$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
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 verwendet. In den letzten zwei Jahrzehnten haben sich Nanomaterialien auf dem Gebiet der Nachweisassays revolutioniert, insbesondere mit Farbbasierten Assays 5-6. Kombination hat zur Wiederaufleben führte die einzigartige chemische und physikalische Eigenschaften von Nanomaterialien mit einem Ziel-selektiven Erkennungselement, wie beispielsweise Antikörper, Aptamere Oligonukleotid oder Peptid Aptamere in das Design und die Entwicklung von kolorimetrischen Nachweisassays 7.
Metall-Nanopartikel haben eine nachgewiesene größenabhängige Farbänderung Eigenschaft, die bei der Gestaltung von zahlreichen farbmetrischen Assays genutzt wurde. Gold - Nanopartikel (AuNPs) sind von besonderem Interesse aufgrund einer markanten roten zu blauen Farbverschiebung, wenn die verteilte Lösung von Partikeln induziert wird 8 zu aggregieren, in der Regel durch die genaue Zugabe von Salz. Die Fähigkeit , den Übergang von der dispergierten (rot) zu steuern , um die aggregierten (blau) Zustände hat 2-4,9 für ionische, kleine molekulare, Peptid, Protein und zelluläre Ziele zur Schaffung von kolorimetrischen Sensoren geführt. Viele dieser Sensoren verwenden Aptamere als Zielerkennungsmotiv.
Aptamere sind DNA oder Ribonukleinsäure (RNA) Moleküle , die aus einem zufälligen Pool von 10 ausgewählten 12 -10 15 verschiedene Sequenzen 10-11. Der Auswahlprozess identifiziert Ziel reKognition Elemente mit Bindungsaffinitäten im niedrigen nanomolaren Regime und die systematische Evolution von Liganden durch exponentielle Anreicherung (SELEX) ist die am häufigsten bekannte Verfahren 12-13. Vorteile von Oligonukleotid basierend Aptamere für Sensoranwendungen schließen die Leichtigkeit der Synthese, steuerbare chemische Modifikation und chemischer Stabilität 14-15.
Ein Ansatz, ein kolorimetrischer Test zur Schaffung kombiniert Nanomaterialien mit Erkennungselementen, besteht aus der Kombination dieser zwei Arten durch die physikalische Adsorption von DNA-Aptamer-Moleküle zu AuNP Oberflächen. Durch ziel Aptamerbindung erfährt das Aptamer eine strukturelle Veränderung 16-18, die die Interaktion des Aptamer mit der AuNP Oberfläche verändert, was zu einem induzierbaren rot nach blau mit dem Zusatz von Salz 19 Farbwiedergabe führt. Diese erstaunliche Eigenschaft AuNPs stellt eine beobachtbare kolorimetrischen Antwortmechanismus für Aptamer-basierte Geräte, die verwendet werden können, um deunterzeichnen kolorimetrische Assays für verschiedene Analyten.
Farbtests unter Verwendung von nicht-kovalente entworfen, physikalisch adsorbiert DNA-Aptameren auf AuNP Oberflächen haben das Stigma einer schwachen Sensorplattform ist aufgrund von Problemen mit Robustheit, eine Neigung zum Versagen außerhalb von kontrollierten Laboreinstellungen und den Mangel an Informationen für den Einsatz in der Praxis Einstellungen. Jedoch war die Aptamer-AuNP basierten kolorimetrischen Assay von Interesse wegen der Einfachheit des Betriebs und der beobachtbaren Farbreaktion. Das Ziel dieser Arbeit ist es, ein Protokoll für den Entwurf, die Entwicklung, den Betrieb, Reduzierung der Oberflächen falsch positive Reaktion im Zusammenhang zu liefern, und die langfristige Speicherung von DNA-AuNP basierten farbmetrischen Assays Kokain als Vertreter Analyten verwendet wird. Darüber hinaus haben wir vorgeschlagen , diese adsorbiert Aptamer - Assay - Ansatz (Abbildung 1) als vorteilhaft ist aufgrund der Einfachheit und Benutzerfreundlichkeit , die in weniger Schritten als der herkömmliche Ansatz für diese Aptamer-AuNP ass geführtege. Für diesen Test wurde das Aptamer zuerst den AuNPs hinzugefügt, die für einen längeren Zeitraum an die Oberfläche adsorbieren gelassen wurden. Ein zusätzlicher Vorteil dieses Ansatzes war die Verringerung des Ansprechens auf die Nicht-Ziel Analytmoleküle bezogen auf AuNP Oberflächen-Wechselwirkungen. Jedoch war die Verringerung falsch positiver Reaktion auf Kosten der Empfindlichkeit des Assays. Daher ist eine Balance zwischen den Oberflächenschutz und Analyt Zugänglichkeit ist notwendig, geeignete Testfunktion aufrecht zu erhalten. Außerdem bedeutet ein großer Fehler zu analysieren Farbtests durch andere als mit Instrumentierung ist, dass die Ergebnisse sind oft subjektiv und auslegungs von Analyst-to-Analyst, vor allem wenn man versucht, feine Unterschiede in der Farbe zu unterscheiden. Umgekehrt gibt es eine Reihe von Problemen mit der Herstellung Labor basierte Instrumente verwendbar außerhalb des Labors, wie die Verfügbarkeit von Leistung, Funktionalität mit der Portabilität sind, usw. In dieser Arbeit wurde ein Farbanalyse - Protokoll wurde für mor entwickelte Portabilität und mit Farbe basierten Assay Interpretation 20-21 verbunden sind einige der Vermutungen häufig zu beseitigen. Im Vergleich zu früheren Ansätzen, strebte diese Bemühung, diese Tests, um ihre Grenzen zu gehen für Anwendungen, die über Labor-Einstellungen.