Entwurf und Entwicklung von Aptamer-Gold-Nanopartikeln basierte kolorimetrische Assays für In-the-Feld-Anwendungen

Zusammenfassung

Der Entwurf und die Entwicklung eines Aptamers-Gold-Nanoteilchen kolorimetrischen Assay für den Nachweis kleiner Moleküle für in-the-Feldanwendungen untersucht. Zusätzlich wird ein Smart-Gerät farbmetrische Anwendung (App) wurde validiert und langfristige Lagerung des Tests wurde für den Einsatz auf dem Gebiet etabliert.

Zusammenfassung

Der Entwurf und die Entwicklung eines Aptamers-gold-Nanopartikel (AuNP) kolorimetrischer Assay zum Nachweis von kleinen Molekülen für Im-Feld-Anwendungen untersucht. Ziel selektive AuNP basierte Farb Assays wurden in kontrollierten Proof-of-Concept-Labor-Einstellungen entwickelt. Allerdings haben diese Systeme, die nicht auf einen Punkt des Scheiterns ausgeübt worden, um ihre praktische Anwendung über Labor-Einstellungen zu bestimmen. Diese Arbeit beschreibt einen generischen Ansatz zu entwerfen, zu entwickeln und zu beheben ein Aptamer-AuNP kolorimetrischen Test für kleine Molekül Analyten und mit dem Test für in-the-Feldeinstellungen. Der Test ist vorteilhaft, da adsorbiert Aptamere die Nanopartikeloberflächen zu passivieren und ein Mittel, zu reduzieren und falsch-positive Reaktionen auf Nicht-Ziel Analyten zu beseitigen. Transitioning dieses System praktische Anwendungen erforderlich definieren nicht nur die Haltbarkeit des Aptamers-AuNP Assay, aber Methoden und Verfahren zur Festlegung für die Langzeitlagerung capabil verlaufkeiten. Auch eine der anerkannten Bedenken kolorimetrische Anzeige ist die Belastung für Analysten platziert genau oft subtile Veränderungen in Farbe zu identifizieren. Zur Verringerung wurde die Verantwortung auf Analysten auf dem Feld, eine Farbanalyse-Protokoll entwickelt, um die Farbidentifikationsaufgaben, ohne die Notwendigkeit zur Durchführung dieser Aufgabe auf Laborqualität Ausrüstung durchzuführen. Das Verfahren zum Erzeugen und Testen der Datenanalyse-Protokoll beschrieben. Jedoch zu verstehen und das Design von adsorbiertem Aptamer-Assays beeinflussen, assoziiert die Interaktionen mit dem Aptamer, Ziel- und AuNPs bedürfen weiterer Untersuchungen. Die gewonnenen Erkenntnisse können dazu führen, Aptamere für eine verbesserte Funktionalität zu zuzuschneiden.

Einleitung

Kolorimetrie ist eines der ältesten in der analytischen Chemie verwendeten Techniken. Für diese Technik wird eine qualitative oder quantitative Bestimmung des Analyten auf der Herstellung einer farbigen Verbindung ¹ , hergestellt basiert. Typischerweise Farb Assays verwenden Reagentien, die eine Farbverschiebung in der Gegenwart der Analyt-Spezies auftreten, die im sichtbaren Lichtspektrum in einer beobachtbaren oder nachweisbare Farbänderung ergibt. Kolorimetrie wurde in der Detektion von Zielen von Atomen, Ionen und kleine Moleküle , um komplexe biologische Moleküle wie Desoxyribonukleinsäuren (DNA), Peptide und Proteine ​​im Bereich von ^2-4 v....

Protokoll

1. Synthese über Citrate Reduktion von Goldnanopartikeln (AuNP) und Charakterisierung

1. Reinigen Sie einen Erlenmeyerkolben (500 ml) und großen Rührstab mit 5 ml konzentrierter Salpetersäure und 15 ml konzentrierter Salzsäure in der chemischen Schutzhaube.
   1. Befeuchten Sie die gesamte Oberfläche des Kolbens mit der Säure zu waschen, spülen Sie den Kolben mit Nuklease freiem Wasser und lassen Sie den Kolben zu trocknen.
2. 100 ml 1 mM Gold (III) chlorid; Verwenden Sie ein Blatt aus Aluminiumfolie die Oberseite der Säure gereinigt Erlenmeyerkolben und Hitze unter ständigem Rühren auf einer heißen Platte zu bedecken bis zum Sieden.
....

Ergebnisse

Das primäre Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung und die Stabilität und Robustheit von Aptamer für den Einsatz auf dem Gebiet anhand AuNP kolorimetrische Assays untersuchen. Wie in einer früheren Veröffentlichung markiert ist , zwei verschiedene Strategien für die Schaffung des Assays wurden ⁷ untersucht. Die Assays wurden die Free Aptamer-Assay und die adsorbierte Aptamer-Assay bezeichnet. Die adsorbierte Aptamer Assay wurde attraktiver für die Zwecke eines fieldable .......

Diskussion

Im Laufe der letzten zehn Jahre Nanopartikel basierend kolorimetrischen Assays ^2-4 zum Nachweis von Targets umfassen kleine Moleküle, DNA, Proteine ​​und Zellen entwickelt worden. Die Tests, die DNA-Aptamere mit Nanopartikeln verwenden wurden gewinnen Interesse. Typischerweise werden diese kolorimetrische Assays durch Mischen der DNA-Aptamer mit Analytmoleküle durch Zugabe zu AuNPs ^9-10 gefolgt durchgeführt. Allerdings haben diese Tests wurden in Proof-of-Concept-Demonstrationen mit kontrollierten .......

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Gold(III)-Chloridhydrat	Sigma	254169	99,999 % Reinheit ist wichtig und die Lösungen wurden jedes Mal frisch hergestellt
Natriumcitrat-Dihydrat	Sigma	W302600-1KG-K	Wir haben festgestellt, dass der Hersteller AuNP-Assays stark beeinflusst, und die Lösungen wurden jedes Mal frisch hergestellt
Synergie	Bio-TEK	HT	Jedes Absorptionsspektrometer funktioniert, aber ein Plattenleser liefert eine Analyse mehrerer Proben
4-(2-Hydroxyethyl)piperazin-1-Ethansulfonsäure (HEPES) Puffer, 1  M sterilisiert	Amresco	J848	Jede sterilisierte Marke funktioniert
Corning, 250 ml Filtersystem, 0,22 nbsp; &Mikro; M-Celluloseacetat	Fischer	430767	Andere Membranen wurden gefunden, die die AuNPs entfernen
UV-Spectrophophotometer	Varian	Cary 300	Jedes Absorptionsspektrometer funktioniert
Magnesiumchloridhexahydrat	Fluka	63068	≥ 98 % funktionieren jede Marke
DNS	IDT	Gewohnheit	DNA wurde mit einer Entsalzsäule gereinigt, höhere Reinigungstechniken können verwendet werden
Prokainhydrochlorid	ACROS	AC20731-1000	99 % der Bestände von 1 mg/ml in Methanol wurden hergestellt
Salzsäure	Fischer	A144S-500	36,5–38,0 % mit anderen Marken funktionieren
Kokain-Hydrochlorid	Lipomed	COC-156-HC-1LM	Wir haben festgestellt, dass der Hersteller AuNP-Assays stark beeinflusst
Salpetersäure	Fischer	A509-SK212	65 % mit anderen Marken funktionieren
Natriumchloridlösung, 5 M Bioreagenz-Qualität	Sigma	S5150-1L	Sterile Lösungen aus festem Material wirken
Diethylpyrocarbonat	Sigma	D5758-25 mL	≥ 97 % jeder Brand funktioniert
Ecgoninmethylester-Hydrochlorid	Lipomed	COC-205-HC-1LM	Wir erhielten die EME-Kontrolle vom selben Hersteller wie das Kokain-Ziel
Mikrozentrifugenröhren, Axygen Scientific, nichtsteril, 1.7  Ml	VWR	10011-722	Wir haben festgestellt, dass der Hersteller AuNP-Assays stark beeinflusst, und die Röhren wurden intern autoklaviert
Nukleasefreies Wasser
Methanol