אפיון הרכבה עצמית הפיכה תלויה ב-pH של קולואידים זהב מצופים עמילואיד בטא 1-40

מוקד המחקר שלי הוא להשיג את מידע האישור הקריטי של עמילואיד בטא 1-40 כאשר הוא נספג על פני השטח של ננו-חלקיקי הזהב ומתרחש תהליך צבירה הפיך. האתגר העומד בפנינו בתחום מחקר זה הוא להשיג מידע תרמי, כימי ודינמי על תהליך הצבירה ההפוכה. הממצא הגדול של פרויקט זה הוא שאנו מסוגלים לזהות את מצב התנועה או הרטט המסוים התורם לאישור מקופל או נפרש של עמילואיד בטא 1-40 כאשר הם נספגים על פני השטח של ננו-חלקיקי הזהב.

היתרון הגדול בשימוש ב-SERS, ספקטרוסקופיית פיזור ראמאן משופרת על פני השטח, הוא זיהוי אותות פיזור קטנים וחלשים מאוד כדי לזהות את המצב שהוא קריטי לגרימת קיפול והתפתחות. במקביל, אנו מסוגלים לאתר את המורפולוגיה של האגרגטים. הממצאים שאנו מסוגלים להפיק מפרויקט זה הם האינטראקציה העיקרית של אינטראקציה בין חלבון לחלבון, שתהיה חשובה לגרימת האוליגומר ואשר תוביל לפיברוגנזה.

כדי להתחיל, באמצעות מיקרופיפטה, הוסף מיליליטר אחד של מים מזוקקים נטולי יונים למיליגרם אחד של בטא עמילואיד ליופילי, או A beta 1-40. מערבבים את התמיסה עם מערבל מערבולת למשך כ -30 שניות. ודא שלא נשארים חלקיקים מוצקים בתמיסה בטמפרטורת החדר, כ-20 מעלות צלזיוס.

לאחר מכן, הכינו פתרונות מלאי פפטידים באמצעות מים נטולי יונים ומזוקקים. קבע את ריכוז הפפטיד על ידי מדידה ספקטרוסקופית של ספיגת טירוזין ב-275 ננומטר. אחסן את פתרונות המלאי A beta 1-40 במינוס 80 מעלות צלזיוס.

הפשירו את תמיסת מלאי הפפטידים כחמש דקות לפני איסוף הנתונים. בצינור צנטריפוגה של 15 מיליליטר, מערבבים שמונה מיקרוליטר מתמיסת הפפטיד עם 800 מיקרוליטר של חלקיקי זהב קולואידים. הוסף 4.2 מיליליטר מים מזוקקים נטולי יונים, ולאחר מכן מערבל את הדגימה למשך 10 שניות.

קבע את הריכוז של פפטידים A בטא 1-40 ב-1.8 ננו-מולר, והתאם את היחס בין פפטידים לחלקיקי זהב קולואידים בטווח הספציפי. בעזרת יחידת בקרת הטמפרטורה של הספקטרופוטומטר הגלוי UV, הגדר את התמיסה בטמפרטורת החדר, כ-22 מעלות צלזיוס. עקוב אחר ה-pH הראשוני של תמיסת הדגימה באמצעות מד pH והתאם אותו למעט מתחת ל-pH שבע.

אסוף את ספקטרום הספיגה בטווח של 400 עד 800 ננומטר. לאחר מכן, התאם את ה-pH של הדגימה לכ-pH ארבע על ידי הוספת מרווחים של 1.0 מיקרוליטר של 1.0 חומצה הידרוכלורית מולארית. אסוף את ספקטרום הספיגה באותו טווח של 400 עד 800 ננומטר.

לאחר מכן, התאם את ה-pH של הדגימה לכ-pH 10 על ידי הוספת מרווחים של כ-1.5 מיקרוליטר של 1.0 נתרן הידרוקסיד מולארי. אסוף את ספקטרום הספיגה באותו טווח אורכי גל של 400 עד 800 ננומטר. לאחר מכן, שנה את ה-pH בין pH ארבע ל-pH 10 פעמים 10 על ידי הוספת חומצה הידרוכלורית או נתרן הידרוקסיד.

אסוף ברציפות את ספקטרום הספיגה ב-25 מעלות צלזיוס. השג את מערך הנתונים ASCII של אורכי גל כפונקציה של ספיגה. השתמש בתוכנית PeakFit כדי לחלץ את המיקומים הממוצעים של פסגות הרצועה.

באמצעות פונקציית העלילה, התווה את מערך הנתונים כדי לדמיין את הצפיפות האופטית כפונקציה של אורך הגל. זהה וסמן את אורכי הגל הראשוניים, למבדה אחת ולמבדה שתיים, על ידי בחירת מיקומם המשוער בנתונים המשורטטים. התאם את הנתונים באמצעות פונקציית ההתאמה המרבית של תוכנית המקור.

השג את הגרף המציג את מיקומי השיא המרכזיים עבור כל למבדה המסומנת כ-XCI, יחד עם אזורי הפס המתאימים, המסומנים כ-AI. ייצא את מיקומי השיא שחולצו ואת האזורים המתאימים לתוכנית גיליון אלקטרוני לניתוח. חשב את גורם השקלול, AI, עבור כל מרכז שיא על-ידי השוואת שטח הרצועה לשטח הכולל של כל הרצועות באמצעות הנוסחה המוצגת. לאחר מכן, חלץ את מיקום השיא הממוצע באמצעות המשוואה המוצגת על המסך.

כדי ליצור תרשים הפיכות, טבלאות את מיקומי השיא הממוצעים כפונקציה של מספר הפעולה N.הקצה מספר פעולה N כפי שהוזכר על המסך. נתח את מיקום השיא ב- N באמצעות הנוסחה המוצגת. העבר את מערך הנתונים המחושב לתוכנת המקור ושרטט אותו.

בחרו התאמת עקומה לא ליניארית של הניתוח, הזינו את הערכים ההתחלתיים של A, B, C, D ו-E, ולחצו על Run כדי להשלים את תהליך התאמת העקומה. כדי לבצע הדמיית ראמאן, עבור כל דגימה בפעולה מספר N, הניחו 100 מיקרוליטר של תמיסה על דיסק נציץ בקוטר של סנטימטר אחד. הניחו לדגימות להתייבש למשך הלילה לפני המדידה.

לאחר מכן, אסוף תמונות אור לבן עבור כל מספר פעולה N.הכן את הדגימה הנפרדת על דיסק נציץ חדש מכיוון שה-pH משתנה ברציפות בין ארבע ל-10. אסוף את תמונת הרמאן עבור כל מספר פעולה, ובאמצעות המפרט שהוזכר של לייזר באורך גל של 633 ננומטר. צלם תמונות ברשת של 100 על 100 פיקסלים עם זמן אינטגרציה ספציפי, תוך התמקדות באזור הספקטרלי הרצוי.

שרטט את הספקטרום המייצג עבור כל מספר פעולה N מיושר כפונקציה של N.בנה ספקטרוסקופיה תלת מימדית משופרת על פני השטח, או ספקטרום SERS, כפונקציה של N עבור זהב 20 ננומטר מצופה בטא 1-40. השתמש בחלק העליון view של הספקטרום כמפת קווי מתאר כדי לחלץ את המצבים הספציפיים הקשורים למצב pH מסוים. זהה תכונות ספקטרליות המשופרות אך ורק במספרי פעולה זוגיים או אי-זוגיים.

רצועת ה-SPR של ננו-חלקיקי זהב מצופים בטא 1-40 עברה מ-530 ננומטר לכ-650 ננומטר כאשר התמיסה הפכה לחומצית יותר. זה תואם להיווצרות אגרגטים קולואידים מזהב עם מונומרים A בטא 1-40 שנפרשו כפי שנצפה על ידי TEM. שינוי הצבע התלוי ב-pH של זהב מצופה בטא 1-40 ניכר גם הוא.

ההסטה ההפיכה התלויה ב-pH של הרצועה הממוצעת הגיעה לשיאה בין אורך גל קצר לארוך יותר, והמורפולוגיה המפוזרת והמצטברת החלופית שנצפתה ב-TEM אישרה את האופי ההפיך של התהליך. הדמיית אור לבן הראתה דפוס צבירה ברור והפיך המתאים לשינויים ב-pH, בעוד שספקטרום ה-SERS הציג שינויים עדינים תלויי pH באזור טביעת האצבע.