Artículo de método

Un sensor basado en polianilina de ácidos nucleicos

DOI:

10.3791/54590

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1 de noviembre de 2016

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1Department of Biological Sciences, University of Southern Mississippi

En este artículo

Resumen

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Los ácidos nucleicos son analitos comunes para evaluar sistemas biológicos; sin embargo, el sesgo de la manipulación enzimática puede causar preocupación. Aquí se describe un método para la detección sin marcadores de ácidos nucleicos utilizando polianilina. Esta tecnología de sensores sensible y rentable puede distinguir las diferencias de un solo nucleótido entre moléculas.

Resumen

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La detección de ácidos nucleicos está en el centro de las tecnologías de diagnóstico utilizadas en la investigación y la clínica. Los enfoques estándar utilizados en estas tecnologías se basan en la modificación enzimática que puede introducir sesgos y artefactos. Un elemento crítico de las plataformas de detección de próxima generación será la detección molecular directa, evitando así la necesidad de amplificación o etiquetas. Los nanomateriales avanzados pueden proporcionar las modalidades químicas adecuadas para realizar sensores sin etiquetas. Los polímeros conjugados son ideales para la detección biológica, poseen propiedades compatibles con las biomoléculas y exhiben una alta sensibilidad a los cambios ambientales localizados. En este artículo se presenta un método para la detección de ácidos nucleicos utilizando el polímero electroconductor polianilina. Los oligonucleótidos "sonda" de ADN simples complementarios a los ácidos nucleicos objetivo se unen electrostáticamente al polímero, creando un sistema de sensores que puede diferenciar las diferencias de un solo nucleótido en las moléculas objetivo. Fuera de la naturaleza específica e imparcial de esta tecnología, es altamente rentable.

Introducción

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Los polímeros conjugados ofrecen muchas opciones para los sensores moleculares. Esto incluye respuestas de fluorescencia, electrónicas y colorimétricas1. Ha habido muchos esfuerzos para incorporar polímeros conjugados en sensores de ácido nucleico. Sin embargo, la mayoría de los sistemas requieren detección secundaria, lo que limitalas opciones de detección. Recientemente, reportamos una plataforma de sensores basada en polímeros conjugados construidos en polianilina (PANI) que explota las propiedades de este polímero, creando un sistema libre de etiquetas3. El PANI es un polímero electroactivo ampliamente conjugado con propiedades com....

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Protocolo

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1. Síntesis procesable PANI

  1. Disolver anilina (1 ml, 11 mmol) completamente en 60 ml de cloroformo en un matraz de 250 ml de fondo redondo. Se agita a 600 rpm durante 5 min y se enfría a 0-5 ° C con hielo. Esto suele tardar 15-20 minutos (Figura 2A).
  2. Añadir sodio dodecil benceno sulfonato (NaDBS) (7,44 g, 21 mmol) a la solución de anilina en un matraz de fondo redondo mientras se agitaba a 600 rpm.
  3. Disolver persulfato de amonio (APS) (3,072 g, 13,5 mmol) en 20 ml de agua y añadir todos de la misma gota a gota durante 30 minutos para evitar el sobrecalentamiento de la reacción.
  4. Llevar a cabo la reacción a 0-5 ° ....

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Resultados

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Figura 2A captura la configuración de la reacción en el comienzo del proceso de polimerización, es decir, antes de la adición de APS. La formación de micelas es el paso inicial en la reacción se produce la síntesis de proceso de PANI en la interfase micelar. La Figura 2B muestra una solución lechosa después de 5 min. 30 min después de APS se añade la reacción se convierte en un color ligeramente marrón. Figura 2C muestra el camb.......

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Discusión

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Un sensor basado en PANI de los ácidos nucleicos requiere la solubilización del polímero en agua con el fin de interactuar con el ADN y el ARN. La dispersión de la PANI en el agua se logra usando agentes tensioactivos, que forman micelas como se informó anteriormente 8. Además de los NaDBS utilizados aquí otros tensioactivos aniónicos, tales como éster de dodecilo de ácido 4-sulfoftálico, tensioactivos no iónicos como los etoxilatos de nonilfenol, o tensioactivos catiónicos tales como bromuro de cetiltrimetil.......

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Divulgaciones

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El trabajo fue apoyado por la Facultad de Ciencia y Tecnología de la Universidad del Sur de Mississippi y la Facultad de Ciencia y Tecnología de Mississippi y el programa Mississippi INBRE (Premio Número P204M103476 del Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales).

Agradecimientos

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Los autores no tienen nada que revelar.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Anilina Fisher Scientific A7401-500 ACS, líquido, refrigerado
Peroxidisulfato de amonioFisher Scientific A682-500 ACS, cristalino
Sultonato de dodecilbenceno sódicoPfaltz & Bauer D56340 95% sólido
CloroformoFisher Scientific MCX 10601 líquido
cebadores de ADNMWG operónn/asecuencia de ADN personalizada ~20 
Microplaca bps Científico de EE. UU. 1402-9800 96 pozo, el polipropileno, ya que no reacciona al cloroformo
Película adhesiva de microplacaEE. UU. Scientific 2920-0000 Reduce la contaminación de pozo a pozo, el derrame de muestras y la evaporación
Cubierta de vidrio para microscopioFisher Scientific 12-544-D Recubrimiento PANI sobre cubreobjetos irradiado UV
Reticulante UV UVP HL-2000 Energía: x100 μ J/cm2; Tiempo: 2 min
Horno de hibridaciónVWR01014705 TTemperatura: 400  ° C; con balanceo durante 15 min
Aparato de vidrio Matrazfondo redondo de tres cuellos de Fisher Scientific para reacción; embudo de caída, tapones, condensador, embudo de separación
Leica IMC S80Aumento 20X; Pseudo color 536 nm; Exposición: 86 mseg; Ganancia 1.0x; Lector de microplacas Gamma 1.6
Dispositivos moleculares 89429-536
de Microscopio Leica Microsystems 

Referencias

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  1. Hahm, J. I. Functional polymers in protein detection platforms: optical, electrochemical, electrical, mass-sensitive, and magnetic biosensors. Sensors (Basel). 11 (3), 3327-3355 (2011).
  2. Rahman, M. M., Li, X. B., Lopa, N. S., Ahn, S. J., Lee, J. J.

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Etiquetas

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