Determinazione della Zeta Potenziale tramite nanoparticelle Traslocazione Le velocità attraverso una Tunable Nanopore: usando le particelle di DNA modificato come esempio

Sommario

Qui usiamo un nanoporo sintonizzabile poliuretano integrato in una tecnica di rilevamento di impulsi resistivo caratterizzare nanoparticelle chimica di superficie tramite la misura della velocità di traslocazione delle particelle, che può essere utilizzato per determinare il potenziale zeta delle singole nanoparticelle.

Abstract

tecnologie nanoporo, noti collettivamente come sensori resistivi Pulse (RPS), vengono utilizzati per rilevare, quantificare e caratterizzare le proteine, molecole e nanoparticelle. sensing sintonizzabile impulso resistivo (TRPS) è relativamente recente adattamento di RPS che incorpora un poro sintonizzabile che può essere alterato in tempo reale. Qui, usiamo TRPS di monitorare i tempi di traslocazione di nanoparticelle DNA modificato, e attraversa la membrana pori sintonizzabile in funzione della concentrazione di DNA e struttura (cioè, a singolo filamento di DNA a doppio filamento).

TRPS si basa su due elettrodi Ag / AgCl, separate da una membrana elastomerica pori che stabilisce una corrente ionica stabile su un campo elettrico applicato. A differenza di varie tecnologie di caratterizzazione delle particelle ottiche a base, TRPS possono caratterizzare le singole particelle, tra un campione di popolazione, permettendo per i campioni multimodali da analizzare con facilità. Qui, dimostriamo misurazioni potenziale zetatramite velocità traslocazione delle particelle di standard noti e applicarle per assaggiare i tempi traslocazione analiti, con il risultato di misura del potenziale zeta di questi analiti.

Oltre ad acquisire valori di potenziale zeta medi, i campioni sono tutti misurati utilizzando una prospettiva particelle-by-particella esibendo ulteriori informazioni su un determinato campione attraverso distribuzioni di popolazione campione, per esempio. Di conseguenza, il metodo illustrato potenziale all'interno applicazioni di rilevamento per entrambi i campi medico e ambientale.

Introduzione

nanoparticelle funzionalizzate stanno diventando sempre più popolare come biosensori in entrambi i campi medico e ambientale. La capacità di alterare la chimica di superficie di una nanoparticella, con il DNA, per esempio, si sta rivelando utile per i sistemi di somministrazione di farmaci mirati ¹ e monitoraggio interazioni DNA-proteina ^2-4. Una proprietà di nanoparticelle sempre più comune di essere utilizzato nel test biologici e nella consegna di terapie è superparamagnetismo ^5. particelle superparamagnetiche (SPP) sono estremamente utili per identificare e rimuovere analiti specifici da miscele complesse e possono farlo con il se....

Protocollo

1. Rendere il tampone fosfato con Tween-20 (PBST) Buffer

1. Sciogliere un PBS tablet (0,01 tampone M di fosfato, 0,0027 M cloruro di potassio, 0,137 M di sodio cloruro, pH 7,4) in 200 ml di acqua deionizzata (18,2 MW cm).
2. Aggiungere 100 pl (0.05 (v / v)%) Tween-20 per la soluzione di 200 ml di buffer come un tensioattivo.

2. Preparazione La particella Standards Carboxyl polistirolo

1. Agitare le particelle di calibrazione per 30 sec prima sonicazione per 2 min a 80 watt per creare monodispersity delle particelle.
2. Diluire le particelle di calibrazione 1 in 100 ad una concentrazione di 1x10 ^10<....

Risultati

Figura 1. Rappresentazione schematica dei processi di purificazione magnetica e una misurazione TRPS. A) Esempio di purificazione magnetica del campione a partire da un campione contenente eccesso, non legato DNA sonda di cattura. B) TrPs esempio di misura i) di particelle che passa attraverso il nanoporo e ii) evento blocco prodotta da particelle occlusione temporanea i.......

Discussione

Il calcolo per il potenziale zeta ha utilizzato un metodo basato calibrazione relativi al lavoro in Arjmandi et al. ^21. La durata della traslocazione di particelle, e attraversa un nanoporo viene misurata in funzione della tensione applicata, utilizzando un campo e particella media velocità elettrici sulla totalità di un poro conica regolare. La mobilità elettroforetica è la derivata di 1 / T (dove T è la durata blocco) rispetto alla tensione, moltiplicata per il quadrato della lunghezza della zona d.......

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Soluzione salina tamponata con fosfato (PBS)	Sigma Aldrich, UK	P4417	1 compressa disciolta in 200  ml di acqua deionizzata per fare la soluzione tampone.
Tween-20	Sigma Aldrich, Regno Unito	P1379	0,05% (v/v) in tampone PBS come tensioattivo
Nanoparticelle di carbossilpolistirene	Bangs Laboratories, US	CPC200	Diametro nominale di 220  nm, concentrazione grezza di 1 x 1012 particelle/ml, carica superficiale specifica di 86 µ eq/g (equivalente a una densità di carica superficiale di 3,2 x 1019 C/nm2.
Nanoparticelle rivestite di streptavidina	Ademtech, Francia	3121	Il lotto aveva una capacità di legame di 4.352 pmol/mg (188 nM di capacità teorica di legame al DNA) a una concentrazione grezza di 1,1 x 1011 particelle/ml.
Oligonucleotidi biotinilati	Sigma Aldrich, Regno Unito	VC00001	Specifiche del fornitore: Purificazione di fase 1 inversa (scala 0,05); Modifica della biotina all'estremità 3'; Polveri liofilizzate ricostituite al 100  µ M utilizzando acqua deionizzata e diluita secondo necessità. Sequenze: CP 5'ATGGTTAAACCTCACTAC GCGTGGC[Btn]
3'Olignonucleotidi standard	Sigma Aldrich, Regno Unito	VC00001	Specifiche del fornitore: Purificazione di fase 1 inversa (scala 0,05); Polveri liofilizzate ricostituite a 100 µ M utilizzando acqua deionizzata e diluita secondo necessità. Sequenze di bersagli del DNA: Completamente complementare - 5'GCCACGCGTAGTGA GGTTTAACCAT3', Rilegatura centrale - 5'GTAGTGAGGT3', Rilegatura finale - 5'GTTTAACCAT3', Strapiombo parzialmente complementare - 5'GTGAGGTTTAACCAT TTTTTTTTTTTTTTT3".
Izon qNano	Izon Science, NZ		Pressione intrinseca sul sistema di 47  Pa
Izon Variable Pressure Module (VPM)	Izon Science, NZ		Ogni 'cm' di pressione equivale a circa 100 Pa.
Membrane poliuretaniche nanopori Izon	Science, NZ	NP150	Intervallo di dimensioni dell'analita 60-480 nm, diametro dei pori calcolato in 799 nm con un tratto di 45 mm.
Magrack 6	GE Healthcare, Regno Unito	28-9489-64
Bagno sonico	Fisher Scientific, Regno Unito	10692353	80
Watt Vortexer	IKA, Germania	0003365000
Ruota rotante	Labnet International, Stati Uniti	H5500-230 V