אנו מציגים שיטה לקיבוע מהיר, הפיך של מולקולות קטנות והרכבות nanoparticle פונקציונליות ללימודי Surface Plasmon התהודה (SPR), תוך שימוש רציף לכידת הכימיה cycloaddition bioorthogonal ונוגדן אנטיגן על השבב.
מאמר שיטה
אנו מציגים שיטה לקיבוע מהיר, הפיך של מולקולות קטנות והרכבות nanoparticle פונקציונליות ללימודי Surface Plasmon התהודה (SPR), תוך שימוש רציף לכידת הכימיה cycloaddition bioorthogonal ונוגדן אנטיגן על השבב.
שיטות לקיבוע משטח מהיר של מולקולות קטנות ביו עם שליטה על התמצאות וצפיפות חוסר תנועה הן רצויות מאוד עבור יישומי biosensor וmicroarray. במחקר זה, אנו משתמשים bioorthogonal יעיל ביותר קוולנטיים [4 +2] תגובת cycloaddition בין טרנס cyclooctene (TCO) ו1,2,4,5-tetrazine (טז) על מנת לאפשר קיבוע microfluidic של מולקולות derivatized-TZ TCO / . אנו מנטרים את התהליך בזמן אמת בתנאי זרימה רציפים באמצעות התהודה plasmon פני השטח (SPR). כדי לאפשר קיבוע הפיך ולהרחיב את טווח הניסוי של פני השטח החיישן, אנו משלבים רכיב ללכוד אנטיגן נוגדן שאינו קוולנטיים עם תגובת cycloaddition. על ידי לסירוגין הצגת moieties TCO או Tz למשטח החיישן, תהליכי הלכידה-cycloaddition מרובים הם עכשיו אפשריים על משטח חיישן אחד ללימודי הרכבה ואינטראקציה על השבב של מגוון רחב של מבנים מרובים רכיבים. אנו illustrate שיטה זו עם שני ניסויים שונים קיבוע על שבב biosensor; מולקולה קטנה, AP1497 שנקשר חלבון קושר FK506 12 (FKBP12); ואותה מולקולה קטנה, כחלק מnanoparticle פונקציונליות אתרו משותק וב.
תגובות נטיה יעילה הן כלים רבי ערך לחיבור מולקולות ביו למשטחים עבור מגוון רחב של יישומים בתחום הביוטכנולוגיה. לאחרונה, bioorthogonal מהר מאוד [4 +2] תגובת cycloaddition בין טרנס cyclooctene (TCO) ו1,2,4,5-tetrazine (טז) כבר משמשים תווית משטחי תאים, מבני subcellular, נוגדנים וחלקיקים 1. - 7 כאן, אנו משתמשים תגובת cycloaddition [4 +2] בשילוב עם לכידת אנטיגן / נוגדן (GST / אנטי GST) להפיכה סינתזה של מבנים רב רכיב למשטח Plasmon תהודה (SPR) ניתוח אינטראקציה על השבב ולעקוב אחר תהליך בזמן אמת (איור 1). 8,9 יש לציין, האסטרטגיה ללכוד חיי בן אשר מאפשרת התחדשות פני השטח באמצעות פרוטוקול מבוסס. 8 כתוצאה מכך, הרכבה של משטחי חיישן יציבים עם שליטה על נטייה ליגנד וצפיפות עבור מגוון רחב של assay החדש פורמטים אפשרי עכשיו. באמצעותאסטרטגיה זו אנו מדגימים את חוסר התנועה של מולקולות קטנות derivatized-TZ TCO / ומאפיינים את חיי בן אשר שיעורים במגוון רחב של תנאי חיץ. אנחנו בחרנו באינטראקציה הידועה בין FKBP12 וAP1497 מולקולה נקשרת FKBP12 10-12 לדוגמא ירושלים כדי לוודא שהאסטרטגיה ללכוד cycloaddition משמרת את יכולתה של המולקולה הקטנה לאינטראקציה עם היעד שלה, כאשר גם מחובר ישירות לאנטיגנים GST משותקים או לחלקיקים משותקים (NPS).
שיטה זו מציעה מספר יתרונות. ראשית, חוסר התנועה הפיכה של מולקולות קטנות על שבבי חיישן אפשרי עכשיו. שנית, חוסר תנועת TCO / Tz של מולקולות קטנות גם מאפשר מחקרי אינטראקציה ללא תווית שלהפוך את הכיוון של מחקרי SPR הקנונית, ועשויה לספק תצוגה משלימה של אינטראקציה מחייבת. שלישית, שיטה זו מאפשרת את סינתזת microfluidic של חלקיקים ממוקדים, והערכה מיידית של bindinמאפיינים גרם. זה מבטיח לשפר את היעילות של הערכה או הקרנת חלקיקים ממוקדים, וגם להקטין את הכמויות של חלקיקים הנדרשים. 13-15 הרביעית, גישה זו יכולה למדוד קינטיקה התגובה של תגובות cycloaddition bioorthogonal בזמן אמת תחת זרימה רציפה. לבסוף, הכימיה קיבוע TCO / TZ היא חזקה בנוכחותו של סרום. יחדיו, אנו צופים כי גישה תכליתית זו תהיה רחבה להקל על הבנייה של משטחי חיישן יציבים למגוון רחב של מחקרי microfluidic עם שייכות במבחנה וביישומים סלולריים vivo.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הכנת GST וNanoparticle (NP) Conjugates
2. הכנת שטח
כל מבחני התהודה plasmon המשטח מבוצעים על מכשיר Biacore T100 (GE Healthcare) בשעה25 מעלות צלזיוס באמצעות שבב חיישן CM5 וPBS-P כחיץ פועל אלא אם צוינה אחרת. Biacore בקרה ותוכנת הערכה מסופקת עם המכשיר מועסקות להגדרת ניסויים וניתוח נתונים. שני מצבי פעולה, אשפי יישום ומדריך לריצה ישמשו להכנת שטח וניטור ללכוד חיי בן אשר על השבב. מצב הבונה השיטה ישמש להגדרת ניסויים המחייבים נטייה הפוכה ולמדידת שיעורי תגובת cycloaddition. הנתונים הם התייחסות כפולה מופחתים וניתוחים הקינטית מבוצעים תוך שימוש במודל מחייב אנגמיור 1:1.
3. ניטור לכידת-חיי בן אשר על השבב של מולקולות פונקציונליות
4. Monitoring צפיפות קיבוע וקביעת cycloaddition המחירים
5. מדידת עקידת FKBP12 לAP1497 ללא יכולת לזוז
מחקרים המחייבים התהפכה אוריינטציה להעסיק FKBP12 כאנליטי וAP1497 המתחם כיגנד המשותק (איור 5). השיטה הכללית לassay זה מוגדר באופן הבא משתמש בכלי הבונה שיטה:
6. מדידת עקידת FKBP12 לAP1497 המצורפת למשותקים צירופים שמנים מיודע
השיטה הכללית לקיבוע nanoparticle, derivatization מולקולה הקטן וassay מחייב FKBP12 היא ההגדרה כדלקמן שימוש בכלי הבונה שיטה:
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
נתונים ודמויות הותאמו מהתייחסות 8.
חוסר תנועה הפיכה יעילה של מולקולות קטנות, ביו עם שליטה על התמצאות וצפיפות ממלאת תפקיד מרכזי בפיתוח של יישומי biosensor חדשים. באמצעות תגובת bioorthogonal מהירה בין TCO וTz, אנו מתארים שיטה להרכבה בשלבים וההתחדשות של משטחי יגנד עם שמירה של פעילות ביולוגית. איור 2 מראה ניטור של TZ-BnNH קיבוע 2 בזמן אמת. פתרון של GST-TCO מוזרק על משטח אנטי GST משותק מראש...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
שיטת הלכידה-cycloaddition המתואר כאן מאפשרת קיבוע מהיר, הפיך של חלקיקים שונה ומולקולות קטנות לאינטראקציה מבוססת שבב ללא תווית ומחקרים קינטית. פרוטוקול הקיבוע ניתן לבצע בדקות דורשות <10 מיקרומטר ריכוזים של ligands מולקולה קטנה. על ידי ויסות ריכוז ליגנד וצפיפויות קיבוע זמן מגע ניתן לשלוט באופן הדוק. הנתונים שלנו מראים כי תגובות bioorthogonal על השבב לשמר את היכולת של חלקיקים פונקציונליות באתר או מולקולות קטנות משותקים לאינטראקציה עם המטרות שלהם. יש לנו גם מאופיי...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.
אנו מכירים במימון מ-NIH (NHLBI חוזה מס 'HHSN268201000044C לRW, SH וSYS).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| <חזק>מגיב | |||
| שבב חיישן CM5 | GE Healthcare | BR-1005-30 | |
| ערכת צימוד אמין | GE Healthcare | BR-1000-50 | |
| ערכת לכידת GST | GE Healthcare | BR-1002-23 | |
| עמודות NAP-10 GE | Healthcare | 17-0854-01 | |
| GST, ליופיליזציה ב-1X PBS | Genscript | Z02039 | 1 מ"ג/מ"ל |
| rhFKBP12 | R& די סיסטמס | 3777-FK | |
| פעילי שטח P-20 | GE Healthcare | BR-1000-54 | |
| גליצין 2.0 | GE Healthcare | BR-1003-55 | |
| עמוד התפלה ספין Zeba | Thermo | 89882 | 7 K MWCO |
| Amicon Ultra 4 | Fisher | UFC810096 | 100 K מסנן צנטריפוגלי |
| TCO-OH | Ref. 8 | מסונתז פנימי | |
| TCO-NHS | Ref. 8 | מסונתז בבית, *זמין מסחרית מ-Click Chemistry Tools # 1016-25 | |
| Tz-BnNH2 | Ref. 8 | מסונתז בתוך החברה | |
| Tz-NHS | Ref. 8 | 764701 | מסונתז בתוך הבית, *זמין מסחרית מ-Sigma Aldrich # |
| sub>2 = CLIO-NH2 | Ref. 8 | מסונתז | |
| פנימי AP1497, AP1497-Tz | Ref. 8 | מסונתז בתוך הבית | |
| <חזק>ציוד | |||
| SPR Biosensor | GE שירותי בריאות | Biacore T100 | |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה