الخطوة الأولى في فهم التفاعل المرحلة الصلبة اللاعضوية الجزيء الحيوي هو الكشف عن الثوابت الكيميائية الفيزيائية الأساسية التي يمكن تقييمها عن طريق إنشاء isotherms الامتزاز. يتم تقييد الامتزاز من المرحلة السائلة بواسطة الحركية ، والقدرة السطحية ، ودرجة الحموضة ، والامتزاز التنافسي ، والتي يجب النظر فيها جميعًا بحذر قبل وضع تجربة الامتزاز.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
دراسة امتصاص الببتيد القصير على حل الجسيمات النانوية غير العضوية المنتشرة باستخدام طريقة استنفاد
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
وتتسم أساسيات التفاعلات غير العضوية العضوية بأهمية حاسمة في اكتشاف وتطوير واجهات بيولوجية جديدة قابلة للاستخدام في التكنولوجيا الأحيائية والطب. تشير الدراسات الحديثة إلى أن البروتينات تتفاعل مع الأسطح من خلال مواقع الامتزاز المحدودة. يمكن استخدام شظايا البروتين مثل الأحماض الأمينية والببتيدات للتفاعل بين الجزيئات البيولوجية المعقدة والأسطح غير العضوية. خلال العقود الثلاثة الماضية، تم تطوير العديد من الأساليب الصالحة والحساسة لقياس أساسيات الكيمياء الفيزيائية لتلك التفاعلات: قياس السعرات الحرارية (ITC)، والرنين السطحي البلازمون (SPR)، والكوارتز الكريستال microbalance (QCM)، وتوازن الانعكاس الداخلي الكلي (TIRF)، والطيف الطيفي الكلي المبطين (ATR).
وأبسط التقنيات وأكثرها يسراً لقياس الامتزاز هي طريقة الاستنفاد، حيث يتم حساب التغير في تركيز سوربات (الاستنفاد) بعد ملامسة المواد الماصة المتناثرة في المحلول ويفترض أن تكون ممتزة. توفر ممتزات الامتصاص المستندة إلى بيانات الاستنفاد جميع البيانات الفيزيائية الكيميائية الأساسية. ومع ذلك، يتطلب الامتزاز من الحلول أوقات توازن أطول بسبب القيود الحركية والمواد الماصة مع مساحة سطح محددة عالية، مما يجعلها غير قابلة للتطبيق تقريبًا على أسطح الطائرة الثابتة العيانية. وعلاوة على ذلك، ينبغي النظر في عوامل مثل عدم استقرار السول، مجاميع الجسيمات النانوية، والبلورية الماصة، وتوزيع حجم الجسيمات النانوية، ودرجة الحموضة للحل، والمنافسة على الامتزاز، أثناء دراسة الببتيدات الممتزة. استنفاد البيانات isotherm البناء يوفر بيانات الكيمياء الفيزيائية الشاملة لكل sorbate القابلة للذوبان حرفيا حتى الآن لا يزال المنهجية الأكثر سهولة، كما أنها لا تتطلب الاجهزة باهظة الثمن. تصف هذه المقالة بروتوكولًا أساسيًا للدراسة التجريبية لممتزاز الببتيد على أكسيد غير عضوي وتغطي جميع النقاط الحرجة التي تؤثر على العملية.
المقدمة
على مدى السنوات ال 50 الماضية جذب التفاعل بين الأسطح غير العضوية والببتيدات الكثير من الاهتمام بسبب أهميته العالية في علم المواد والطب. تركز البحوث الطبية الحيوية على توافق واستقرار الأسطح العضوية الحيوية ، والتي لها آثار مباشرة على الطب التجديدي ، وهندسة الأنسجة1،2،3، والزرع4،5،6،7. تعتمد الأجهزة المعاصرة المستجيبة بيولوجياً، مثل أجهزة الاستشعار والأكتورات، على بروتينات وظيفية معطلة على أسطح أشباه أكسيد8،
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
1. إعداد حلول الأسهم ديبتيد والتخفيفات
- إعداد حل ديبتيد بـ 16 mM
- ضع 0.183 غرام من ثنائي الببتيد (إيل-هي) (انظر جدول المواد)في أنبوب اختبار بوليمري معقم، وتمييع إلى 35 مل مع الماء المقطر المزدوج (DDW)، ويذوب في درجة حرارة الغرفة (RT) تحت التحريك القوي.
ملاحظة: إذا لم يذوب dipeptide في DDW أثناء التحريك، ضع محلول dipeptide في حمام بالموجات فوق الصوتية وسونيكات لبضع دقائق. - إعداد حل 50 mM منN2-(N-morpholino)ethanesulfonic حمض (MES) العازلة عن طريق إذابة 0.533 غرام من الجافة 2-(N-morpholino) حمض ethanesulfonic في 50 مل من DDW في أنبوب الاختبار المعقم.N إعداد محلول هيدروكسيد الصوديوم 50 mM عن طريق إذابة 200 م....
- ضع 0.183 غرام من ثنائي الببتيد (إيل-هي) (انظر جدول المواد)في أنبوب اختبار بوليمري معقم، وتمييع إلى 35 مل مع الماء المقطر المزدوج (DDW)، ويذوب في درجة حرارة الغرفة (RT) تحت التحريك القوي.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
تمت دراسة امتصاص ثنائي الببتيد على ثاني أكسيد التيتانيوم النانوي البلوري في الظروف المتوافقة بيولوجيًا في نطاق درجة حرارة يتراوح بين 0 و40 درجة مئوية. تم تقييم امتصاص ثنائي الببتيد التجريبي (A، mmol/g) على سطح ثاني أكسيد التيتانيوم على أنه
حيث C0 و Ce هي تركيزات بدء dipeptide وال.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
يتطلب الامتصاص من حلول بناء isotherm وقتًا أطول للتوازن بسبب القيود الحركية والمواد الماصة ذات مساحة سطح محددة عالية. وعلاوة على ذلك، ينبغي النظر في عدم استقرار sols، ومجاميع الجسيمات النانوية، والبلورية، وتوزيع حجم الجسيمات النانوية، ودرجة الحموضة للحل، والمنافسة على الامتزاز أثناء امتصاص الأحماض الأمينية. ومع ذلك ، فإن البناء الإمتزاز isotherm باستخدام طريقة الاستنفاد لا يزال المنهجية الأكثر توفرًا ، لأنه لا يتطلب أجهزة إعداد باهظة الثمن ، ومع ذلك فهو يوفر بيانات كيمياء فيزيائية شاملة لكل سوربات قابل للذوبان حرفيًا.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
وليس لدى أصحاب البلاغ ما يكشفون عنه.
شكر وتقدير
وقد دعم هذا العمل ماليا المؤسسة الروسية للبحوث الأساسية (المنحة رقم 15-03-07834-أ).
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 2- ( N < / em > - مورفولينو) حمض الإيثان سلفونيك | TCI Chemicals | 4432-31-9 | MES ، >98٪ |
| أسيتونيتريل | بانريك AppliChem | HPLC | |
| الصف قوارير كروماتوغرافيا زجاجية | |||
| Dipeptide Ile-His | Bachem | 4000894 | |
| تم الحصول على الماء | المزدوج DDW على الفور | ||
| حمام تنظيف التدفئة "Ultrasons-HD" | JP Selecta | 3000865 | 5 لتر ، 40 كيلو هرتز ، 120 واط نظام |
| كروماتوجراف سائل عالي الأداء مزود بالأشعة فوق البنفسجية ناقص ؛ كاشف فيس | شيمادزو ، LC-20 Prominence | HPLC | |
| Isopropanol | Sigma-Aldrich (Merck) | 67-63-0< / a> | 99.70٪ |
| LabSolutions Lite | Shimadzu | 223-60410 | برنامج لنظام الكروماتوغرافيا السائلة عالي الأداء |
| TiO2< / sub> | anatase النقي مع تبلور 99٪ على الأقل. متوسط حجم الجسيمات 10.62 & plusmn; 3.31 نانومتر. سطح محدد 131.9 م 2 / جم (رهان). انظر Langmuir< / em> 2019 ، 35 ، 538 & ناقص ؛ 550 ، لمزيد من التفاصيل. | ||
| فينيل إيزوثيوسيانات | أكروس عضوي | 103-72-0 | PITC ، 98٪ |
| عمود Zorbax ذو الطور المعكوس | ZORBAX LC | 150 & مرات ؛ 2.5 مم معرف بمتوسط حجم الجسيمات 5 & mu ؛ م | |
| فلتر حقنة | فلادفلتر | 25 مم ، 0.2 مو ؛ م المسام ، أسيتات السليلوز | |
| بوليمري معقم | من مادة البولي بروبيلين | ||
| ترموستات TC-502 | Brookfield | تعميم التبريد / التدفئة مع وحدة التحكم القابلة للبرمجة لاشتقاق العينة | |
| ثلاثي إيثيل أمين | سيجما ألدريتش (ميرك) | 121-44-8< / a> | TEA ؛ 99٪ |
| حمض ثلاثي فلورو أسيتيك | Panreac AppliChem | 163317 | TFA ، 99٪ |
المراجع
- Garcia, A. J. Interfaces to Control Cell-Biomaterial Adhesive Interactions. Polymers for Regenerative Medicine. 203, Chapter 71 171-190 (2006).
- Mahmood, T. A., et al. Modulation of chondrocyte phenotype for tissue engineering by designing the biologic-polymer carrier int....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
