Name: Synthesis, Assembly und Charakterisierung von Monolayer Protected Gold-Nanopartikeln Films für die Protein-Monoschicht Elektrochemie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-10-04T13:00:00.000+00:00
Duration: 14 min 18 s
Description: Lernen Sie die Synthese und den Aufbau von monolagengeschützten Gold-Nanopartikeln für die Protein-Monoschicht-Elektrochemie. Diese Methode ermöglicht optimierte elektrochemische Analysen von Redoxproteinen wie Azurin.

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Wir danken der National Science Foundation (CHE-0847145) und die Henry Dreyfus Teacher-Scholar Awards Program für die großzügige Unterstützung dieser Forschung. Wir möchten ausdrücklich anerkennen Christine Davis, Direktor der Mikroskopie und Imaging in der Fakultät für Biologie an der University of Richmond für ihre Unterstützung bei der Querschnitts-Bildgebung. Besonderer Dank an Drs gegeben. T. Leopold, R. Kanters, D. Kellogg, R. Miller, und W. Case, sowie, Russ Collins, Phil Joseph, Carolyn Marks, Mandy Mallory und John Wimbush - von denen alle machen Undergraduate Research möglich an der Universität von Richmond. Ein sehr persönliches Dankeschön an alle aktuellen, vergangenen und zukünftigen Bachelor-Forscher in der Leopold Research Lab gegeben.

1. Hexanethiolate Monolayer Protected Goldcluster Synthese Hexanethiolate funktionalisierten Monoschicht geschützten Goldcluster (MPL) sind nach einem 2:1 1-Hexanthiol (C6), Gold Molverhältnis einer durchschnittlichen Struktur der Au 225 (C6) 75 zu produzieren. 4-9 Spezifische Änderungen an der Brust Reaktion synthetisiert, wie Ligand-Typ, bestimmte Thiol-to-Gold-Verhältnis, Temperatur und Reaktionszeit Fördermenge, oder Post-Synthese-Behandlungen, können 9-11 Ernte ein breites Spektrum von MPC mit unterschiedlichen Kerngrößen und funktionelle Schutz-Gruppe. 4 Die MPC ungefähre ( Durchschnitt) Kompositionen von MPC mit verschiedenen Alkanthiol Gruppen funktionalisiert werden durch Protonen (1 H) Kernspinresonanz (NMR)-Analyse von Jod-zerlegt Proben bestimmt werden. <ol><li> Lösen Sie 1,1 g Tetraoctylammoniumbromid (TOABr) in 30 ml Toluol mit entsprechenden Abzug Belüftung. </li><li> Lösen Sie 0,38 g Natriumborhydrid (NaBH 4) in ca. 20 ml 18 MOhm hochgereinigt Wasser (UP H 2 O) und lassen Sie sie über Eis für mindestens 30 min kalt stellen. </li><li> Lösen Sie 0,31 g Tetrachlorogoldsäure (HAuCl 4) in ca. 20 ml UP H 2 O und quantitativ die Lösung Mischung auf die TOABr-Toluol-Lösung mit einer zusätzlichen ~ 5 ml UP H 2 O, um Phasen-Transfer der wässrigen Gold Lösung für das nicht-wässrigen Lösung. Stir rigoros unter leichtem für 30 min begrenzt, so dass die gebrannte Orange wässrige und klare wässrige Phasen gut vermischen. </li><li> Übertragung sowohl der klaren wässrigen und nicht wässrigen Phasen Burnt Orange in einen Scheidetrichter. Verwerfen der wässrigen (unteren) Schicht und dekantieren des nicht-wässrigen (top)-Schicht in eine saubere Flasche. </li><li> Add C6 in einem Verhältnis von 2:1 mit HAuCl 4 der wässrigen Lösung. Stir für 30 min zu einer Au (I) polymer, wie durch einen Farbwechsel von rot-orange, um eine hellgelbe, fast farblose Lösung gefunden zu bilden. </li><li> Übertragen Sie die Reaktionsmischung auf eine isolierte Eisbad und Chill bis 0 ° C für mindestens 30 min unter Rühren. </li><li> Quantitativ und schnell fügen Sie die gekühlte NaBH 4-Lösung zum Reaktionsgemisch, um Au (I) auf ein metallisches Gold in Gegenwart von Thiolen zu reduzieren, sofort bildet eine dicke, schwarze Lösung von MPC bei der Zugabe. Stir Reaktion über Nacht bei 0 ° C. </li><li> Übertragen Sie die Reaktionsmischung in einen Scheidetrichter, verwerfen Sie die wässrige (untere Schicht) in einen Abfallbehälter Becherglas und Rotations-Verdampfung der wässrigen (oben) Toluolschicht in der Nähe komplette Trockenheit Verlassen eines schweren, schwarzen Schlamm in den Kolben. </li><li> Niederschlag den Mittelmeer-Partnerländern, indem Acetonitril und damit über Nacht sitzen. </li><li> Sammeln PLM nach Vakuumfiltration unter Verwendung einer Glasfritte mittlerer Porosität mit Gummi-Armaturen und Nebenwirkungen bewaffneten Kolben mit Aspirator und spülen Sie mit reichlich Acetonitril. </li><li> Lassen MPCs an der Luft trocknen, wiegen Produkt, charakterisieren durch Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) und NMR-Analyse und Speicherung begrenzt für die zukünftige Verwendung. Erhalten TEM-Aufnahmen von Drop-Casting MPCs in Toluol auf Formvar / carbon Trägerfolie auf Kupfer Gitter (400 mesh) und den Betrieb des TEM Instrument 80-100 kV gelöst. Die durchschnittliche Kerngröße kann anhand Bildanalyse-Software wie Image J (freeware) werden. </li></ol> 2. Film Assembly: Dithiol-Verbindung MPC Film Assembly for Protein Monolayer Elektrochemie Die Gold-Substrat wird zunächst elektrochemisch gereinigt und verändert mit einer C6 SAM vor dem Eintauchen in abwechselnden Lösungen dithiol Verbindungsmoleküle und C6 geändert MPCs um ein "dip-Zyklus", die mehrmals wiederholt, um schließlich bilden eine Dithiol-linked MPC Film Montage . Wie in früheren Studien beschrieben, 2 der ursprünglichen Plasmid für die Pseudomonas aeruginosa Azurin (AZ) Protein wurde freundlicherweise von Dr. Corey Wilson von der Rice University und AZ gegeben wurde, als eine gereinigte und lyophilisierte Pulver von der University of Richmond Professor Dr. Jonathan vorgesehen Dattelbaum, die anschließend mit 4,4 mM Kaliumphosphatpuffer (KPB, pH = 7,0, μ = 10 mM) wurde rehydriert zu einer 5-10 uM Lösung zu erstellen, wie durch UV-sichtbaren (UV-Vis) verifiziert. <ol><li> Montieren Sie die elektrochemischen (Echem) Sandwich-Zelle in der folgenden Reihenfolge von unten nach oben: Zuerst Lucite Halteplatte, gold Substrat als Arbeitselektrode, Messing elektrischen Kontakt zur Gold-Arbeitselektrode, zuerst Gummidichtung, Viton-O-Ring, dass die Elektrode Bereich definiert (0,32 cm 2), Glas Zellkörper, zweite Gummidichtung, und zweitens Lucite Halteplatte. Die gesamte Zelle wird zusammengehalten durch Gewindestangen gehalten und sorgfältig angezogen Flügelmuttern. Die Zelle ist mit einem handelsüblichen gekauft Referenzelektrode, dass ein Glaszylinder Häuser mit 1 M gesättigte KCl, Ag / AgCl Referenz-Draht und eine Pt-Hilfselektrode Draht montiert. </li><li> Elektrochemisch sauber the Goldsubstrat indem Cyclovoltammetrie (CV) in das Potenzial Fenster von 0,2 bis 0,9 V, 0,2 bis 1,2 V und 0,2 bis 1,35 V (gegen Ag / AgCl, KCl) bei 100 mV / s in einer Lösung von 0,1 MH 2 SO 4 und 0,01 M KCl. </li><li> Messen Sie den Ladestrom des gereinigten blanken Gold-Substrat, indem CV unter "Normalbedingungen", darunter ein potenzielles Fenster von 0,1 bis 0,4 V (gegen Ag / AgCl, KCl) gescannt bei 100 mV / s in KPB. 1 Discard KPB und spülen nacheinander mit UP H 2 O, Ethanol (EtOH), UP H 2 O und EtOH. </li><li> Setzen Sie das gereinigte Goldsubstrat auf ~ 300 ul 5 mM C6-Lösung in EtOH und über Nacht sitzen, um eine geordnete C6 SAM zu bilden. Discard C6-Lösung aus der Zelle und spülen Sie nacheinander mit EtOH, UP H 2 O, EtOH und UP H 2 O. </li><li> Messen Sie den Ladestrom des SAM bei Standardbedingungen. Discard KPB und spülen Sie nacheinander mit UP H 2 O, EtOH, UP H 2 O und EtOH. Der Ladestrom sollte deutlich von der bloßen Gold Messung (Schritt 2.3) verringert werden. 1 </li><li> Setzen Sie das SAM modifizierte Gold-Substrat ~ 300 ul 5 mM 1,9-nonanedithiol (NDT)-Lösung in EtOH und lassen Sie sie für 1 Stunde auf interdisperse NDT sitzen Verknüpfung Moleküle innerhalb der C6 SAM. Discard NDT-Lösung und spülen Sie sukzessive und gründlich mit EtOH, UP H 2 O, EtOH, UP H 2 O, und Methylenchlorid (CH 2 Cl 2). </li><li> Setzen Sie den Gold-Substrat zu einer MPC-Lösung von CH 2 Cl 2 (~ 1 mg / mL) unter Rühren durch langsames Einleiten von N 2-Gas für 1 Stunde. Wenn nötig, ersetzen verdampft MPC Lösung mit mehr CH 2 Cl 2. Dies ist die Verankerung MPC Schicht der Folie Montage. Discard MPC-Lösung und sukzessive wieder gründlich mit CH 2 Cl 2, UP H 2 O, und KPB. </li><li> Messen Sie den Ladestrom des MPC-Schicht bei Standardbedingungen. Discard KPB und spülen Sie nacheinander mit UP H 2 O und CH 2 Cl 2. </li><li> Setzen Sie den Gold-Substrat auf ~ 300 ul 5 mM NDT Lösung von CH 2 Cl 2 unter Rühren durch langsames Einleiten von N 2-Gas für 20 min. </li><li> Discard NDT und gründlich mit CH 2 Cl 2. Wiederholen Sie die Schritte 2,7 und 2,8 auf den zweiten MPC Schicht der Folie Montage hinterlegen. </li><li> Um weitere MPC-Schichten, die Schritte 2.9 und 2.10 Kaution wiederholt werden. Mit jedem zusätzlichen MPC Schicht eine entsprechende Erhöhung der Ladestrom zu beobachten ist. </li><li> Nach der vernetzten MPC-Film abgeschlossen ist, spülen Sie den Film veränderte Substrat mit KPB. AZ-Protein ist auf der MPC-Film Montage durch Einspritzen von ~ 150 ul ~ 5-10 uM Lösung von AZ KPB in die Echem Sandwich-Zelle und damit zu sitzen verschlossen und im Kühlschrank mindestens 1 Stunde adsorbiert. </li><li> Entfernen Sie die Echem Zelle aus dem Kühlschrank und lassen Sie ihn in der Nähe von Raumtemperatur zurückzukehren. Gründlich mit KPB, füllen Echem Zelle mit KPB und Blase KPB gründlich mit N 2-Gas für 10 min. </li><li> Protein-Monoschicht elektrochemische Untersuchungen werden als CV in das Potenzial Fenster von -0,25 V durchgeführt bis 0,25 V (gegen Ag / AgCl, KCl) gescannt bei 100 mV / sec in KPB. </li></ol> 3. Film Assembly: Dithiol-Verbindung MPC Film Assembly for Optical-Tracking Vor wachsenden MPC Schichten für optische Auswertung werden Glasträger Abschnitte mit Piranha-Lösung (ACHTUNG! 02.01 konzentrierter H 2 SO 4 und H 2 O 2) vorgereinigt und mit (3-Mercaptopropyl)-trimethoxysilan (3-MPTMS ). 1-2 MPC Filme werden dann auf diese modifizierten Glas montiert Folien mit der "dip-Zyklus"-Technik wie zuvor beschrieben. <ol><li> Spülen Sie ein 3-MPTMS modifizierte Glasträger mit CH 2 Cl 2 und stellen Sie es in einer MPC-Lösung von CH 2 Cl 2 (~ 1 mg / mL) für 1 h unter Rühren auf einem Schüttler bei niedriger Geschwindigkeit. Damit ist der erste MPC Schicht der Folie Montage durch Verankerung MPCs der Mercaptane Endgruppen des Silans. Spülen Sie die Folie gründlich mit CH 2 Cl 2, trocken und mit N 2-Gas. Werfen Sie einen UV-Vis-Spektrum (400 bis 1000 nm) der Folie, und spülen Sie wieder mit CH 2 Cl 2. </li><li> Legen Sie die Folie in einer 5 mM NDT Lösung von CH 2 Cl 2 für 1 Stunde unter Rühren auf einem Schüttler bei niedriger Geschwindigkeit. Spülen Sie die Folie mit CH 2 Cl 2. </li><li> Legen Sie die Folie in einer MPC-Lösung für 1 Stunde unter Rühren auf einem Schüttler bei niedriger Geschwindigkeit. Damit ist die zweite MPC Schicht der Folie Montage. Spülen Sie die Folie gründlich mit CH 2 Cl 2, trocken, mit N 2-Gas, und werfen Sie einen UV-Vis-Spektrum (400 bis 1000 nm) der Folie. Die Absorption über das gesamte Spektrum sollte zunehmend als zusätzliche MPC Schichten, um den Film Montage adsorbiert werden. </li><li> Um weitere MPC-Schichten, Str. Kautioneps 3,2-3,3 wiederholt werden. </li></ol> 4. Charakterisierung der Monolayer Protected Gold-Cluster Film Assemblies von Cross Sectional Transmission Electron Microscopy TEM-Querschnitte sind durch re-embedding en face eingebetteten Filmen. 2, 12 Hierzu wird zunächst Anbringen eines MPC-Film auf einem 3-MPTMS modifizierte Glasträger auf ein sauberes, Standard-Mikroskop montiert getan Dauerpräparate mit Embed 812 Epoxidharz für erlaubt verbessertes Handling während des Verfahrens weiter unten. Seien Sie vorsichtig mit der aufgebrachten Wärme höheren Temperaturen wird die PLM innerhalb des Films zu zersetzen. <ol><li> Mix einbetten 812 Epoxidharz und damit für mindestens 12 Stunden zu verdicken. </li><li> Füllen Sie eine "00" BEEM Kapsel mit Epoxidharz und invertieren auf der Oberseite des MPC Film Probe (hergestellt in Abschnitt 3). Legen Sie den Druck auf die Kapsel, so dass eine Blase an der Spitze der Kapsel steigt, wodurch eine Abdichtung zwischen dem Epoxidharz und MPC Film Probe. Lassen Sie für mindestens 18 Stunden bei 60 ° C polymerisieren und dann kühlen die Dias auf Raumtemperatur. </li><li> Hitze gerahmte Dias für 20 sec auf einem Aluminium-Heizplatte bei 200 ° C, um die Entfernung des Blocks mit angeschlossenem MPC en face Film zu erleichtern. </li><li> Schneiden Sie die Probe mit dem Film aus der BEEM Kapsel Block mit einem Juwelier gesehen. </li><li> Re-betten die zu entfernende Bereich in einem Silizium-flache Form mit dem MPC-Film nach oben mit Blick auf den Innenraum des Siliziums gut. Füllen Sie das Silizium auch mit Epoxidharz bei Raumtemperatur und lassen Sie es mindestens 18 Stunden bei 60 ° C polymerisieren Kühlen Sie die Probe auf Raumtemperatur. </li><li> Erhalten dünne Probe Abschnitten von 60-80 nm auf einem Leica UCT Ultramikrotom mit einem Diamant-Messer Schnitte senkrecht geschnitten, um des Messers Schneide. </li><li> Ort geschnitten Abschnitte über Formvar / carbon Trägerfolie auf Kupfer Gitter (400 mesh) und nehmen TEM-Aufnahmen vorbereitet Querschnitte der MPC-Film Baugruppen. </li></ol> 5. Repräsentative Ergebnisse: <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/3441/3441fig1.jpg"> Abbildung 1 Double-Layer-Ladestrom Überwachung des MPC Film Wachstum für insgesamt 5 Eintauchen Zyklen (Wechsel Exposition gegenüber MPC und NDT-Lösungen). Ladestrom erhöht systematisch mit jedem Eintauchen Zyklus, den Zusatz "Schichten" des MPC, um den Film (Abb. 2). Die Cyclovoltammogramme wurden unter Verwendung eines potentiellen Fenster von 0,1 bis 0,4 V (gegen Ag / AgCl, KCl) bei 100 gescannten mV / s in 4,4 mM Kaliumphosphatpuffer (pH = 7,0, μ = 10 mm). Nachdruck mit freundlicher Genehmigung von ML Vargo, CP Gulka, JK Gerig, CM Manieri, JD Dattelbaum, CB Marks, NT Lawrence, ML Trawick und MC Leopold, Langmuir 26 (1), 560-569. Copyright 2010 American Chemical Society. <img alt="Abbildung 2" src="/files/ftp_upload/3441/3441fig2.jpg"> Abbildung 2 (a) Schematische Darstellung der AZ Protein adsorbiert zu einem Dithiol-linked MPC Film Montage. (B) Typische Cyclovoltammogramm für AZ adsorbiert MPC Film Montage unter Verwendung eines potentiellen Fenster von -0,25 bis +0,25 V (gegen Ag / AgCl, KCl) bei 100 mV / s gescannt in 4,4 mM Kaliumphosphatpuffer (pH = 7,0, μ = 10 mm). <img alt="Abbildung 3" src="/files/ftp_upload/3441/3441fig3.jpg"> Abbildung 3 Vertreter UV-Vis spektralen Überwachung einer Dithiol-linked MPC Film Wachstum auf einem 3-MPTMS modifizierte Glasträger. Ein Sprung Zyklus besteht aus einer Exposition der Glasträger zu NDT Linker Lösung folgte ein Engagement in MPC-Lösung. Jeder weitere Dip Ergebnisse des Wachstums in der Schichtdicke und einer gleichzeitigen Absorption zu erhöhen. Da die Zahl der Tauchzyklen steigt, ist die Oberflächen-Plasmon-Band allmählich bei ~ 520 nm definiert. Nachdruck mit freundlicher Genehmigung von ML Vargo, CP Gulka, JK Gerig, CM Manieri, JD Dattelbaum, CB Marks, NT Lawrence, ML Trawick und MC Leopold, Langmuir 26 (1), 560-569. Copyright 2010 American Chemical Society. <img alt="Abbildung 4" src="/files/ftp_upload/3441/3441fig4.jpg"> Abbildung 4 Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) Querschnitt Bildanalyse einer Dithiol-linked MPC Film Montage. Kleines Bild: Typische TEM-Aufnahme von hexanethiolate funktionalisierten MPCs in dem Film Montage verwendet. TEM-Analyse ermittelt eine durchschnittliche Gold Kerndurchmesser von den Mittelmeer-Partnerländern zu ~ 2 nm mit Hilfe von Image J-Analyse. Nachdruck mit freundlicher Genehmigung von ML Vargo, CP Gulka, JK Gerig, CM Manieri, JD Dattelbaum, CB Marks, NT Lawrence, ML Trawick und MC Leopold, Langmuir 26 (1), 560-569. Copyright 2010 American Chemical Society.

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</ol>

Keine Interessenskonflikte erklärt.

Protein-Monoschicht Elektrochemie ist eine effektive Technik, um Wechselwirkungen zwischen Redox-Proteinen und synthetischen adsorptive Plattformen zu studieren. Die Wirksamkeit dieser Strategie ist jedoch abhängig von der Fähigkeit, eine Adsorption-Schnittstelle mit einem hohen Grad an molekularer Ebene steuern Ingenieur. Die MPC-basierten Plattformen, die das Protokoll erstellt stellen speziell entwickelt Plattformen, die in der Lage, eine homogenere Proteinadsorption Umgebung 3 ermöglichen und erleichtern ...

<table border="1"><tr><th> Name des Reagenzes und Ausrüstung </th><th> Firma </th><th> Katalog-Nummer </th></tr><tr><td> Tetraoctylammoniumbromid </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 294136 </td></tr><tr><td> Natriumborhydrid </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 213462 </td></tr><tr><td> Tetrachlorogoldsäure </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 254169-5G </td></tr><tr><td> 1-Hexanthiol </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 234192 </td></tr><tr><td> Transmission Electron Microscope </td><td> JEOL </td><td> 1010 </td></tr><tr><td> Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer </td><td> Bruker Avance </td><td> 300 MHz </td></tr><tr><td> Formvar / carbon Trägerfolie auf Kupfer Gitter (400 mesh) </td><td> Electron Microscopy Sciences </td><td> FCF400-Cu </td></tr><tr><td> Gold-Substrat </td><td> Verdampft Metall Films Corp </td><td> Brauch </td></tr><tr><td> Ag / AgCl Referenz-Elektrode </td><td> Mikroelektroden, Inc. </td><td> MI-401F </td></tr><tr><td> Potentiostaten </td><td> CH Instruments, Inc. </td><td> CHI650A, CHI610B </td></tr><tr><td> 1,9-Nonanedithiol </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> N29805 </td></tr><tr><td> (3-Mercaptopropyl)-trimethoxysilan </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 175617 </td></tr><tr><td> Ultraviolet Visible Spectrophotometer </td><td> Agilent </td><td> 8453 </td></tr><tr><td> Embed 812 Epoxidharz </td><td> Electron Microscopy Sciences </td><td> 14120 </td></tr><tr><td> &quot;00&quot; BEEM Kapsel </td><td> Electron Microscopy Sciences </td><td> 70000-B </td></tr><tr><td> Silicon flache Form </td><td> Electron Microscopy Sciences </td><td> 70900 </td></tr><tr><td> Diamant-Messer </td><td> Diatome </td><td> 21-ULE, S12801 </td></tr></table>

synthesis, assembly und charakterisierung von monolayer protected gold-nanopartikeln films für die protein-monoschicht elektrochemie

Synthesis, Assembly, and Characterization of Monolayer Protected Gold Nanoparticle Films for Protein Monolayer Electrochemistry

Kolloidales Gold-Nanopartikel geschützt mit Alkanthiolat Liganden genannt Monoschicht geschützten Goldcluster (MPL) synthetisiert und anschließend in Film-Baugruppen, die als Adsorptions-Plattformen für Protein-Monoschicht Elektrochemie (PME) dienen. PME ist als Modellsystem für die Untersuchung elektrochemischer Eigenschaften von Redox-Proteine, indem man sie auf eine Adsorption Plattform auf eine modifizierte Elektrode, die auch als Redox-Partner für Elektronentransfer (ET)-Reaktionen eingesetzt. Studien haben gezeigt, dass Gold-Nanopartikel Film Versammlungen dieser Art für eine homogenere Proteinadsorption Umgebung zu schaffen und zu fördern ET ohne Abstandsabhängigkeit im Vergleich zu den traditionellen Systemen mit Alkanthiol selbstorganisierten Monoschichten (SAM) geändert. In diesem Papier und der MPL 3.1 funktionalisiert mit hexanethiolate Liganden synthetisiert werden unter Verwendung eines modifizierten Brust Reaktion 4 und charakterisiert mit UV-sichtbaren (UV-Vis-Spektroskopie), Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) und Proton (1 H) Kernspinresonanz (NMR). MPC Filme sind auf SAM modifizierten Goldelektrode Schnittstellen mit einem &quot;dip-Zyklus&quot; Methode der alternierenden MPC Schichten und dithiol Verbindungsmoleküle montiert. Film Wachstum bei Gold-Elektrode elektrochemisch durch die Messung von Veränderungen der Double-Layer-Ladestrom des Systems verfolgt. Analog-Filme auf Silan modifizierte Glasträger montiert ermöglichen optische Überwachung von Film-Wachstum und Querschnitts-TEM-Analyse liefert eine geschätzte Schichtdicke. Während Film Montage, Manipulation der MPC-Ligand-Schutz sowie die interpartikulären Gelenkmechanismus für vernetzte Filme, die leicht anpassbar sind erlaubt, eine Schnittstelle mit Redox-Protein mit verschiedenen Adsorptions-Mechanismus. Zum Beispiel kann Pseudomonas aeruginosa Azurin (AZ) hydrophob zu Dithiol-linked Filme hexanethiolate MPCs und Cytochrom c (Cyt c) können elektrostatisch mit einer Carbonsäure modifizierten MPC Grenzschicht immobilisiert werden adsorbiert werden. In diesem Bericht haben wir auf dem Film-Protokoll für die AZ-System ausschließlich konzentrieren. Untersuchungen, die die Adsorption von Proteinen an MPC modifizierten synthetischen Plattformen könnte weiter das Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Biomolekülen und künstliche Materialien, und somit Hilfe zur Entwicklung von Biosensor-Systeme, ET Modellierung von Systemen und synthetischen biokompatiblen Materialien. 5-8

Alkanthiolat stabilisiert Goldkolloide als Monoschicht geschützt Cluster (MPL) bekannt sind, synthetisiert, charakterisiert und montiert zu dünnen Filmen als Adsorptions-Schnittstelle für Protein-Monoschicht Elektrochemie von einfachen Redox-Protein wie<em&gt; Pseudomonas aeruginosa</em&gt; Azurin (AZ) und Cytochrom<em&gt; C</em&gt; (Cyt<em&gt; C</em&gt;).

Synthesis, Assembly und Charakterisierung von Monolayer Protected Gold-Nanopartikeln Films für die Protein-Monoschicht Elektrochemie

Kolloidale Goldnanopartikel, die durch Alkanthiolat-Liganden geschützt sind und als Monolagen-geschützte Goldcluster (MPCs) bezeichnet werden, werden synthetisiert und anschließend ...

Das übergeordnete Ziel des folgenden Experiments besteht darin, alkylierte, stabilisierte Goldnanopartikel herzustellen, die als einlagig geschützte Cluster oder MPCs bekannt sind, und diese Materialien in dünne Schichtstrukturen zu integrieren, die als Absorptionsinterface für die Elektrochemie von Azarin-Einzelmembranen verwendet werden. Dies wird erreicht, indem zunächst Goldkolloide mit organischen Liganden geschützt werden, um Goldnanopartikel zu erzeugen, die von einem Alkanthiolat-Film umgeben sind. Anschließend werden die MPCs auf Gold- und Glasuntergründen verankert und zu dünnen, mehrschichtigen, kovalent vernetzten Filmen verbunden, deren Wachstum mittels optischer und elektrochemischer Messungen sowie querschnittlicher Mikroskopie verfolgt wird.Dann wird das Elektronentransferprotein Azurin an der Grenzfläche adsorbiert, und die zyklische Voltammetrie wird zur Elektrochemie der Proteinmonoschicht durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass die durch dieses Verfahren erzeugten MPC-Schichtgrenzflächen eine optimiertere elektrochemische Analyse des adsorbierten Proteins auf Basis des MPC-Films ermöglichen und eine homogenere Adsorptionsgrenzfläche sowie schnelle Elektronentr

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Research

Forschung

JoVE Journal

Bioengineering

Biotechnik

Wir berichten über Techniken zur Mikrostruktur nanoporöse Gold Dünnschichten durch Schablonendruck und Photolithographie, sowie Verfahren zur Kultivierung von Zellen auf den mikrofabrizierten Muster. Darüber hinaus beschreiben wir Bildanalysemethoden der Morphologie des Materials und der kultivierten Zellen mit dem Rasterelektronenmikroskop und Fluoreszenzmikroskopie zu charakterisieren.

Microfabrication von Nanoporöse Gold-Patterns für Zell-Material-Interaktion Studies

Eine einfache, robuste und skalierbare Technik, um auf Vorlage freie Substrate zu funktionalisieren und Selbstorganisation makroskopischer Nanopartikel-Liganden-Monoschichten wird in diesem Protokoll beschrieben.

Eine Technik, um auf Vorlage freie Substrate zu funktionalisieren und Selbstorganisation makroskopische Nanopartikel-Liganden-Monolayer Films

Die Synthese von einheitlichen Goldnanopartikeln, die mit Halbleiterschalen aus CdS oder ZnS beschichtet sind, wird durchgeführt. Die Halbleiterbeschichtung erfolgt durch die Abscheidung einer Silbersulfidhülle und den Austausch der Silberkationen gegen Zink- oder Cadmiumkationen.

Synthese, Charakterisierung und Funktionalisierung von Hybrid Au / CdS und Au / ZnS Kern / Schale-Nanopartikel

Ein Protokoll für die kolloidalen Synthese von Silbernanowürfel und die Herstellung von Plasmonen nanoskaligen Patch-Antennen mit Sub-10 nm Lücken vorgestellt.

Kolloidales Synthese von Nanopatch Antennen für Anwendungen in Plasmonics und Nanophotonics

Wir zeigen die Herstellung von periodischen gold Nanocup Arrays mit kolloidalen lithographischen Techniken und sprechen über die Bedeutung von Nanoplasmonic Filmen.

Herstellung von periodischen Gold Nanocup Arrays mit kolloidalen Lithographie

Dieses Protokoll beschreibt eine neuartige Nano-Herstellungstechnik, die verwendet werden kann, kontrollierbar und anpassbare Nanopartikel Filme über große Flächen auf der Grundlage der Selbstorganisation von dewetting der angeschnittene Ärmel Metallfolien.

Großflächige Substrat-basierte Nanofabrikation von steuerbaren und anpassbare Gold-Nanopartikeln über angeschnittene Ärmel Dewetting

Amphiphile Gold-Nanopartikel können in vielen biologischen Anwendungen eingesetzt werden. Ein Protokoll zur Synthese von Gold-Nanopartikeln, die durch eine binäre Mischung von Liganden beschichtet sind, und eine detaillierte Charakterisierung dieser Partikel werden vorgestellt.

Synthese und Charakterisierung von amphiphilen Gold-Nanopartikeln

Hier präsentieren wir ein Protokoll, um den molekularen Mechanismus der Protonen-Translokation über Lipidmembranen der einzelnen Liposomen, studieren mit Cytochrom Bo3  als Beispiel. Kombination von Elektrochemie und Fluoreszenz-Mikroskopie, pH-Änderungen in das Lumen der einzelne Vesikel, mit einzelnen oder mehreren Enzym können individuell erkannt und analysiert werden.

Einzelne Liposomen Messungen für das Studium der Protonen-Pumpen Membran Enzyme mit Elektrochemie und Fluoreszenz-Mikroskopie

Diese Arbeit skizziert ein Protokoll zur dynamischen, nicht-invasiven Überwachung der Wärmeübertragung von laserbestrahlten Goldnanopartikeln auf tBLMs. Das System kombiniert Impedanzspektroskopie zur Echtzeitmessung von Leitfähigkeitsänderungen über die tBLMs hinweg mit einem horizontal fokussierten Laserstrahl, der die Goldnanopartikelbeleuchtung antreibt, zur Wärmeerzeugung.

Angebundene Doppelschicht-Lipidmembranen zur Überwachung der Wärmeübertragung zwischen Goldnanopartikeln und Lipidmembranen

Ein Protokoll zur Synthese von Goldnanopartikeln (Au-Nanopartikeln) mit einem Durchmesser von ~ 12 nm in einem organischen Lösungsmittel wird vorgestellt. Die Goldnanopartikel sind mit Oleylaminliganden verschlossen, um eine Agglomeration zu verhindern. Die Goldnanopartikel sind in organischen Lösungsmitteln wie Toluol löslich.

Gold-Nanopartikel-Synthese

Das vorliegende Protokoll beschreibt eine klonierbare elektronenmikroskopische Markierungstechnologie zum Nachweis von Metallothionein-markierten Proteinen in Zellen unter Verwendung einer neuartigen, auf dem Mechanismus der Autonukleationsunterdrückung basierenden Gold-Nanopartikel-Synthesetechnik.

Direkte Synthese von EM-sichtbaren Gold-Nanopartikeln in Zellen zur Proteinlokalisierungsanalyse mit gut erhaltener Ultrastruktur

Lernen Sie die Synthese und den Aufbau von monolagengeschützten Gold-Nanopartikeln für die Protein-Monoschicht-Elektrochemie. Diese Methode ermöglicht optimierte elektrochemische Analysen von Redoxproteinen wie Azurin.

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