The synthesis of asymmetric species of ferrocene is challenging using solution techniques. This report focuses on the methods carried out to produce a ferrocene-biotin bioconjugate using facile and clean reactions accomplished via solid-phase synthesis. Incorporation of a thiolate moiety is shown to impart the ability for immobilization on gold surfaces.
الكشف المبكر هو المفتاح لنجاح العلاج لمعظم الأمراض، وأمر لا بد منه ولا سيما لتشخيص وعلاج أنواع عديدة من السرطان. التقنيات الأكثر شيوعا المستخدمة والتصوير طرائق مثل التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI)، البوزيترون الانبعاثات التضاريس (PET)، والطوبوغرافيا بالكمبيوتر (CT) وهما الأمثل لفهم الهيكل المادي للمرض ولكن يمكن إلا أن يكون أداؤها مرة واحدة كل أربع ل ستة أسابيع بسبب استخدام مواد التصوير والتكلفة الإجمالية. مع هذا في الاعتبار، وتطوير "نقطة الرعاية" التقنيات، مثل أجهزة الاستشعار التي تقييم مرحلة المرض و / أو فعالية العلاج في مكتب الطبيب، والقيام بذلك في الوقت المناسب، من شأنه إحداث ثورة في بروتوكولات العلاج. 1 كما وسيلة لاستكشاف أجهزة الاستشعار الفيروسين استنادا للكشف عن جزيئات ذات الصلة بيولوجيا 2، وقد وضعت وسائل لإنتاج الفيروسين البيوتين الحيوي تقارن الموصوفة هنا. وسوف يركز هذا التقرير على نظام البيوتين-الفيروسين-السيستين التي يمكن أن يجمد على سطح الذهب.
أجهزة الاستشعار والأجهزة الصغيرة التي تستخدم تقنية التعرف الجزيئية البيولوجية كمنصة لتحليل انتقائي وتستخدم لخصوصيتها، والسرعة، ومنخفضة التكلفة. أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية للكشف عن الجزيئات الحيوية هي في طليعة هذا المجال نظرا لبساطتها، وفعالية التكاليف، وحساسية عالية. 1،3 تشريح العام لهذه المجسات هو القطب مجهزة جزيء الاعتراف محدد لعلامة البيولوجية للاهتمام . ملزمة من العلامات البيولوجية من قبل جزيء الاعتراف يؤدي إلى التغيير المحلي من إمكانات أو الحالية التي يمكن الكشف عنها بواسطة قياس بسيط. حتى الآن شاردة الاعتراف يمكن أن تتراوح من الانزيمات، والأجسام المضادة 4-8، 9-12 خلايا بأكملها، 13-16 مستقبلات، 17-20 21-23 الببتيدات وDNA 24 وركزت بشكل كبير على الكبيرة، الجزيئات البيولوجية. 25-28 أبحاث وتتركز الجهود في هذا المجال بشكل رئيسي على immunosensors عرجإعادة لالمناعي وثبتوا مع مجموعة أساسية نشط الأكسدة والاختزال (مثل الفيروسين) وتستخدم للكشف عن الأجسام المضادة من الفائدة. وقد استبعدت هذه الدراسات من التطبيقات السريرية بسبب ضعف الدقة واستهلاك الوقت النابعة من المضاعفات الناجمة عن استخدام مستضد / الأجسام المضادة. وقد ركزت 1،3 الاهتمام المتزايد على الكشف عن جزيئات صغيرة (أقل من 1 كجم / مول) من الطب الحيوي والمواد الغذائية والفوائد البيئية بالإضافة إلى الأمن الوطني. 29 وأفضل الأمثلة المعروفة من أجهزة الاستشعار البيولوجي هي مراقبين الجلوكوز الاختبار الذاتي، والتي لها شاشة المطبوعة أقطاب انزيم بالإضافة إلى بحجم الجيب متر amperometric. هذه الأنظمة عادة ما تستخدم طريقة الكولوم حيث يتم قياس المبلغ الإجمالي للتهمة التي تم إنشاؤها بواسطة تفاعل الأكسدة الجلوكوز على مدى فترة من الزمن. ويجب أن تكون الأجهزة المحمولة للتسويق وقوية وباليد للاستفادة سطحي للسكان ككل.
علامات الأكسدة مثل الفيروسين هي necessaراي لتوفير الكشف الكهروكيميائية من المؤشرات الحيوية أو جزيئات صغيرة في محلول حيث أن معظم المؤشرات الحيوية ليست نشطة في جوهرها electrochemically. 30-38 الفيروسين هو جزيء عضوي فلزي هذا هو المعيار الذهبي لالكيمياء الكهربائية، مما يجعله اختيارا ممتازا للاندماج في أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية. وقد حصل الأنواع النشطة الأكسدة القائم على الفيروسين بالفعل اهتماما كبيرا نظرا لصغر حجمها، والاستقرار جيدة، والوصول الاصطناعية مريحة وسهلة التعديل الكيميائي، بالانجذاب النسبي، وسهولة الأكسدة ضبط. 3،30-42 الجزيئات الصغيرة على أساس الأساسية الفيروسين ديك استخدمت على نطاق واسع كما كشف عن ايونات المعادن والجزيئات الصغيرة. 32-38،43 أنظمة استهداف الأنواع الكبيرة مثل الجزيئات الحيوية وقد استخدمت المرفق من الأجسام المضادة المناعية كبيرة أو لمشتقات الفيروسين التي تم جزءا لا يتجزأ من على سطح الكهروكيميائية. 1،3،39 (44 عاما) في كل حالة، وintensi الحاليين والمحتملينتم تغيير تاي من الحديد III / الحديد II زوجين الأكسدة على اقتران الجزيئي، وبالتالي إنتاج مقبض الطيفية جديدة تشير إلى وجود جزيء تحليلها. وينشأ هذا التغيير من التداخل المكثف الذي يحدث بين نظام بي من الحلقات cyclopentadienyl والحديد د-المدارات. إذا تم تعديل نظام بي، أي derivatized أو رد فعل، ثم سوف التفاعل المداري، بدوره، التغيير. وسوف يؤثر هذا جوهر الحديد، ويمكن أن يحتفل به بوصفه تحولا في إمكانات الزوجين الحديد III / الحديد II. 40،45،46 هذه الخصائص تجعل مثل هذا النظام جذابة للاستخدام كعامل تحديدها بشكل كمي في المناعية الكهروكيميائية أو جهاز الاستشعار البيولوجي.
من أجل إنتاج أنظمة الفيروسين تحتوي محددة لقدرات جهاز الاستشعار البيولوجي هو الأمثل لتعديل عصابة حزب المحافظين واحدة مع مستقبلات الحيوي محدد لجزيء المستهدفة والاستفادة من عصابة حزب المحافظين غيرها من حبل الجزيئي للقراءات الكهروكيميائية أو كهربائيtrode (الشكل 1). وتحدى التوليف لهذه المشتقات الفيروسين غير المتماثلة التي كتبها التفاعلات الجانبية وتشكيل الأنواع مثنوي والبوليمرية شكلت بناء الجزيئات عبر ربط. 47 ومع ذلك، واقتران الكيمياء انتاج السندات أميد هو الطريق الأكثر مباشرة لتوفير المشتقات بسيطة من الفيروسين التي تنطوي على مكونات بيولوجية مثل هذه كما الببتيدات ونواتج تفاعلاتها. لذلك، وتقنيات المرحلة الصلبة المتقدمة أولا في 1950s من قبل ميريفيلد لتخليق الببتيد يمكن تطبيقها على المركبات الفلزية العضوية التي تحتوي على الفيروسين. من خلال استخدام استبداله متعامد جزيء حمض 1'-Fmoc-الأمينية-الفيروسين-1-الكربوكسيلية، وهو نظام الفيروسين التي يمكن أن تحتوي على شاردة مستقبلات (البيوتين)، قراءات الكهروكيميائية (الفيروسين)، والمكون مستوقف-رابط (السيستين) لديها تم بناؤها والمفصلة هنا. ويناقش تركيب هذا-المكورات الحيوي وكذلك دليل على تجميد على سطح الذهب. هذا تمثيلا العملنهاية الخبر أول عرض للنظام يتألف من البيوتين، الفيروسين والأحماض الأمينية لتجميد على سطح الذهب.
توليف مشتقات الفيروسين غير المتماثلة يتحدى في الحل. على سبيل المثال، محاولات لإنتاج 1 في نتج الحل في عوائد منخفضة من المنتج المطلوب (أقل من 20٪). وبالمثل، أدت ردود فعل الاستفادة 1'-الأمينية-الفيروسين حمض الكربوكسيلية (بلا Fmoc) وراتنج البيوتين ملزمة في الم…
The authors have nothing to disclose.
وأيد كغ من قبل المنحة P-1760 مؤسسة RA ولش، TCU معهد اندروز الرياضيات وعلوم التربية (لKG)، بحوث TCU والإبداع آخر غرانت (لKG) وTCU SERC غرانت (لJHS).
Biotin Novatag Resin | NovaBiochem | 8550510001 | |
TORVIQ 10ML LUER LOCK FRITTED SYRINGE | Fisher | NC9299151 | |
piperdine | Acros | P/3520/PB05 | |
ninhydrin test | Sigma-Aldrich | 60017-1ea | |
1’-Fmoc-amino-ferrocene-1-carboxylic acid | Omm Scientific | Special Order | |
1-Hydroxybenzotriazole hydrate | Sigma-Aldrich | 157260-25G | |
N,N′-Diisopropylcarbodiimide | Sigma-Aldrich | D125407-5G | |
N,N-Diisopropylethylamine | Sigma-Aldrich | 496219-100ML | |
Fmoc-Cys(Trt)-OH | Novabiochem | 8520080025 | |
trifluoroacetic acid | Sigma-Aldrich | T5408 | |
1,2-ethanedithiol | Sigma-Aldrich | 2930 | |
triisopropyl silane | Sigma-Aldrich | 233781 | |
Eppendorf tubes (20 mL) | any source | ||
methanol | any source | dry with molecular sieves prior to use & store in 100 mL media bottle for easy usage. | |
dichloromethane | any source | dry with molecular sieves prior to use & store in 100 mL media bottle for easy usage. | |
dimethylformamide | any source | dry with molecular sieves prior to use & store in 100 mL media bottle for easy usage. | |
centrifuge | any source |