Détermination du potentiel Zeta via nanoparticulaires translocation Velocities à travers un accordable Nanopore: Utilisation de particules d'ADN modifié comme un exemple

Résumé

Ici, nous utilisons un nanopore accordable en polyuréthane intégré dans une technique de détection d'impulsions résistif pour caractériser les nanoparticules de la chimie de surface par la mesure des vitesses de translocation de particules, qui peut être utilisé pour déterminer le potentiel zéta des nanoparticules individuelles.

Résumé

technologies de Nanopore, connus collectivement comme capteurs de pulsations résistifs (RPS), sont utilisées pour détecter, quantifier et caractériser les protéines, les molécules et les nanoparticules. détection d'impulsion résistive accordable (de TRPS) est une adaptation relativement récente au RPS qui incorpore un pore accordable peut être modifiée en temps réel. Ici, nous utilisons TRPS pour surveiller les temps de translocation des nanoparticules d'ADN modifiées comme ils traversent la membrane poreuse réglable en fonction de la concentration d'ADN et de la structure ( par exemple, simple brin en ADN double brin).

TRPS repose sur deux électrodes Ag / AgCl, séparés par une membrane poreuse en élastomère qui établit un courant ionique stable lors d'un champ électrique appliqué. Contrairement à diverses technologies de caractérisation des particules optiques à base, TRPS peuvent caractériser des particules individuelles dans une population de l'échantillon, ce qui permet pour les échantillons multimodales à analyser avec facilité. Ici, nous démontrons mesures du potentiel zêtavia des vitesses de translocation de particules de normes connues et les appliquer à l'échantillon des temps de translocation analyte, conduisant ainsi à la mesure du potentiel zeta de ces analytes.

En plus d'acquérir des valeurs de potentiel zêta moyennes, les échantillons sont tous mesurés en utilisant une perspective particule par particule présentant plus d'informations sur un échantillon donné par l'échantillon répartition de la population, par exemple. De ce fait, cette méthode démontre un potentiel dans les applications de détection pour les domaines médicaux et environnementaux.

Introduction

nanoparticules fonctionnalisés sont de plus en plus populaire en tant que biocapteurs dans les deux domaines de la médecine et de l'environnement. La possibilité de modifier la chimie de surface d'une nanoparticule, avec de l' ADN, par exemple, se révèle utile pour les systèmes de délivrance de médicaments ciblés ¹ et de suivi des interactions ADN-protéines ^2-4. Une propriété de nanoparticules de plus en plus commun étant utilisé dans des essais biologiques et dans la prestation de produits thérapeutiques est superparamagnétisme ^5. particules superparamagnétiques (SPPS) sont extrêmement utiles pour identifier et éliminer l....

Protocole

1. Faire de la saline tamponnée au phosphate avec du Tween-20 (PBST) Buffer

1. Dissoudre un comprimé de PBS (0,01 M tampon phosphate 0,0027 M de chlorure de potassium, 0,137 M de chlorure de sodium, pH 7,4) dans 200 ml d'eau déminéralisée (18,2 MQ cm).
2. Ajouter 100 ul (0,05 (v / v)%) Tween-20 à la solution tampon de 200 ml en tant que tensio-actif.

2. Préparation des normes de particules Carboxyl Polystyrène

1. Vortexer les particules d'étalonnage pendant 30 secondes avant la sonification pendant 2 minutes à 80 watts pour créer monodispersité des particules.
2. Diluer les particules d'étal....

Résultats

Figure 1. Représentation schématique des procédés de purification magnétique et une mesure de TRPS. A) Exemple de purification magnétique de l' échantillon à partir d'un échantillon contenant un excès, l' ADN de sonde de capture non lié. B) TRPS exemple de mesure i) des particules passant par le nanopore et ii) événement Blockade produite à partir de part.......

Discussion

Le calcul du potentiel zêta utilisé une méthode basée sur l' étalonnage lié au travail par Arjmandi et al. ^21. La durée de la translocation des particules lorsqu'elles traversent un nanopore est mesurée en fonction de la tension appliquée, en utilisant une vitesse moyenne de champ électrique et de particules sur la totalité d'un pore conique régulière. La mobilité électrophorétique est la dérivée de 1 / T (où T est la durée du blocage) par rapport à la tension, multipliée par le car.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Saline tamponnée au phosphate (PBS)	Sigma Aldrich, Royaume-Uni	P4417	1 comprimé dissous dans 200  ; ml d’eau désionisée pour faire une solution tampon.
Tween-20	Sigma Aldrich, Royaume-Uni	P1379	0,05 % (v/v) dans un tampon PBS en tant que tensioactif
Nanoparticules de polystyrène carboxyle	Bangs Laboratories, US	CPC200	Diamètre nominal de 220  ; nm, concentration brute de 1 x 1012 particules/ml, charge de surface spécifique de 86 & micro ; eq/g (équivalent à une densité de charge de surface de 3,2 x 1019 C/nm2.
Nanoparticules enrobées de streptavidine	Ademtech, France	3121	Le lot avait une capacité de liaison de 4 352 pmol/mg (capacité théorique de liaison à l’ADN de 188 nM) à une concentration brute de 1,1 x 1011 particules/ml.
Oligonucléotides biotinylés	Sigma Aldrich, Royaume-Uni	VC00001	Spécification du fournisseur : Purification de phase 1 inverse (échelle 0,05) ; Modification de la biotine à l’extrémité 3' ; Poudres lyophilisées reconstituées à 100  ; et micro ; M à l’aide d’eau désionisée et diluée au besoin. Séquences : CP 5'ATGGTTAAACCTCACTAC GCGTGGC[Btn]3'Standard
olignonucleotides	Sigma Aldrich, Royaume-Uni	VC00001	Spécifications du fournisseur : Purification de phase inverse 1 (échelle 0,05) ; Poudres lyophilisées reconstituées à 100 & micro ; M à l’aide d’eau désionisée et diluée au besoin. Séquences des cibles d’ADN : Entièrement complémentaires - 5'GCCACGCGTAGTGA GGTTTAACCAT3', Reliure centrale - 5'GTAGTGAGGT3', Reliure d’extrémité - 5'GTTTAACCAT3', Porte-à-faux partiellement complémentaire - 5'GTGAGGTTTAACCAT TTTTTTTTTTTTTTT3 ».
Izon qNano	Izon Science, NZ		Pression inhérente sur le système de 47  ;
Module à pression variable (VPM)Izon	Science, NZ		Chaque « cm » de pression équivaut à environ 100 Pa.
Membranes nanoporeuses de polyuréthane	Izon Science, NZ	NP150	Gamme de taille d’analyte 60-480 nm, diamètre des pores calculé à 799 nm avec un étirement de 45 mm.
Magrack 6	GE Healthcare, Royaume-Uni	28-9489-64
Bain sonique	Fisher Scientific, Royaume-Uni	10692353	Vortexer 80 watts
	IKA, Allemagne	0003365000
Roue rotative  ;	Labnet International, États-Unis	H5500-230 V