSARS-CoV-2に対する免疫応答の効力に関する実用的な洞察を提供するために重要である理由
  • 「ゴールドスタンダード」の細胞ベースのウイルス中和テストの欠点が何か。また、安全で迅速かつ使いやすいテストが必要な理由について
  • 血清中のSARS-CoV-2に対する免疫応答を迅速に評価するために、Fluidic社の技術がどのように独自の位置付けにあるか
  • Fluidic社の新しい親和性ベースのウイルス中和アッセイが、新しいワクチンと治療用抗体の開発、機能的免疫とワクチンエスケープを追跡するための新しいプロセスの調査、および回復性血漿療法のためのドナー選択の改善に関する研究をどのようにサポートできるか

視聴リンク  https://www.fluidic.com/resources/measuring-what-really-matters/?utm_campaign=COVID-19
動画長さ 約27分

 

タイトル All antibodies are NOT created equal: Comprehensive profiling of SARS-CoV-2 antibodies
すべての抗体は同等に作成されない:SARS-CoV-2抗体の包括的なプロファイリング

演者 Tuomas Knowles教授(ケンブリッジ大学)
Fluidic Analytics社創設者兼最高科学責任者(CSO)

実施日 2020年9月25日 (金) 24:00~25:00 JST (1時間)
概要 効果的な免疫をもたらす抗体を検出することは、SARS-CoV-2に対する患者の免疫応答を理解するために非常に重要です。 特に、免疫システムのウイルス中和能力を定量化する能力は、適切なワクチンや回復期の血漿療法などの抗体ベースの治療法の開発をサポートする鍵となります。

この講演では、新しいマイクロ流体液中イムノアッセイプラットフォームを使用して、COVID-19患者の免疫応答を評価する取り組みについて概説します。 この新しいアプローチにより、これらの患者の最小希釈血清で直接、SARS-CoV-2抗体を包括的にプロファイルすることができました。
トピックス
  • ELISAテストなどの標準的なイムノアッセイの欠点を理解する
  • アフィニティベースの抗体プロファイリングは、SARS-CoV-2に対する免疫応答を包括的に理解するための鍵であることを理解する
  • 新しい液中イムノアッセイプラットフォームを使用して、COVID-19患者の免疫応答を最小希釈血清で直接評価する機能について学ぶ
  • COVID-19との戦いで科学者がこのテクノロジーをどのように活用できるかを理解する
視聴リンク  https://events.streamgo.co.uk/selectscience-all-antibodies-are-not-created-equal/register?redirect=%2Fselectscience-all-antibodies-are-not-created-equal

お名前・ご連絡先等の入力をしていただくと視聴できます。


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消耗品・関連品

  • Fluidity One-W / Fluidity One-W Serum用消耗品セット
    Fluidity One-W / Fluidity One-W Serum での計測に必要な
    マイクロ流路チップと試薬カートリッジのセットです。

    型式 製品名 入数
    チップマイクロ流路 試薬カートリッジ
    箱数 合計チップ数
    (1箱:24)
    F1W0002 Fluidity One-W用消耗品-Sセット(チップ4箱) 4 96 1
    F1W0003 Fluidity One-W用消耗品-Mセット(チップ12箱) 12 288 3
    chips cartridge
    マイクロ流路チップ 試薬カートリッジ


  • Fluidity One-M用チップ 
    Fluidity One-M専用のチップ。
    1枚で24データポイントの同時計測が可能です。(入数:8枚/1箱)

  • amine503Fluidiphore rapid amine 503ラベリングキット
    わずか30分のインキュベーション時間、サンプル精製が不要な、Fluidity One-W用タンパク質蛍光標識キットです。アミン反応性の蛍光ラベルによって、結合させたサンプルの503nmにおける吸収を可能にし、Fluidity One-Wでの計測に適応させます。

    型式 製品名
    L00487 Fluidiphore rapid amine 503ラベリングキット


  • Hydrodynamic Radius Calculator

    分子量(kDa)と流体力学半径(nm)の理論上の数値の関係を計算するコンバーターをご利用いただけます。
    https://www.fluidic.com/resources/Toolkit/hydrodynamic-radius-Converter/ 



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仕様

 タンパク質サイジング・相互作用解析システム
   Fluidity One W
(型式:F1W0001) / Fluidity One-W Serum (型式:F1W0001-SRM) /Fluidity One-M

Fluidity One-W Fluidity One-W Serum Fluidity One-M 
fluidity one-w fluidity one-w serum fluidity one-m
 計測仕様
  検出 蛍光
測定レンジ
(流体力学的半径 Rh)
1 – 20 nm
測定レンジ
(分子量)
1.4 kDa – 14 MDa
サイズ決定の精度 +/- 10%
サイズ決定の再現性 CV < 10%
感度レンジ
1 nM – 1 µM
Alexa Fluor 488
1 nM – 1 µM
Alexa Fluor 647
1 nM – 10 µM
Alexa Fluor 488

100 pM – 10 µM
Alexa Fluor 647
 動作仕様
  タンパク質のKD決定に必要なサンプル量 60 – 100 µL 50 – 80 µL
データポイントあたりのサンプル量 5 µL 3.5 µL
計測時間 小タンパク質とペプチド:8分 (1データポイント)
大きなタンパク質:14分 (1データポイント)
25分 (24データポイント)
ランごとのデータポイント数 1 24
バッファー互換性 水系バッファー ・血清や血漿のようなクルードで複雑なバックグラウンド
・TRIS、HEPES、PBS、NaCl、KCl、TWEEN、DMSO、DMFなどの成分を含む水系および生物学的バッファー
適⽤可能な蛍光ラベル種 Alexa Fluor 488 と同等物 (GFP、FITC)、Fluidiphore rapid amine 503 Alexa Fluor 647 と同等物 (RFP、Cy5) Alexa Fluor 488 と同等物 (GFP、FITC)、Fluidiphore rapid amine 503、Alexa Fluor 647 と同等物 (RFP、Cy5)
データエクスポート形式 CSV、JSON
データエクスポート USB大容量ストレージデバイス、Fluidity Cloud (準備中)
 装置寸法・重量・電源仕様
  寸法 40 x 40 x 43 cm 43.2 x 66.6 x 48.9 cm
(Drawer Out)
重量 15 kg 35 kg
電源仕様 100 - 240VAC・50 - 60Hz
動作環境 5 ~ 40℃ 5 ~ 30℃
温度設定 室温 25℃ (アクティブコントロール)


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References

  •  Sebastian Fiedler et al.
    Serological fingerprints link antiviral activity of therapeutic antibodies to affinity and concentration ()
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  • MM Schneider et al.
    Microfluidic characterisation reveals broad range of SARS-CoV-2 antibody affinity in human plasma ()
    Life Science Alliance vol 5 | no 2 | e202101270, doi. :10.26508/lsa.202101270
  • Sara Linse et al.
    Kinetic fingerprints differentiate the mechanisms of action of anti-Aβ antibodies ()
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  • Francesco A. Aprile et al.
    Rational design of a conformation-specific antibody for the quantification of Aβ oligomers ()
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  • Wright et al.
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    Putative interaction site for membrane phospholipids controls activation of TRPA1 channel at physiological membrane potentials. ()
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    Secondary nucleation and elongation occur at different sites on Alzheimer’s amyloid-b aggregates. ()
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    α-Synuclein-derived lipoparticles in the study of α-Synuclein amyloid fibril formation. ()
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    On-chip label-free protein analysis with downstream electrodes for direct removal of electrolysis products. ()
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    Microfluidic Diffusion Viscometer for Rapid Analysis of Complex Solutions. ()
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    Microfluidic Diffusion Analysis of the Sizes and Interactions of Proteins under Native Solution Conditions. ()
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  • Yates et al.
    Latent analysis of unmodified biomolecules and their complexes in solution with attomole detection sensitivity. ()
    Nature Chemistry 2015;7;802–809

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FAQ

カテゴリ内開閉
  • 定常層流 (steady-state laminar flow) とは何ですか?

    定常流とは、システム内のあるポイントでの流体特性が時間の経過とともに変化しない状態を指します。層流とは、流体の層 (layer) (または薄層 (lamina)) が互いに滑らかにすべり、流れが滑らかであることを意味します (つまり、対流混合がない)。
    したがって、定常状態の層流とは、一定の特性を持つ層流を維持することです。
  • サンプルが多分散している場合はどうなりますか?

    すべてのラベル付けされた種の平均流体力学的半径 (Rh) を常に測定するため、存在する個々の種の割合の内訳ではなく、平均種の流体力学的半径が表示されます。たとえば、%モノマー、ダイマー、トリマーの割合を取得することはできません。
  • アナライト・ストリームで使用されるバッファーを変更できますか?

    いいえ。現在、試薬カートリッジには、アナライトまたは補助流ストリームに超純水 (Type I) が含まれています。
  • Fluidity Oneのディスポーザブル・チップは何でできていますか?

    チップはCOC (環状オレフィンコポリマー) でできており、高い再現性を実現するために射出成形で製造されています。
  • タンパク質はチップに吸着/付着しますか?

    マイクロ流体チップは射出成形されたCOCから作られています。これによりバッチ間の再現性が優れたものになります。
    サンプルに依存するタンパク質の「粘着性」に関連して、少量のサンプル損失が発生する可能性があります。当社のチップは、タンパク質の付着を最小限に抑えるためにコーティングされており、このリスクを軽減しています。
  • 補助液を交換できないために、保存バッファーの粘度が問題になる可能性がありますか?

    サンプルと補助バッファー間の粘度の違いは、タンパク質の拡散速度を変えることにより、検出される流体力学的半径に影響を与える可能性があります。現在、代表的な粘度が測定精度に与える影響を調査中です。
  • MDaオーダーのタンパク質複合体と相互作用する低kDaサイズのペプチド鎖を検出できますか?

    小さいペプチドが蛍光ラベルで標識されている場合、小さい非結合ペプチドと複合体の間のサイズの変化が顕著になり、結合アフィニティの決定が可能になります。
  • チップ設計はどの程度柔軟ですか?変更できますか?

    新しい射出成形ツールのコストが高いため、ディスポーザブルチップのレイアウトは固定されています。
    しかし、チップを試作することは可能です。当社の技術を使った斬新で革新的なアプリケーションについては、いつでもご相談に応じます。具体的なご要望がありましたら、喜んでご相談させていただきます。
  • 論文の中でFluidity装置をどのように引用すればよいですか?

    論文の中で使用されている機器を適切に引用することで、明確性と透明性が確保されます。
    特定の機器を引用する場合は、機器名を大文字で表記し、その後にメーカー名を括弧で囲んでください。
    例:
    Protein interactions were assessed with a Fluidity One-W Serum instrument (Fluidic Analytics Ltd, Cambridge, UK)

    Protein size data was collecting using a Fluidity One instrument (Fluidic Analytics Ltd, Cambridge, UK)

    Protein interactions were assessed with a Fluidity One-W instrument (Fluidic Analytics Ltd, Cambridge, UK)

    技術全体を引用する際には、”microfluidic diffusional sizing (MDS)” と記載してください。 これにより、読者は使用されている特定の手法をすばやく特定することができます。 当社の機器とMDSがどのように機能するかを示すために画像が必要な場合は、以下の図をお使いいただけます。
    Fluidity One-W /
    Fluidity One-W Serum
    Fluidity One-M
    Fluidity One-W Panel 1 Fluidity One-M Panel 1
    Fluidity One-W Panel 2 Fluidity One-M Panel 2
    Fluidity One-W Panel 3 Fluidity One-M Panel 3
    Fluidity One-W Panel 4 Fluidity One-M Panel 4
  • 流体力学的 (ストークス) 半径を分子量にどのように変換しますか?

    粒子の流体力学的またはストークス半径は、その粒子と同じ速度で拡散する剛体球の半径です。タンパク質を考えるとき、それらはもちろん硬い粒子ではなく、さまざまなコンパクトさと形状の複雑な折りたたみ構造です。したがって、ペプチド鎖の流体力学的半径は、その折りたたみ状態に応じて変化する可能性があります。このため、流体力学的半径を分子量に変換する場合、最もコンパクトな状態の完全に折りたたまれた球状ペプチドと、最もコンパクトでない状態の完全に折りたたまれていない鎖に対応するおおよその境界を提供できます。

    完全に折りたたまれた状態の場合、タンパク質の体積は分子量に比例し、次の関係になります:
    Rh ∝ Mw1/3


    一方、折りたたまれていないタンパク質の場合、関係はおおよそ次のようになります。
    Rh ∝ Mw0.6


    これらの関係を示す経験的に決定された曲線を以下に示します。一連の折りたたまれたタンパク質に使用されたデータは、Tyn & Gusek (Prediction of Diffusion Coefficients of Proteins, Biotechnol. Bioeng. 35, 327) の照合された実験的拡散測定でした。折りたたまれていないタンパク質については、Armstrong, Wenby, Meiselman and Fisher (The Hydrodynamic Radii of Macromolecules and Their Effect on Red Blood Cell Aggregation, Biophys. J., 87, 4259) の水溶性ポリマー (ポリエチレングリコール、デキストラン、ポリビニルピロリドン) のデータを使用しました。


    折りたたまれたタンパク質と折りたたまれていないタンパク質の両方に対して、流体力学的半径から分子量へ、またはその逆にこの変換を行えるようにするコンバーターを作成しました。タンパク質がどの状態になると予想されるかを選択し、それに応じて値を更新するだけです。
  • チップを再利用できますか?

    DLSの使い捨てキュベットと同様に、各チップは1回だけ使用することをお勧めします。チップの再利用は制限されていませんが、各チップを最初に使用して得られた結果のみを保証することができます。これは、再利用により、システムに空気が導入されるリスクが高まるだけでなく、タンパク質の付着やチップ上のバルブの複数回の作動に関連する問題が発生する可能性があるためです。
  • 試薬カートリッジを交換するにはどうすればよいですか?

    1つのカートリッジには、4つのチップボックスに相当する約96回の測定を実行するのに十分な試薬が含まれています。残りのパーセンテージは、機器ディスプレイの右上に表示されます。カートリッジの交換には数分かかり、特別な道具は必要ありません。
    正確なプロトコルは、機器のソフトウェアバージョンによって異なる場合があります。交換の実行方法の詳細については、ユーザーマニュアルを確認してください。
    試薬カートリッジは使い捨てであり、再充填しないでください。
  • マイクロ流体拡散サイジング (Microfluidic Diffusional Sizing (MDS)) とは何ですか?

    MDSは、マイクロ流体チャネル内の流れのユニークな特性、特に層流を利用します。層流では、対流混合を伴わずに、ストリームが互いに並んで流れることができます。

    以下のMDSとFluidity One-W Serumを説明するアニメーションをご覧ください。
  • COVID-19:参考文献と関連コンテンツ

    COVID-19、コロナウイルス、およびSARS-CoV-2に関連する重要な参考文献および関連コンテンツのリストは以下リンク先をご覧ください (Fluidic Analyticsウェブサイトへのリンク[別画面])。
    https://www.fluidic.com/resources/covid-19-references-and-related-content/
  • 流体力学的半径の変化を見ることによってリン酸化状態を検出できますか?

    リン酸化状態の変化に起因する流体力学的半径 (Rh) の変化は、小さすぎて検出できない可能性があります。しかし、リン酸化が二量体化などの状態変化を引き起こすのであれば、Rhをモニターすることでリン酸化を観察できるかもしれません。
  • 流体力学的半径 (Rh) とは何ですか?

    Fluidic Analytics社のFluidity装置によって決定される流体力学的半径 (Rh) は、ストークス半径、つまり検出されたタンパク質と同じ速度で拡散する硬い球状粒子のサイズです。
    タンパク質の場合、これは主に分子量によって決定されますが、形状も役割を果たします。コンパクトで十分に折りたたまれたタンパク質は、伸長したほとんど折りたたまれていないタンパク質よりも速く拡散するため、流体力学的半径が小さくなります。ゲル浸透またはサイズ排除クロマトグラフィーによって決定されるサイズも流体力学的半径です。
    タンパク質の流体力学的半径を分子量に変換する方法の詳細については、以下リンク先をご覧ください (Fluidic Analyticsウェブサイトへのリンク[別画面])。
    https://www.fluidic.com/toolkit/hydrodynamic-radius-converter/
  • 流体力学的半径は、kDaのタンパク質分子量とどのように相関しますか?

    流体力学的半径とタンパク質の分子量 (Mw) との相関関係は、タンパク質のコンフォメーションに依存します。タンパク質が球状である場合には、RhとMwの間には強い相関関係が観察されます。タンパク質が構造化されていないか伸長している場合、測定されたRhは、同一のMwの球状タンパク質のRhよりも大きくなります。その結果、球状タンパク質の検量線と比較することで、Mwが不明な球状タンパク質のMwの良い近似値が得られます。この原理は、既知の分子量のサンプルをキャリブレーション/スタンダードとして使用したSECカラムのキャリブレーションに使用されます。
    流体力学的半径と分子量の間の変換方法については、「流体力学的 (ストークス) 半径を分子量にどのように変換しますか?」に関するFAQをご覧ください。また、分子量と流体力学的半径の間の変換に役立つ流体力学的半径コンバーター (Fluidic Analyticsウェブサイトへのリンク[別画面])もあります。
  • Fluidity One-Wから生データファイルをダウンロードする方法

    Fluidity One-WおよびFluidity One-W Serumからデータをダウンロードするための手順

    1. USBスティックをユニット前面のタッチスクリーン横のポートに挿入します。

    2. ダウンロードしたいデータが保存されているユーザーアカウントにログインします。 (管理者の場合は、機器のすべてのデータをダウンロードできます)

    3. 左上隅の3つのストライプのアイコンをタッチしてサイドバーメニューを開き、“View results”を選択します。

    4. ダウンロードしたい最初の結果を長押しすると、リストされているすべての結果の横にチェックボックスが表示されます。

    5. 各チェックボックスをタッチして必要な結果を選択するか、表示されたオプションバーから“Select all”をタッチします。

    6. 必要な結果がすべてチェックされたら、“Export files”をタッチします。“Export options”ダイアログボックスが表示されます。結果は.jsonとして保存されますが、ここで.csvまたはMicrosoft Excelスプレッドシートとしてのエクスポートも選択できます。管理者アカウントにのみ、“Also delete files after export”オプションも表示されます。

    7. ファイルブラウザダイアログが表示されたら、結果をエクスポートしたいフォルダに移動し、“Select”をタッチします。

    8. 選択したファイル形式を選択したら、“Export files”をタッチしてエクスポートを実行します。エクスポートが完了すると、“Files successfully exported”というメッセージが表示されます。

    結果は、ダウンロードされた後も機器に保存されたままになります。ダウンロード後に結果を削除するには、サイドバーメニューから“view results”を選択し、結果の横にある小さなグラフアイコンをタッチして、オプションから“Delete result”を選択します。
  • 補助バッファーは、測定されるタンパク質に応じて変えますか?

    いいえ。測定開始時にタンパク質サイズを選択すると流量が変化しますが、補助液は試薬カートリッジに同梱されており、変えません。
    ご希望の補助液を含むカスタム試薬カートリッジについてのご相談がある場合は、お問い合わせください。
  • クルードなサンプルや凝集サンプルで装置が詰まることはありますか?

    チップ内部で詰まることはありますが、本体の流路で詰まることはほとんどありません。マイクロ流路はチップ内に存在するため、サンプルがチップ内部で詰まることはあっても装置にダメージを与えることはありません。
  • 1回の計測で必要なサンプル量はどの程度ですか?

    チップにロードする容量は5~6 μLです。
  • 仕様の[感度レンジ]にAlexa Fluor™の濃度が記載されていますが、タンパク質濃度は最低どのくらい必要になりますか?

    Alexa Fluor™色素がタンパク質濃度に1:1でコンジュゲートされていれば、Alexa Fluor™色素と同程度の濃度と考えていただいて差し支えありません。

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Fluidic Analytics社ブログ

  • Fluidity Oneシリーズのアプリケーション・実験関連の記事
    • Measuring the binding affinity of Ku70/80 to dsDNA using microfluidic diffusional sizing ()
      Published on August 27th, 2020
      (マイクロ流体拡散サイジングを使用したdsDNAへのKu70/80の結合アフィニティの測定) (Google翻訳済ページ ())
    • Q&A with Dr Devenish – common questions about MDS analysis ()
      Published on October 10th, 2019
      (Devenish博士とのQ&A –MDS分析に関する一般的な質問) (Google翻訳済ページ ())

  • Fluidity Oneシリーズがソリューションとなり得る研究分野に関する記事
    • What are neutralizing antibodies – the immune system’s superheroes ()
      Published on August 27th, 2020
      (中和抗体とは何か–免疫システムのスーパーヒーロー) (Google翻訳済ページ ())
    • Measuring protein interactions in blood – It’s not as trivial as it sounds ()
      Published on August 27th, 2020
      (血液中のタンパク質相互作用の測定–思ったほど簡単ではありません (Google翻訳済ページ ())
    • Are your antibodies lying to you? Why antibody validation is critical ()
      Published on February 12th, 2020
      (あなたの抗体はあなたに嘘をついていますか?抗体の検証が重要である理由 (Google翻訳済ページ ())
    • Intrinsically disordered proteins and their dynamic multivalent interactions ()
      Published on February 25th, 2020
      (天然変性タンパク質とそれらの動的な多価相互作用 (Google翻訳済ページ ())
    • What are intrinsically disordered proteins (IDPs)? And how do they differ from ordered proteins? ()
      Published on February 12th, 2020
      (天然変性タンパク質 (IDP) とは何ですか?それらは秩序あるタンパク質とどう違いますか? (Google翻訳済ページ ())
    • Law and disorder: Where are all the Alzheimer’s disease treatments? ()
      Published on November 18th, 2019
      (法則と無秩序:すべてのアルツハイマー病の治療法はどこにありますか? (Google翻訳済ページ ())
    • Cancer drugs might not work the way we think they do ()
      Published on October 3rd, 2019
      (抗がん剤は、私たちが思っているようには機能しない可能性があります (Google翻訳済ページ ())
    • The role of chaperones ()
      Published on September 6th, 2019
      (シャペロンの役割 (Google翻訳済ページ ())
    • GPCRs as therapeutic targets for heart disease: Getting to the heart of the matter ()
      Published on August 14th, 2019
      (心臓病の治療標的としてのGPCR:問題の核心に到達する (Google翻訳済ページ ())
    • Understanding why GPCRs are difficult to study ()
      Published on July 11th, 2019
      (GPCRの研究が難しい理由を理解する (Google翻訳済ページ ())
    • Protein aggregation—why it matters, and how to study it ()
      Published on April 4th, 2019
      (タンパク質凝集-それが重要である理由とそれを研究する方法 (Google翻訳済ページ ())
    • When protein-lipid interactions matter ()
      Published on April 2nd, 2019
      (タンパク質-脂質相互作用が重要な場合 (Google翻訳済ページ ())

        上記以外のブログ記事はこちらからご覧いただけます。

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