Leistungsparameter und Qualifizierungskonzepte für die Oberflächenplasmonenresonanzspektroskopie anhand von Bindungskinetiken

Im ersten Teil dieser Arbeit wird die Notwendigkeit und Ermöglichung einer Gerätequalifizierung für die Oberflächenplasmonenspektroskopie im Speziellen und für Ligandenbindungsassays im Allgemeinen erörtert. Die unterschiedlichen Richtlinien und Vorgaben verschiedener Gremien für Validierung und Qualifizierung werden kurz vorgestellt, sowie die große Familie der Ligandenbindungsassays. Eine Methode zur Leistungsqualifizierung wurde erarbeitet. Weiterhin werden die Probleme der Datenqualität bei der SPR-Analytik diskutiert, und die Dissoziationskonstante als besonders wichtiger Parameter der Arzneimittelentwicklung für Struktur-Wirkungsbeziehungen und Arzneimittel-Zielstrukturinteraktion präsentiert. Im Fokus dieser Studie stand das Oberflächenplasmonenresonanzspektroskopie-Gerät Biacore X100 von GE Healthcare. Für das Biacore X100 wurde eine umfassende Liste an Leistungsparametern für kinetische Methoden erarbeitet. Dazu wurde eine etablierte Methode zur Messung von Bindungskinetiken des Antigen-Antikörpersystems vom beta-2-Microglobulin verwendet. Es konnte gezeigt werden, dass dieses System sehr gut für Langzeitmessungen von Bindungskinetiken zur Leistungsqualifizierung des Biacore X100 geeignet ist. Des Weiteren wurden Sensorchips von zwei verschiedenen Herstellern hinsichtlich ihrer Vergleichbarkeit untersucht und eine Standardarbeitsanweisung für eine Leistungsqualifizierung des X100 erarbeitet. Es wurden folgende Parameter in Langzeitmessungen untersucht: die Dissoziationskonstante, die Dissoziationsratenkonstante, die Assoziationsratenkonstante, die Analytenbindungskapazität, die Massentransferkonstante, der Chi-Quadrat, die Summe der Beträge der Residuen und der Brechungsindex. Als besonders effektive Indikatoren für externe und interne Einflüsse zeigten sich die beiden Ratenkonstanten sowie die Analytenbindungskapazität und der Chi-Quadrat. Im zweiten Teil dieser Arbeit wird die Analytische Affinitätschromatographie vorgestellt, und zwei Immobilisierungsprotokolle auf 5 mm langen Epoxysilicamonolithen für humanes Serumalbumin überprüft, und damit Bindungsmessungen mit Carbamazepin und die chirale Trennung von D- und L-Tryptophan durchgeführt. Mit dem zweiten weiterentwickelten Immobilisierungsprotokoll konnten D- und L-Trp Basislinien getrennt werden. Die HPAC bedarf noch weiterer Erforschung, da sie noch am Anfang ihrer Entwicklung steht.