نقدم بروتوكولا لهندسة مرحلة الهالة للأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار الفلورية القريبة من الأشعة تحت الحمراء (SWNTs) باستخدام البوليمرات البرمائية والحمض النووي لتطوير أجهزة استشعار للأهداف الجزيئية بدون عناصر التعرف المعروفة.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
الاعتراف الجزيئية والهندسة مع البوليمرات الحيوية المحاكاة على واحدة المسورة الكربون الأنابيب النانومترية
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار (SWNTs) هي فئة من المواد النانوية النشطة بصريا التي تتألق في الأشعة تحت الحمراء القريبة ، بالتزامن مع النافذة البصرية حيث تكون العينات البيولوجية أكثر شفافية. هنا ، نحدد تقنيات لامتصاص البوليمرات البرمائية والأحماض متعددة النوى على سطح SWNTs لهندسة مراحل الهالة وإنشاء مستشعرات جزيئية جديدة للجزيئات والبروتينات الصغيرة. مستشعرات SWNT الوظيفية هذه متوافقة حيويا ومستقرة. يتم امتصاص البوليمرات على سطح الأنبوب النانوي إما عن طريق صوتنة مباشرة من SWNTs والبوليمر أو عن طريق تعليق SWNTs باستخدام خافض للتوتر السطحي متبوعا بغسيل الكلى مع البوليمر. يتم تأكيد انبعاث التألق واستقرارها واستجابتها لاستهداف التحليلات باستخدام الامتصاص والتحليل الطيفي الفلوري القريب من الأشعة تحت الحمراء. علاوة على ذلك ، نظهر تثبيت سطح المستشعرات على الشرائح الزجاجية لتمكين الفحص المجهري الفلوري أحادي الجزيء لتوصيف امتصاص البوليمر وحركية ربط التحليل.
المقدمة
واحد الجدران أنابيب الكربون النانوية (SWNTs) هي بالذرة طبقات رقيقة من ذرات الكربون دخلت طويلة، واسطوانات رقيقة تظهر خصائص الإلكترونية والبصرية فريدة من نوعها. (1) تشمل هذه الخصائص لإنتاج القريب الأشعة تحت الحمراء (نير) الانبعاثات مضان عبر إعادة التركيب الأكسيتون التي تعتبر حساسة للغاية لبيئته المحلية الفرقة الفجوة. انبعاث نير من SWNTs يندرج ضمن إطار الأشعة تحت الحمراء القريب الذي عمق تغلغل الضوء القصوى للالأنسجة البيولوجية. 2،3 بالإضافة إلى ذلك، SWNTs يحمل العديد من المزايا الفريدة الشاذة على النقيض من fluorophores العضوية: SWNT المعرض تحول ستوكس كبيرة، لا photobleach، ولا وميض. 4 في الآونة الأخ....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
تنبيه: يرجى التشاور مع جميع بيانات سلامة المواد ذات الصلة (SDS) قبل الاستخدام. قد يكون متناهية الصغر الأخطار إضافية مقارنة بنظيره المواد السائبة بهم. استخدام كل ممارسات السلامة المناسبة بما في ذلك الضوابط الهندسية (غطاء الدخان، الضميمة الضوضاء)، ومعدات الحماية الشخصية (النظارات الواقية، نظارات واقية، معطف المختبر، كامل طول السراويل مغلقة اصبع القدم أحذية).
1. إعداد العازلة، السطحي، وحلول البوليمر
- إعداد 100 حل ملي كلوريد الصوديوم
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
علقت SWNTs في محلول مائي باستخدام كل السطحي والبوليمرات محبة للجهتين صوتنة المباشر وعن طريق تبادل غسيل الكلى. ويبين الشكل 1 SWNTs، ونمت باستخدام طريقة الكربونيل الحديد المحفزة (HiPCO)، مع وقف التنفيذ باستخدام SC، RITC-PEF20-RITC، و (GT) 15 -DNA. الكثافة البصرية من SWNTs مع SDS (أو البوليمر) يزيد بشكل كبير بعد صوتنة والنقصان على إزالة الركام والملوثات من خلال تنقية بواسطة الطرد المركزي (الشكل 1). قياسات ا.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
وعلقت SWNTs بسهولة في محلول مائي عبر صوتنة المباشر مع SDS أو ssDNA، كما يدل على زيادة في الكثافة الضوئية المقدمة من تشتت الغروية من الناتج الهجين SWNT البوليمر. SDS وssDNA يشتت وsolubilizes حزم من SWNTs بواسطة التكثيف على السطح SWNT من خلال التفاعلات الطاردة للماء أو بي-بي. بالإضافة إلى ذلك، البوليمرات الأخرى، مثل الحمض النووي الجيني، والبوليمرات محبة للجهتين البوليمرات مترافق والدهون، ويمكن كثف على سطح SWNTs بواسطة غسيل الكلى من العينات علقت استخدام SC أو SDS. البوليمرات ماء، مثل.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
شكر وتقدير
تم دعم هذا العمل من قبل جائزة Burroughs Wellcome Fund المهنية في الواجهة العلمية (CASI) ، ومنحة مؤسسة Simons Foundation ، ومنحة الباحث الشاب لمؤسسة أبحاث الدماغ والسلوك.
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| كلوريد الصوديوم | فيشر Scientific | S271-1 | |
| كبريتات دوديسيل الصوديوم | سيجما ألدريتش | L6026 | |
| هيدرات كولات الصوديوم | سيجما ألدريتش | C6445 | |
| قاعدة تريس (قاعدة تريزما ) | سيجما ألدريتش | 93362 | |
| حمض الهيدروكلوريك | فيشر Scientific | A144-212 | |
| أمين - PEG - أمين ، NH 2 < / sub >-PEG-NH 2 < / sub> | Nanocs Inc | PG2-AM-5k | |
| الرودامين ب إيزوثيوسيانات | سيجما ألدريتش | 283924 | |
| الفلوريسين إيزوثيوسيانات | سيجما ألدريتش | F7250 | |
| ثنائي كلورو ميثان | سيجما ألدريتش | 676853 | |
| ثنائي ميثيل فورماميد | سيجما ألدريتش | D4551 | |
| N,N-diisopropylethylamine | Sigma Aldrich | D125806 | |
| ثنائي إيثيل الأثير | Sigma Aldrich | 673811 | |
| تريس (2-كربوكسي إيثيل) فوسفين هيدروكلوريد | سيجما ألدريتش | C4706 | |
| 5'-الحمض النووي المعدل بالثيول | الحمض النووي المتكاملة | ||
| ميثوكسي بولي إيثيلين جلايكول ماليميد | سيجما ألدريتش | 63187 | |
| 100 كيلو دالتون مرشحات الدوران | Millipore | ||
| HiPCO Super النقاء أنابيب الكربون النانوية أحادية الجدار | Integris | HiPco SuperPurified | |
| الفوسفات المخزنة المالحة | Sigma Aldrich | P5493 | |
| بندقية مضادة للكهرباء الساكنة | ميلتي | ميلتي زيروستات 3 | |
| أجهزة طرد مركزي | Eppendorf | 5415 D | |
| ultra sonicator | Cole Parmer | CV18 | |
| كاسيت غسيل الكلى | Thermo Scientific | Slide-A-Lyzer G2 87722 | |
| BSA-biotin | Thermo Scientific | 29130 | |
| بروتين نيوترافيدين | Thermo Scientific | 31000 | |
| (3-أمينوبروبيل) ثلاثي إيثوكسيسيلان (APTES) | سيجما ألدريتش | 440140 | |
| مجهر مقلوب | Zeiss | Axio Observer.Z1 | |
| مرايا حركية | ThorLabs | KM200-E03 | |
| منظار | ThorLabs | RS99 | |
| زيت الغمر | Zeiss | Immersol 518f | |
| 100X الموضوعي | Zeiss | Plan-apochromat 100X oil, 1.4NA, PH3, 420791-9911-000 | |
| 20X الهدف | Zeiss | N-Achroplan 0.45 NA, 420953-9901-000 | |
| غطاء زجاجي | Healthrow HS159879H | ||
| الدوبامين هيدروكلوريد | سيجما ألدريتش | H8502 ؛ | |
| كاميرا صفيف الأشعة تحت الحمراء 2D | Princeton Instruments | NIRvana | |
| أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء 1D | Princeton Instruments | PyLoN IR | |
| nIR مطياف | Princeton Instruments | SCT-320 | |
| عدسة محدبة | ThorLabs | LA1384 | |
| ألواح البئر (قاع زجاجي) | كورنينج | 4580 |
المراجع
- Dresselhaus, M. S., Dresselhaus, G., Avouris, P. Carbon Nanotubes. 80, Springer. Berlin Heidelberg: Berlin, Heidelberg. (2001).
- O'Connell, M. J., Bachilo, S. M., et al. Band gap fluorescence from individual single-walled carbon nanotubes. Science. 297 (5581), 593-596 (2002).
- Wang, F., Dukovic, G.....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
