الكشف عن أولتراسينسيتيفي للمؤشرات الحيوية باستخدام طابعة جزيئية أساس Biosensor سعوية

الهدف العام لهذه التقنية هو اكتشاف وتحديد الجزيئات الحيوية منخفضة الوفرة في عينات معقدة للغاية ذات حساسية عالية وبساطة وتكلفة منخفضة وسرعة ودون استخدام أي ملصقات. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجالات التكنولوجيا الحيوية والكيمياء الحيوية والطب الحيوي ، مثل المراقبة البيئية وسلامة الأغذية وجودة مياه الشرب والتشخيص الطبي. تتمثل المزايا الرئيسية لهذه التقنية في سرعتها المتأصلة ، وبساطتها ، وحساسيتها العالية ، وتكلفتها المنخفضة ، وسهولة التلاعب ، والكشف في الوقت الفعلي دون استخدام أي كواشف لوضع العلامات.

تمتد الآثار المترتبة على هذه التقنية إلى تشخيص الأمراض نظرا لقدرتها على تحديد الجزيئات الحيوية المنخفضة الوفرة. على سبيل المثال ، المؤشرات الحيوية المختلفة في الوقت الفعلي. لتنظيف الأغطية الزجاجية ، اغمرها في 10 مل من حمض الهيدروكلوريك 1.0 مولار لمدة 10 دقائق في منظف بالموجات فوق الصوتية في درجة حرارة الغرفة.

ثم اغمرهم في ماء منزوع الأيونات و 1.0 مولار هيدروكسيد الصوديوم في نفس الظروف. جفف الأغطية الزجاجية بغاز النيتروجين. بعد ذلك ، اغمر الغطاء النظيف والمجفف في 10 مل من محلول APTES لمدة ساعة واحدة لإدخال مجموعات أمينية على سطح الغطاء الزجاجي في درجة حرارة الغرفة.

اشطف الأغطية بالماء منزوع الأيونات قبل تجفيفها مرة أخرى بغاز النيتروجين. اغمر أغطية APTES المعدلة في محلول 10 ملليلتر من الجلوتارالديهايد لمدة ساعتين لتنشيط المجموعات الأمينية على السطح في درجة حرارة الغرفة. بعد الحضانة ، اشطف الغطاء بمحلول فوسفات 10 مللي مولار لإزالة الجلوتارالديهايد الزائد من السطح.

جفف الأغطية بغاز النيتروجين. بعد ذلك ، قم بإعداد 1.0 مليلتر من محلول القالب في 10 مليمولار فوسفات بتركيز 0.1 ملليغرام لكل مليلتر. قم بإسقاط 200 ميكرولتر من محلول القالب هذا على الغطاء المعدل واحتضانه عند أربع درجات مئوية طوال الليل.

لتنظيف الأقطاب الكهربائية ، قم أولا بغمر الأقطاب الكهربائية في دورق صغير يحتوي على خمسة ملليلتر من الإيثانول بنسبة 70٪ لمدة 10 دقائق في منظف بالموجات فوق الصوتية في درجة حرارة الغرفة. بعد ذلك ، اغمر الأقطاب الكهربائية بالتتابع في الماء منزوع الأيونات ، والأسيتون ، والماء منزوع الأيونات ، ومحلول سمكة الضاري المفترسة الحمضية ، والماء منزوع الأيونات في نفس الظروف. جفف الأقطاب الكهربائية بغاز النيتروجين.

لإجراء البلمرة الكهربية للتيرامين ، قم بإعداد ثمانية ملليلتر من محلول التيرامين 10 ملليمولار في مخزن مؤقت من الفوسفات 10 ملليمولار يحتوي على ملليلترين من الإيثانول. قم بإجراء 15 دورة من عمليات المسح الفولتامترية الدورية في هذا الحل باستخدام بوتينسيوستات تغطي نطاقا محتملا من صفر إلى 1.5 فولت ومعدل مسح يبلغ 50 مللي فولت في الثانية. ثم اشطف الأقطاب الكهربائية بالماء منزوع الأيونات قبل تجفيف الأقطاب الكهربائية بغاز النيتروجين.

اغمر الأقطاب الكهربائية في محلول يحتوي على 30 مللي مولار من كلوريد الأكريلويل و 30 مللي مولار ثلاثي ميثيل أمين في التولوين في درجة حرارة الغرفة طوال الليل قبل شطف الأقطاب الكهربائية وتجفيفها مرة أخرى. قبل البلمرة ، قم بإعداد محلول monimer يحتوي على مونومرات ورابط متقاطع في 820 ميكرولتر من الماء فائق النقاء. ثم قم بإعداد حجم 5٪ لحجم TEMED في ماء فائق النقاء.

أضف 20 ميكرولترا من محلول TEMED إلى محلول المونومر ، وقم بتطهيره بغاز النيتروجين لمدة خمس دقائق. ثم أضف 20 ميكرولترا من APS المحضر حديثا إلى محلول المونومر. ماصة 1.5 ميكرولتر من محلول المونومر على سطح القطب الذهبي المعدل.

الآن ، ابدأ البلمرة عن طريق ملامسة ختم القالب للسطح المعالج بالمونومر ، واتركه لمدة خمس ساعات في درجة حرارة الغرفة. بعد البلمرة ، قم بإزالة ختم القالب من السطح بعناية باستخدام الملقط. بعد ذلك ، اشطف القطب بالماء منزوع الأيونات وجففه بغاز النيتروجين.

اغمر الأقطاب الكهربائية في مليلتر واحد من عشرة مللومر من دوديكانيثيول واحد محضر في الإيثانول لمدة عشرين دقيقة لتغطية الثقوب الموجودة على سطح القطب. أخيرا ، اشطف الأقطاب الكهربائية بالماء منزوع الأيونات وجفف الأقطاب الكهربائية بغاز النيتروجين قبل توصيف أسطحها بالفحص المجهري الإلكتروني الماسح. أدخل أقطاب الذهب السعوية المطبوعة في خلية التدفق الكهروكيميائي المدمجة في مستشعر حيوي سعوي.

قم بإعداد 100 مل من مخزن التجديد المؤقت ولتر واحد من المخزن المؤقت للتشغيل. ابدأ التحليل بحقن المخزن المؤقت للتجديد لإعادة إنشاء النظام وتشغيل المخزن المؤقت لإعادة توازن النظام لمدة 25 دقيقة. قم بإعداد حلول القوالب القياسية في نطاق التركيز المطلوب في تشغيل المخزن المؤقت.

بعد ذلك ، قم بحقن 250 ميكرولتر من هذه المحاليل القياسية بالتتابع على النظام في الظروف المثلى. يتم إجراء التوصيف السطحي للأقطاب الكهربائية الذهبية عن طريق الفحص المجهري الإلكتروني. يظهر السطح الذهبي العاري.

يظهر أيضا ، العاثيات الملتصقة بسطح القطب في تكبيرات مختلفة. يظهر هنا ارتباط العاثيات في الوقت الفعلي بالقطب الذهبي المطبوع من خلال مخطط حساسي. يتم إنشاء خط أساس مستقر بعد تجديد النظام وإعادة التوازن قبل حقن العينة.

توجد تجاويف خاصة بالعاثية على القطب. يؤدي حقن العاثيات المحفزة للعينة إلى انخفاض السعة ، بسبب ارتباط العاثيات المستهدفة بالتجاويف المطبوعة على سطح الأقطاب الذهبية. تظهر منحنيات المعايرة السعة المتغيرة مقابل حقن البروتين في حقن العاثيات.

من المعادلات الموجودة في هذه الرسوم البيانية ، من الممكن حساب تركيز العاثية أو البروتين في العينة. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تطوير نظام كشف فائق الحساسية وسريع وفي الوقت الفعلي. بمجرد إتقانها ، يمكن القيام بهذه التقنية في خمس ساعات وثلاثين دقيقة ، باستثناء أوقات الانتظار بينهما.

أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم تحضير جميع العوامل طازجة في نفس اليوم. باتباع هذا الإجراء ، يمكن إجراء مقاييس أخرى مثل الفحص المجهري للقوة الذرية ، والفحص المجهري الإلكتروني للمسح ، ومقياس القطع الناقص ، وقياسات الزاوية الكمومية لتحديد ما إذا كانت البلمرة أو البصمة ناجحة ، وللكشف عن أي اختلاف كبير بين أسطح الأقطاب الكهربائية الذهبية العارية والمطبوعة. بعد تطويرها ، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال الكيمياء الحيوية والتكنولوجيا الحيوية والطب الحيوي لاستكشاف اكتشاف فائق الحساسية لجزيء حيوي في سلامة الأغذية والتشخيص الطبي.

لا تنس أن العمل مع المونومرات الوظيفية والروابط المتقاطعة والمبادرين والوكلاء الآخرين يمكن أن يكون خطيرا للغاية. ويجب دائما اتخاذ الاحتياطات مثل ارتداء القفازات ومعاطف المختبر وإجراء تجارب البلمرة داخل غطاء الدخان أثناء إجراء هذه التجارب.