هنا نقدم بروتوكول لقياس قوة التفاعل بين سطح غير العضوية واضحة المعالم وإما الببتيدات والأحماض الأمينية التي كتبها قياسات القوة الطيفي جزيء واحد باستخدام مجهر القوة الذرية (AFM). المعلومات التي تم الحصول عليها من القياس هي مهمة لفهم أفضل للمادة البيني الببتيد غير العضوية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
نظرة ثاقبة لتفاعلات الأحماض الأمينية والببتيدات مع المواد غير العضوية عن طريق جزيء واحدة قوة التحليل الطيفي
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
التفاعلات بين البروتينات أو الببتيدات والمواد غير العضوية تؤدي إلى عدة عمليات مثيرة للاهتمام. على سبيل المثال، والجمع بين البروتينات مع المعادن يؤدي إلى تكوين مواد مركبة مع خصائص فريدة من نوعها. وبالإضافة إلى ذلك، يتم بدء عملية غير مرغوب فيها من biofouling من امتصاص الجزيئات الحيوية، وخاصة البروتينات، على السطوح. هذه الطبقة العضوية هي طبقة التصاق للبكتيريا، وتتيح لهم التفاعل مع السطح. فهم القوى الأساسية التي تحكم التفاعلات في واجهة العضوية، غير العضوية ذلك فمن المهم لكثير من مجالات البحث ويمكن أن يؤدي إلى تصميم مواد جديدة لتطبيقات البصرية والميكانيكية والطبية الحيوية. توضح هذه الورقة جزيء واحد تقنية قوة التحليل الطيفي التي تستخدم فؤاد لقياس قوة التصاق بين إما الببتيدات والأحماض الأمينية والأسطح غير العضوية واضحة المعالم. وتنطوي هذه التقنية على بروتوكول لربط جزيء حيوي إلى AFMتلميح خلال رابط مرونة التساهمية وجزيء واحد قياسات قوة التحليل الطيفي بواسطة مجهر القوة الذرية. وبالإضافة إلى ذلك، يتم تضمين تحليل هذه القياسات.
المقدمة
التفاعل بين البروتينات والمعادن غير العضوية يؤدي إلى بناء مواد مركبة مع خصائص مميزة. وهذا يشمل المواد مع قوة ميكانيكية عالية أو خصائص بصرية فريدة من نوعها. 1، 2 على سبيل المثال، مزيج من بروتين الكولاجين مع هيدروكسيباتيت المعدنية يولد إما عظام لينة أو صلبة لوظائف مختلفة. 3 يمكن الببتيدات القصيرة أيضا ربط المواد غير العضوية مع خصوصية عالية. 4، وقد استخدمت 5، 6 خصوصية هذه الببتيدات لتصميم المواد المغناطيسية والإلكترونية الجديدة،
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
1. تلميح تعديل
- شراء نيتريد السيليكون (سي 3 ن 4) الكابولي فؤاد مع نصائح السيليكون (الاسمي دائرة نصف قطرها ناتئ من ~ 2 نانومتر).
- تنظيف كل ناتئ فؤاد عن طريق غمس في الإيثانول لا مائي لمدة 20 دقيقة. الجاف في درجة حرارة الغرفة. ثم علاج الكابولي بتعريضها للO 2 البلازما لمدة 5 دقائق.
- تعليق نصائح نظيفة فوق (3 سم) محلول يحتوي على methyltriethoxysilane و3- (أمينو) triethoxysilane في نسبة 15: 1 (ت / ت) في مجفف تحت جو خا....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
يعرض الشكل 1 الإجراء طرف التعديل. في الخطوة الأولى، تغيير العلاج البلازما السطح من طرف نيتريد السيليكون. يقدم طرف مجموعة OH. وتقوم هذه المجموعات ثم تتفاعل مع silanes. في نهاية هذه الخطوة، وسيتم تغطية السطح من طرف كتبها حرة -NH 2 المجموعات. وهذه الأمينات حرة ثم تتفاعل مع FMOC -PEG-NHS، والربط التساهمي. تتم إزالة مجموعة FMOC من رابط PEG التي كتبها pipyridine، كاشف deprotecting. وأخيرا، ويقترن الأحماض الأمينية أو الببتيد جز.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
الخطوات 1.3 و 1.4 و 1.7 في البروتوكول يجب أن تنفذ بعناية واسعة وبطريقة لطيفة جدا. في الخطوة 1.3، لا ينبغي أن يكون طرف في اتصال مع خليط سيلاني وينبغي إجراء عملية silanization في جو خامل (الرطوبة الحرة). يتم 45 هذا من أجل منع تشكيل متعدد الطبقات، ولأن جزيئات سيلاني يخضع بسهولة المائي في وجود الرطوبة. 45
في الخطوة 1.4، يجب أن تبقى درجة الحرارة والوقت بشكل صحيح. قبل الب.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
الكتاب تعلن أنه ليس لديهم مصالح مالية المتنافسة.
شكر وتقدير
تم دعم هذا العمل من قبل منحة ماري كوري الدولية لإعادة الإدماج (EP7). P. D. يقر بدعم المجلس الإسرائيلي للتعليم العالي.
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| نيتريد السيليكون (Si 3 < / sub > N < sub > 4 < / sub >) ناتئ AFM مع أطراف السيليكون | Bruker (Camarilo ، CA ، الولايات المتحدة الأمريكية) | ، نصف قطر الكابولي الاسمي ~ 2 نانومتر & nbsp ؛ | |
| ميثيل تري إيثوكسي سيلان | Acros Organics (نيو جيرسي ، الولايات المتحدة الأمريكية) | ل Silaylation من طرف AFM ؛ | |
| 3- (أمينوبروبيل) ثلاثي إيثوكسيسيلان | سيجما ألدريتش (القدس ، إسرائيل) | لسيليل طرف AFM | |
| Triisopropylsilane | Sigma-Aldrich (القدس ، إسرائيل) | يستخدم لإزالة الحماية من الببتيد | |
| N-Ethyldiisopropylamine | Alfa-Aesar (لانكشاير ، المملكة المتحدة) | يستخدم لتعديل الطرف | |
| Triethylamine | Alfa-Aesar (لانكشاير ، المملكة المتحدة) | يستخدم للطرف تعديل | |
| Piperidine | Alfa-Aesar (لانكشاير ، المملكة المتحدة) | تستخدم لإزالة الحماية من Fmoc | |
| Fluorenylmethyloxycarbonyl-PEG-N-hydroxysuccinimide (FMOC-PEG-NHS) | Iris Biotech GmbH (ألمانيا ، ألمانيا) | تستخدم كرابط مرن تساهمي ؛ (ميغاواط = 5,000 دال) | |
| 2- (1H-benzotriazol-1-yl) -1،1،3،3 ، -tetramethyluronium hexafluorophosphate (HBTU) Alfa | Aser (Heysham ، إنجلترا) يستخدم | ككاشف اقتران. | |
| N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) | Acros Organics (نيو جيرسي ، الولايات المتحدة الأمريكية) | يستخدم كمذيب في إجراء تعديل الطرف | |
| DMF (ثنائي ميثيل فورماميد) ميرك | (دارمشتات ، ألمانيا) | يستخدم كمذيب في إجراء تعديل الطرف | |
| مختبر الكلوروفورم | الحيوي (القدس ، إسرائيل) | يستخدم كمذيب في إجراء تعديل الطرف | |
| الإيثانول (اللامائي ) | جادوت (نتانيا ، إسرائيل) | يستخدم كمذيب في إجراء تعديل الطرف | |
| حمض الخليك ثلاثي فلورو (TFA) | ميرك (دارمشتات ، ألمانيا) أنهيدريد | ||
| الخليك | ميرك (دارمشتات ، ألمانيا) الببتيدات | ||
| GL Biochem (شنغهاي ، الصين). | |||
| فينيل ألانين والتيروزين | Biochem (دارمشتات ، ألمانيا) | ||
| 30٪ TiO2< / sub> تشتت في خليط المذيب 2- (2-ميثوكسي إيثوكسي) الإيثانول (DEGME) والإيثيل 3-إيثوكسي بروبيونات (EEP) | مختبرات الرؤية التطبيقية (القدس ، إسرائيل) | (30٪) في خليط المذيب 2- (2 ميثوكسي إيثوكسي) الإيثانول (DEGME) والإيثيل 3-إيثوكسي بروبيونات (EEP). تستخدم لإعداد الركيزة TiO 2< / sub> | |
| ركائز الميكا | TED PELLA، INC. (REDDING ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكية) | قطر 9.9 مم |
المراجع
- Addadi, L., Weiner, S. Control and design principles in biological mineralization. Angew. Chem., Int. Ed. 31 (2), 153-169 (1992).
- Meyers, M. A., Chen, P. Y., Lin, A. Y. M., Seki, Y. Biological materials: Structure and mechanical properties. Prog. Mater. Sci. 53 (1), 1-206 (2008).
- Villee, C. A. J.....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
