Name: אלקטרודה Nanopore אלחוטית מסוג סגור לניתוח חלקיקים יחיד (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-03-20T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 31 s
Description: למד לייצר אלקטרודת ננופור אלחוטית מסוג סגור לניתוח חלקיקים יחידים בקנה מידה ננומטרי. השיטה מספקת רזולוציה גבוהה של 0.6 פיקואמפר ו-0.01 מילישניות ליישומים אלקטרוכימיים מתקדמים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

מחקר זה נתמך על ידי נבחרת מדעי הטבע קרן של סין (61871183,21834001), חדשנות תוכנית של שנגחאי העירונית לחינוך הנציבות (2017-01-07-00-02-E00023), הפרויקט "צ'אן גואנג" החינוך העירוני שנגחאי הנציבות, קרן פיתוח החינוך שנגחאי (17CG 27).

1. הכנת פתרונות
הערה: לב זהירות כללית עבור כל הכימיקלים. להיפטר כימיקלים בשכונה fume, ללבוש כפפות, משקפי מגן, חלוק מעבדה. לשמור נוזלים דליקים אש או ניצוצות. כל הפתרונות מימית הוכנו באמצעות הנדסה גנטית מים (18.2 MΩ ס מ 25 ° c). פתרונות מוכנים היו מסונן באמצעות מסנן גודל הנקבוביות 0.22 μm.
<ol><li>
הכנה של אשלגן כלורי פתרון
	<ol>
<li>להמיס 0.074 גרם אשלגן כלורי 100 מ של מים יונים.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
הכנת NaBH4 פתרון
	<ol>
<li>להמיס 0.018 גרם נתרן borohydride ב- 10 מ"ל אתנול.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
הכנת HAuCl4 פתרון
	<ol>
<li>להמיס 0.010 גרם אשלגן כלורי 1 מ"ל של 1% chloroauric תמיסה חומצית.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
הכנת גומי סיליקון
	<ol>
<li>מערבבים גומי סיליקון המכילה בחלק א', חלק ב' (ראה טבלה של חומרים) ביחס של 1:1 לפי נפח.</li>
		<li>השתמש גומי סיליקון מעורב כדי לצייר אזור תגובה על השקופית מיד בתקופת סיר 1 דקות.</li>
		<li>לרפא את גומי סיליקון מוכן בשקופית במשך 5 דקות.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
הכנה של חלקיקי זהב30
	<ol>
<li>להוסיף 4.8 מ ל חומצה chloroauric עם שבר מסה של 1% 40 מיליליטר מים יונים עם בחישה נמרצת.</li>
		<li>מחממים את הפתרון לרתיחה.</li>
		<li>להוסיף 10 מ של פתרון ציטראט trisodium עם שבר מסה של 1% במהירות לתוך הפתרון.</li>
		<li>מחממים את הפתרון 15 דקות נוספות עד הפתרון הסופי יהיה בצבע אדום. הערה: במקרה שלנו, הפתרון חומצה chloroauric במהירות נוכה ציטראט trisodium, זה היה ציין כי הפתרון במהירות משתנה מברור-צהוב כהה-שחור.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. הכנת הגדרת הניסוי
<ol><li>
הכנה של מערכת המדידה הנוכחית
	<ol>
<li>הפעלת מערכת המדידה הנוכחית המכיל המגבר הנוכחי (ראה טבלה של חומרים) ומערכת רכישת נתונים נמוך-רעש (ראה טבלה של חומרים)</li>
		<li>. הפעילי את מצב מתח-קלאמפ</li>
		<li>הגדר את רוחב הפס של מסנן 10 קילו-הרץ וקצב דגימה עד 100 קילו-הרץ.</li>
		<li>להרכיב בעיצוב עצמי ספציפי תוצרת בית נחושת כלוב להתגונן. רעש חיצוני עבור תאים ניסיוני, קדם מגבר על המיקרוסקופ הפוך (ראה טבלה של חומרים).</li>
		<li>פרוק הקליפה של כלוב פאראדיי, קליפות של מגבר, ומערכת מיקרוסקופ הפוכה.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
ההתקנה של מערכת זיהוי כהה-שדה
	<ol>
<li>מהדור nanotip זהב פנימה nanopipette מנוטרת על ידי מיקרוסקופ שדה – כהה. הערה: מערכת מיקרוסקופ הפוך (ראה טבלה של חומרים) משמש לקחת תמונות ואת פיזור ספקטרה. מצלמה מצלמות דיגיטלית בצבעים אמיתיים הוא מועסק תמונות של האלקטרודה nanopipette ו- nanopore. הקבל כהה-שדה [מפתח נומרי (NA) = 0.8-0.95)] מנוצל כדי ליצור תאורה של שדה אפל. 10 X (NA = 0.3), 20 X (NA = 0.45), 40 X (NA = 0.6) מטרות משמשים כדי לאסוף תמונות של WNE סגור-סוג. קרינה פלואורסצנטית זיהוי משמש לאימות נוסף אם קיימים פערים בין nanotip לבין הדופן הפנימית של nanopipette. ניסוי זה מבוצע על ידי אחר EMCCD (ראה טבלה של חומרים) משולב גם על המיקרוסקופ הפוכה, האור עירור הוא מנורת כספית מובנה עם מסנן פס-פס של 450 – 490 nm.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. ייצור של WNE מסוג סגור
<ol><li>
ייצור של nanopipettes
	<ol>
<li>הכניסו הנימים קוורץ (ראה טבלה של חומרים) שפופרת צנטרפוגה 15 מ"ל מלא עם אצטון 10 דקות של ניקוי אולטראסוניות.</li>
		<li>יוצקים את אצטון, ולאחר מכן הוספת אתנול לתוך הצינור צנטריפוגה אותו.</li>
		<li>שמכניסים את נקז צנטריפוגה אולטראסאונד 10 דקות של ניקיון.</li>
		<li>מכניסים את נימי הדם עוד צינור צנטריפוגה 15 מ"ל מים יונים הסרה של האתנול, עם 10 דקות של שטיפה.</li>
		<li>ללא הרף אולטרה סאונד נקי הנימים שלוש פעמים עם יונים מים כדי להסיר האתנול שיורית.</li>
		<li>יבש את נימי הדם באמצעות זרם גז חנקן.</li>
		<li>שמור את הנימים שפופרת צנטרפוגה חדש, נקי.</li>
		<li>להפעיל את פולר לייזר של2 CO (ראה טבלה של חומרים)</li>
		<li>מחממים את פולר למשך 15-20 דקות להבטיח כוח לייזר יציב.</li>
		<li>התקן את נימי נקי פולר.</li>
		<li>להגדיר את הפרמטרים מושך של חום, הלהט, מהירות, עיכוב, משיכת כוח בלוח של פולר לייזר2 CO בקוטר מסוים. הפרמטר מפורט עבור משיכת של nanopipette בקוטר 30 nm ב פרוטוקול זה מוצגת טבלה 1 (איור 1).</li>
		<li>לתקן את nanopipette מוכן על צלחת פטרי עם הדבק לשימוש חוזר (ראה טבלה של חומרים) עבור אפיון נוסף.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
ייצור של סגור-סוג WNE
	<ol>
<li>להחדיר μL 10 של הפתרון4 מוכן HAuCl לתוך nanopipette microloader.</li>
		<li>Centrifuge את nanopipette במשך 5 דקות ב x סביב 1878 g להסרת בועות אוויר nanopipette. הערה: בשלב זה, מיקמנו את nanopipette עם קצה פונה כלפי מטה לתוך בעל תוצרת בית בתוך שפופרת צנטרפוגה 2 מ"ל.</li>
		<li>לתקן את nanopipette על coverslip עם גומי סיליקון מוכן (ראה שלב 1.4) ולהגדיר בתוך nanopipette השטח כמו הצד "חבר העמים" והן בחוץ כמו הצד "טראנס".</li>
		<li>המתן 5 דקות עד הגומי הוא נרפא.</li>
		<li>נפרוס האנסמבל משולב אובייקטיבית של המיקרוסקופ הפוכה.</li>
		<li>להפעיל ולהתאים את התאורה כהה-שדה למקד את הטיפ nanopipette תחת מטרה מיקרוסקופ X 10.</li>
		<li>שנה 20 X ויעדים X 40 עבור רזולוציה מרחבית גבוהה יותר.</li>
		<li>במקום אחד אלקטרודה Ag/AgCl פנימה nanopipette.</li>
		<li>מקם את האלקטרודות Ag/AgCl ארציים אחרים לתוך הצד טרנס .</li>
		<li>להתחבר זוג אלקטרודות Ag/AgCl קדם מגבר.</li>
		<li>הפעל מערכת המדידה הנוכחית ואת התוכנה המתאימה (ראה טבלה של חומרים) עבור ההקלטה הנוכחית יוניים.</li>
		<li>להגדיר את פוטנציאל יישומי ל-300 mV.</li>
		<li>לאט לאט להוסיף 150 μL של פתרון4 NaBH לתוך הצד טרנס כדי לעורר את התגובה בין HAuCl4 NaBH4 (איור 2). הערה: צמצום NaBH4 בתמיסה המימית מתקיים שיעור תגובה אלימה. לכן, הדור של H2 מן ההפחתה של NaBH4 עלול לגרום מבנה פגום של nanotip על ידי הדור של חללים במהלך הגידול nanotip זהב.</li>
		<li>במקביל, חשמלית, שטיחות להקליט את המעקב הנוכחי ואת השדה כהה תמונה/פיזור ספקטרה באמצעות הנוכחי מדידה, כהה-שדה זיהוי מערכות (איור 3). הערה: הפתרון אתנול הוא תנודתי בתאורה שדה אפל. שים לב לנפח של אתנול במהלך תהליך ייצור.</li>
		<li>כבה את פוטנציאל יישומי לאחר יוניים הנוכחי עקיבה בחזרה ל- 0 הפלסטינית.</li>
		<li>לשטוף את מוכנה יונים סגור-סוג WNE עם זורמים מים מלמטה עד הקצה.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
אפיון סגור-סוג WNE
	<ol>
<li>לאפיין סגור-סוג WNE עם מיקרוסקופ אלקטרונים סריקה (SEM), וזו שיטה כללית פלואורסנציה nanopipettes22,31,32,33,34 .</li>
		<li>להשתמש ניסוי פלורסנט של יון סידן כדי לוודא התנאי איטום של nanotip זהב פנימה nanopipette.<ol>
<li>מזריקים μL 10 בפתרון2 CaCl לתוך הצד cis סגור מסוג WNE ו- Fluo-8 הפתרון לתוך הצד טרנס .</li>
			<li>להתחבר האלקטרודות Ag/AgCl headstage.</li>
		</ol>
</li>
		<li>החלת דעה קדומה mV 400 פוטנציאליים ולהשתמש את EMCCD (ראה טבלה של חומרים) כדי לפקח על התגובה זריחה באזור עצה. השתמש מיקוד קרן יונים (שיקרתי) לפסל את WNE סגור-סוג מהקצה אל החלק התחתון, ואז לקבוע את האורך של שכבת מתכת פנים או nanotip עם אפיון SEM.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
ננו-חלקיק יחיד התנגשות עם סגר-סוג WNE
	<ol>
<li>לשנות את הפתרון בדפנות טרנס ו- cis פתרון אשלגן כלורי לאחר ייצור של WNE סגור-סוג.</li>
		<li>העברת μL 50 בפתרון nanoparticle זהב 30 ננומטר לתוך הצד טרנס . להקליט את האות הנוכחי של ננו-חלקיק יחיד אירועי התנגשות פוטנציאלית של 300 mV (איור 5).</li>
		<li>לשנות את מתח המופעל כדי לנטר את תדירות משרעת, שינוי צורה של האות הנוכחי.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Vajda, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Subnanometre+platinum+clusters+as+highly+active+and+selective+catalysts+for+the+oxidative+dehydrogenation+of+propane%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Subnanometre platinum clusters as highly active and selective catalysts for the oxidative dehydrogenation of propane.</a> Nature Materials. 8 (3), 213-216 (2009).</li>
<li>Liu, G. L., Long, Y. T., Choi, Y., Kang, T., Lee, L. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantized+plasmon+quenching+dips+nanospectroscopy+via+plasmon+resonance+energy+transfer%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">Quantized plasmon quenching dips nanospectroscopy via plasmon resonance energy transfer.</a> Nature Methods. 4 (12), 1015-1017 (2007).</li>
<li>Hu, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mass+production+and+high+photocatalytic+activity+of+ZnS+nanoporous+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edtion%22%5BJournal%5D)">Mass production and high photocatalytic activity of ZnS nanoporous nanoparticles.</a> Angewandte Chemie International Edtion. 44 (8), 1269-1273 (2005).</li>
<li>Martinez, B., Obradors, X., Balcells, L., Rouanet, A., Monty, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low+temperature+surface+spin-glass+transition+in+%CE%B3-Fe+2+O+3+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Low temperature surface spin-glass transition in γ-Fe 2 O 3 nanoparticles.</a> Physical Review Letters. 80 (1), 181(1998).</li>
<li>Fang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmonic+Imaging+of+Electrochemical+Reactions+of+Single+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Accounts+of+Chemical+Research%22%5BJournal%5D)">Plasmonic Imaging of Electrochemical Reactions of Single Nanoparticles.</a> Accounts of Chemical Research. 49 (11), 2614-2624 (2016).</li>
<li>Mirkin, M. V., Sun, T., Yu, Y., Zhou, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrochemistry+at+One+Nanoparticle%5BTitle%5D)+AND+%22Accounts+of+Chemical+Research%22%5BJournal%5D)">Electrochemistry at One Nanoparticle.</a> Accounts of Chemical Research. 49 (10), 2328-2335 (2016).</li>
<li>Murray, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoelectrochemistry%3A+metal+nanoparticles%2C+nanoelectrodes%2C+and+nanopores%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Nanoelectrochemistry: metal nanoparticles, nanoelectrodes, and nanopores.</a> Chemical Reviews. 108 (7), 2688-2720 (2008).</li>
<li>Anderson, T. J., Zhang, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-Nanoparticle+Electrochemistry+through+Immobilization+and+Collision%5BTitle%5D)+AND+%22Accounts+of+Chemical+Research%22%5BJournal%5D)">Single-Nanoparticle Electrochemistry through Immobilization and Collision.</a> Accounts of Chemical Research. 49 (11), 2625-2631 (2016).</li>
<li>Fu, K., Bohn, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanopore+Electrochemistry%3A+A+Nexus+for+Molecular+Control+of+Electron+Transfer+Reactions%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Central+Science%22%5BJournal%5D)">Nanopore Electrochemistry: A Nexus for Molecular Control of Electron Transfer Reactions.</a> ACS Central Science. 4 (1), 20-29 (2018).</li>
<li>Zaino, L. P., Ma, C., Bohn, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanopore-enabled+electrode+arrays+and+ensembles%5BTitle%5D)+AND+%22Microchimica+Acta%22%5BJournal%5D)">Nanopore-enabled electrode arrays and ensembles.</a> Microchimica Acta. 183 (3), 1019-1032 (2016).</li>
<li>Katemann, B. B., Schuhmann, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+and+Characterization+of+Needle-Type%5BTitle%5D)+AND+%22Electroanalysis%22%5BJournal%5D)">Fabrication and Characterization of Needle-Type.</a> Electroanalysis. 14 (1), 22-28 (2002).</li>
<li>Penner, R. M., Heben, M. J., Longin, T. L., Lewis, N. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+and+use+of+nanometer-sized+electrodes+in+electrochemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Fabrication and use of nanometer-sized electrodes in electrochemistry.</a> Science. 250 (4984), 1118-1121 (1990).</li>
<li>Watkins, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zeptomole+voltammetric+detection+and+electron-transfer+rate+measurements+using+platinum+electrodes+of+nanometer+dimensions%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Zeptomole voltammetric detection and electron-transfer rate measurements using platinum electrodes of nanometer dimensions.</a> Analytical Chemistry. 75 (16), 3962-3971 (2003).</li>
<li>Liu, Y., Li, M., Zhang, F., Zhu, A., Shi, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+Au+Disk+Nanoelectrode+Down+to+3+nm+in+Radius+for+Detection+of+Dopamine+Release+from+a+Single+Cell%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Development of Au Disk Nanoelectrode Down to 3 nm in Radius for Detection of Dopamine Release from a Single Cell.</a> Analytical Chemistry. 87 (11), 5531-5538 (2015).</li>
<li>Li, Y., Bergman, D., Zhang, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+and+electrochemical+response+of+1-3+nm+Pt+disk+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Preparation and electrochemical response of 1-3 nm Pt disk electrodes.</a> Analytical Chemistry. 81 (13), 5496-5502 (2009).</li>
<li>Kasianowicz, J. J., Brandin, E., Branton, D., Deamer, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+individual+polynucleotide+molecules+using+a+membrane+channel%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Characterization of individual polynucleotide molecules using a membrane channel.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 93 (24), 13770-13773 (1996).</li>
<li>Cao, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Discrimination+of+oligonucleotides+of+different+lengths+with+a+wild-type+aerolysin+nanopore%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Discrimination of oligonucleotides of different lengths with a wild-type aerolysin nanopore.</a> Nature Nanotechnology. 11 (8), 713-718 (2016).</li>
<li>Cao, C., Long, Y. -T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biological+Nanopores%3A+Confined+Spaces+for+Electrochemical+Single-Molecule+Analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Accounts+of+Chemical+Research%22%5BJournal%5D)">Biological Nanopores: Confined Spaces for Electrochemical Single-Molecule Analysis.</a> Accounts of Chemical Research. 51 (2), 331-341 (2018).</li>
<li>Sha, J. J., Si, W., Xu, W., Zou, Y. R., Chen, Y. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Glass+capillary+nanopore+for+single+molecule+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Science+China-Technological+Sciences%22%5BJournal%5D)">Glass capillary nanopore for single molecule detection.</a> Science China-Technological Sciences. 58 (5), 803-812 (2015).</li>
<li>Ying, Y. L., Zhang, J., Gao, R., Long, Y. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanopore-based+sequencing+and+detection+of+nucleic+acids%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Nanopore-based sequencing and detection of nucleic acids.</a> Angewandte Chemie International Edition. 52 (50), 13154-13161 (2013).</li>
<li>Lan, W. J., Holden, D. A., Zhang, B., White, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoparticle+transport+in+conical-shaped+nanopores%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Nanoparticle transport in conical-shaped nanopores.</a> Analytical Chemistry. 83 (10), 3840-3847 (2011).</li>
<li>Karhanek, M., Kemp, J. T., Pourmand, N., Davis, R. W., Webb, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single+DNA+molecule+detection+using+nanopipettes+and+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Single DNA molecule detection using nanopipettes and nanoparticles.</a> Nano Letters. 5 (2), 403-407 (2005).</li>
<li>Morris, C. A., Friedman, A. K., Baker, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applications+of+nanopipettes+in+the+analytical+sciences%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">Applications of nanopipettes in the analytical sciences.</a> Analyst. 135 (9), 2190-2202 (2010).</li>
<li>Yu, R. -J., Ying, Y. -L., Gao, R., Long, Y. -T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Confined+Nanopipette+Sensing%3A+From+Single+Molecules%2C+Single+Nanoparticles+to+Single+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+Interntaional+Edition%22%5BJournal%5D)">Confined Nanopipette Sensing: From Single Molecules, Single Nanoparticles to Single Cells.</a> Angewandte Chemie Interntaional Edition. , (2018).</li>
<li>Gao, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+30+nm+Nanopore+Electrode%3A+Facile+Fabrication+and+Direct+Insights+into+the+Intrinsic+Feature+of+Single+Nanoparticle+Collisions%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+Interntaional+Edition%22%5BJournal%5D)">A 30 nm Nanopore Electrode: Facile Fabrication and Direct Insights into the Intrinsic Feature of Single Nanoparticle Collisions.</a> Angewandte Chemie Interntaional Edition. 57 (4), 1011-1015 (2018).</li>
<li>Ying, Y. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Asymmetric+Nanopore+Electrode-Based+Amplification+for+Electron+Transfer+Imaging+in+Live+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Asymmetric Nanopore Electrode-Based Amplification for Electron Transfer Imaging in Live Cells.</a> Journal of the American Chemical Society. 140 (16), 5385-5392 (2018).</li>
<li>Gao, R., Ying, Y. L., Hu, Y. X., Li, Y. J., Long, Y. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wireless+Bipolar+Nanopore+Electrode+for+Single+Small+Molecule+Detection%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Wireless Bipolar Nanopore Electrode for Single Small Molecule Detection.</a> Analytical Chemistry. 89 (14), 7382-7387 (2017).</li>
<li>Gao, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+Self-Assembly+of+Homogenous+Microcyclic+Structures+Controlled+by+a+Silver-Coated+Nanopore%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Dynamic Self-Assembly of Homogenous Microcyclic Structures Controlled by a Silver-Coated Nanopore.</a> Small. 13 (25), 1700234-n/a (2017).</li>
<li>Kim, B. K., Kim, J., Bard, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrochemistry+of+a+single+attoliter+emulsion+droplet+in+collisions%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Electrochemistry of a single attoliter emulsion droplet in collisions.</a> Journal of the American Chemical Society. 137 (6), 2343-2349 (2015).</li>
<li>Lee, P. C., Meisel, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adsorption+and+surface-enhanced+Raman+of+dyes+on+silver+and+gold+sols%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Adsorption and surface-enhanced Raman of dyes on silver and gold sols.</a> Journal of Physical Chemistry. 86 (17), 3391-3395 (1982).</li>
<li>Steinbock, L. J., Otto, O., Chimerel, C., Gornall, J., Keyser, U. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detecting+DNA+folding+with+nanocapillaries%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Detecting DNA folding with nanocapillaries.</a> Nano Letters. 10 (7), 2493-2497 (2010).</li>
<li>Gong, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Label-free+in-flow+detection+of+single+DNA+molecules+using+glass+nanopipettes%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Label-free in-flow detection of single DNA molecules using glass nanopipettes.</a> Analytical Chemistry. 86 (1), 835-841 (2013).</li>
<li>Cadinu, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Double+Barrel+Nanopores+as+a+New+Tool+for+Controlling+Single-Molecule+Transport%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Double Barrel Nanopores as a New Tool for Controlling Single-Molecule Transport.</a> Nano Letters. 18 (4), 2738-2745 (2018).</li>
<li>Bell, N. A., Keyser, U. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Digitally+encoded+DNA+nanostructures+for+multiplexed%2C+single-molecule+protein+sensing+with+nanopores%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Digitally encoded DNA nanostructures for multiplexed, single-molecule protein sensing with nanopores.</a> Nature Nanotechnology. 11 (7), 645-651 (2016).</li>
</ol>

המחברים מצהירים אין קונפליקטים של אינטרסים.

ייצור של nanopipette מוגדרים היטב היא הצעד הראשון בתהליך ייצור WNE מסוג סגור. על ידי התמקדות לייזר2 CO במרכז נימי, נימי אחד מפריד לתוך שני nanopipettes סימטריים עם טיפים חרוט ננו. הקוטר נשלטת בקלות, הנע בין 30-200 ננומטר, על-ידי התאמת הפרמטרים של פולר הלייזר. יצויין, כי הפרמטרים עבור משיכת עלולים להשתנות עבור אלו שלוחצים פיפטה שונים. הסביבה טמפרטורה ולחות יכול להשפיע גם הקוטר סופי של nanopipette.
לאחר ייצור של nanopipette, תגובה כימית יוצר את nanotip מוצק פנימה nanopipette. ב פרוטוק...

חלקיקים משכו תשומת לב אדירה בשל תכונות מגוונות כגון שלהם יכולת קטליטי, תכונות אופטי מסוים, electroactivity ויחסי גודל השטח לבנפח גבוה1,2,3, 4. ניתוח אלקטרוכימי של חלקיקים יחיד הוא שיטה ישירה להבנת התהליכים כימי, אלקטרוכימי מהותי ברמת ננו. כדי להשיג מדידות רגישות גבוהה של חלקיקים יחיד, שתי הגישות אלקטרוכימי הוחלו בעבר כדי לקרוא את המידע nanoparticle הנוכחי תגובות5,6,7. אחד גישות אלה כרוך שיתק או לכידה של ננו-חלקיק בודד בממשק של nanoelectrode לחקר electrocatalysis8,9. האסטרטגיה אחרים מונעת על ידי התנגשות ננו-חלקיק בודד עם המשטח של אלקטרודה, אשר יוצרת תנודות הנוכחי ארעי בתהליך דינמי חמצון-חיזור.
שתי השיטות מחייבות הננומטרי העדינה חישה ממשק התואם את הקוטר של חלקיקים בודדים. עם זאת, ייצור מסורתיים של nanoelectrodes שילבה בעיקר את מערכות מיקרו-אלקטרו (MEMS) או לייזר משיכת טכניקות, אשר מייגע, undisciplinable10,11,12, 13. לדוגמה, מבוסס MEMS פבריקציה נוספת של nanoelectrodes הוא יקר ודורש שימוש חדר נקי, הגבלת את ייצור מאסיבי, הפופולריזציה של nanoelectrodes. מצד שני, לייזר משיכת פבריקציה נוספת של nanoelectrodes מסתמכת במידה רבה על החוויה של האופרטורים במהלך אטימה, משיכת חוט מתכת בפנים נימי. אם החוט מתכת אינם נעולים היטב נימי, הפער בין הקיר הפנימי של nanopipette חוט יכול באופן דרמטי להציג את רעשי הרקע עודף הנוכחי, להגדיל את electroactive חישה באזור. מחסרונות אלה להקטין במידה רבה את רגישות nanoelectrode. מצד שני, קיומו של פער ניתן להגדיל את האזור אלקטרודה, להפחית את הרגישות של nanoelectrode. כתוצאה מכך, קשה להבטיח הופעה לשחזור עקב מורפולוגיות בלתי נשלט אלקטרודה כל תהליך ייצור14,15. לכן, שיטת ייצור כללי nanoelectrodes עם הפארמצבטית מעולה נדרשת בדחיפות כדי להקל על אלקטרוכימי חקר התכונות מהותי של חלקיקים בודדים.
לאחרונה, פותחה טכניקת nanopore כמו גישה אלגנטית ללא תווית עבור מולקולה בודדת ניתוח16,17,18,19,20. בשל ייצור לשליטה שלה, nanopipette מספק ריתוק ננו, עם קוטר אחיד הנע בין 30-200 ננומטר על ידי לייזר פולר נימי21,22,23,24 . יתר על כן, הליך ייצור לשחזור ופשוט מבטיחה ההכללה של nanopipette. לאחרונה, אנחנו הציע אלקטרודה אלחוטית nanopore (WNE), אשר לא דורשים אטימה של חוט מתכת בפנים nanopipette. באמצעות תהליך ייצור נתיישב, לשחזור, WNE יש תצהיר מתכת הננומטרי בתוך nanopipette כדי ליצור את electroactive ממשק25,26,27,28 . מאז WNE בעל מבנה מוגדר היטב עם מורפולוגיה אחיד של לידות שלה, הוא משיג ברזולוציה גבוהה הנוכחי, כמו גם התנגדות נמוכה-קיבול (RC) קבוע הזמן לביצוע ברזולוציה הטמפורלית גבוהה. בעבר דיווחנו שני סוגים של WNEs, פתוח- וסוג סגורים-, למימוש ניתוח בישות אחת. WNE פתוח-סוג מעסיק שכבה nanometal שהופקדו על הקיר הפנימי של nanopipette, אשר ממירה הזרם faradic של ישות יחידה התגובה הנוכחית26יונית. בדרך כלל, הקוטר של WNE פתוח-סוג הוא בסביבות 100 ננומטר. כדי להקטין עוד יותר את הקוטר של WNE, הצגנו את WNE סגור-סוג, שבו nanotip מתכת מוצק תופסת באופן מלא את הטיפ nanopipette באמצעות גישה כימית-אלקטרוכימיות. בשיטה זו ניתן להפיק במהירות של nanotip 30 ננומטר זהב בתוך ריתוק. nanopore. הממשק מוגדר היטב באזור קצה של WNE סגור-סוג מבטיחה יחס אות לרעש גבוה למדידות אלקטרוכימיות של חלקיקים בודדים. כמו ננו-חלקיק הזהב טעון מתנגש עם WNE סגור-סוג, תהליך טעינה-מתרוקנת מרביים על הממשק עצה גורם לתגובה משוב קיבולי (CFR) בהמעקב הנוכחי יוניים. בהשוואה של הקודם ננו-חלקיק יחיד התנגשות המחקר ויה nanoelectrode עם מתכת בנקאית בתוך29, WNE סגור-סוג הראה גבוהה יותר הרזולוציה הנוכחית של 0.6 ± 0.1 פאפא (RMS) בעלת רזולוציה טמפורלית גבוהה יותר של 0.01 ms.
במסמך זה, אנו מתארים הליך ייצור מפורט עבור WNE סגור-סוג זה כולל מבוקר מאוד מידות ואת הפארמצבטית מצטיינים. פרוטוקול זה, תגובה פשוטה בין BH4AuCl4– – נועד להפיק nanotip זהב החוסמת לחלוטין כגדולים של nanopipette. לאחר מכן, אלקטרוכימיה דו-קוטבי מאומץ לצמיחה רציפה של nanotip זהב המגיע אורך מספר מיקרומטר פנימה nanopipette. הליך פשוט זה מאפשר את יישום זה ייצור nanoelectrode, אשר יכול להתבצע בכל מעבדה כימיה כללית ללא חדר נקי עם ציוד יקר. כדי לקבוע את גודל, מורפולוגיה ומבנה פנימי של WNE סגור-סוג, פרוטוקול זה מספק הליך אפיון מפורט עם השימוש מיקרוסקופ אלקטרונים סריקה (SEM) וספקטרוסקופיה זריחה. דוגמה אחת האחרונות מודגשת, אשר מודד ישירות את האינטראקציות מהותי ודינאמי של חלקיקי זהב (AuNPs) מתנגשים לכיוון nanointerface של WNE סגור-סוג. אנו מאמינים כי WNE סגור-סוג עלולה לסלול נתיב חדש עבור מחקרים עתידיים אלקטרוכימי של תאים חיים, ננו-חומרים וחיישני ברמות ישות אחת.

<table><tbody><tr><td>אצטון</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>650501</td> איזון אנליטי <td>דליק ונדיף מאוד</td></tr><tr><td></td><td>מטלר טולדו</td><td>ME104E</td><td></td></tr><tr><td>מגבר Axopatch 200B</td><td>מכשירים</td><td></td><td></td>מולקולריים</tr><tr><td>Blu-Tack דבק רב פעמי</td><td></td> צינור צנטריפוגה Bostik <td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>Corning Inc.</td><td></td><td>צינורות צנטריפוגה עם מכסה CentriStar, 15 מ"ל</td></tr><tr><td>חומצה כלורואורית</td><td>אנרגיה כימית</td><td>E0601760010</td><td>HAuCl4</td></tr><tr><td>Clampfit 10.4 מכשירים</td><td>מולקולריים</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Digidata 1550A digitizer</td><td>מכשירים</td><td></td><td></td>מולקולריים</tr><tr><td>DS Fi1c מצלמת CCD בצבע אמיתי</td><td>Nikon</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ecoflex 5 Addtion cure סיליקון גומי</td><td>Smooth-On</td><td>17050377</td><td></td></tr><tr><td>Eppendorf Reference 2 פיפטות</td><td>Eppendorf</td><td>492000904</td><td>10, 100 ו-1000 ומיקרו; L</td></tr><tr><td>אתנול</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>24102</td> כלוב <td></td></tr><tr><td></td><td></td><td>פאראדיי</td> דליק ונדיף <td>מאוד נחושת</td></tr><tr><td>iXon 888 EMCCD</td><td>צינורות</td> מיקרוצנטריפוגה אנדור <td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>Axygen Scientific</td><td></td><td>0.6, 1.5 ו-2.0 מ"ל</td></tr><tr><td>מיקרו-מטען</td><td>Eppendorf</td><td>5242 956.003</td><td>20 ומיקרו; L</td></tr><tr><td>כיסוי מיקרוסקופ זכוכית</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>LOT 16938</td><td>20 מ"מ*60 מ"מ-1 מ"מ</td></tr><tr><td>עובי מטהר מים Milli-Q</td><td>Millipore</td><td>SIMS00000</td><td>מאייד קרן אלקטרונים דנטון</td></tr><tr><td>P-2000 חולץ לייזר</td><td>Sutter Instrument</td><td></td><td></td></tr><tr><td>קצות פיפטה</td><td>Axygen Scientific</td><td></td><td>10, 200 ו-1,000 ומיקרו; L</td></tr><tr><td>אשלגן כלורי, + D25 + A2: F2 + A2: F25</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>P9333-500G</td><td>KCl</td></tr><tr><td>פיפטות קוורץ</td><td>סאטר</td><td>QF100-50-7.5</td><td>OD: 1.0 מ"מ, תעודת זהות: 0.5 מ"מ, אורך 75 מ"מ</td></tr><tr><td>מקרר</td><td>סימנס</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מדלל סיליקון</td><td>חלק 1506330</td><td></td><td></td></tr><tr><td>חוט כסף</td><td>אלפא Aesar</td><td>11466</td><td></td></tr><tr><td>נתרן בורוהידריד,</td> <td>טיאנליאן כימיה.</td><td>71320</td><td>NaBH4</td></tr><tr><td>Ti-U מיקרוסקופ שדה כהה הפוך</td><td>Nikon</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

אלקטרודה nanopore אלחוטית מסוג סגור לניתוח חלקיקים יחיד

A Closed-Type Wireless Nanopore Electrode for Analyzing Single Nanoparticles

מדידת תכונות מהותי של חלקיקים בודדים על-ידי nanoelectrochemistry בחשיבותו המהותית עמוק והוא בעל פוטנציאל ההשפעות הננו. עם זאת, electrochemically ניתוח חלקיקים יחיד הוא מאתגר, כמו nanointerface חישה הוא בלתי נשלט. כדי לטפל באתגר זה, נתאר כאן את ייצור ואפיון של אלקטרודה nanopore אלחוטית מסוג סגור (WNE) אשר מוצגים הפארמצבטית מצטיינים ומורפולוגיה מאוד לשליטה. הזיוף נתיישב של WNE מאפשר הכנת nanoelectrodes מוגדרים היטב בתוך מעבדה כימיה כללית ללא השימוש של חדר נקי וכן ציוד יקר. יישום אחד של בן 30 + ננומטר סגור-סוג WNE בניתוח של חלקיקי זהב יחיד בתערובת גם מודגשת, אשר מציג רזולוציה גבוהה הנוכחית של הרשות הפלסטינית 0.6, רזולוציה טמפורלית גבוהה של 0.01 גב' Accompanied על ידי שלהם קטן ומורפולוגיה מעולה קטרים, יותר יישומים אפשריים של WNEs מסוג סגור ניתן להרחיב מ nanoparticle אפיון גילוי מולקולה בודדת/יון, בודק את החד-תאיים.

נדגים בגישה נתיישב כדי לבדות מוגדרים היטב 30 nm nanopore אלחוטית אלקטרודה בהתבסס על nanopipette חרוט קוורץ. הזיוף של nanopipette הוא הפגין איור 1, הכולל שלושה שלבים עיקריים. Microcapillary של הקוטר הפנימי של 0.5 מ מ, קוטר חיצוני של 1.0 מ מ קבוע של פולר, ולאחר מכן לייזר ממוקדת במרכז נימי להמיס את הקוורץ. על-ידי החלת כוחות המסופים של נימי, זה סוף סוף מפריד ויוצר שני חלקים עם טיפים חרוט ננו. הפרמטרים מושך הינם מסופקים בכל טבלה 1 עבור בדיית nanop...

כאן, אנו מציגים פרוטוקול עבור ייצור של אלקטרודה nanopore אלחוטית מסוג סגור ומדידה אלקטרוכימי עוקבות של ננו-חלקיק בודד התנגשויות.

אלקטרודה Nanopore אלחוטית מסוג סגור לניתוח חלקיקים יחיד

Measuring the intrinsic features of single nanoparticles by nanoelectrochemistry holds deep fundamental importance and has potential impacts in ...

מדידה אלקטרוכימית של התכונה המהותית של ננו-חלקיק יחיד היא בעלת חשיבות רבה בננו-מדע. שיטה זו מדגימה דרך פשוטה אך ניתנת לשחזור מאוד לבנות אלקטרודה ננו-אמור אלחוטית לניתוח ננו-חלקיקים יחיד מהיר. הגודל של nanoelectrode יכול להגיע ככל 30 ננומטר על ידי שיטת ייצור פשוטה זו.הרזולוציה הנוכחית והרזולוציה הזמנית במהלך הניתוח הן 0.6 פיקואמפ ו- 0.01 אלפיות שניה, בהתאמה. צפוי כי אלקטרודה ננו-אמור אלחוטית זו תנוצל עבור vivo וניתוח חילוני לא פולשני בגלל הגודל הננומטרי של קצה nanoelectrode. מאפיין תהודה פלסמוני משטח מקומי של קצה ננו זהב ואת החזון האופטי המושלם של nanopipettes לחצות יכול לאפשר זיהוי אופטי חשמלי בקנה מידה ננו.חוקרים המעוניינים בהמצאה של אלקטרודה ננו-אמורה אלחוטית צריכים לשלוט בתהליך שופך הננו-צינוריות. כי זה צעד מכריע בהליך. הם צריכים לשים לב לטמפרטורה הסביבתית ולחות בעת שפיכת פיפטה.ראשית להוסיף 4.8 מיליליטר של חומצה כלורואורית עם שבר מסה של 1%-40 מיליליטר של מים deionized עם ערבוב נמרץ. ואז לחמם את הפתרון לרתיחה. הוסף במהירות 10 מיליליטר של פתרון ציטראט טריסודיום עם שבר מסה של 1% לתוך הפתרון.מחממים את הפתרון במשך 15 דקות נוספות עד הפתרון הסופי הוא אדום בצבע. מניחים נימי קוורץ בצינור צנטריפוגה 15 מיליליטר מלא אצטון ונקי במנקה קולי במשך עשר דקות. בסיום, להסיר את האצטון ולהוסיף אתנול.לאחר מכן מניחים את צינור הצנטריפוגה במנקה הקולי במשך עשר דקות נוספות של ניקוי. לאחר מכן, מניחים את נימי הקוורץ לתוך עוד צינור צנטריפוגה 15 מיליליטר עם מים deionized להסרת אתנול, ולבצע ניקוי קולי במשך 10 דקות. יבש את נימי הקוורץ באמצעות זרם גז חנקן ולאחסן אותם בצינור צנטריפוגה נקי.לאחר מכן, הפעל מושך לייזר פחמן דו חמצני וחום מראש במשך 15-20 דקות כדי להבטיח כוח לייזר יציב. התקינו נימי קוורץ נקי במושך הלייזר הפחמן הדו-חמצני המחומם מראש. הגדר את הפרמטרים המשיכה של חום, חוט, מהירות, עיכוב, וכוח מושך על הלוח של מושך לייזר פחמן דו חמצני לקוטר מסוים.תקן את הננופיפט המוכן על צלחת פטרי עם דבק לשימוש חוזר לאפיון נוסף. להזריק 10 microliters של פתרון חומצה כלורואורית מוכן לתוך nanopipette עם מיקרוloader. צנטריפוגה nanopipette במשך חמש דקות בסביבות 1, 878 פעמים G להסרת בועות אוויר nanopipette.לאחר הצנטריפוגה, לתקן את nanopipette על להחליק כיסוי עם גומי סיליקון מוכן בעבר, ולהגדיר את האזור בתוך nanopipette כמו הצד cis ומחוצה לו כמו הצד הטרנס. לאחר המתנה של חמש דקות לריפוי הגומי, מניחים את ההרכב המשולב על השולחן האובייקטיבי של מיקרוסקופ הפוך. הפעל והתאם את תאורת השדה הכהה כדי למקד את קצה הננופיגט תחת מטרת מיקרוסקופ 10x.עבור למטרה של 40x לקבלת רזולוציה ספאלית גבוהה יותר. במקום הבא אלקטרודה אחת כסף כלוריד כסף בתוך nanopipette. לאחר מכן מניחים אלקטרודה כלוריד כסף מקורקע שני בצד הטרנסג'נדר.חבר את אלקטרודות הכלוריד הכסומת כסף למגבר טרום. הפעל את מערכת המדידה הנוכחית ואת התוכנה המתאימה להקלטה נוכחית יונית. לאחר מכן הגדר את הפוטנציאל המוחל ל- 300 מילי-וולט.עכשיו לאט להוסיף 150 microliters של פתרון נתרן borohydride לצד הטרנסג'נדר כדי לעורר את התגובה בין חומצה כלורואורית ונתרן borohydride. בו-זמנית, תקליטו חשמלית ואופתית את העקבות הנוכחיים ואת ספקטרום פיזור תמונת השדה הכהה באמצעות המדידה הנוכחית ומערכות זיהוי השדות הכהים. כבה את הפוטנציאל המוחל לאחר שהזרם היוני חוזר לאפס פיקואמפים.לשטוף את הסוג הסגור המוכן WNE עם מים deionized זורם מלמטה לקצה. שנה את הפתרון בצדדים טרנס ו cis לפתרון אשלגן כלורי לאחר ייצור של הסוג הסגור WNE. העבר 50 מיקרוליטרים של פתרון ננו-חלקיקי זהב ננו-מולאר 30 לצד הטרנסג'נדר.ואז להקליט את האות הנוכחי של אירועי התנגשות חלקיקים בודדים בפוטנציאל של 300 מיליבולטים. לבסוף, שנה את המתח המוחל כדי לפקח על התדירות, משרעת ושינוי הצורה של האות הנוכחי. ייצור ננו-צינורית כולל שלושה שלבים עיקריים.מיקרו-אקפילרי בקוטר פנימי של 0.5 מילימטר וקוטר חיצוני של 1 מיליליטר קבוע במשוך, ולייזר מתמקד במרכז נימי כדי להמיס את הקוורץ. על ידי החלת כוחות על המסופים של נימי, זה סוף סוף מפריד ויוצר שני חלקים עם טיפים חרוט ננומטרי. ההליך של יצירת nanotip זהב בתוך קצה nanopipette, לאחר תהליך משיכה מוצג כאן.מערכת אפיון in situ שימש כדי לפקח על תהליך הייצור של הסוג הסגור WNE על ידי הקלטה בו זמנית של התגובה הנוכחית ותמונות שדה כהה. תמונות SEM בתצוגה העליונה של nanopipette חשוף וסוג סגור WNE מוצגים כאן לאחר קרן יתד פיצול תצוגה צדדית תמונת SEM מספק את המורפולוגיה של nanotip זהב בתוך הסוג הסגור WNE. בניסויי התנגשות חלקיקים בודדים, חלקיקי הזהב מתווספים לצד הטרנסג'נדר של ה- WNE.ביצועי הרעש הבולטים של CNE זה חושפים את האותות הנסתרים בתדר אות גבוה. בעת יצירת קצה ננו זהב, פוטנציאל מיושם נמוך יש להשתמש כדי ליצור את הממשק האלקטרוכימי. פוטנציאל יישומי גבוה יכול להאיץ את הדור של זהב וכתוצאה מכך מבנים פגומים בקצה ננו.רזולוציית הניגודיות הגבוהה והרזולוציה המיוחדת הגבוהה של שיטה זו יכולות לסייע לחוקרים להבין עוד יותר את תהליך העברת האלקטרונים בסולם הננו. נתרן borohydride מסוכן יגיב באלימות עם מים. אנא היזהר בעת הכנת פתרון נתרן borohydride.

a-closed-type-wireless-nanopore-electrode-for-analyzing-single

Research

JoVE Journal

Chemistry

כימיה

השיטה של ​​שימוש מצב מוצק nanopores לפקח על הלא ספציפית ספיחה של חלבונים על פני השטח אורגניים מתואר. השיטה משתמשת בעיקרון דופק-התנגדות, ומאפשר ספיחה להיות נחקר בזמן אמת והן ברמת מולקולה בודדת. בגלל תהליך ספיחה של חלבון יחיד רחוק שיווי משקל, אנו מציעים את העסקתם של מערכים מקבילים של nanopores סינתטי, מה שמאפשר לקביעת כמותית של קצב מסדר ראשון נראית לעין תגובה קבועה של חלבון ספיחה, כמו גם את לאנגמיור ספיחה מתמדת.

חלבון ניטור ספיחה עם מצב מוצק nanopores

אנו מתארים את ייצור מכשיר מדידה ולפרוטוקול biosensors בתדר גבוה המבוסס על צינורות פחמן. טכניקת חישת התדירות הגבוהה מפחית את הסיכון (דביי) השפעת ההקרנה יונית הבסיסית ומאפשרת Nanotube biosensor להיות מופעל בפתרונות כוח יוניים גבוהים שבי biosensors אלקטרוני קונבנציונלי נכשלים. הטכנולוגיה שלנו מספקת פלטפורמה ייחודית לbiosensors אלקטרוני הפועלים בתנאים פיסיולוגיים רלוונטיים נקודה של הטיפול (POC).

המצאה של Biosensor Nanotube פחמן בתדירות גבוהה Nanoelectronic לחישה בפתרוני כוח יוניים גבוהים

מתודולוגיה להכנת nanopores מצב מוצק בפתרון לניסויי טרנסלוקציה biomolecular מוצגת. על ידי יישום פולסים קצרים של שדות חשמליים גבוהים, בקוטר nanopore ניתן להגדיל מבוקר בדייקנות subnanometer ומאפייני הרעש החשמלי שלה השתפרו באופן משמעותי. הליך זה מבוצע באתרם באמצעות ציוד מעבדה סטנדרטי בתנאי ניסוי.

כיוון עדין גודל ומזעור הרעש של מצב המוצק Nanopores

שלפוחית ​​תאית לשחק תפקידים חשובים בתהליכים פיסיולוגיים ופתולוגיים, כוללים קרישה, תגובות חיסוניות, וסרטן או סוכנים טיפוליים פוטנציאליים כמו במשלוח סמים או רפואת רגנרטיבית. פרוטוקול זה מציג שיטות לאפיון כימות וגודל של שלפוחית ​​תאית מבודדת ולא מבודדת בנוזלים שונים תוך שימוש בחישת דופק resistive מתכונן.

כימות וגודל-פרופיל של תאית שלפוחית ​​באמצעות Pulse חישה מתכוונן התנגדותי

הפרוטוקול המוצג מתאר את הניתוח של הובלה מתווכת חלבון ממברנה ברמת הטרנספורטר היחיד באמצעות שכבות דו-שכבתיות נטולות שומנים נטולות ממס המשתרעות על פני נקבוביות. זה מושג על ידי יצירת שבבי מערך ננו-נקבוביות המיוצרים בתפזורת, בשילוב עם איסוף וניתוח נתונים מקבילים ביותר, המאפשרים הקמה עתידית של הקרנות אפקטור חלבון ממברנה.

תחבורת ממברנה תהליכים נותחה על ידי מערכת שבב nanopore מקבילה מאוד ברזולוצית חלבון יחידה

כאן אנו משתמשים nanopore מתכונן פוליאוריטן משולבים טכניקה חישה הדופק resistive לאפיין כימיה של פני השטח חלקיקים באמצעות מדידת מהירויות טרנסלוקציה החלקיקים, אשר ניתן להשתמש בהם כדי לקבוע את הפוטנציאל זטא של חלקיקים בודדים.

קביעת פוטנציאל זטה באמצעות Nanoparticle טרנסלוקציה מהירויות באמצעות nanopore מתכוונן: באמצעות חלקיקים שונה-DNA כמשל

Nanopore טכנולוגיה עבור רצפי מולקולות יש אפליקציות רחב במדעי החיים, כולל זיהוי של פתוגנים, ניטור בטיחות מזון, אנליזה גנומית, ניטור סביבתי metagenomic אפיון בקטריאלי עמידות לאנטיביוטיקה. במאמר זה, הוכח נוהל metagenomic אדמה רצפי DNA לצורך זיהוי מינים בטכנולוגיה רצף nanopore.

Nanopore רצפי DNA לניתוח Metagenomic אדמה

כאן, אנו מציגים פרוטוקול כדי לזהות אשכולות בעלי חמצן מתכת דיסקרטית, polyoxometalates (פופונים), במגבלת המולקולה היחידה באמצעות פלטפורמה אלקטרונית מבוססת nanopore ביולוגי. השיטה מספקת גישה משלימה לכלי כימיה אנליטיים מסורתיים המשמשים בחקר מולקולות אלה.

אפיון פיסי ברזולוציה גבוהה של חלקיקים מתכתיים בודדים

רצף Nanopore הוא טכנולוגיה חדשנית המאפשרת רצפי בעלות חסכונית במיקומים מרוחקים והגדרות משאב-עני. כאן, אנו מציגים פרוטוקול עבור רצף של mRNAs מתוך דם שלם התואם לתנאים כאלה.

רצף של mRNA מתוך דם שלם באמצעות רצפי Nanopore

הפרוטוקול מתאר כיצד לנטר אירועים אלקטרוכימיים על ננו-חלקיקים בודדים באמצעות ספקטרוסקופיית פיזור ראמאן משופרת על פני השטח והדמיה.

מעקב אחר אלקטרוכימיה על ננו-חלקיקים בודדים באמצעות ספקטרוסקופיית פיזור ראמאן משופרת פני השטח ומיקרוסקופ

פינצטה פלזמונית משתמשת בתהודה פלזמונית מקומית על פני השטח בננו-מבני זהב כדי ללכוד ננו-חלקיקים בודדים, כולל חלבונים, בתוך שדה אופטי בקנה מידה ננומטרי. שינויים באות המפוזר חושפים נוכחות חלבון ודינמיקה קונפורמטיבית, ומאפשרים ניטור ללא שינויים בפלואורופור או קשירת פני השטח.

ניטור דינמיקת קונפורמציה של חלבונים בודדים לא מותאמים באמצעות פינצטה פלזמונית

למד לייצר אלקטרודת ננופור אלחוטית מסוג סגור לניתוח חלקיקים יחידים בקנה מידה ננומטרי. השיטה מספקת רזולוציה גבוהה של 0.6 פיקואמפר ו-0.01 מילישניות ליישומים אלקטרוכימיים מתקדמים.

אלקטרודה Nanopore אלחוטית מסוג סגור לניתוח חלקיקים יחיד

גלה סרטונים נוספים