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Affinitätsreaktionen

Maximalbeladung

Durch niedrige Maximalbeladungen lässt sich der Einfluss des Massentransports auf die beobachtete Bindungskinetik verringern. Um den Massentransport bei der Auswertung von Bindungskurven vernachlässigen zu können, ist es erwünscht, dass dieser mindestens zehn mal schneller verläuft als die Reaktion ( L D L R 10 ). Bei Makromolekülen mit einer typischen Assoziationsratenkonstanten von 5 10 5 L mol -1 s 1 ist bei einem k D von 5 10 6 m s 1 eine Maximalbeladung von maximal 100 pg/mm 2 notwendig, um diesen Anspruch zu erfüllen!

Abb.1

Massentransport-kontrollierte Bindung bei verschiedenen Assoziationsraten ( c : 2 µg/mL (MG = 100000 g/mol), Γ max : 20 ng/mm 2 , k D : 5 10 6 m s 1 ).

Umgekehrt wird bei hoher Maximalbeladung Γ max die Assoziationsgeschwindigkeit so ansteigen, dass die Bindungsrate ausschließlich vom Transport an die Oberfläche abhängt. Man spricht dann von massentransport-kontrollierter Bindung. Dies ist in obiger Abbildung für eine Rezeptorkonzentration von 2 µg/mL (MG = 100000 g/mol) und einer Maximalbeladung von 20 ng/mm 2 demonstriert. Es ergibt sich eine konstante Bindungsrate, die von der molekularen Wechselwirkungskinetik an der Oberfläche unabhängig ist. Ab einer Assoziationsratenkonstante von 5 10 5 L mol -1 s 1 ist die Bindungsrate bei einer Oberflächenbeladung von weniger als 10% der Maximalbeladung von der maximalen Diffusionsrate nicht mehr zu unterscheiden. Durch eine Änderung der Konzentration im Volumen lässt sich der Einfluss des Massentransports auf die Bindungskinetik grundsätzlich nicht verändern. Mit den verwendeten Parametern ergibt sich eine maximale Bindungsrate d Γ ( t ) d t von 25 ng mm 2 s für eine Rezeptorkonzentration von 10 µg mL .

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