Name: الفلورسنت النانوية لقياس تركيز ايون في النظم البيولوجية (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-07-04T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 17 s
Description: تعلم تصنيع مجسات النانو الفلورية لقياس تركيز أيونات الصوديوم في الأنظمة البيولوجية باستخدام تقنيات الموجات فوق الصوتية والحقن الدقيق. هذه الطريقة تتيح قياسات دقيقة في الخلايا والحيوانات الحية.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

وتمول وJMD MKB من خلال العلوم لطب النانوي IGERT وبرنامج التكنولوجيا في جامعة نورث إيسترن (بتمويل من لجنة التحقيق الوطنية وجبهة الخلاص الوطني منحة DGE - 0504331). كما تم تمويل هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة والمعهد الوطني الطبي العام R01 المنح العلوم GM084366. ونحن نشكر أيضا Saumya داس وانطوني روزنزويج من BIDMC في بوسطن لتوفير myocytes القلب والنقدي كيفن لمساهمته في تطوير بروتوكول الحيوان.

<ol><li>Adrogue, H. J., Madias, N. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyponatremia%5BTitle%5D)+AND+%22N+Engl+J+Med%22%5BJournal%5D)">Hyponatremia.</a> N Engl J Med. 342, 1581-1589 (2000).</li>
<li>Kim, D. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((BACE1+regulates+voltage-gated+sodium+channels+and+neuronal+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">BACE1 regulates voltage-gated sodium channels and neuronal activity.</a> Nat Cell Biol. 9, 755-764 (2007).</li>
<li>Dubach, J. M., Lim, E., Zhang, N., Francis, K. P., Clark, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((in+vivo+sodium+concentration+continuously+monitored+with+fluorescent+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Integr+Biol+%28Camb%29%22%5BJournal%5D)">in vivo sodium concentration continuously monitored with fluorescent sensors.</a> Integr Biol (Camb). , (2010).</li>
<li>Minta, A., Tsien, R. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescent+indicators+for+cytosolic+sodium%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biol+Chem%22%5BJournal%5D)">Fluorescent indicators for cytosolic sodium.</a> J Biol Chem. 264, 19449-19457 (1989).</li>
<li>Dubach, J. M., Harjes, D. I., Clark, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ion-selective+nano-optodes+incorporating+quantum+dots%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Ion-selective nano-optodes incorporating quantum dots.</a> Journal of the American Chemical Society. 129, 8418-8418 (2007).</li>
<li>Dubach, J. M., Harjes, D. I., Clark, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescent+ion-selective+nanosensors+for+intracellular+analysis+with+improved+lifetime+and+size%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Fluorescent ion-selective nanosensors for intracellular analysis with improved lifetime and size.</a> Nano Letters. 7, 1827-1831 (1021).</li>
<li>Schaffar, B., Wolfbeis, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+sodium-selective+optrode%5BTitle%5D)+AND+%22Mikrochim+Acta+III%22%5BJournal%5D)">A sodium-selective optrode.</a> Mikrochim Acta III. III, 109-109 (1989).</li>
<li>Seiler, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+sodium-selective+optode+membranes+based+on+neutral+ionophores+and+assay+of+sodium+in+plasma%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Chem%22%5BJournal%5D)">Characterization of sodium-selective optode membranes based on neutral ionophores and assay of sodium in plasma.</a> Clin Chem. 37, 1350-1355 (1991).</li>
<li>Zhujun, Z., Mullin, J., Seitz, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+sensor+for+sodium+based+on+ion-pair+extraction+and+fluorescence%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chim+Acta%22%5BJournal%5D)">Optical sensor for sodium based on ion-pair extraction and fluorescence.</a> Anal Chim Acta. 184, 251-251 (1986).</li>
<li>Bakker, E., Buhlmann, P., Pretsch, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carrier-Based+Ion-Selective+Electrodes+and+Bulk+Optodes.+1.+General+Characteristics%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Rev%22%5BJournal%5D)">Carrier-Based Ion-Selective Electrodes and Bulk Optodes. 1. General Characteristics.</a> Chem Rev. 97, 3083-3132 (1997).</li>
<li>Dubach, J. M., Das, S., Rosenzweig, A., Clark, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visualizing+sodium+dynamics+in+isolated+cardiomyocytes+using+fluorescent+nanosensors%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Visualizing sodium dynamics in isolated cardiomyocytes using fluorescent nanosensors.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106, 16145-16150 (2009).</li>
<li>Harjes, D. I., Dubach, J. M., Rosenzweig, A., Das, S., Clark, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ion-Selective+Optodes+Measure+Extracellular+Potassium+Flux+in+Excitable+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecular+Rapid+Communications%22%5BJournal%5D)">Ion-Selective Optodes Measure Extracellular Potassium Flux in Excitable Cells.</a> Macromolecular Rapid Communications. 31, 217-221 (2010).</li>
<li>Balaconis, M. K., Billingsley, K. L., Dubach, J. M., Clark, H. A. Pittsburgh Conference on Analytical Chemistry and Applied, , Forthcoming.</li>
<li>Park, E. J., Brasuel, M., Behrend, C., Philbert, M. A., Kopelman, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ratiometric+optical+PEBBLE+nanosensors+for+real-time+magnesium+ion+concentrations+inside+viable+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Ratiometric optical PEBBLE nanosensors for real-time magnesium ion concentrations inside viable cells.</a> Anal Chem. 75, 3784-3791 (2003).</li>
<li>Frangioni, J. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((in+vivo+Near-Infrared+Fluorescence+Imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Op+Chem+Biol%22%5BJournal%5D)">in vivo Near-Infrared Fluorescence Imaging.</a> Curr Op Chem Biol. 7, 626-634 (2003).</li>
</ol>

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

وينبغي تشكيل nanosensors اتخاذ أي أطول من 10 دقيقة مرة واحدة أحرز الحل optode وتجفف الدهون PEG. يمكن Optode ليس فقط عندما تكون هناك حاجة بسرعة ، ولكن عند تخزينها في 4 درجات مئوية ، وأنها يمكن أن تكون مستقرة لمدة شهور. أظهرنا أن nansensors ، التي تشكلت مرة واحدة ، هي مستقرة في محلول لمدة أسبوع على الأقل ، إلا أنه يجب توخي الحذر لمنع photobleaching خلال هذا الوقت من خلال منع nanosensors 6 من الضوء وبينما تظاهر nanosensors الصوديوم هنا ، تم optodes خلقت لأيونات بيولوجيا معظم ذات الصلة ، مثل البوتاسيوم وكلوريد. 10،12 لدينا أيضا تمديد هذه التكنولوجيا لجزيئات صغيرة مثل الجلوكوز. 13 بالإضافة إلى توليد nanosensors لرصد analytes مختلفة ، وهذه nanosensors قابلة للتغييرات أخرى من شأنها أن تجعل من المفيد لهم في معظم التجارب البيولوجية. على سبيل المثال ، طلاء السطح ، ويمكن في هذه الحالة بسهولة بولي (جلايكول الإثيلين) ، يمكن تغييرها باستخدام أي جزيء amphiphilic أن ذوبان في الماء. وهذا يتيح إمكانية functionalizing هذه الجسيمات النانوية لتطبيقات مختلفة أو الأهداف. ويمكن أيضا حجم جزيئات أن تعدل عن طريق تغيير طلاء السطح ، وشدة صوتنة أو استخدام المذيبات. كانت مؤشرات الكالسيوم الفلورسنت لا تقدر بثمن في تحديد الخلايا إشارات الكالسيوم ، ولكن لا الأصباغ الصوديوم الحساسة المتوفرة لديهم نفس الخصائص المثالية. النانوية تهدف إلى توفير Optode طريقة بديلة لأيونات intracellularly التصوير تم في مجال التنمية لسنة 14 ونحن بنينا على هذه الأبحاث السابقة لإنشاء nanosensors محددة للتصوير الصوديوم داخل الخلية والذي نأمل أن توفر وسيلة لفهم الكيفية التي تؤثر إشارات الصوديوم الخلوية وظيفة تعديلات في الإشارة التي تؤدي إلى أمراض معينة. استخدام nanosensors الفلورسنت في الجسم الحي يوفر الوقت الحقيقي بديل عن الحد الأدنى الغازية analytes الرقابة على وسائل أخرى مثل الدم تلفت ، وقد أظهرت 3 الصوديوم والجلوكوز nanosensors على أساس التكنولوجيا أعلاه لتعقب التغييرات في الصوديوم والجلوكوز ، على التوالي في فيفو. 3،13 ومع ذلك ، توجد حاليا قيود على هذا الأسلوب كأداة للرصد. على سبيل المثال ، يجب أن تحتوي على أجهزة استشعار fluorophore مع طائفة تحول نحو كاف الحمراء الأشعة تحت الحمراء بالقرب من أجل تقليل تألق ذاتي خلفية من الجلد 15 ثانيا ، تقنية الحقن الحالية لا تنتج حقن الموحد للnanosensors التي قد تنجم عن مثل هذه أخطاء والاختلاف في عمق الحقن. على الرغم من هذه القيود ، ويمكن تطوير هذه nanosensors الفلورسنت ومظاهرتهم ناجحة جعل هذه المجسات أداة بحث لا تقدر بثمن وطريقة لرصد صحة المريض.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><th> اسم المنتج </th><th> شركة </th><th> رقم كتالوج </th><th> تعليقات </th></tr><tr><td> IVIS الصك الثاني لومينا حزمة </td><td> الفرجار العلوم الحياتية </td><td> 126273 </td><td></td></tr><tr><td> CD - 1 الفئران عارية </td><td> نهر تشارلز </td><td> قانون سلالة : 086 </td><td> العوز المناعي </td></tr><tr><td> محاقن الأنسولين </td><td> دينار بحريني </td><td> 328438 </td><td> 10/03 سم مل ، 8mm و 31G </td></tr><tr><td> الوزن الجزيئي عالية PVC </td><td> سيغما </td><td></td><td></td></tr><tr><td> DOS </td><td> سيغما </td><td></td><td></td></tr><tr><td> CHIII </td><td> سيغما </td><td></td><td></td></tr><tr><td> NaTFPB </td><td> سيغما </td><td></td><td></td></tr><tr><td> NaIX </td><td> سيغما </td><td></td><td></td></tr><tr><td> رقيقة الجدران الزجاجية الشعرية </td><td> سوتر </td><td></td><td></td></tr><tr><td> PEG الدهون </td><td> أفانتي الدهون القطبية </td><td></td><td></td></tr></tbody></table> الجدول 1. يوفر قائمة من المواد الكيميائية والمعدات المستخدمة في هذا الإجراء. وقد تم شراء جميع المواد الكيميائية غير المدرجة مشتركة من سيغما.

الفلورسنت النانوية لقياس تركيز ايون في النظم البيولوجية

Fluorescent Nanoparticles for the Measurement of Ion Concentration in Biological Systems

تنظيم محكم التوازن الأيوني في جميع أنحاء الجسم أمر ضروري للوقاية من الدول المنهكة مثل الجفاف. 1 وفي المقابل ، يتعين على تدفقات ايون السريع على المستوى الخلوي لبدء العمل في إمكانات الخلايا منفعل. تنظيم الصوديوم 2 يلعب دورا هاما في كل من هذه الحالات ، ولكن لا توجد حاليا طريقة لرصد مستمر مستويات الصوديوم في الجسم الحي 3 و 4 تحقيقات الصوديوم داخل الخلايا لا تعطي نتائج مماثلة لتحقيقات مفصلة الكالسيوم. في محاولة لملء كل من هذه الفراغات ، وضعت nanosensors الفلورسنت التي يمكن رصد تركيزات الصوديوم في المختبر والمجراة. 5،6 هذه المجسات تقوم على التكنولوجيا optode ايون انتقائية ، وتتألف من جزيئات البوليمر التي الملدن الاعتراف الصوديوم محددة هي جزء لا يتجزأ العناصر ، fluorophores الحموضة حساسة ، والمواد المضافة. 7-9 ميكانيكيا ، والاعتراف عنصر الصوديوم مقتطفات الصوديوم في الاستشعار. استخراج 10 هذا يسبب الحموضة fluorophore حساسة للافراج عن أيون الهيدروجين للحفاظ على الحياد في إطار استشعار المسؤول الذي يسبب التغيير في مضان. أجهزة الاستشعار الصوديوم هي انعكاس للانتقائية وأكثر من البوتاسيوم الصوديوم حتى بتركيزات عالية داخل الخلايا. 6 وهي مغلفة ما يقرب من 120 نانومتر في القطر مع والبولي ايثيلين جلايكول لنقل توافق مع الحياة. باستخدام تقنيات microinjection ، يمكن تسليم أجهزة الاستشعار في سيتوبلازم الخلايا حيث ثبت أنها لرصد ديناميات الصوديوم الزمانية والمكانية للضرب myocytes القلب. 11 بالإضافة إلى ذلك ، كما أنها تتبع في الوقت الحقيقي والتغيرات في تركيزات الصوديوم في الجسم الحي عند حقنه 3 تحت الجلد في الفئران وهنا ، يمكننا أن نفسر بالتفصيل وشرح منهجية لافتعال nanosensors الصوديوم الفلورسنت وشرح لفترة وجيزة من التطبيقات البيولوجية مختبرنا يستخدم nanosensors عن : لmicroinjection من أجهزة الاستشعار في الخلايا ، والحقن تحت الجلد من أجهزة الاستشعار في الفئران .

وتستخدم جزيئات الفلورسنت المنتجة في المختبر للتركيز ايون ايون التصوير والتدفقات في النظم البيولوجية مثل خلايا السائل خلال الإشارات وخلالي خلال التوازن الفيزيولوجي.

يُعد التوازن الأيوني المنضبط بدقة في جميع أنحاء الجسم ضرورياً للوقاية من الحالات الموهنة مثل الجفاف.1 وفي المقابل، فإن التغير الأيوني السريع...

يتمثل الهدف العام من التجربة التالية في تصنيع مستشعرات نانوية للصوديوم لاستخدامها في تطبيقات في المختبر (in vitro) وفي الجسم الحي (in vivo). ويتحقق ذلك عن طريق تحضير خليط بصري (opto mixture) يحتوي على مكونات المستشعرات الخاصة بالمستشعرات النانوية. وكخطوة ثانية، يتم تعريض المادة الخافضة للتوتر السطحي للموجات فوق الصوتية في محلول مائي لضمان توزيعها بالتساوي، مما يسمح بتكوين المستشعرات النانوية عند إضافة الخليط البصري.بعد ذلك، يُضاف الخليط الضوئي إلى خليط الماد المواد الخافضة للتوتر السطحي المائي تحت تأثير الموجات فوق الصوتية لتكوين المستشعرات النانوية في المحلول. يوضح هذا الفيديو أن استجابة المستشعر قابلة للضبط. كما يمكن حقن المستشعرات مجهرياً في الخلايا العضلية القلبية، كما يمكن حقنها تحت الجلد في الفئران.تكمن الميزة الرئيسية لهذه التقنية مقارنة بالطرق الحالية مثل صبغات المؤشرات الفلورية، في إمكانية ضبط الحساسات لتناسب نطاقاً ديناميكياً يتوافق مع البيئة الفسيولوجية، وقياس نطاق أوسع من المواد التحليلية، وإجراء قياسات نسبية للتحليل الكمي. وبشكل عام، قد يواجه الأشخاص المبتدئون في هذه الطريقة بعض الصعوبات؛ لأنه بمجرد تصنيع الحساسات، قد يبدو إدخالها في بيئة بيولوجية أمراً شاقاً. يجب تحضير مخزونات من sodium ion four x dry sodium TFPB و chromo four three مسبقاً قبل تصنيع الـ opto وفقاً للبروتوكول المكتوب.داخل خزانة استخلاص الغازات، اخلط جميع المواد في أنبوب زجاجي سعة 1.5 milliliter. باستخدام غطاء لولبي مطلي بالتفلون، قم برج الأنبوب برفق باستخدام جهاز Vortex حتى يذوب كل الـ PVC. يجب أن يظهر المحلول باللون الأحمر.ابدأ في تحضير المستشعرات النانوية بإضافة 100 µL من Peg lipid بتركيز 10 mg/mL إلى قارورة زجاجية سعة 4 g. بعد ذلك، أضف 4 mL من المحلول المائي المطلوب، مثل 10 mM hippies.قم بغمر رأس جهاز السونيكاشن بمقدار 7 mm داخل القنينة باستخدام رافعة مختبرية، وقم بتطبيق قدرة سونيكاشن منخفضة لمدة 30 ثانية. وفي أنبوب سعة 0.6 mL، اخلط 50 µL من المادة البصرية و 50 µL من ثنائي كلورو ميثان باستخدام الماصة لضمان الخلط المتجانس. بعد ذلك، ابدأ عملية السونيكاشن لمدة ثلاث دقائق.مع بدء عملية السونيكاتة، أضف 100 µL من الخليط البصري عن طريق غمر طرف الماصة وتفريغ الحجم كاملاً في حقنة واحدة سريعة ومنتظمة. سيتغير لون المحلول إلى الأزرق إذا ارتفع الـ pH فوق سبعة، وفي حالة عدم وجود صوديوم لإزالة الـ THF المتبقي والـ di chloro methane من المحلول. حرّك رأس السونيكاتة إلى عمق 2 mm.ومع مرور الدقائق الثلاث المتبقية، سيصبح المحلول عكراً. وبمجرد اكتمال عملية السونيكاتيون (Sonication)، اسحب محلول المستشعر النانوي (Nanosensor) باستخدام حقنة سعة 5 mL. ثم ثبّت مرشحاً وقم بتفريغ محلول المستشعر النانوي في قارورة زجاجية ذات غطاء لولبي.ابدأ بتحضير 10 محاليل بتركيزات متزايدة تدريجياً من الصوديوم لقياس حساسية المستشعر النانوي مقابلها. اخلط محاليل الصوديوم القياسية بتركيز صفر مولار وواحد مولار في أنابيب مخروطية سعة 50 milliliter. الآن، في طبق 96 بئر ذي قاع بصري، أضف 100 microliters من كل تركيز من الصوديوم إلى ثلاث آبار في عمود واحد.ثم أضف 100 µL من المستشعرات النانوية المحضرة حديثاً إلى كل بئر، وقم بتحميل الطبق في جهاز قياس الفلورية للأطباق الدقيقة (microplate fluorimeter)، وأدخل أطوال موجات الاستثارة والانبعاث والقطع المثالية للكروموفور المستخدم. يعتمد اختيار أطوال الموجات المقاسة على التطبيق؛ حيث تتيح هذه الأطوال الموجية إجراء قياسات الديناميكيات السريعة داخل الخلايا أو تقليل الضوضاء.للحصول على قيم alpha، قم بقسمة نسبة الشدة عند 570 nanometers على الشدة عند 670 nanometers أو 680 nanometers. ثم ارسم قيم alpha مقابل لوغاريتم تركيز الصوديوم، مع تعيين لوغاريتم تركيز الصوديوم الصفر عند القيمة ناقص واحد.قم الآن بمطابقة منحنى سيني (sigmoidal curve) مع الاستجابة، ومن خلال هذا المنحنى، احسب تركيز الصوديوم عند القيمة alpha التي تساوي 0.5. يمثل هذا تركيز الصوديوم الذي يستجيب عنده المستشعر بشكل أمثل. وبناءً على هذه المعلومات، اضبط نسبة sodium iono four x sodium TFPB و chromo iono four three في الـ opto لإنشاء مستشعرات نانوية ذات تركيز الصوديوم الأمثل.على سبيل المثال، منحنيات استجابة البطل لخمس مجموعات مختلفة من المستشعرات النانوية التي تمثل تركيبات بصرية مختلفة، وتتفاوت فقط في كمية الصوديوم من أربعة 10. للتصوير داخل الخلايا، استبدل الوسط الخلوي بوسط شفاف مثل محلول Tyro وانقل الخلايا إلى غرفة التصوير. الآن، قم بملء ماصة زجاجية مسحوبة بمحلول المستشعر النانوي المُحضّر في 5 mg/mL من الجلوكوز في الماء.بعد ذلك، قم بتثبيت الماصة على ميكرو-مناور (micro manipulator) وقم بتوصيلها بنظام حقن يتم التحكم فيه بالضغط. اخفض الماصة فوق الخلية ثم أدخلها في السيتوبلازم. قد يكون من الضروري أحياناً النقر على حامل المناور لاختراق الغشاء.احقن بضع مئات من البيكولتر من محلول المستشعر النانوي واسحب الماصة بسرعة. قم بتخدير فأر عارٍ من نوع CD one باستخدام الإيزوفلورين عبر غرفة تخدير. وبمجرد تخدير الفأر، ضعه في غرفة تصوير معقمة.بعد ذلك، املأ حقنة إنسولين معقمة بقياس 31 gauge بـ 10 µL من المستشعرات النانوية ذات قيمة KD المناسبة في 10 mM PBS. تأكد من إزالة جميع فقاعات الهواء باستخدام الملاقط. أمسك طية صغيرة من الجلد على طول ظهر الفأر عند موقع الحقن المطلوب أثناء الإمساك بالجلد.أدخل المحقنة في الجلد بحيث تكون فتحة الإبرة مائلة للأعلى وتكون الإبرة موازية لسطح الجلد. الآن، اسحب مكبس المحقنة للخلف للتأكد من أن الإبرة لم تخترق وعاءً دمويًا. ولتقليل الضغط العكسي، حرك الإبرة بلطف يمينًا ويسارًا لإنشاء جيب داخل الجلد.ثم احقن المستشعرات وأخرج المحقنة برفق. اضغط بلطف على موقع الحقن وامسح أي محلول قد يكون قد تسرب منه. عادةً ما يتم إجراء ست حقنات موزعة بالتساوي على طول الظهر.في حال إجراء العملية على فئران مختلفة، قم بتغيير الإبرة لتقليل احتمالية نقل المرض والتلوث الخلطي. بعد عمليات الحقن، قم بالتقاط صور بالمجال المضيء وصور فلورية باستخدام مجموعات مرشحات تتوافق بدقة مع طيف الإثارة والانبعاث الخاص بالمستشعرات النانوية؛ حيث يقلل ذلك أيضاً من الفلورة الذاتية للجلد.تم استزراع هذه الخلايا العضلية القلبية حديثة الولادة على شريحة غطائية وحُقنت بمجسات نانوية للصوديوم. تَم التقاط هذه الصورة الفلورية عند طول موجي للإثارة يبلغ 639 نانومتر. وهذه صورة بالمجال المضيء للخلايا نفسها، وهذه صورة مدمجة للصورتين.يحدث بعض التجمع للمجسات، ولكن تظهر الخلايا بمورفولوجيا طبيعية. انتشرت المجسات في جميع أنحاء السيتوبلازم ولا يوجد تحميل نووي. يوضح هذا التراكب بين صورة المجال المضيء والصورة الفلورية تسعة حقن مختلفة تحت الجلد لمجسات الصوديوم النانوية في الفراغ تحت الجلد لفأر عارٍ.بمجرد تحضير مستشعرات نانوية من نوع Masten، يمكن إتمام عملية التصنيع في دقائق إذا تم تنفيذها بشكل صحيح وتطبيقها على أي بحث لقياس تدفق مادة تحليلية عكسية في الوقت الفعلي. بعد مشاهدة هذا الفيديو، يجب أن تكتسب فهماً جيداً لكيفية تحميل المستشعرات النانوية في الحيز داخل الخلايا أو تحت الجلد لإجراء قياسات كمية في بيئة بيولوجية.

fluorescent-nanoparticles-for-measurement-ion-concentration

Research

JoVE Journal

Bioengineering

الهندسة الحيوية

نحن في هذه المقالة تصف كيف يمكننا الحصول على الحنق من آثار جزيئات الحمض النووي الفردية ثبتوا على السطح باستخدام المجهر الآلي مبائر المسح.

النظام الآلي للقياسات واحدة الإسفار جزيء من الجزيئات الحيوية سطح يجمد

قطيرة المنصات المرتكزة ميكروفلويديك من المرشحين واعدة للتجارب إنتاجية عالية نظرا لأنها قادرة على توليد بيكو لتر ، ذاتية مجزأة السفن بأسعار غير مكلفة كيلوهرتز. من خلال التكامل مع الأساليب مضان سريع وحساسة وعالية الدقة الطيفية ، يمكن أن كميات كبيرة من المعلومات التي يتم انشاؤها داخل هذه النظم استخراج بكفاءة ، وتسخيرها والاستفادة منها.

طرق الكشف عن منصات مضان الحبرية ميكروفلويديك

نهج الإعداد التالية تفاصيل منخفضة محاصرة الطاقة الضوئية من عازلة النانوية باستخدام مزدوج nanohole في فيلم معدنية.

البصرية محاصرة من الجسيمات النانوية

يوضح هذا الفيديو تقنية للكشف عن الملوثات البكتيرية في عينات الطعام والماء باستخدام أجهزة الاستشعار النانوية. يتم الكشف عن البكتيريا المسببة للأمراض المستهدفة من خلال مزيج من الطرائق الاسترخاء المغناطيسي وانبعاث التألق.

الكشف عن التلوث البكتيري باستخدام أجهزة الاستشعار النانوية المغناطيسية الفلورية

تحليل التفاعل جسيمات متناهية الصغر مع مجموعات سكانية فرعية محددة من الخلايا المناعية بواسطة التدفق الخلوي.

الكشف عن جسيمات متناهية الصغر نيون التفاعل مع مجموعات سكانية فرعية خلية المناعة الأولية من قبل التدفق الخلوي

يمكن أن تكون مترجمة fluorophores واحدة مع الدقة نانومتر باستخدام FIONA. هنا يقال ملخصا لتقنية FIONA، وكيفية إجراء التجارب FIONA يوصف.

التصوير مضان مع نانومتر دقة واحدة (FIONA)

&lt; p class = 'jove_content'&gt; يمكن أن يكون استخدام الفلوروفورات للتصوير في الجسم الحي محدودا بشكل كبير عن طريق الاضطلاع ، والإزالة السريعة ، وحساسية الكشف المنخفضة ، والتأثيرات السامة للخلايا على المضيف. يؤدي تغليف الفلوروفورات في الجسيمات الشحمية عن طريق ترطيب الفيلم والبثق إلى تبريد التألق والحماية مما يتيح التصوير في الجسم الحي بحساسية عالية للكشف.

مضان تبريد لالقريبة من الأشعة تحت الحمراء Fluorophore-مغلفة Liposomal كأداة لل في فيفو التصوير الضوئي

تصف هذه المخطوطة تقنية جديدة تسمح بالكشف عن التعبير الجيني داخل الخلايا بعد الالتقام الخلوي للجسيمات النانوية المسماة بالفلورة مباشرة في الخلايا الحية. لا تتطلب الطريقة التلاعب بالخلايا ولا تقتصر فيما يتعلق بالجين أو الأنواع المستهدفة.

الكشف عن التعبير الجيني بين الخلايا في الخلايا الحية من الفئران، الإنسان ولحم الخنزير المنشأ عن طريق النانوية المسمى الإسفار

وسم المجال خارج الخلية من بروتين الغشاء مع fluorophore حساسة درجة الحموضة، superecliptic pHluorin (سبتمبر)، ويتيح توطين التحت خلوية، والتعبير، والاتجار يحدد لاحقا. البروتينات التصوير سبتمبر وصفت مع الانعكاس الكلي الداخلي مضان المجهر (TIRFM) تمكن الكمي لمستويات البروتين في الطرفية ER والبلازما الغشاء.

باستخدام مستقبلات الموسومة pHluorin لمراقبة التحت خلوية التعريب والاتجار

هنا ، نصف بروتوكولا لإعداد حبيبات نانوية نقطية كمومية (QDNB) والكشف عن المؤشرات الحيوية للمرض باستخدام شرائط المقايسة المناعية للتدفق الجانبي القائمة على QDNB. يمكن تقييم نتائج الاختبار نوعيا تحت إضاءة الأشعة فوق البنفسجية وقياسها كميا باستخدام قارئ شريط الفلورسنت في غضون 15 دقيقة.

المقايسة المناعية للتدفق الجانبي الفلوري على أساس النقاط الكمومية النانوية

تعلم تصنيع مجسات النانو الفلورية لقياس تركيز أيونات الصوديوم في الأنظمة البيولوجية باستخدام تقنيات الموجات فوق الصوتية والحقن الدقيق. هذه الطريقة تتيح قياسات دقيقة في الخلايا والحيوانات الحية.

الفلورسنت النانوية لقياس تركيز ايون في النظم البيولوجية

استكشف المزيد من الفيديوهات