Determinación del Potencial Zeta a través de nanopartículas de translocación velocidades a través de un sintonizable nanoporos: El uso de partículas de ADN modificado como ejemplo

Resumen

Aquí se utiliza un nanopore sintonizable de poliuretano integrado en una técnica de detección de impulsos resistiva para caracterizar las nanopartículas química de la superficie a través de la medición de las velocidades de translocación de partículas, que se puede utilizar para determinar el potencial zeta de las nanopartículas individuales.

Resumen

tecnologías de nanoporos, conocidos colectivamente como sensores de pulso resistivas (RPS), están siendo utilizados para detectar, cuantificar y caracterizar las proteínas, las moléculas y nanopartículas. detección de pulso resistiva sintonizable (TRPS) es una adaptación relativamente reciente al PRC que incorpora un poro ajustable que puede ser alterado en tiempo real. Aquí, nosotros usamos TRPS para controlar los tiempos de translocación de las nanopartículas de ADN modificado a medida que atraviesan la membrana de poro sintonizable como una función de la concentración de ADN y la estructura (es decir, de una sola cadena en ADN de doble cadena).

TRPS se basa en dos electrodos de Ag / AgCl, separadas por una membrana de poro de elastómero que establece una corriente iónica estable a un campo eléctrico aplicado. A diferencia de las diversas tecnologías de caracterización de partículas basado en la óptica, TRPS pueden caracterizar partículas individuales en una población de la muestra, lo que permite muestras multimodales para ser analizados con facilidad. Aquí, demostramos medidas de potencial zetaa través de las velocidades de translocación de partículas de estándares conocidos y aplicar estos a la muestra tiempos de translocación de analito, lo que resulta en la medición del potencial zeta de los analitos.

Así como la adquisición de valores del potencial zeta medias, las muestras se miden utilizando una perspectiva de partícula por partícula que exhibe más información sobre una muestra dada por medio de distribuciones de la población de la muestra, por ejemplo. De tal, este método demuestra potencial dentro de aplicaciones de detección para ambos campos de la medicina y ambientales.

Introducción

nanopartículas funcionalizadas se están convirtiendo cada vez más popular como biosensores en ambos campos de la medicina y ambientales. La capacidad de alterar la química de la superficie de una nanopartícula, con el ADN, por ejemplo, está demostrando útil para sistemas de administración de fármacos dirigidos ¹ y monitoreo interacciones ADN-proteína ^2-4. Una propiedad de nanopartículas cada vez más común siendo utilizado en los bioensayos y en la entrega de la terapéutica es superparamagnetismo ^5. partículas superparamagnéticas (SPP) son extremadamente útiles en la identificación y eliminación de sustancias específicas de análisis a ....

Protocolo

1. Hacer la solución tampón fosfato con Tween-20 (PBST) Buffer

1. Disolver un comprimido de PBS (tampón fosfato 0,01 M, 0,0027 M cloruro de potasio, 0,137 M de cloruro de sodio, pH 7,4) en 200 ml de agua desionizada (18,2 mO cm).
2. Añadir 100 ml (0,05 (v / v)%) de Tween-20 a la solución 200 ml de tampón como un agente tensioactivo.

2. Preparación de las Normas de partículas de poliestireno carboxilo

1. Vortex las partículas de calibración para 30 segundos antes de la sonicación durante 2 minutos a 80 vatios para crear monodispersidad de las partículas.
2. Diluir las partículas de calibración 1 en 100 a....

Resultados

Figura 1. Representación esquemática de los procesos de purificación magnética y una medición TRPS. A) Ejemplo de purificación magnética de la muestra a partir de una muestra que contiene exceso, sin unir ADN sonda de captura. B) TRPS ejemplo de medición i) de partículas que pasa por el nanoporos y ii) evento bloqueo producido a partir de partículas de iones de oclus.......

Discusión

El cálculo para el potencial zeta utiliza un método basado calibración relacionados con el trabajo por Arjmandi et al. ^21. La duración de la translocación de las partículas a medida que atraviesan un nanopore se mide como una función de la tensión aplicada, utilizando un campo y de partículas promedio de las velocidades eléctricos sobre la totalidad de un poro cónica regular. La movilidad electroforética es el derivado de 1 / T (donde T es la duración del bloqueo) con respecto al voltaje, multi.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Solución salina tamponada con fosfato (PBS)	Sigma Aldrich, Reino Unido	P4417	1 tableta disuelta en 200  ml de agua desionizada para hacer una solución tampón.
Tween-20	Sigma Aldrich, Reino Unido	P1379	0.05% (v/v) en tampón PBS como surfactante
Nanopartículas de poliestireno carboxilo	Bangs Laboratories, US	CPC200	Diámetro nominal de 220  nm, concentración bruta de 1 x 1012 partículas/ml, carga superficial específica de 86 µ eq/g (equivalente a una densidad de carga superficial de 3,2 x 1019 C/nm2.
Nanopartículas recubiertas de estreptavidina	Ademtech, Francia	El lote 3121	tuvo una capacidad de unión de 4.352 pmol/mg (188 nM de capacidad teórica de unión al ADN) a una concentración bruta de 1,1 x 1011 partículas/ml.
Oligonucleótidos biotinilados	Sigma Aldrich, Reino Unido	VC00001	Especificaciones del proveedor: Purificación de fase 1 inversa (escala 0,05); Modificación de la biotina en el extremo 3'; Polvos liofilizados reconstituidos a 100  y micro; M utilizando agua desionizada y diluida según sea necesario. Secuencias: CP 5'ATGGTTAAACCTCACTAC GCGTGGC[Btn]
3'Olignonucleótidos estándar	Sigma Aldrich, Reino Unido	VC00001	Especificaciones del proveedor: Purificación de fase 1 inversa (escala 0,05); Polvos liofilizados reconstituidos a 100 µ M utilizando agua desionizada y diluida según sea necesario. Secuencias de dianas de ADN: Totalmente complementarias - 5'GCCACGCGTAGTGA GGTTTAACCAT3', Encuadernación central - 5'GTAGTGAGGT3', Encuadernación final - 5'GTTTAACCAT3', Voladizo parcialmente complementario - 5'GTGAGGTTTAACCAT TTTTTTTTTTTTTTT3'.
Izon qNano	Izon Science, NZ		Presión inherente al sistema de 47  Pa
Módulo de presión variable (VPM)Izon	Science, NZ		Cada "cm" de presión equivale aproximadamente a 100 Pa.
Membranas de nanoporos de poliuretano	Izon Science, NZ	NP150	Rango de tamaño de analito 60-480 nm, diámetro de poro calculado para 799 nm en un estiramiento de 45 mm.
Magrack 6	GE Healthcare, Reino Unido	28-9489-64
Baño sónico	Fisher Scientific, Reino Unido	10692353	80 vatios
Vortexer	IKA, Alemania	0003365000
Rueda giratoria	Labnet International, EE. UU.	H5500-230 V