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Bioengineering

पर एकल दीवारों कार्बन नैनोट्यूब जैव अनुकरण करनेवाला पॉलिमर के साथ इंजीनियरिंग आणविक मान्यता

Published: January 10, 2017 doi: 10.3791/55030
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1, 1,2
1Department of Chemical and Biomolecular Engineering, University of California Berkeley, 2California Institute for Quantitative Biosciences (QB3), University of California Berkeley

Introduction

एकल-दीवार कार्बन नैनोट्यूब (SWNTs) atomically कार्बन परमाणुओं की पतली परत लंबे, पतले सिलेंडरों है कि अद्वितीय इलेक्ट्रॉनिक और ऑप्टिकल गुणों का प्रदर्शन में लुढ़का कर रहे हैं। 1 इस तरह के गुण एक बैंड अंतराल के निकट अवरक्त (NIR) प्रतिदीप्ति exciton पुनर्संयोजन कि अत्यधिक अपने स्थानीय पर्यावरण के प्रति संवेदनशील है के माध्यम से उत्सर्जन के उत्पादन में शामिल हैं। SWNTs के निर उत्सर्जन निकट अवरक्त खिड़की जिसमें प्रकाश के प्रवेश गहराई जैविक ऊतक के लिए अधिक से अधिक है के भीतर गिर जाता है। , SWNT प्रदर्शनी एक बड़ी स्टोक्स बदलाव photobleach नहीं है, और झपकी नहीं है: 2,3 इसके अतिरिक्त, SWNTs कई अद्वितीय जैविक fluorophores के विपरीत असामान्य सुविधाओं दिखा रहे हैं। 4 हाल ही में, इन विशेषताओं का शोषण जीव विज्ञान के लिए आवेदन पत्र के साथ उपन्यास आणविक सेंसर की एक वर्गीकरण के विकास के लिए प्रेरित किया है। 5,6 असंशोधित, तथापि, SWNTs पानी में अघुलनशील हैं, और व्यक्तिगत SWNTs के निलंबन प्राप्त करने के लिए एक चुनौती हो सकती है। 7.8 Bundliएनजी और समाधान में SWNTs के एकत्रीकरण उन्हें संवेदन अनुप्रयोगों के लिए अनुपयुक्त प्रतिपादन उनकी बैंड अंतराल प्रतिदीप्ति, 2 अंधेरा कर सकते हैं।

जलीय घोल में व्यक्ति कार्बन नैनोट्यूब dispersing उनकी सतह को संशोधित hydrophobicity संचालित एकत्रीकरण को रोकने के लिए की आवश्यकता है। 9 सहसंयोजक संशोधन SWNTs पानी में घुलनशील, 10 प्रस्तुत कर सकते हैं और साथ ही साथ विशिष्ट बंधन रसायन शास्त्र प्रदान करते हैं, SWNT जाली में दोष साइटों को कम करने या उनके प्रतिदीप्ति उत्सर्जन में कटौती। 13 कि हाइड्रोफोबिक और गड़बड़ी गड़बड़ी स्टैकिंग बातचीत के माध्यम से नैनोट्यूब की सतह को सोखना - इसके बजाय, SWNT functionalization surfactants, लिपिड, पॉलिमर और डीएनए 9,11 उपयोग करके पूरा किया जा सकता है। जिसके परिणामस्वरूप रासायनिक सतह-क्रियाशील SWNTs आसपास के वातावरण को अपने प्रभामंडल चरण के रूप में जाना जाता है। कोरोना चरण के लिए perturbations नैनोट्यूब की सतह पर यात्रा excitons पर एक बड़ा प्रभाव हो सकता है, स्त्राव SWNT को modulations के कारणउत्सर्जन escence। यह प्रभामंडल चरण और SWNT प्रतिदीप्ति कि SWNT के बड़े क्षेत्र की सतह पर विशिष्ट बंधन तौर तरीकों को शामिल करके नया आणविक सेंसर विकसित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता बीच इस संवेदनशील रिश्ता है। analyte बाध्यकारी पर SWNT प्रभामंडल चरण के लिए perturbations, स्थानीय अचालक पर्यावरण में परिवर्तन करने के लिए नेतृत्व हस्तांतरण चार्ज, या जाली दोष है, जो सभी SWNTs की प्रतिदीप्ति उत्सर्जन मिलाना एक संकेत पारगमन तंत्र के रूप में सेवा करने के लिए कर सकते हैं शुरू कर सकते हैं। 18 प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों 19 और नाइट्रिक ऑक्साइड 14 यह दृष्टिकोण डीएनए सहित अणुओं के कई अलग अलग वर्गों का पता लगाने, 15,16 ग्लूकोज 17 और ऐसे एटीपी के रूप में छोटे अणुओं के लिए उपन्यास फ्लोरोसेंट सेंसर के विकास में इस्तेमाल किया जाता है। 20,21 हालांकि, इन तरीकों में सीमित कर रहे हैं कि वे लक्ष्य analyte के लिए एक ज्ञात बाध्यकारी साधन के अस्तित्व पर भरोसा करते हैं।

हाल ही में, एक अधिक सामान्य एप्लिकेशनफ्लोरोसेंट सेंसर डिजाइन करने के लिए एक प्रकार की मछली SWNTs गैर covalently amphiphilic heteropolymers, फॉस्फोलिपिड, और polynucleic एसिड के साथ क्रियाशील का उपयोग कर विकसित किया गया था। इन अणुओं को कार्बन नैनोट्यूब सतहों सोखना व्यक्ति SWNTs 22 की अत्यधिक स्थिर निलंबन का उत्पादन करने के लिए - 25 अद्वितीय प्रभामंडल चरणों के साथ कि विशेष रूप से प्रोटीन 26,27 या न्यूरोट्रांसमीटर डोपामाइन सहित छोटे अणुओं बाध्य कर सकते हैं। 28 - 30 इंजीनियरिंग SWNTs और विशेष रूप से बाँध लक्ष्य analytes को तितर-बितर करने के लिए प्रभामंडल चरण के रूप में प्रभामंडल चरण आणविक मान्यता (CoPhMoRe) कहा जाता है। 28 छोटे आकार, कम विषाक्तता, उच्च स्थिरता और CoPhMoRe SWNT सेंसर की unbleaching निर प्रतिदीप्ति उन्हें विस्तारित समय हल माप के लिए इन विवो संवेदन के लिए उत्कृष्ट उम्मीदवार हैं। 6 हाल ही में काम प्रतिक्रियाशील नाइट्रोजन और ऑक्सीजन प्रजातियों के ऑप्टिकल पता लगाने के लिए संयंत्र के ऊतकों में अपने आवेदन दिखाया गया है। 31CoPhMoRe SWNT सेंसरों के लिए एक विशेष रूप से रोमांचक आवेदन जहां इस तरह के विद्युत संवेदन या immunohistochemistry के रूप में अन्य तकनीकों, स्थानिक संकल्प, अस्थायी समाधान है, और विशिष्टता की कमी से ग्रस्त ऐसे विवो में डोपामाइन के रूप में न्यूरोट्रांसमीटर के लेबल मुक्त पता लगाने के लिए संभावित है।

डिजाइनिंग और खोज CoPhMoRe SWNT सेंसर अब तक छितरे पुस्तकालय के आकार और रासायनिक विविधता से रोका गया है, एक विशेष लक्ष्य के लिए एक सेंसर पाने की संभावना सीमित है। तिथि करने के लिए, शोधकर्ताओं ने ही उपलब्ध संयुग्मित, सह-ब्लॉक, जैविक और biomimetic पॉलिमर कि SWNT सेंसरों के लिए के रूप में कार्यात्मक सक्रिय dispersants काम आ सकते हैं की सतह खरोंच है। यहाँ, हम दोनों SWNTs dispersing और उच्च throughput प्रदर्शन के लिए और एकल SWNT सेंसर विश्लेषण के लिए उनके प्रतिदीप्ति निस्र्पक के लिए अलग अलग तरीके प्रस्तुत करते हैं। विशेष रूप से, हम polynucleic एसिड oligom के साथ कोटिंग SWNTs के लिए प्रक्रिया की रूपरेखा तैयारनेताओं के रूप में अच्छी तरह से प्रत्यक्ष sonication का उपयोग कैसे डायलिसिस द्वारा surfactant विनिमय के माध्यम से amphiphilic पॉलिमर के साथ SWNT functionalize करने के रूप में। हम (जीटी) 15 डीएनए और पॉलीथीन ग्लाइकोल rhodamine आइसोथियोसाइनेट (RITC खूंटी RITC) के साथ क्रियाशील उदाहरण के रूप में इस्तेमाल करते हैं। हम (जीटी) 15 डीएनए डोपामाइन का पता लगाने के लिए एक CoPhMoRe संवेदक के रूप में SWNTs के उपयोग के प्रदर्शन। अन्त में, हम एक अणु सेंसर माप, जो लक्षण वर्णन या एक अणु संवेदन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है प्रदर्शन के लिए प्रक्रियाओं की रूपरेखा तैयार।

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Protocol

सावधानी: उपयोग करने से पहले कृपया सभी प्रासंगिक सामग्री सुरक्षा डाटा शीट (एसडीएस) से परामर्श करें। Nanomaterials उनके थोक सामग्री समकक्ष की तुलना में अतिरिक्त खतरों हो सकता है। इंजीनियरिंग नियंत्रण (धूआं हुड, शोर बाड़े) और व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरणों सहित सभी उचित सुरक्षा प्रथाओं का उपयोग करें (सुरक्षा चश्मा, चश्मे, प्रयोगशाला कोट, पैंट पूरी लंबाई, बंद पैर के जूते)।

1. बफर, surfactant, और बहुलक समाधान की तैयारी

  1. 100 मिमी NaCl समाधान की तैयारी
    1. विआयनीकृत पानी के 80 एमएल में सोडियम क्लोराइड की 584 मिलीग्राम भंग। विआयनीकृत पानी 100 मिलीलीटर की कुल मात्रा लाने के लिए जोड़ें।
  2. 3% सोडियम dodecyl सल्फेट की तैयारी (एसडीएस) समाधान
    1. विआयनीकृत पानी के 80 एमएल में एसडीएस के 3 ग्राम भंग। विआयनीकृत पानी 100 मिलीलीटर की कुल मात्रा लाने के लिए जोड़ें।
  3. 2% सोडियम cholate की तैयारी (अनुसूचित जाति) समाधान
    1. वतन के 2 ग्राम भंगIUM विआयनीकृत पानी के 80 एमएल में हाइड्रेट cholate। विआयनीकृत पानी 100 मिलीलीटर की कुल मात्रा लाने के लिए जोड़ें।
  4. इमेजिंग बफर की तैयारी (1x Tris: 20 मिमी Tris, 100 मिमी NaCl)
    1. Tris आधार के 22.23 जी और विआयनीकृत पानी की 500 मिलीलीटर में सोडियम क्लोराइड की 58.44 जी एक चुंबकीय हलचल बार और प्लेट का उपयोग भंग।
    2. ध्यान केंद्रित एचसीएल जोड़ने जब तक 8.1 के पीएच तक पहुँच जाता है।
    3. विआयनीकृत पानी जोड़ें 1 एल के अंतिम मात्रा तक पहुँचने के लिए
  5. RITC खूंटी RITC बहुलक का संश्लेषण
    1. क्लोराइड और dimethylformamide (DMF) के 1 मिश्रण: एक 1 के 1 एमएल में अमाइन difunctionalized पॉलीथीन ग्लाइकोल (खूंटी) (5 केडीए या 20 केडीए, 0.1 मोल / एल) और rhodamine आइसोथियोसाइनेट (RITC, 0.2 मोल / एल) भंग।
    2. 0.2 मोल एन / एल, एन -diisopropylethylamine (DIEA) जोड़ें।
    3. 3 घंटे के बाद, Diethyl ईथर वैक्यूम निस्पंदन द्वारा पीछा 10x मात्रा के साथ वेग।
    4. DMF में redissolve और आकाश वर्षा follo दोहरानेवैक्यूम छानने का काम से विवाह कर लिया।
      नोट: अन्य आइसोथियोसाइनेट संशोधित अणु (जैसे, fluorescein आइसोथियोसाइनेट, FITC) खूंटी या अन्य अमाइन संशोधित पॉलिमर से जुड़ा जा सकता है कि एक समान पद्धति का उपयोग करके।
  6. PEGylated डीएनए की तैयारी (खूंटी-डीएनए)
    1. गठबंधन 100 Tris (2 carboxyethyl) phosphine हाइड्रोक्लोराइड (TCEP) की 44.9 μL के साथ समाधान (0.5 एम, 7.0 पीएच) के μL 5'-thiol संशोधित डीएनए (1 मिलीग्राम / 0.1 एम NaCl में 10 μL) और 4.855 एमएल जोड़ें विआयनीकृत पानी की।
    2. 1 घंटे के लिए हलचल।
    3. फॉस्फेट बफर खारा के 5 एमएल में methoxypolyethylene ग्लाइकोल maleimide के 500 मिलीग्राम भंग।
    4. गठबंधन डीएनए और खूंटी समाधान (10 एमएल कुल) और 24 घंटे के लिए हलचल।

2. एकल दीवारों कार्बन नैनोट्यूब (SWNTs) निलंबन की तैयारी

  1. SWNTs का धो उत्प्रेरक और अशुद्धियों को दूर करने के लिए।
    1. मैला SWNTs का 200-300 मिलीग्राम एक प्लास्टिक अपकेंद्रित्र ट्यूब conta में जोड़ेining 45 विआयनीकृत पानी की एमएल।
    2. भंवर 2 मिनट और sonicate 5 मिनट के लिए एक स्नान sonicator प्रयोग करने के लिए समाधान। ध्यान दें कि sonicator सेटिंग्स साधन के लिए साधन से भिन्न है, तो जांच कर लें कि SWNT समाधान बढ़ जाती है की ऑप्टिकल घनत्व (यानी, काला हो जाता है) यह सुनिश्चित करें कि SWNTs तितर-बितर किया जा रहा है।
    3. 16,100 XG पर 20 मिनट के लिए समाधान अपकेंद्रित्र और सतह पर तैरनेवाला त्यागें।
    4. ताजा विआयनीकृत पानी की लगभग 45 एमएल जोड़ें।
    5. दोहराएँ कदम 2.1.2-2.1.4 8 गुना तक।
    6. संभव pelleted SWNTs परेशान और शुष्क हवा की SWNT गोली अनुमति देने के लिए नहीं सावधान किया जा रहा के रूप में ज्यादा पानी निकाल दें।
  2. SWNTs का न्यूक्लिक एसिड निलंबन
    1. 100 मिलीग्राम / एमएल की एकाग्रता के लिए 0.1 एम NaCl में न्यूक्लिक एसिड (एनए) भंग।
    2. डिस्पोजेबल रंग, microcentrifuge ट्यूब और SWNT स्टॉक से स्थैतिक बिजली हटाये एक विरोधी स्थैतिक बंदूक का इस्तेमाल। एक धूआं हुड में, 0 से 980 μL को एनए समाधान के 20 μL जोड़ने.1 एम NaCl 1 मिलीग्राम SWNTs के अलावा द्वारा पीछा किया।
    3. 3 मिमी व्यास टिप के साथ एक ultrasonicator का उपयोग करना, एक बर्फ स्नान में 40% आयाम पर 10 मिनट के लिए समाधान sonicate।
    4. 16,100 से कम 90 मिनट के लिए दो बार डीएनए SWNT समाधान अपकेंद्रित्र x जी। खूंटी डीएनए का उपयोग करते हैं, तो एक 100 केडीए स्पिन फिल्टर का उपयोग अतिरिक्त और unreacted डीएनए और खूंटी बाहर शुद्ध। पर्याप्त पीबीएस, 1.5 मिनट के लिए 9,300 XG पर स्पिन फिल्टर और स्पिन भरने इस धोने कदम दोहराएँ 3 गुना में जोड़े।
    5. लीजिए और सतह पर तैरनेवाला रखने के लिए, सीएनटी बंडलों और समुच्चय युक्त गोली परेशान नहीं सावधान किया जा रहा। संस्थागत खतरनाक अपशिष्ट nanomaterials के लिए उचित प्रक्रियाओं के अनुसार गोली त्यागें।
    6. एक यूवी / विज़ स्पेक्ट्रोफोटोमीटर का उपयोग लैम्बर्ट बीयर के कानून और उचित कमजोर पड़ने कारक के अनुसार ε = 0.036 एल / सेमी · मिलीग्राम का उपयोग करते हुए निलंबित SWNTs की अनुमानित एकाग्रता का निर्धारण करने के लिए 632 एनएम पर समाधान absorbance के उपाय।
  3. Amphiphilic बहुलक निलंबनSWNTs की
    1. डिस्पोजेबल रंग, सूक्ष्म अपकेंद्रित्र ट्यूब, और SWNT स्टॉक से स्थैतिक बिजली निकालें। एक धूआं हुड में, 2% अनुसूचित जाति समाधान के 5 एमएल के लिए 5 मिलीग्राम SWNTs जोड़ने (वैकल्पिक रूप से, एसडीएस समाधान के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है)।
    2. 6 मिमी व्यास टिप के साथ एक ultrasonicator का उपयोग करना, एक बर्फ स्नान में 40% आयाम पर 1 घंटे के लिए समाधान sonicate।
    3. 4 घंटे के लिए 150,000 XG पर अपकेंद्रित्र नमूना ultracentrifuge एक का उपयोग कर और ध्यान से सतह पर तैरनेवाला इकट्ठा।
    4. Amphiphilic बहुलक (जैसे, RITC खूंटी RITC) अनुसूचित जाति-SWNT समाधान में से 1% wt भंग।
    5. विआयनीकृत पानी का 1 एल के खिलाफ बहुलक-SC-SWNT समाधान के लिए एक 3.5 केडीए डायलिसिस झिल्ली का उपयोग कर Dialyze या 5 दिनों के लिए बफर। पानी बाहर बदलें या 2 घंटे और घंटे 4. एक बड़ा डायलिसिस झिल्ली इस्तेमाल किया जा सकता बाद बफर, इतने लंबे समय तक यह विकल्प की surfactant को हटाने की अनुमति देता है, लेकिन दोनों SWNT और amphiphilic बहुलक की अवधारण।
    6. उपाय 632 एनएम पर समाधान absorbance एक यूवी / विज़ स्पेक्ट्रोफोटोमीटर का उपयोग निर्धारित करने के लिएलैम्बर्ट बीयर के कानून और उचित कमजोर पड़ने कारक के अनुसार ε = 0.036 एल / सेमी * मिलीग्राम का उपयोग करते हुए निलंबित SWNTs की अनुमानित एकाग्रता।

3. भूतल Immobilized SWNT सेंसर की तैयारी

  1. बीएसए बायोटिन और NeutrAvidin शेयर समाधान की तैयारी
    1. 4 डिग्री सेल्सियस पर एक 10 मिलीग्राम / एमएल शेयर समाधान और दुकान बनाने के लिए 1 एमएल विआयनीकृत पानी में 10 मिलीग्राम lyophilized बीएसए बायोटिन भंग।
    2. एक 5 मिलीग्राम / एमएल शेयर समाधान बनाने के लिए विआयनीकृत पानी के 2 एमएल में 10 मिलीग्राम NeutrAvidin प्रोटीन (एनएवी, avidin प्रोटीन deglycosylated) भंग। -20 डिग्री सेल्सियस पर स्टोर aliquots। Thawed aliquots 4 डिग्री सेल्सियस पर कई दिनों के लिए रखा जा सकता है।
  2. बीएसए बायोटिन लेपित खुर्दबीन स्लाइड तैयार
    1. एक खुर्दबीन स्लाइड और 0.17 मिमी कवर गिलास (या खुर्दबीन उद्देश्य के लिए के रूप में उपयुक्त) विआयनीकृत पानी के साथ, मेथनॉल, एसीटोन और विआयनीकृत पानी की एक अंतिम कुल्ला द्वारा पीछा साफ करें।
    2. 1 मिलीग्राम / एमएल के एक अंतिम एकाग्रता के लिए 900 1x की μL Tris बफर करने के लिए बीएसए बायोटिन शेयर समाधान के 100 μL जोड़ें।
    3. एक छोर में समाधान pipetting और एक ऊतक का उपयोग अन्य पर समाधान दूर बाती से चैनल में बीएसए बायोटिन समाधान के 50 μL प्रवाह। 5 मिनट 0.1 एम NaCl के 50 μL के साथ 3-5 flushes के द्वारा पीछा के लिए सेते हैं।
    4. 0.2 मिलीग्राम / एमएल के एक अंतिम एकाग्रता के लिए 960 μL 1x Tris बफर में 5 मिलीग्राम / एमएल एनएवी शेयर के 40 μL पतला।
    5. एक छोर में समाधान pipetting और एक ऊतक का उपयोग अन्य पर समाधान दूर बाती से चैनल में एनएवी समाधान के 50 μL प्रवाह। 2-5 मिनट के लिए सेते0.1 एम NaCl के 50 μL के साथ 3-5 flushes द्वारा पीछा किया।
    6. 1-10 मिलीग्राम / एल एक एकाग्रता के लिए इमेजिंग बफर में निलंबित कर दिया SWNTs के शेयर समाधान पतला और चैनल में समाधान के 50 μL प्रवाह और 5 मिनट के लिए सेते हैं।
    7. धीरे इमेजिंग बफर के 50 μL का उपयोग करते हुए अतिरिक्त SWNTs दूर कुल्ला।
  3. APTES silanized खुर्दबीन स्लाइड की तैयारी
    नोट: APTES silanized स्लाइड एक तरह से एक गिलास सब्सट्रेट की सतह के लिए नकारात्मक आरोप लगाया डीएनए लिपटे SWNTs स्थिर करने के लिए अनुमति देते हैं।
    1. इथेनॉल में (3-aminopropyl) triethoxysilane (APTES) की एक 10% समाधान तैयार है।
    2. कदम 3.2.2 में उल्लिखित का उपयोग किया चैनलों का उपयोग कर, 100 1x की μL Tris बफर में प्रवाह।
    3. APTES समाधान के साथ चैनल फ्लश और 5 मिनट के लिए सेते हैं। 1x Tris बफर के साथ धोएं।
    4. 1-10 मिलीग्राम / भूमि प्रवाह की एकाग्रता चैनल और incub में समाधान के 50 μL के लिए इमेजिंग बफर में निलंबित डीएनए SWNTs के शेयर समाधान पतला5 मिनट के लिए खा लिया।
    5. धीरे इमेजिंग बफर के 50 μL का उपयोग करते हुए अतिरिक्त SWNTs दूर कुल्ला।

4. प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रोस्कोपी और SWNT सेंसर की माइक्रोस्कोपी

  1. निर प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोपी
    1. सतह स्थिर लेजर उत्तेजना और एक औंधा माइक्रोस्कोप इमेजिंग के लिए एक InGaAs सेंसर सरणी के साथ outfitted का उपयोग कर SWNTs की इमेजिंग प्रदर्शन।
    2. समायोज्य विज्ञान सम्बन्धी आरोह के लिए दर्पण और बंदरगाह ऊंचाई करने के लिए सेट के बाद घुड़सवार irises की एक जोड़ी का उपयोग कर एक औंधा माइक्रोस्कोप के पीछे रोशनी बंदरगाह में प्रवेश करने के लिए लेजर बीम प्रत्यक्ष। सुनिश्चित किरण स्तर पर है और सीधे बात की पुष्टि से यह जब बाद में दर्पण के बीच है और यह रोशनी बंदरगाह में प्रवेश करती है के समक्ष रखा दोनों irises के माध्यम से गुजरता है। यदि आवश्यक हो, एक पेरिस्कोप विधानसभा का उपयोग किरण ऊंचाई समायोजित करें। रोशनी बंदरगाह है कि किरण attenuate होगा पर किसी भी छोटी-पास गर्मी फिल्टर निकालें।
    3. माइक्रोस्कोप में एक उपयुक्त फिल्टर क्यूब डालेंउद्देश्य में उत्तेजना प्रकाश को प्रतिबिंबित और उत्सर्जन प्रकाश इकट्ठा करने के लिए। यह आमतौर पर उत्तेजना तरंगदैर्ध्य के ऊपर एक कटऑफ, (उदाहरण के लिए, 750 एलपी) और एक उत्सर्जन लंबे पास फिल्टर (जैसे, 850 एलपी) आगे सेंसर मार से बिखरे हुए उत्तेजना प्रकाश को कम करने के साथ एक dichroic लंबे पास फिल्टर के होते हैं। इसके अतिरिक्त, उत्सर्जन फिल्टर एक विशेष दाहिनी ओर की SWNTs के उत्सर्जन के लिए चयनात्मक होने के लिए चुना जा सकता है।
    4. एक उचित संरेखण घन दो ऑफसेट, पाले 1 मिमी pinholes युक्त डिस्क के साथ उद्देश्य की जगह डालने से बीम संरेखण के लिए ठीक समायोजन प्रदर्शन करना। दोनों निचले और ऊपरी संरेखण डिस्क के केंद्र के लिए बीम संरेखित करें।
    5. एक उचित एडाप्टर और एक 0.5X लेंस का प्रयोग आवश्यक हो तो संवेदक आकार को समायोजित करने के लिए माइक्रोस्कोप की ओर इमेजिंग बंदरगाह के लिए एक 2 डी InGaAs सेंसर सरणी संलग्न।
    6. एक 100X तेल विसर्जन उद्देश्य (1.4 एनए) का उपयोग करना, प्रतिदीप्ति मुक्त विसर्जन के तेल लागू करते हैं और immobi जगहखुर्दबीन मंच पर lized SWNT नमूना।
    7. तेल संपर्कों तक कवर कांच के नीचे (# 1.5, 170 माइक्रोन मोटाई) उद्देश्य उठाएँ। इमेजिंग की स्थिति, जैसे, तापमान, कांच मोटाई, आदि के लिए उद्देश्य कॉलर के लिए समायोजन यदि आवश्यक हो तो बनाओ
    8. धीरे धीरे पर उत्तेजना स्रोत के साथ उद्देश्य बढ़ाने के लिए और InGaAs कैमरे के प्रतिदीप्ति संकेत की निगरानी। प्रतिदीप्ति तीव्रता धीरे-धीरे के रूप में फोकल हवाई जहाज़ सतह दृष्टिकोण और स्थिर सेंसर ध्यान में आने में वृद्धि करनी चाहिए।
  2. निर प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रोस्कोपी
    नोट: प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रोस्कोपी ही माइक्रोस्कोप सेटअप का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन माइक्रोस्कोप शरीर के बाहर और एक स्पेक्ट्रोमीटर और InGaAs रैखिक सरणी डिटेक्टर में एकत्र प्रकाश निर्देशन द्वारा।
    1. विज्ञान सम्बन्धी आरोह और दर्पण निर के लिए मूल्यांकन का प्रयोग, स्पेक्ट्रोमीटर के प्रवेश द्वार की ओर भट्ठा प्रकाश पथ प्रत्यक्ष। एक POI के लिए प्रकाश नीचे फोकस(जैसे, उत्तल, च = 150 मिमी) NT पर प्रवेश द्वार के एक ध्यान केंद्रित लेंस का उपयोग भट्ठा। इस संरेखण <1 मेगावाट करने के लिए लेजर शक्ति attenuating और एक 1 "दर्पण के साथ खुर्दबीन उद्देश्य की जगह और एक 50/50 किरण बंटवारे फिल्टर क्यूब का उपयोग करके पूरा किया है। उत्तेजना प्रकाश फिर बाहर निकलने के बंदरगाह के माध्यम से माइक्रोस्कोप शरीर छोड़ने के लिए और कर सकते हैं प्रवेश द्वार भट्ठा पर बीम ध्यान केंद्रित करने का दर्पण और लेंस समायोजित करने के लिए इस्तेमाल किया जाएगा।
    2. खुर्दबीन उद्देश्य और लंबे पास फिल्टर की जगह के बाद, मंच पर एक अच्छी तरह से थाली जगह और एक में फोकस नमूना स्पेक्ट्रोमीटर और InGaAs सरणी का उपयोग कर के स्पेक्ट्रा रिकॉर्ड है।
  3. (जीटी) 15 डोपामाइन को डीएनए SWNTs की प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया को मापने
    1. माउंट सेंसर खुर्दबीन मंच पर लेपित चैनलों और एक 100X तेल उद्देश्य और InGaAs कैमरे का उपयोग ध्यान में लाने के लिए। फॉस्फेट बफर खारा में 100 सुक्ष्ममापी डोपामाइन समाधान (पीबीएस) के 50 μL प्रवाह चैनल और रिकॉर्ड में जोड़ेप्रतिदीप्ति तीव्रता में परिवर्तन।
    2. डोपामाइन समाधान फॉस्फेट बफर खारा का उपयोग कर बाहर धो और व्यक्तिगत SWNT सेंसर की रोशनी में परिवर्तन का पालन।
  4. SWNTs सेंसर की analyte प्रतिक्रिया के लिए अच्छी प्लेट स्क्रीनिंग
    नोट: विभिन्न analytes की स्क्रीनिंग एक पारदर्शी अच्छी तरह से थाली एक मोटर चालित मंच का उपयोग कर नियंत्रित का उपयोग किया जा सकता है। एक आदर्श अच्छी तरह से थाली दिखाई और आईआर के लिए पारदर्शी है और कुओं के बीच crosstalk को कम करने के लिए काले sidewalls है।
    1. निलंबित SWNT सेंसर (जैसे, 5 मिलीग्राम / एल एकाग्रता) प्रत्येक अच्छी तरह से, पर्याप्त में 384 अच्छी तरह से थाली के लिए एक 96 अच्छी तरह से थाली के लिए अच्छी तरह से समान रूप से, आम तौर पर> 100 μL के नीचे और> 30 μL को कवर करने के पिपेट बराबर मात्रा ।
    2. पिपेट analytes (जैसे, 2 μL, 100 माइक्रोन के अंतिम मात्रा) अच्छी तरह प्लेटों में पुस्तकालय स्क्रीनिंग से। संभावित अच्छी तरह से करने के लिए अच्छी तरह से भिन्नता, fluctuat के लिए खाते में तीन प्रतियों में प्रत्येक analyte तैयारउत्तेजना तीव्रता, या तापमान के आयनों।
    3. उद्देश्य उठाएँ (जैसे, 20X achroplan, 0.45 एनए) स्पेक्ट्रोमीटर और InGaAs सरणी का उपयोग उत्सर्जन स्पेक्ट्रा की निगरानी करते हुए। उद्देश्य के इष्टतम स्थिति में अच्छी तरह से नमूना मात्रा है, जो मापा तीव्रता में एक अधिकतम के अनुरूप होना चाहिए के बीच में लगभग फोकल हवाई जहाज़ को रखा जाएगा।
    4. प्रत्येक नमूना अच्छी तरह से के लिए, एक स्पेक्ट्रम इकट्ठा करने के लिए एक 1-10 रों जोखिम रिकॉर्ड है।
    5. प्रत्येक अच्छी तरह से करने के लिए उत्सर्जन स्पेक्ट्रा की तुलना सिर्फ अतिरिक्त analyte बिना SWNTs युक्त प्रतिदीप्ति प्रतिक्रिया यों के लिए एक नियंत्रण करने के लिए।

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Representative Results

SWNTs जलीय समाधान दोनों surfactants और प्रत्यक्ष sonication द्वारा और डायलिसिस एक्सचेंज द्वारा amphiphilic पॉलिमर का उपयोग करने में निलंबित कर दिया गया। चित्रा 1 SWNTs, लोहे कार्बोनिल उत्प्रेरित विधि (HiPco) का उपयोग हो अनुसूचित जाति, RITC-PEF20-RITC का उपयोग करते हुए निलंबित कर दिया, और पता चलता है (जीटी) 15 डीएनए। एसडीएस (या बहुलक) के साथ एक SWNTs के ऑप्टिकल घनत्व sonication के बाद नाटकीय रूप से बढ़ जाती है और centrifugation द्वारा शुद्धि के माध्यम से समुच्चय और प्रदूषणों से हटाने (चित्रा 1) पर कम हो जाती है। 632 पर absorbance के माप एनएम निलंबित SWNT की एकाग्रता मात्रा। 28

SWNT निलंबन की photophysical गुण absorbance और प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग विशेषता है। चित्रा 2 (जीटी) 15 डीएनए और RITC-PEG20-RITC का उपयोग करते हुए निलंबित SWNTs के absorbance और प्रतिदीप्ति उत्सर्जन स्पेक्ट्रा से पता चलता है। गुई absorbance के स्पेक्ट्रा नमूने में नैनोट्यूब वर्तमान में से प्रत्येक को अलग दाहिनी ओर के लिए व्यक्तिगत absorbance चोटियों में से एक superposition हैं। इसी तरह, प्रत्येक दाहिनी ओर अपनी अनूठी प्रतिदीप्ति उत्सर्जन चोटी दर्शाती है। रिश्तेदार उत्सर्जन शिखर तीव्रता में अंतर 721 एनएम लेजर का उपयोग कर उत्तेजना दक्षता में chiralities की जनसंख्या वितरण के साथ-साथ मतभेद में मतभेद की एक परिणाम है।

(जीटी) 15 डीएनए SWNTs के प्रतिदीप्ति प्रतिक्रिया (जहां मैं 0 प्रारंभिक SWNT प्रतिदीप्ति तीव्रता है और मैं डोपामाइन इसके बाद SWNT तीव्रता है) डोपामाइन के विभिन्न सांद्रता की उपस्थिति में एक का उपयोग कर एक नमूना के प्रतिदीप्ति की निगरानी के द्वारा मापा जाता है, स्पेक्ट्रोफोटोमीटर और InGaAs रैखिक सरणी (चित्रा 3)। (जीटी) 15 डीएनए-SWNTs बढ़ती डोपामाइन एकाग्रता के साथ वृद्धि हुई (चित्रा 3 ए) के कुल प्रतिदीप्ति। प्रतिदीप्ति response उत्सर्जन चोटी का एक समारोह है (चित्रा 3 बी), यह दर्शाता है कि प्रतिक्रिया दाहिनी ओर विशिष्ट हो सकता है। 1,044 एनएम के प्रतिदीप्ति और 1,078 एनएम तीव्रता 2 गुना में वृद्धि चोटियों के रूप में डोपामाइन एकाग्रता 2 माइक्रोन दृष्टिकोण। चित्रा 3E डोपामाइन के अलावा के जवाब में PEG- (जीटी) 15 डीएनए SWNT वृद्धि के पूरे उत्सर्जन स्पेक्ट्रा की तीव्रता से पता चलता है।

व्यक्ति एक वैकल्पिक डीएनए अनुक्रम का उपयोग लेपित SWNTs, सी 26 डीएनए, एक खुर्दबीन स्लाइड की सतह के लिए सीमित ((जीटी) 15 पर एक ही तरीके का उपयोग कर तैयार) एक InGaAs कैमरा और 100X तेल विसर्जन उद्देश्य का उपयोग लेजर रोशनी के तहत मापा जाता है (चित्रा 4)। निगरानी एक सतह के लिए सीमित एकल उत्सर्जक धोने लक्ष्य अणुओं दूर बफर समाधान का उपयोग करके सेंसर प्रतिक्रिया के उलटने सत्यापित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। कुल आंतरिक प्रतिबिंब प्रतिदीप्ति (TIRF) माइक्रोप्रतिलिपि भी छवि डाई संयुग्मित डीएनए डीएनए photobleaching प्रयोगों के माध्यम से प्रत्येक ट्यूब से जुड़ी अणुओं की संख्या यों की SWNTs पर adsorbed के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। चित्रा 4 3 Cy3 लेबल डीएनए के अलग-अलग घटनाओं विरंजन एक भी emitter के प्रतिदीप्ति तीव्रता का पता लगाने के quantized कदम से अनुमान लगाया चलता। इन परिणामों से संकेत मिलता है कि तीन डीएनए अणु SWNT से जुड़े होते हैं।

आकृति 1
चित्रा 1: पॉलिमर और surfactant SWNTs को निलंबित कर दिया। तैयारी के विभिन्न बिंदुओं पर 2% अनुसूचित जाति का उपयोग करते हुए निलंबित RITC-PEG20-RITC SWNTs (क) के फोटोग्राफ। वाम: SWNTs sonication से पहले अनुसूचित जाति के समाधान के लिए सीधे जोड़ा। केंद्र: स्नान के बाद sonication के 10 मिनट के 90% आयाम centrifugation द्वारा पीछा पर 10 मिनट जांच टिप sonication द्वारा पीछा किया। समाधान के ऑप्टिकल घनत्व बढ़ जाती है के रूप में SWNTs बंडल हैंछितरी (~ 100 मिलीग्राम / एल SWNT एकाग्रता)। अधिकार: RITC-PEG20-RITC बहुलक के साथ डायलिसिस, RITC खूंटी RITC के अंतिम एकाग्रता निलंबित SWNTs के बाद ~ 20 मिलीग्राम / एल। (ख) SWNT निलंबन उपज SWNT निलंबित करने के लिए इस्तेमाल किया बहुलक के आधार पर भिन्न हो सकते हैं। समाधान के ऑप्टिकल घनत्व समाधान चरण SWNT एकाग्रता का एक अच्छा अनुमान प्रदान करता है। चित्र के विभिन्न सांद्रता हैं (जीटी) 15 विभिन्न सांद्रता में डीएनए निलंबित ट्यूबों। बाएं से दाएं: 100 मिलीग्राम / एल, 10 मिलीग्राम / एल, 1 मिलीग्राम / एल 0 मिलीग्राम / एल। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र 2
चित्रा 2: surfactant और बहुलक का अवशोषण और प्रतिदीप्ति उत्सर्जन स्पेक्ट्रा SWNTs निलंबित कर दिया। (ए) प्रतिनिधि absorbance सपा(जीटी) 15 डीएनए प्रत्यक्ष sonication द्वारा उपयोग करते हुए निलंबित SWNTs की ectra। SWNT की एकाग्रता 10 मिलीग्राम / एल है। इनसेट: absorbance के स्पेक्ट्रा के यूवी क्षेत्र 260 एनएम विशेषता डीएनए absorbance के शिखर से पता चलता है। (ख) RITC-PEG20-RITC के absorbance स्पेक्ट्रा SWNTs डायलिसिस द्वारा अनुसूचित जाति के आदान-प्रदान के बाद। इनसेट: RITC खूंटी RITC SWNTs की एक 10x पतला नमूना के absorbance rhodamine की विशेषता absorbance पता चलता है। (ग) (जीटी) 15 डीएनए प्रत्यक्ष sonication द्वारा (785 एनएम उत्तेजना) का उपयोग निलंबित SWNTs के प्रतिनिधि निर उत्सर्जन स्पेक्ट्रा। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र तीन
चित्रा 3: डोपामाइन की प्रतिदीप्ति पता लगाने का उपयोग (जीटी) 15 डीएनए लिपटे SWNTs। (एक strong>) के प्रतिदीप्ति प्रतिक्रिया (जीटी) 15 डीएनए डोपामाइन के अलावा लिपटे SWNTs। 5 मिलीग्राम / एल की एकाग्रता में सेंसर के नमूने 500 मेगावाट, 721 एनएम सीडब्ल्यू लेजर का उपयोग कर उत्साहित थे। 900-1,350 से सेंसर उत्सर्जन के एकीकृत प्रतिदीप्ति एनएम 250 माइक्रोन के लिए जोड़ा डोपामाइन एकाग्रता 1 माइक्रोन के साथ बढ़ जाती है। (ख) PEG- की प्रतिदीप्ति उत्सर्जन स्पेक्ट्रा (जीटी) 15 डीएनए SWNTs से पहले और डोपामाइन के अलावा के बाद लपेटा। सेंसर की एकाग्रता 10 मिलीग्राम / एमएल के लिए जो डोपामाइन 100 सुक्ष्ममापी के अंतिम एकाग्रता के लिए जोड़ा गया है। नमूने 500 मेगावाट, 721 एनएम सीडब्ल्यू लेजर का उपयोग कर उत्साहित थे। दो उच्चतम तीव्रता डोपामाइन के बाद इसके अलावा तीव्रता में लगभग दोगुना चोटियों। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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चित्रा 4: एकल सतह स्थिर SWNTs की प्रतिदीप्ति इमेजिंग। (क) व्यक्तिगत सी 26 डीएनए-SWNT (लाल तीर) एक सिलिका कवर पर्ची (# 1.5) एक APTES silanization प्रक्रिया का उपयोग पर स्थिर की प्रतिदीप्ति उत्सर्जन और एक 2 डी InGaAs सेंसर सरणी का उपयोग imaged, एक 100X तेल विसर्जन उद्देश्य के साथ उलटा माइक्रोस्कोप ( योजना Apochromat, 1.4 एनए), और एक 500 मेगावाट, 721 एनएम लेजर सीडब्ल्यू। (ख) सी 26 -Cy3 डीएनए SWNTs की प्रतिदीप्ति विरंजन प्रयोग APTES का उपयोग कर एक सतह के लिए सीमित। डीएनए किस्में हैं 3 'टर्मिनली ट्यूब निलंबन से पहले Cy3 के साथ लेबल। ट्रैकिंग व्यक्ति सेंसर के वृद्धिशील कदम वार photobleaching (लाल फिट ट्रेस) SWNTs की सतह पर adsorbed डीएनए अणु की संख्या निर्धारित करने के लिए प्रयोग किया जाता है। छवियाँ एक 100X तेल विसर्जन उद्देश्य (योजना Apochromat, 1.4 एनए), और 561 एनएम लेजर उत्तेजना के साथ TIRF मोड में एक औंधा माइक्रोस्कोप का उपयोग कर हासिल किया गया। स्केल पट्टी: 10 माइक्रोन।http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55030/55030fig4large.jpg "लक्ष्य =" _blank "> यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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Discussion

SWNTs आसानी से, एसडीएस या ssDNA के साथ सीधे sonication के माध्यम से जलीय घोल में निलंबित कर रहे हैं के रूप में जिसके परिणामस्वरूप SWNT बहुलक संकर की कोलाइडयन फैलाव द्वारा प्रदान की ऑप्टिकल घनत्व में वृद्धि से संकेत दिया। एसडीएस और ssDNA disperses और हाइड्रोफोबिक या गड़बड़ी गड़बड़ी बातचीत के माध्यम से SWNT सतह पर adsorbing द्वारा SWNTs के बंडलों solubilizes। इसके अतिरिक्त, इस तरह के जीनोमिक डीएनए, amphiphilic पॉलिमर, पॉलिमर संयुग्मित और लिपिड के रूप में अन्य पॉलिमर, अनुसूचित जाति या एसडीएस का उपयोग करते हुए निलंबित नमूनों की डायलिसिस द्वारा SWNTs की सतह पर adsorbed जा सकता है। इस तरह के खूंटी के रूप में हाइड्रोफिलिक पॉलिमर, इस तरह के RITC या FITC के रूप में हाइड्रोफोबिक "एंकर" के साथ अंत संशोधित किया जा सकता ब्लॉक copolymer की सतह सोखना सकें। पॉलिमर कि जांच की नोक sonication के उच्च शक्तियों के लिए बाल काटना या, या कम बाध्यकारी समानताएं SWNT के साथ पॉलिमर के लिए जोखिम पर क्षरण करने के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं के लिए, डायलिसिस एक स्थिर SWNT बहुलक निलंबन का उत्पादन करने के लिए सबसे अच्छा तरीका है। बहुलक encaps के बादआबादी, centrifugation एक समान रूप से छितरी हुई नमूना छोड़ने के लिए बड़े SWNT बंडलों, अनाकार कार्बन, अवशिष्ट धातु उत्प्रेरक, और अन्य अघुलनशील दूषित पदार्थों को दूर करता है। 10-100 मिलीग्राम / एल के बीच centrifugation सीमा के बाद छितरी SWNTs की विशिष्ट अंतिम सांद्रता।

Sonication शक्ति और अवधि समायोजित और छितरे की खास पसंद के लिए अनुकूलित किया जा सकता है। इस वजह से भी कम या कमजोर sonication गरीब प्रसार में परिणाम कर सकते हैं कोटिंग SWNTs के लिए प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण कदम है, जबकि बहुत अधिक या बहुत शक्तिशाली sonication गरीब प्रतिदीप्ति के लिए नेतृत्व कर सकते हैं। आमतौर पर, कम शक्तियों जब डीएनए के रूप में इस तरह के कर्तन के लिए अतिसंवेदनशील पॉलिमर का उपयोग क्षति को कम करने के लिए आवश्यक हैं। लंबे समय तक sonication durations या उच्च तीव्रता SWNTs, जहां ~ 100 एनएम exciton पुनर्संयोजन लंबाई नीचे SWNTs गैर फ्लोरोसेंट बनने की लंबाई में कमी करने के लिए नेतृत्व कर सकते हैं। sonicator जांच टिप के आकार को भी नमूना मात्रा splashing से बचने के लिए मैच और इष्टतम के लिए झाग चाहिएपरिणाम (आम तौर पर निर्माता द्वारा प्रदान की)। कंटेनर के पक्ष में जांच टिप को छूने से बचें और समाधान के ताप को कम करने के लिए एक बर्फ ब्लॉक पर समाधान के लिए जगह है। एक बार जब छितरी हुई है, SWNTs का समाधान कमरे के तापमान को अनिश्चित काल पर स्थिर रहे हैं।

छितरी उत्पन्न SWNTs के समाधान के absorbance और उत्सर्जन स्पेक्ट्रा कई चोटियों होते हैं, अलग अलग chiralities की छितरी SWNTs का एक मिश्रण की उपस्थिति का संकेत है। SWNT पीढ़ी या शुद्धि के तरीकों के वैकल्पिक तरीकों दाहिनी वितरण बदल सकते हैं, विभिन्न चोटी उत्तेजना और उत्सर्जन प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रा के लिए अग्रणी। इसके अतिरिक्त, विभिन्न संश्लेषण तरीकों अलग दाहिनी ओर जनसंख्या वितरण के साथ SWNTs के नमूने उपज कर सकते हैं। उदाहरण के लिए: CoMoCAT (कोबाल्ट मोलिब्डेनम उत्प्रेरक) बड़े हो SWNTs, जबकि HiPco (लोहे कार्बोनिल उत्प्रेरक के साथ उच्च दबाव) बड़े हो SWNTs में (7.6) दाहिनी ओर अमीर हैं में (6.5) दाहिनी ओर अमीर हैं, अवशोषण में मतभेद के लिए अग्रणी और photoluminescence स्पेक्ट्रा।

कुछ adsorbed पॉलिमर ट्यूब की सतह पर स्थानीय पर्यावरण को बदलने के द्वारा SWNT की प्रतिदीप्ति उत्सर्जन नियमन द्वारा analytes की विशिष्ट पहचान को सक्षम। यह दृष्टिकोण स्थायी रूप से SWNT जाली, जो प्रतिदीप्ति उत्सर्जन तीव्रता को कम कर सकते खलल न डालें नहीं द्वारा moieties बाध्यकारी के सहसंयोजक लगाव से अधिक विशिष्ट लाभ प्रदान करता है। 6,32 - 34 इसके अतिरिक्त, CoPhMoRe दृष्टिकोण लक्ष्यों को जहां पहले से ही एक ज्ञात बाध्यकारी आधा भाग मौजूद नहीं हो सकता के लिए एंटीबॉडी मुक्त सेंसर के विकास के लिए क्षमता है। 28 विशेष रूप से, (जीटी) 15 डीएनए चुनिंदा डोपामाइन की मौजूदगी में SWNTs की प्रतिदीप्ति उत्सर्जन बढ़ाने के लिए, एक डोपामाइन संवेदक के रूप में इसके उपयोग को सक्षम करने के लिए दिखाया गया है। थोक प्रतिदीप्ति माप कुछ SWNT chiralities के लिए पीक उत्सर्जन में के रूप में ज्यादा के रूप में 80% की वृद्धि दिखा। Immobilizing (जीटी) एक गिलास स्लाइड पर 15 डीएनए SWNTs प्रतिदीप्ति resp सक्षम बनाता हैव्यक्ति (जीटी) 15 डीएनए क्रियाशील SWNT के Onse माप, कि प्रतिदीप्ति दिखा कर, किसी भी प्रशंसनीय photobleaching के बिना, सतत लेजर रोशनी के तहत डोपामाइन की मौजूदगी में एकल SWNT सेंसरों के लिए 3 गुना से अधिक बढ़ा सकते हैं। डोपामाइन और SWNT संवेदक के बीच बातचीत प्रतिवर्ती, बफर के साथ microfluidic चैम्बर के बाहर डोपामाइन धोने के बाद मूल फ्लोरोसेंट संकेत की वसूली के रूप में स्पष्ट है। इसके अतिरिक्त, एकल अणु माप बहुलक सोखना (चित्रा 4) या बाध्यकारी घटनाओं के कैनेटीक्स बढ़ाता के लिए एक शक्तिशाली लक्षण वर्णन तकनीक हो सकता है। इसके अलावा, ratiometric संवेदन रासायनिक, एक अद्वितीय उत्तेजना उत्सर्जन चोटी के साथ एक विलक्षण SWNT दाहिनी ओर अलग से (जीटी) 15 डीएनए यह functionalizing, और एक दूसरे SWNT दाहिनी अलग डोपामाइन के प्रति असंवेदनशील होने का द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। दोनों SWNT chiralities निगरानी के लिए एक स्थिर नियंत्रण प्रतिदीप्ति चैनल है कि मीटर की तुलना में किया जा सकता है प्रदान (जीटी) 15 डीएनए SWNTs के प्रतिदीप्ति odulating। विभिन्न पॉलिमर (जैसे, पॉलीथीन ग्लाइकोल और (जीटी) 15 डीएनए) जोड़ सकते हैं अतिरिक्त इस तरह के संशोधित diffusivity या सेलुलर तेज विशेषताओं, गुण है कि महत्वपूर्ण है जब विवो प्रयोगों में प्रदर्शन कर रहे हैं के रूप में कार्यक्षमता का मेल।

वर्तमान में, CoPhMoRe दृष्टिकोण की एक सीमा विकास सेंसर बहुलक पुस्तकालय विकास शामिल है। बाध्यकारी moieties एक प्राथमिकताओं नहीं जाना जाता है क्योंकि, एक विशेष लक्ष्य के लिए एक सेंसर के विकास के समय गहन हो सकता है और जांच के लिए सेंसर पुस्तकालय के निर्माण के लिए रासायनिक विविध पॉलिमर की एक बड़ी संख्या की आवश्यकता होती है सकते हैं। इसके अतिरिक्त, विवो वातावरण में स्थिरता और सेंसरों की अनुकूलता में सेंसर करने के लिए सेंसर से भिन्न हो सकते हैं। हालांकि, एक बार एक उम्मीदवार सेंसर पहचान की गई है, आगे संशोधन रणनीतियों में विवो अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक के रूप में गुण अनुकूलन करने के लिए नियोजित किया जा सकता है।

ve_content "> साथ साथ, हम एजेंटों dispersing की एक विस्तृत विविधता के लिए लागू जलीय समाधान में SWNTs dispersing के लिए एक पद्धति का प्रदर्शन किया है। यह दृष्टिकोण छोटे अणुओं और जैविक मार्कर के लिए उपन्यास नई निर सेंसर की खोज के लिए छितरी SWNTs के पुस्तकालयों बनाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता । खास रुचि न्यूरोट्रांसमीटर का पता लगाने, जो वास्तविक समय, जटिल जैविक वातावरण में इन अणुओं के स्थानिक सटीक पता लगाने के लिए सक्षम हो सकता है के लिए सेंसर कर रहे हैं।

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
sodium chloride Fisher Scientific S271-1
sodium dodecyl sulfate Sigma Aldrich L6026
sodium cholate hydrate Sigma Aldrich C6445
tris base (Trizma base) Sigma Aldrich 93362
hydrochloric acid Fisher Scientific A144-212
Amine-PEG-amine,NH2-PEG-NH2 Nanocs Inc PG2-AM-5k
rhodamine B isothiocyanate Sigma Aldrich 283924
fluorescein isothiocyanate Sigma Aldrich F7250
dichloromethane Sigma Aldrich 676853
dimethylformamide Sigma Aldrich D4551
N,N-diisopropylethylamine Sigma Aldrich D125806
diethyl ether Sigma Aldrich 673811
Tris(2-carboxyethyl)phosphine hydrochloride Sigma Aldrich C4706 
5’-thiol-modified DNA  Integrated DNA Technologies
methoxypolyethylene glycol maleimide Sigma Aldrich 63187
100 kDa spin filters Millipore
HiPCO Super purified single walled carbon nanotubes Integris HiPco SuperPurified
phosphate buffered saline Sigma Aldrich P5493
anti static gun Milty Milty Zerostat 3
centrifuge Eppendorf 5415 D
ultra sonicator Cole Parmer CV18
dialysis cassettes Thermo scientific Slide-A-Lyzer G2 87722
BSA-biotin Thermo scientific 29130
Neutravidin protein Thermo scientific 31000
(3-Aminopropyl)triethoxysilane (APTES) Sigma Aldrich 440140
inverted microscope Zeiss Axio Observer.Z1
kinematic mirrors ThorLabs KM200-E03
periscope ThorLabs RS99
immersion oil Zeiss Immersol 518f
100X objective Zeiss Plan-apochromat 100X oil, 1.4NA, PH3, 420791-9911-000
20X objective Zeiss N-Achroplan 0.45 NA, 420953-9901-000 
cover glass Healthrow Scientific HS159879H
dopamine hydrochloride Sigma Aldrich H8502 
infrared 2D array camera Princeton Instruments NIRvana
infrared 1D sensor array Princeton Instruments PyLoN IR
nIR spectrograph Princeton Instruments SCT-320
planoconvex lens ThorLabs LA1384
well plates (glass bottom) Corning 4580

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References

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जैव अभियांत्रिकी अंक 119 कार्बन नैनोट्यूब ऑप्टिकल सेंसर आणविक मान्यता लगभग अवरक्त प्रतिदीप्ति एकल अणु माइक्रोस्कोपी न्यूरोट्रांसमीटर
पर एकल दीवारों कार्बन नैनोट्यूब जैव अनुकरण करनेवाला पॉलिमर के साथ इंजीनियरिंग आणविक मान्यता
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