Cos’è la Mass Photometry?
La mass photometry è una tecnologia bioanalitica innovativa che consente di misurare la massa di singole biomolecole o particelle in soluzione, quantificando la luce diffusa. Basata sui principi della microscopia a riflessione interferenziale e della microscopia a scattering interferometrico, questa tecnica permette l’analisi diretta delle molecole senza la necessità di marcature.
Le misurazioni fornite dalla fotometria di massa offrono la distribuzione delle masse e le concentrazioni relative di un’ampia gamma di biomolecole in un campione, accelerando vari studi, tra cui:
- Purezza e omogeneità del campione
- Oligomerizzazione proteica
- Interazioni biomolecolari
- Assemblaggio di complessi macromolecolari
La quantità di luce diffusa da una particella è proporzionale al suo volume e all’indice di rifrazione. Poiché le proprietà ottiche e la densità delle biomolecole variano solo di pochi punti percentuali, il segnale di diffusione è direttamente proporzionale alla massa della molecola, rendendo possibile pesare singole molecole utilizzando la luce. Questa correlazione tra il segnale di diffusione e la massa è valida per una varietà di biomolecole (ad esempio, glicoproteine, acidi nucleici e/o lipidi), rendendo la fotometria di massa uno strumento universale per l’analisi di biomolecole in soluzione.
Come funziona?
La fotometria di massa è un nuovo metodo per analizzare biomolecole, basato sui principi della microscopia a riflessione interferenziale e della microscopia a diffusione interferometrica. Consente il rilevamento affidabile di singole molecole e la misurazione diretta della massa di ciascuna molecola in soluzione.
Quando una molecola atterra su una superficie di misurazione (ad esempio, un vetrino), viene illuminata da un fascio di luce. Parte di questa luce viene riflessa dalla superficie, mentre un’altra parte viene diffusa dalla molecola stessa. La mass photometry misura l’interferenza tra la luce diffusa dalla molecola e quella riflessa dalla superficie. Il segnale risultante, chiamato “contrasto interferometrico”, è direttamente proporzionale alla massa molecolare della particella. Questo principio consente di “pesare” singole molecole utilizzando la luce e costruire un istogramma che rappresenta la distribuzione delle masse nel campione.
La mass photometry è applicabile a una vasta gamma di biomolecole e particelle, tra cui:
- Proteine e glicoproteine
- Acidi nucleici (DNA e RNA)
- Virus adeno-associati (AAV)
- Anticorpi
- Particelle simili a virus (VLP)
- Proteine di membrana
Inoltre, è stata utilizzata per studiare interazioni proteina-proteina, meccanismi di oligomerizzazione e stabilità dei campioni.
Vantaggi della Mass Photometry
- Misurazione della massa reale: a differenza di tecniche come la diffusione dinamica della luce (DLS) o la cromatografia di esclusione dimensionale (SEC), che inferiscono la massa da altri parametri fisici, la mass photometry misura direttamente la massa molecolare reale.
- Analisi in stato nativo: le misurazioni avvengono in soluzione, in vari tipi di buffer, e sono compatibili con proteine di membrana.
- Senza marcatura: non è necessario modificare o marcare i campioni, semplificando la preparazione e preservando il comportamento nativo delle molecole.
- Rilevamento di tutte le sottopopolazioni: la tecnica consente di rilevare e quantificare sottopopolazioni molecolari, inclusi aggregati o specie con diverse stoichiometrie.
- Utilizzo di piccole quantità di campione: sono sufficienti volumi minimi (circa 10 µL) e concentrazioni molto basse (100 pM – 100 nM), permettendo l’analisi di campioni preziosi o limitati.
- Risultati rapidi e facili da interpretare: le misurazioni richiedono solo pochi minuti e i dati ottenuti sono intuitivi da analizzare.
