タンパク質間相互作用を検出するためのグラフェンバイオセンサベースの電界効果バイオセンシング

0 閲覧数6:43 • July 8th, 2025

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タンパク質間相互作用(PPI)は、ほとんどの生物学的プロセスの調節に重要です。

電界効果バイオセンシングを使用してPPIを検出するには、グラフェン電界効果トランジスタチップから始めます。このチップは、ソース電極とドレイン電極の間の半導体チャネルとしてカルボキシル官能化グラフェン表面で構成されています。

チップをカルボジイミドとN-ヒドロキシスルホスクシンイミド、スルホ-NHSの新鮮な溶液とともに、両性イオン緩衝液中でインキュベートします。この緩衝液は適切な pH を生成し、カルボジイミドとスルホ NHS がチップの官能化カルボキシル基を活性化し、アミン反応性エステルを形成できるようにします。

ターゲットタンパク質溶液を追加します。第一級アミンはアミン反応性エステルと反応し、アミド結合形成によってチップ上のタンパク質を固定化します。アミン含有急冷液を加えて、結合していないアミン反応性エステルをブロックし、非特異的結合を防ぎます。

チップを電子リーダーに挿入し、バッファーで校正します。リーダーは電極間に一定の電圧を印加します。分析種が結合していない状態で電極間の電流が測定されます。

最も低い分析種濃度を追加します。分析種タンパク質とチップ上に固定化されたターゲットとの間の相互作用により、グラフェン表面の局所的な電荷分布が変化し、I応答(電極間の電流の流れの変化)として記録されます。

記録後、バッファーで洗浄して結合した分析種を解離します。分析種の濃度を上げながら分析を繰り返します。

分析種濃度の増加に伴う I 応答の緩やかな増加は、ターゲットと分析種の間に強い PPI があることを示しています。

まず

、同量のEDCとスルホNHS溶液を上下にピペッティングして混合します。同社から供給されたバイオセンサーチップを、蓋付きのガラス製ペトリ皿に入れます。チップの活性化に関与するすべての官能基化ステップは、ペトリ皿内で行うことが示唆されています。50マイクロリットルの1モルMESバッファーをバイオセンサーチップに塗布します。室温で1分間インキュベートします。

次に、バッファーを吸引し、50マイクロリットルのEDC / スルホNHS溶液をセンサーチップにすぐに塗布します。ペトリ皿に蓋をし、室温で15分間インキュベートします。チップからEDC /スルホ-NHS溶液を吸引し、50マイクロリットルの1モルMESバッファーを塗布します。

MESバッファーを吸引し、50マイクロリットルの1x PBSでチップを2回すすぎます。チップからPBSを吸引し、標的分子Hsp90を加えます。ガラスペトリ皿に蓋をし、室温で30分間インキュベートします。次に、標的分子を含む溶液を吸引し、50マイクロリットルの1x PBSで3回すすぎます。

チップから1x PBS溶液を吸引し、50マイクロリットルのQuench 1溶液を加えます。ガラスのペトリ皿に蓋をし、室温で15分間インキュベートします。チップからクエンチ1溶液を吸引し、50マイクロリットルのクエンチ2溶液を加えます。ガラスのペトリ皿に蓋をし、室温で15分間インキュベートします。その後、チップからクエンチ2溶液を吸引し、50マイクロリットルの1X PBSを使用してチップを5回すすぎ、最後のPBS液滴をセンサーに残します。

Cdc37の分析種希釈シリーズを所望の濃度範囲で調製します。信頼性の高い解離定数またはKd値を得るために、少なくとも8つの異なる分析種濃度を含むように実験を設計し、キャリブレーションおよびターゲットタンパク質に使用されるのと同じバッファーでこれらの異なる希釈液を調製します。

チップを慎重に機器に入れます。ソフトウェアがオンになっていて、LED ライトが緑色に変わっていることを確認します。次に、自動ソフトウェアの「実験の実行モジュールを押して、「再生を伴う10ポイントまたはその他の目的のプロトコルを選択します。オペレーター名、実験名、日付、再生バッファー、固定化ターゲット、溶液中の分析種などの詳細を入力します。ソフトウェアに表示されている「実験開始ボタンを押し、自動ソフトウェアの指示に従ってください。

機器のキャリブレーションを実行するには、チップから残りのPBS溶液を吸引し、50マイクロリットルのキャリブレーションバッファーを塗布します。「続行」ボタンを押して、キャリブレーションステップが完了するまで5分間待ちます。ソフトウェアは、キャリブレーションステップで決定されたエンドポイントを、フォローアップするための警告アラームとともに表示します。

次に、チップからキャリブレーションバッファーを吸引し、最低濃度の分析種濃度を50マイクロリットル塗布することにより、分析種の結合を実行します。「続行」ボタンを押し、関連付けステップが完了するまで 5 分間待ちます。ソフトウェアは、アソシエーション ステップのエンドポイントを警告アラームとともに表示し、続行します。

分析種の解離を実行するには、チップから分析種溶液を吸引し、50マイクロリットルの解離バッファーを塗布します。「続行」ボタンを押します。解離ステップの期間が経過すると、ソフトウェアは解離ステップのエンドポイントを警告アラームとともに表示します。

次に、チップから解離液を吸引し、50マイクロリットルの再生バッファーを塗布してチップ再生を行います。次に、「続行」ボタンを押します。通常、再生ステップが完了するまでに約 30 秒かかります。その後、ソフトウェアは再生ステップの終了点を警告アラームとともに表示し、フォローアップします。

最後に、チップを洗浄するには、チップから再生溶液を吸引し、50マイクロリットルの洗浄バッファーを塗布します。チップから溶液を吸引し、これを5回繰り返します。洗浄バッファーの最後の一滴をチップに残します。次に、「続行」ボタンを押し、ソフトウェアディスプレイで洗浄ステップの持続時間が終了するまで30秒待ちます。

使用する分析種濃度ごとに手順を繰り返します。キャリブレーション、分析種の結合、解離、再生、洗浄の 5 つのステップが 1 サイクルを構成します。

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最終更新:1 8月 2026