Rilevazione quantitativa SERS dell'acido urico attraverso la formazione di precise nanogiunzioni plasmoniche all'interno di aggregati di nanoparticelle d'oro e cucurbitacee

Sommario

Un complesso ospite-ospite di cucurbitacea[7]uril e acido urico si è formato in una soluzione acquosa prima di aggiungere una piccola quantità nella soluzione Au NP per il rilevamento quantitativo della spettroscopia Raman potenziata dalla superficie (SERS) utilizzando uno spettrometro modulare.

Abstract

Questo lavoro descrive un metodo rapido e altamente sensibile per il rilevamento quantitativo di un importante biomarcatore, l'acido urico (UA), tramite spettroscopia Raman potenziata dalla superficie (SERS) con un basso limite di rilevamento di ~ 0,2 μM per più picchi caratteristici nella regione delle impronte digitali, utilizzando uno spettrometro modulare. Questo schema di biorilevamento è mediato dalla complessazione ospite-ospite tra un macrociclo, cucurbitacea[7]uril (CB7) e UA, e dalla successiva formazione di precise nanogiunzioni plasmoniche all'interno dei nanoaggregati Au NP: CB7 autoassemblati. È stata inoltre eseguita una facile sintesi Au NP di dimensioni desiderabili per substrati SERS basata sul classico approccio di riduzione del citrato con un'opzione da facilitare utilizzando un sintetizzatore automatizzato costruito in laboratorio. Questo protocollo può essere facilmente esteso al rilevamento multiplexato di biomarcatori nei fluidi corporei per applicazioni cliniche.

Introduzione

L'acido urico, che è il prodotto finale del metabolismo dei nucleotidi purinici, è un importante biomarcatore nel siero del sangue e nelle urine per la diagnosi di malattie come gotta, preeclampsia, malattie renali, ipertensione, malattie cardiovascolari e diabete 1,2,3,4,5. Gli attuali metodi per il rilevamento dell'acido urico includono saggi enzimatici colorimetrici, cromatografia liquida ad alte prestazioni ed elettroforesi capillare, che richiedono tempo, denaro e richiedono una sofisticata preparazion....

Protocollo

1. Sintesi delle AP

1. Sintesi di semi di Au tramite il metodo convenzionale Turkevich²⁶
   1. Preparare 10 mL di soluzione di HAuCl₄ da 25 mM sciogliendo 98,5 mg di HAuCl₄· Precursore 3H₂O con 10 mL di acqua deionizzata in un flaconcino di vetro.
      NOTA: trasferire una piccola quantità di precursore HAuCl₄ in una barca di pesatura e utilizzare una spatola di plastica anziché una spatola metallica per pesare i cristalli perché il precursore HAuCl₄ corroderà le stoviglie metalliche. La fase di pesatura deve essere eseguita il più rapidamente possibile, poiché HAuCl₄ è ig....

Risultati

Nella sintesi Au NP presentata, gli spettri UV-Vis mostrano uno spostamento dei picchi LSPR da 521 nm a 529 nm dopo 10 fasi di crescita (Figura 4A, B) mentre i dati DLS mostrano una distribuzione dimensionale ristretta man mano che le dimensioni delle NP Au aumentano da 25,9 nm a 42,8 nm (Figura 4C, D). Le dimensioni medie di G0, G5 e G10 misurate dalle immagini TEM (Figura 4E) sono rispettivamente .......

Discussione

Il metodo di sintesi automatizzato descritto nel protocollo consente di sintetizzare in modo riproducibile Au NP di dimensioni crescenti. Sebbene ci siano alcuni elementi che devono ancora essere eseguiti manualmente, come l'aggiunta rapida di citrato di sodio durante la sintesi del seme e il controllo periodico per garantire che il tubo in PEEK sia sicuro, questo metodo consente Au NP di grandi dimensioni (fino a 40 nm), che di solito richiederebbero più iniezioni manuali di HAuCl₄ e citrato di sodio, da sin.......

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
nanoparticelle d'oro da 40 nm	NanoComposix	AUCN40-100M	NanoXact, 0,05 mg/ mL, nudo (citrato)
Tubo da centrifuga	Corning Falcon	14-432-22	50 mL volume
Cucurbitace[7]uril	Prodotto		vedi ref. 19
Cloruro d'oro (III) triidrato	Sigma aldrich	520918	≥ 99,9% di base di metalli in tracce
Siringa monouso Luer lock	Cole-Parmer	WZ-07945-15	volume 3 mL
Adattatore Luer-to-MicroTight	LuerTight	P-662	360 μ m diametro esterno Tubo a Siringa Luer
Tubo in PEEK	IDEX	1572	360 μ m diametro esterno, 150 μ Tagliatubi in PEEK con diametro interno di m
	IDEX	WZ-02013-30	Tagliatubi per cromatografia polimerica capillare per 360 & micro; m a 1/32" tubo OD Spettrometro
Raman	Ocean Optics	QE pro
Citrato di sodio tribasico diidrato	Sigma aldrich	S4641	ACS reagente, ≥ 99,0%
Sonda standard sonicatore
	Digi-Sense	WZ-08516-55
Pompa a siringa	Aladdin	ALADDIN2-220	2 siringhe, volume massimo della siringa 60 mL
Termometro a termocoppia	Digi-Sense	WZ-20250-91	Termometro a termocoppia a ingresso singolo con
	Eppendorf	5382000031	con Eppendorf SmartBlock per provette da 50 mL
Acido urico	Sigma aldrich	U2625	≥ 99%, cristallino

in laboratorio di tipo K termomiscelatore di calibrazione tracciabile NIST