Interferometria a doppia polarizzazione

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L'interferometria a doppia polarizzazione (DPI, Dual polarization interferometry) è una tecnica analitica che può sondare gli strati su scala molecolare adsorbiti alla superficie di un guida d'onda usando l'onda evanescente di un fascio laser confinato nella guida d'onda. In genere usata per misurare il cambiamento conformazionale nelle proteine o per conoscere il funzionamento di altre biomolecole, riferito come relazione dell'attività conformazionale (conformation activity relationship).

La DPI[1] focalizza la luce laser in due guide d'onda: una di "rilevamento" (sensing) con una superficie esposta e una per creare un fascio di riferimento. Un modello di interferenza bidimensionale si viene a formare lontano dal campo, combinando la luce che passa attraverso le due guide d'onda. La tecnica della DPI ruota la polarizzazione del laser per eccitare alternativamente due modalità di polarizzazione delle guide d'onda. Le misurazioni dell'interferogramma per entrambe le polarizzazioni permette sia l'indice di rifrazione che lo spessore dello strato assorbito da calcolare. La polarizzazione può essere deviata (switched) rapidamente, permettendo misurazioni in "tempo reale" della chimica che ha luogo su una superficie di un frammento (chip) in un sistema "attraverso il flusso" (flow-through). Queste misurazioni possono essere utilizzate per dedurre informazioni conformazionali circa le interazioni molecolari che si realizzano, come la dimensione della molecola (dallo spessore dello strato) e il mutamento di densità (dall'IR). La DPI è in genere usata per caratterizzare le interazioni biochimiche quantificando allo stesso tempo ogni mutamento conformazionale, come la misurazione dei tassi di reazione, le affinità e la termodinamica.

La tecnica è quantitativa e il tempo reale (10Hz) con una risoluzione dimensionale di 0,01 nm.[2]

È emersa di recente una nuova applicazione per l'interferometria a doppia polarizzazione dove l'intensità della luce passando attraverso la guida d'onda si estingue in presenza di crescita di cristalli, permettendo così le primissime fasi di nucleazione del cristallo proteico da monitorare.[3] Le ultime versioni di interferometri a doppia polarizzazione hanno anche la capacità di quantificare l'ordine e i disturbi nelle pellicole sottili birifrangenti.[4] Ciò è stato usato, per esempio, per studiare la formazione di doppi strati lipidici e la loro interazione con le proteine della membrana.[5]

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ (EN) G.H. Cross, A. Reeves, S. Brand, J.F. Popplewell, L.L. Peel, M.J. Swann, N.J. Freeman, A New Quantitative Optical Biosensor for Protein Characterisation in Biosensors and Bioelectronics, vol. 19, nº 4, 2003, pp. 383-390, DOI:10.1016/S0956-5663(03)00203-3. URL consultato l'11-04-2010.
  2. ^ (EN) Marcus J. Swann, Neville J. Freeman; Graham H. Cross, 33 in R.S. Marks, C.R. Lowe, D.C. Cullen, H.H. Weetall, I. Karube, Dual Polarization Interferometry: A Real-Time Optical Technique for Measuring (Bio)Molecular Orientation, Structure and Function at the Solid/Liquid Interface, Handbook of Biosensors and Biochips, vol. 1, nº 4, John Wiley & Sons, 2007, pp. 549-568, DOI:10.1002/9780470061565.hbb055, ISBN 978-0-470-01905-4. URL consultato l'11-04-2010.
  3. ^ (EN) Attia Boudjemline, D.T. Clarke; N.J. Freeman; J.M. Nicholson; G.R. Jones, Early stages of protein crystallization as revealed by emerging optical waveguide technology in Journal of Applied Crystallography, vol. 41, nº 3, 2008, pp. 523–530, DOI:10.1107/S0021889808005098. URL consultato l'11-04-2010.
  4. ^ (EN) Alireza Mashaghi, Marcus Swann; Jonathan Popplewell; Marcus Textor; Erik Reimhult, Optical anisotropy of supported lipid structures probed by waveguide spectroscopy and its application to study of supported lipid bilayer formation kinetics in Anal. Chem., vol. 80, nº 10, American Chemical Society, 09-04-2008, pp. 3666–3676, DOI:10.1021/ac800027s. URL consultato l'11-04-2010.
  5. ^ (EN) Narinder Sanghera, Marcus J. Swann; Gerry Ronan; Teresa J.T. Pinheiro, Insight into early events in the aggregation of the prion protein on lipid membranes in Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes, vol. 1788, nº 10, ottobre 2009, pp. 2245-2251, DOI:10.1016/j.bbamem.2009.08.005. URL consultato l'11-04-2010.

Ulteriori letture[modifica | modifica sorgente]

  • (EN) Young's fringes from vertically integrated slab waveguides: Applications to humidity sensing[1]
  • (EN) A new quantitative optical biosensor for protein characterisation [2]
  • (EN) Neville J. Feeman et al. Real time, high resolution studies of protein adsorption and structure at the solid–liquid interface using dual polarisation interferometry. Journal of physics - Condensed Matter, 16, S2493–S2496 (2004) [3]
  • (EN) Tabrisur Rhaman Khan et al. Lipid redistribution in phosphatidylserine-containing vesicles adsorbing on titania. Biointerfaces 3(2), FA90 - FA95 (2008)

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]