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Simple Determination of Affinity Constants of Antibodies by Competitive Immunoassays

  • The affinity constant, also known as the equilibrium constant, binding constant, equilibrium association constant, or the reciprocal value, the equilibrium dissociation constant (Kd), can be considered as one of the most important characteristics for any antibody–antigen pair. Many methods based on different technologies have been proposed and used to determine this value. However, since a very large number of publications and commercial datasheets do not include this information, significant obstacles in performing such measurements seem to exist. In other cases where such data are reported, the results have often proved to be unreliable. This situation may indicate that most of the technologies available today require a high level of expertise and effort that does not seem to be available in many laboratories. In this paper, we present a simple approach based on standard immunoassay technology that is easy and quick to perform. It relies on the effect that the molar IC50 approachesThe affinity constant, also known as the equilibrium constant, binding constant, equilibrium association constant, or the reciprocal value, the equilibrium dissociation constant (Kd), can be considered as one of the most important characteristics for any antibody–antigen pair. Many methods based on different technologies have been proposed and used to determine this value. However, since a very large number of publications and commercial datasheets do not include this information, significant obstacles in performing such measurements seem to exist. In other cases where such data are reported, the results have often proved to be unreliable. This situation may indicate that most of the technologies available today require a high level of expertise and effort that does not seem to be available in many laboratories. In this paper, we present a simple approach based on standard immunoassay technology that is easy and quick to perform. It relies on the effect that the molar IC50 approaches the Kd value in the case of infinitely small concentrations of the reagents. A two-dimensional dilution of the reagents leads to an asymptotic convergence to Kd. The approach has some similarity to the well-known checkerboard titration used for the optimization of immunoassays. A well-known antibody against the FLAG peptide, clone M2, was used as a model system and the results were compared with other methods. This approach could be used in any case where a competitive assay is available or can be developed. The determination of an affinity constant should belong to the crucial parameters in any quality control of antibody-related products and assays and should be mandatory in papers using immunochemical protocols.zeige mehrzeige weniger
  • Die Affinitätskonstante, auch bekannt als Gleichgewichtskonstante, Bindungskonstante, Gleichgewichtsassoziationskonstante oder der reziproke Wert, die Gleichgewichtsdissoziationskonstante (Kd), kann als eine der wichtigsten Eigenschaften für jedes Antikörper-Antigen-Paar angesehen werden. Zur Bestimmung dieses Wertes wurden zahlreiche Methoden auf der Grundlage verschiedener Technologien vorgeschlagen und verwendet. Da jedoch eine sehr große Anzahl von Veröffentlichungen und kommerziellen Datenblätter diese Information nicht enthalten, scheint es erhebliche Hindernisse bei der Durchführung solcher Messungen zu geben. In anderen Fällen, in denen solche Daten angegeben werden, haben sich die Ergebnisse häufig als unzuverlässig erwiesen. Diese Situation könnte darauf hindeuten, dass die meisten der heute verfügbaren Technologien ein hohes Maß an Fachwissen und Aufwand erfordern, das in vielen Labors nicht vorhanden zu sein scheint. In diesem Beitrag stellen wir einen einfachen Ansatz vor,Die Affinitätskonstante, auch bekannt als Gleichgewichtskonstante, Bindungskonstante, Gleichgewichtsassoziationskonstante oder der reziproke Wert, die Gleichgewichtsdissoziationskonstante (Kd), kann als eine der wichtigsten Eigenschaften für jedes Antikörper-Antigen-Paar angesehen werden. Zur Bestimmung dieses Wertes wurden zahlreiche Methoden auf der Grundlage verschiedener Technologien vorgeschlagen und verwendet. Da jedoch eine sehr große Anzahl von Veröffentlichungen und kommerziellen Datenblätter diese Information nicht enthalten, scheint es erhebliche Hindernisse bei der Durchführung solcher Messungen zu geben. In anderen Fällen, in denen solche Daten angegeben werden, haben sich die Ergebnisse häufig als unzuverlässig erwiesen. Diese Situation könnte darauf hindeuten, dass die meisten der heute verfügbaren Technologien ein hohes Maß an Fachwissen und Aufwand erfordern, das in vielen Labors nicht vorhanden zu sein scheint. In diesem Beitrag stellen wir einen einfachen Ansatz vor, der auf der Standard-Immunoassay-Technologie basiert und einfach und schnell durchführbar ist. Er beruht auf dem Effekt, dass sich der molare IC50 bei unendlich kleinen Reagenz-Konzentrationen dem Kd-Wert annähert. Eine zweidimensionale Verdünnung der Reagenzien führt zu einer asymptotischen Konvergenz zu Kd. Der Ansatz hat eine gewisse Ähnlichkeit mit der bekannten Checkerboard-Titration, die zur Optimierung von Immunoassays verwendet wird. Ein bekannter Antikörper gegen das FLAG-Peptid, Klon M2, wurde als Modellsystem verwendet, und die Ergebnisse wurden mit anderen Methoden verglichen. Dieser Ansatz kann überall dort angewendet werden, wo ein kompetitiver Assay verfügbar ist oder entwickelt werden kann. Die Bestimmung einer Affinitätskonstante sollte zu den entscheidenden Parametern bei der Qualitätskontrolle von Antikörperprodukten und -assays gehören und in Arbeiten, die immunchemische Protokolle verwenden, obligatorisch sein.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Janina Fischer, Jan Ole Kaufmann, Michael G. WellerORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Methods and Protocols
Jahr der Erstveröffentlichung:2024
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.5 Proteinanalytik
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:MDPI
Verlagsort:Basel
Jahrgang/Band:7
Ausgabe/Heft:3
Aufsatznummer:49
Erste Seite:1
Letzte Seite:11
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Freie Schlagwörter:Antibody antigen complex; Antibody quality; Binding strength; Bio-interaction; Clone M2; Competitive immunoassay; Dissociation constant; ELISA; Equilibrium constant; FLAG peptide; IC50; Point of inflection; SPR; Surface-plasmon resonance; Test midpoint
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Chemie und Prozesstechnik / Chemische Charakterisierung und Spurenanalytik
DOI:10.3390/mps7030049
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-605607
ISSN:2409-9279
Zugehöriger Identifikator:https://www.preprints.org/manuscript/202404.0996/v1
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Datum der Freischaltung:08.07.2024
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:08.07.2024
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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