الكشف الكمي SERS عن حمض اليوريك عن طريق تكوين تقاطعات نانوية بلازمونية دقيقة داخل مجاميع جسيمات الذهب النانوية والقرعيات[n]uril

يقدم هذا البروتوكول طريقة متعددة الاستخدامات لاكتشاف حمض اليوريك وتحديده بحساسية عالية. ومن ثم ، فهو بروتوكول للتطبيقات التشخيصية والسريرية. يمكن لهذا البروتوكول تحديد المؤشرات الحيوية بسرعة في مصفوفة معقدة ، مثل سوائل الجسم.

يمكن توسيع هذه التقنية لتشخيص الأمراض التي تستخدم حمض اليوريك كمؤشر حيوي مثل النقرس وارتفاع ضغط الدم وأمراض القلب والأوعية الدموية. يمكن استخدامه أيضا لاكتشاف المواد الخطرة الأخرى وتحديدها كميا للمراقبة البيئية. عند محاولة البروتوكول لأول مرة ، قد يكافح الباحثون لتكوين مجاميع مستقرة من CB7 وجسيمات الذهب النانوية.

يوصى بخلط جزيئات الذهب النانوية في محاليل CB7 باستخدام الصوتنة حيث يمكن أن تؤثر التقنيات الأخرى على حركية التجميع. يمكن أن يزيد مقطع الفيديو الذي يعرض الخطوات الحاسمة لإضافة خلط CB7 من فرصة النجاح والاستنساخ للباحثين عندما يكونون جديدين في النظام. لتخليق بذور الذهب ، قم بإذابة 98.5 ملليغرام من الأذن في 10 ملليلتر من الماء منزوع الأيونات في قارورة زجاجية للحصول على محلول كلوريد الأذن 25 ملليمولار و 64.5 ملليغرام من مسحوق سترات الصوديوم في 500 ميكرولتر من الماء منزوع الأيونات في قارورة زجاجية.

بعد ذلك ، قم بتخفيف مليلتر واحد من محلول كلوريد الأذن ب 99 مل من الماء في زجاجة مغطاة باللون الأزرق سعة 250 مليلتر للحصول على محلول كلوريد الأذن 0.25 ملليمولار وإضافة 99.5 مل من محلول كلوريد الأذن 0.25 ملليمولار إلى قارورة قاعية مستديرة ثلاثية العنق سعة 250 مليلتر مزودة بمكثف. ثم سخني المحلول على حرارة 90 درجة مئوية تحت التحريك الشديد لمدة 15 دقيقة قبل حقن 500 ميكرولتر من محلول سترات الصوديوم في القارورة مع الاستمرار في التقليب حتى يتحول المحلول إلى اللون الأحمر الياقوتي. لبدء النمو المصنف للجزيئات النانوية الذهبية ، انقل 25 مل من محلول بذور الذهب إلى أنبوب سعة 50 مليلتر وقم بتبريد المحلول إلى 70 درجة في ThermoMixer.

أثناء تبريد المحلول ، املأ حقنة Luer Lock التي تستخدم لمرة واحدة بسعة ثلاثة ملليلتر ب 2.5 مل من محلول كلوريد الأذن 25 ملليمولار واملأ حقنة أخرى يمكن التخلص منها بثلاثة ملليمترات ب 2.5 ملليلتر من محلول سترات الصوديوم 60 ملليمول. ضع المحاقن في مضخات الحقن واستخدم محولات Luer-to-MicroTight لتوصيل أنابيب PEEK بقطر داخلي 150 ميكرومولار بالمحاقن. أدخل الأنبوب في أنبوب الطرد المركزي الذي يحتوي على محلول بذور الذهب المبرد في ThermoMixer واضبط كل من مضختي الحقنة لتوزيع 167.5 ميكرولتر من المحلول على مدار 20 دقيقة.

اضبط سرعة دوران ThermoMixer على 600 دورة في الدقيقة واضغط على Start (البدأ) على مضخة الحقنة التي تحتوي على محلول كلوريد الأذن 25 ملليمول. بعد دقيقتين ، اضغط على Start على مضخة الحقنة التي تحتوي على محلول سترات الصوديوم 60 مللي مولار. بعد 30 دقيقة ، قم بإزالة جزء من محلول الجسيمات النانوية الذهبية لتحليله.

لتحضير محلول CB7 0.4 ملليمولر ، أضف 4.65 ملليغرام من CB7 إلى قارورة زجاجية سعة 15 ملليلتر و 10 ملليلتر من الماء إلى القارورة. بعد السد بإحكام ، قم بصوتنة القارورة في درجة حرارة الغرفة حتى يتم إذابة مادة CB7 الصلبة تماما. لتحضير محلول حمض اليوريك 0.4 ملليمولار ، أضف 2.69 ملليغرام من حمض اليوريك إلى أنبوب طرد مركزي سعة 50 مليلتر وأضف 40 مل من الماء إلى الأنبوب.

بعد التغطية بإحكام ، حرك الخليط في ThermoMixer مضبوطة على 70 درجة مئوية و 800 دورة في الدقيقة لمدة ساعتين. عندما يبرد المحلول إلى درجة حرارة الغرفة ، قم بتخفيف مليلتر واحد من محلول حمض اليوريك 0.4 ملليمولار مع تسعة ملليلتر من الماء في قارورة زجاجية سعة 15 ملليلتر للحصول على محلول حمض اليوريك 0.04 ملليمول. بعد التغطية بإحكام ، قم بصوتنة القارورة لمدة 30 ثانية.

لتحضير مجمعات حمض اليوريك CB7 ، أضف 750 ميكرولتر من محلول CB7 0.4 ملليمولار و 750 ميكرولتر من محلول حمض اليوريك 0.4 ملليمولار إلى أنبوب 1.5 ملليلتر وصوتنة الخليط لمدة 30 ثانية. ثم امسك الأنبوب في درجة حرارة الغرفة لمدة 30 دقيقة لضمان تكوين مجمعات المضيف والضيف. انقر فوق أيقونة معالجات تطبيق التحليل الطيفي في برنامج نظام رامان وحدد رامان.

ابدأ عملية استحواذ جديدة واضبط وقت التكامل على 30 ثانية ، وعمليات المسح إلى المتوسط إلى خمسة وعربة النقل على الصفر. ثم قم بتخزين طيف الخلفية وأدخل الطول الموجي لليزر. لتشكيل ركيزة SERS ، أضف 900 ميكرولتر من محلول الجسيمات النانوية الذهبية 40 نانومتر و 100 ميكرولتر من محلول مركب حمض اليوريك CB7 المشكل مسبقا إلى أنبوب 1.5 مليلتر وصوتنة حتى يتغير المحلول من الأحمر الياقوتي إلى الأرجواني.

انقل محلول العينة إلى كوفيت شبه دقيق وضع الكوفيت في حامل عينة رامان. أغلق الغطاء وابدأ القياس. ثم اضبط الحفظ التلقائي لتسجيل خمسة أطياف متتالية لاختبار SERS.

تظهر الأطياف المرئية فوق البنفسجية للجسيمات النانوية الذهبية المركبة تحولا في قمم رنين البلازمون السطحية الموضعية من 521 إلى 529 نانومتر بعد 10 خطوات متنامية ، بينما تظهر بيانات تشتت الضوء الديناميكي توزيعا ضيقا للحجم مع زيادة حجم الجسيمات النانوية من 25.9 إلى 42.8 نانومتر. يبلغ متوسط أحجام G0 و G5 و G10 المقاسة من صور الإلكترون المنقولة حوالي 20 و 33 و 40 نانومتر على التوالي. في هذه التحليلات التمثيلية ، تم تشكيل مجمعات ضيف المضيف من CB7 وحمض اليوريك مع CB7 فارغة تتوسط في تكوين تقاطعات نانوية بلازمونية دقيقة داخل المجاميع النانوية CB7 للجسيمات النانوية للذهب كما تدعمها إشارات حمض اليوريك المميزة في طيف SERS.

على العكس من ذلك ، لا يمكن ملاحظة إشارات SERS لحمض اليوريك في غياب CB7 ، مما يوضح الدور الرئيسي ل CB7 في تحفيز تراكم الجسيمات النانوية الذهبية. تتجلى الحساسية العالية لمخطط الكشف المقدم في هذا البروتوكول من خلال ملاحظة إشارات SERS الواضحة من قمم حمض اليوريك عند 640 و 1130 سنتيمترا متبادلة وصولا وصولا إلى حد الكشف 0.2 ميكرومولار. بالإضافة إلى ذلك ، تم الحصول على ارتباطات قوية جدا بين شدة SERS وتركيزات لوغاريتم حمض اليوريك بموجب قانون القدرة لكلتا القمتين مع وجود مناطق خطية في حدود 0.2 إلى 2 ميكرومولار.

يحتوي حمض اليوريك على قابلية منخفضة للذوبان في الماء ، لذلك من الضروري التأكد من أن مسحوق حمض اليوريك ناعم قبل الخطوة التالية. يمكن إجراء تحليل متقدم للبيانات ، مما يجعل من الممكن تحديد المؤشرات الحيوية المتعددة الموجودة في المصفوفة.