Regards sur les interactions des acides aminés et Peptides avec matériaux inorganiques à l'aide d'une seule molécule de travail Spectroscopy

L’objectif global de la technique de spectroscopie de force à molécule unique est de déterminer la force d’adhésion et la nature des interactions entre les acides aminés ou les peptides ayant des surfaces différentes. Cette matière peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine de la chimie des surfaces et être utilisée pour le développement de nouveaux composites et chordés. Le principal avantage de cette technique est qu’elle fournit des informations sur l’interaction entre la molécule souhaitée et les surfaces au niveau de la molécule unique.

Pour commencer, achetez des cantilevers AFM en nitrure de silicium équipés d’embouts en silicium avec un rayon nominal de cantilever de deux nanomètres. Montez l’embout sur le support. Nettoyez chacun des porte-à-faux AFM en les trempant dans de l’éthanol pendant 20 minutes, puis séchez-les à température ambiante.

Ensuite, placez les pointes dans une chambre à plasma et traitez les porte-à-faux en les exposant au plasma d’oxygène pendant cinq minutes. Préparez une solution contenant 15 parties de méthyltriéthoxysilane et une partie de trois amino propyltriéthoxysilane et suspendez les canitlevers à trois centimètres au-dessus de la solution sous une atmosphère inerte. Il est important que les pointes et le support ne touchent pas le mélange de silane.

De plus, le silane est très sensible à l’humidité, et ces pointes doivent donc être effectuées dans une atmosphère inerte. Une fois scellé, connectez le dessiccateur à une pompe à vide et appliquez un vide pendant deux heures pour former une monocouche des deux types de composés de silane mélangés à la surface des porte-à-faux. Retirez délicatement les pointes et placez-les sur une plaque chauffante préchauffée à 70 degrés Celsius.

Laissez sécher les pointes pendant 10 minutes. Refroidissez les pointes à température ambiante avant de les immerger dans une solution de Fmoc-PEG-NHS pendant une heure à température ambiante. Ensuite, trempez les pointes dans du chloroforme pendant cinq minutes, puis dans du DMF pendant cinq minutes supplémentaires.

Après l’incubation dans le DMF, déprotégez les groupes Fmoc des molécules de PEG attachées en trempant les pointes dans une solution de pipéridine à 20 % dans du DMF pendant 30 minutes. Encore une fois, trempez les pointes dans du DMF pendant quatre minutes, puis dans de la N-méthyl-2-pyrrolidone pendant quatre minutes supplémentaires. Pour coupler les acides aminés sur les pointes, plongez pendant une heure et demie dans une solution de couplage d’acides aminés avec une concentration totale de 30 millimolaires et cinq millilitres de N-Méthyl-2-pyrrolidone.

Pour protéger les résidus de PEG libres ou non réactifs restants par le groupe acétyle, trempez les pointes pendant 30 minutes dans un mélange de 0,65 molaire de quatre parties d’anhydride acétique et d’une partie de diisopropyléthylamine et de N-méthyl-2-pyrrolidone. Ensuite, trempez séquentiellement les pointes fonctionnalisées d’acides aminés peptidiques pendant quatre minutes chacune dans du NMP, du chloroforme, de l’éthanol à 50 % et de l’eau avant de sécher la pointe à l’air. Fixez la surface d’essai souhaitée à un support métallique de l’AFM avec de l’époxy disponible dans le commerce.

Ensuite, placez le support métallique dans le support en verre de l’AFM, qui a la forme d’une petite boîte de Pétri. Remplissez le support de verre avec un tampon TRIS. Et puis placez le support métallique sur la platine AFM sous le porte-pointe.

Ensuite, montez l’embout AFM sur le verre optique de l’AFM. Placez le bloc de verre optique dans la tête AFM. Et mettre le chef de l’AFM sur scène.

Ensuite, calibrez les cantilevers AFM avec des constantes de ressort allant de 10 à 30 piconewtons par nanomètre. Une mesure de force typique aboutit à une courbe de distance de force comme celles illustrées ici. Le premier aperçu indique des interactions non spécifiques entre la pointe et la surface, et le second aperçu fait référence à l’événement d’adhérence spécifique.

À partir de plusieurs centaines de courbes de distance-force, il est possible de construire un histogramme en traçant le nombre d’événements d’adhésion en fonction de la force. L’application d’un ajustement gaussien sur ces histogrammes déterminera la force la plus probable. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon de modifier chimiquement les pointes AFM avec des acides aminés ou des peptides et de la façon d’effectuer une spectroscopie de force à molécule unique à l’aide de l’AFM.