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Effettuando un'analisi fattoriale guidata per lo schermo del materiale, siamo stati in grado di ridurre al minimo il numero di materiali testati da ~ 20.000 a poche centinaia che aveva volte gelificazione adatte per la stampa. Applicando una linea guida rigorosa che richiede materiale tempo di gelificazione di 2,5 ore o superiore, materiali che possono intasare i perni di stampa o di produrre matrici riproducibili non sono mai stati stampati. I materiali stampabili individuate per avere sufficienti (> 2,5 ore) volte gelificazione sono stati stampati su 4 diversi piani di scorrimento in vetro funzionalizzate. Per essere considerato "stampabile", il numero massimo di punti per volume captazione del perno doveva essere stampato (SMP3 = 200). Spot sono stati valutati anche per posto morfologia garantire alcuna separazione di fase incrinature o indesiderabili era verificato utilizzando semplici microscopia brightfield come mostrato in Figura 2.
Da questo stadio di materiali stampabili identificati, microarrays sono stati prodotti con AChE echinasi incorporati nel componente acquosa tamponata. I materiali che erano compatibili con la procedura di dosaggio (incluso il potenziale sovrastampa e il lavaggio o la colorazione gradini) sono stati individuati osservando ritenzione di macchie di microarray (nessuna fessurazione, la perdita di macchie o insoliti pattern di fluorescenza) e un controllo positivo (PC) per il controllo negativo (NC ) rapporto superiore a 1 come osservata attraverso dell'immagine. Come questo era circa il 50% dei materiali, un maggior rapporto PC / NC di 3 è stato utilizzato per definire i materiali ottimali con ritenzione dell'attività di proteina. Attraverso questo metodo, 26 sol-gel materiali derivati contenenti materiali AChE e 2 contenenti chinasi soddisfatto i criteri> 3 PC / NC. Figure 3 e 4 mostrano una ripartizione grafica dei 5 passi guidati schermo materiali per l'individuazione di AChE e chinasi ottimale microarrays, rispettivamente.
Le analisi possono anche essere validati attraverso la generazione di un punteggio Z '17. Figura 5 mostra il diagramma Z 'ottenuta confrontando il segnale generato da 200 posti, PC 100 e 100 NC dopo sovrastampa il colorante indicatore e substrato sull'array AChE. Il dolore e le matrici chinasi hanno provocato i rispettivi punteggi Z 'di 0,60 e 0,67, indicativi di un eccellente saggio. Tuttavia, occorre notare che, prima convalida saggio, enzima, colorante, substrato e cofattore concentrazioni on-array dovevano essere ottimizzato con sovrastampa un intervallo di concentrazioni di ogni componente e selezionando la concentrazione che ha prodotto il segnale più elevato, come descritto in dettaglio altrove . 5
Per convalidare le analisi, i dati quantitativi di inibizione sono stati ottenuti utilizzando noti e sconosciuti AChE, con risultati eseguiti in duplicato e utilizzato per produrre trame duplicate (Figura 6A) e curve di inibizione (Figure 6B e 6C). sono stati stampigliati con miscele di inibitori noti piccole molecole biologicamente attive, poi con la tintura e il substrato, e le miscele di controllo contenenti sia gli inibitori noti o senza inibitori sono stati inclusi. Doppi appezzamenti sono stati generati per valutare l'attività enzimatica e qualunque miscela che hanno comportato meno del 25% dell'attività enzimatica sono stati considerati positivi per l'inibizione. Singoli composti da tali miscele sono state poi testate in duplicato per identificare la piccola molecola specifica (s) responsabile di inibizione. Una volta identificate, queste piccole molecole sono stati usati per generare curve di inibizione quantitative per determinare valori di IC 50 e le costanti di inibizione.
Risultati qualitativi simili sono stati ottenuti utilizzando la matrice multikinase con un inibitore della chinasi comune, staurosporina. Figure 7A e 7B mostrano l'immagine di microarray e indicano che le intensità di segnale dopo la sovrastampa e colorare il multikinasegamma sono come previsto per un controllo negativo (- ATP), controllo positivo (+ ATP) e noto inibitore (+ ATP + ab). Per dimostrare la capacità di ottenere dati quantitativi inibizione dai microarrays, un saggio di inibizione dipendente dalla concentrazione è stato fatto per un singolo chinasi. Come mostrato nelle Figure 8A e 8B, intensità del segnale diminuisce all'aumentare della concentrazione dell'inibitore, e la risposta segue la curva concentrazione di inibizione dipendente previsto per il sistema chinasi / substrato p38α/MBP.

Figura 1. Schematico generale di materiali guidato approccio di screening. Ogni blocco rappresenta una fase dello schermo in ordine sequenziale. Numeri sulla sinistra rappresentano il numero totale dei materiali preparati per l'analisi. Utilizzando un tempo di gelificazione maggiore di 2,5 hr (materiali con tempi di gelificazione inferiore a 2,5 hr are indicato dalla barrato), il numero di materiali che hanno superato ogni stadio e riportati durante la schermata materiale sono indicati dal numero a destra. * Rappresenta materiali con meno di separazione ottimale di fase.

Figura 2. Immagini ottiche mostrano varie modalità di guasto dei materiali al passo stampabilità dello schermo. L'immagine di un materiale "buono" (seconda riga, terza colonna) vengono visualizzati anche per il confronto. Ristampato con il permesso di riferimento 8, copyright 2013 American Chemical Society.

Figura 3. Un approccio di screening materiale diretto per l'identificazione di materiali ottimali per la realizzazione di sol-gel-derivati microarrays AChE. Ristampato con permissione di riferimento 5, copyright 2013 American Chemical Society.

Figura 4. Un materiale diretto approccio di screening per l'identificazione di materiali ottimali per la realizzazione di microarray chinasi sol-gel-derivati. Ristampato con il permesso di riferimento 8, copyright 2013 American Chemical Society.

Figura 5. (A) Una sezione di microarray AChE mostrando HC (verde brillante) e LC (verde chiaro) spot (una tavolozza nero-verde è stato applicato come falsi colori per chiarezza di presentazione); (B) una vista ingrandita della zona in scatola per evidenziare posto morfologia e l'allineamento, e. (C) trama un Z 'Le linee continue indicano la media della replicati, mentre le linee tratteggiate corrispondono a 3SD. Ristampato con il permesso di riferimento 5, copyright 2013 American Chemical Society.

Figura 6. (A) Duplicate trama per lo screening on-serie di analoghi sintetici di alcaloidi Amaryllidaceae; (B) IC 50 appezzamenti di potenziali inibitori identificati contrassegnati come composti 1 e (C) composti 2, con barre di errore rappresentano una deviazione standard della media di 25 replicati. punti rappresentativi sono riportati per illustrare le differenze di segnale proporzionale alla concentrazione di inibitori. Ristampato con il permesso di riferimento 5, copyright 2013 American Chemical Society. Clicca qui per ingrandire la figura .
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Figura 7. Assay on-array di quattro chinasi utilizzando 1.4SS/1.0PVA per intrappolamento e stampato su un vetrino ammina-derivatizzato. (A) Una immagine di una sezione di microarray in cui macchie con co-chinasi intrappolate con i rispettivi substrati sono stati sovrastampati con tampone (NC, riga superiore), o soluzioni contenenti ATP (PC, riga centrale) o ATP + staurosporina (fila in basso).
(B) Istogrammi confronto intensità di segnale tra inibiti e disinibiti reazioni, dopo la sottrazione dei segnali di fondo e barre di errore rappresentano una deviazione standard della media di 25 repliche. Ristampato con il permesso di riferimento
8, copyright 2013 American Chemical Society.

Figura 8. Inibi. sul saggio su un microarray p38a/MBP (A) Sezioni di microarray mostrano macchie rappresentativi overspotted con concentrazioni variabili di staurosporine, come indicato (le immagini sono state ottenute da una singola scansione dello stesso vetrino; immagine composita è mostrata per chiarezza). (B) IC 50 curva generata dalle immagini matrice analizzati. L'intensità ottenuti a 100 mM è stata sottratta da tutti immagini; tutte altre intensità sono stati normalizzati impostando l'intensità raggiunta a 10 nM a un valore di attività 100%. Ristampato con il permesso di riferimento 8, copyright 2013 American Chemical Society.

Figura 9. Immagini di pin furtività microscopico utilizzato per il contatto pin-stampa che mostra varie imperfezioni: (A) intasato, (B) piegati.