Name: 金ナノ粒子とCucurbit n urilの凝集体内の正確なプラズモニックナノ接合の形成による尿酸の定量的SERS検出 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-10-03T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 2 s
Description: 学ぶSERSを用いた尿酸の高感度定量法。金ナノ粒子とCucurbit[7]urilの凝集体形成により、複雑な生体試料中のバイオマーカーを迅速に検出し、痛風や高血圧などの疾患診断に応用可能です。

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TCLは、王立協会研究助成金2016 R1(RG150551)およびEPSRCの機関スポンサーシップ賞(EP/P511262/1)を通じて資金提供されたUCL BEAMSフューチャーリーダー賞の支援に感謝しています。WIKC、TCL、IPPは、EPSRC M3S CDT(EP/L015862/1)を通じてA*STAR-UCL Research Attachment Programが資金提供している学生シップに感謝しています。GDとTJは、学生生活を支援してくれたEPSRC M3S CDT(EP/L015862/1)に感謝します。TJとTCLは、カムテック・イノベーションズがTJの学生生活に貢献したことを表彰します。すべての著者はUCLオープンアクセス基金に感謝しています。

1. Au NPの合成
<ol><li>従来のトルケビッチ法によるAu種子の合成26<ol>
<li>98.5 mgのHAuCl4·3H2O前駆体をガラスバイアル中の10mLの脱イオン水と共に使用する。 注:HAuCl 4前駆体は金属ラボウェアを腐食させるため、少量のHAuCl4前駆体を計量ボートに移し、金属ヘラの代わりにプラスチックヘラを使用して結晶を計量します。HAuCl4は吸湿性であり、したがって大気から水を吸収することによって時間の経過とともにその重量を増加させるので、計量ステップは可能な限り迅速に行われるべきである。HAuCl4は非常に腐食性であり、重度の皮膚火傷および眼の損傷を引き起こす可能性がある。取り扱いには特に注意してください。</li>
		<li>64.5mgのクエン酸ナトリウム粉末を0.5mLの脱イオン水でガラスバイアルに溶解して、0.5mLの500mMクエン酸ナトリウム溶液を調製する。</li>
		<li>250 mL の青い蓋付きボトルで 1 mL の 25 mM HAuCl 4 溶液を 99 mL の水で希釈し、100 mL の 0.25 mM HAuCl4 溶液を得た。</li>
		<li>99.5 mL の 0.25 mM HAuCl4 溶液を、コンデンサーを備えた 250 mL の三つ口ナスフラスコに加えます。激しく撹拌しながら溶液を90°Cに加熱し、温度を15分間維持する。</li>
		<li>500 mM クエン酸ナトリウム溶液 0.5 mL を反応混合物に注入し、溶液の色がルビーレッドに変わるまで温度と攪拌を維持する。 注:反応には約30分かかります。</li>
	</ol></li>
	<li>運動学的に制御された方法によるAu NPsの播種成長
	<ol>
<li>合成したAuシード溶液を70°Cに冷却する。</li>
		<li>154.8mgのクエン酸ナトリウム粉末を10mLの脱イオン水でガラスバイアルに溶解して、10mLの60mMクエン酸ナトリウム溶液を調製する。</li>
		<li>0.67 mL の 25 mM HAuCl4 溶液および 0.67 mL の 60 mM クエン酸ナトリウム溶液を 2 分間の時間間隔で Au 種子に注入します。</li>
		<li>手順 1.2.3 を繰り返して、Au NP のサイズを徐々に 40 nm まで増やします。 注:40nmに達するまでに約10の成長ステップが必要です。実際に必要なステップ数は、正確なセットアップに依存する場合があります。</li>
	</ol></li>
	<li>自動シンセサイザーを用いたAu NPの播種成長(図2)
	<ol>
<li>セクション1で調製したAuシード溶液25 mLを50 mL円錐遠心管に移し、サーモミキサーで70°Cまで冷却した。 メモ: 25 mL の水を含む 50 mL の遠沈管に入れた熱電対温度計を使用して、サーモミキサー内の温度を監視します。</li>
		<li>3 mL ルアーロック使い捨てシリンジに 2.5 mL の 25 mM HAuCl4 溶液を充填します。別の3 mLルアーロック使い捨てシリンジに2.5 mLの60 mMクエン酸ナトリウム溶液を充填します。</li>
		<li>シリンジをシリンジポンプに入れ、Luer-to-MicroTightアダプタを使用してPEEKチューブ(内径150μm)をシリンジに接続します。サーモミキサーでAuシード溶液を入れた遠沈管にチューブを挿入します。</li>
		<li>両方のシリンジポンプをセットして、0.1675 mL の溶液を 20 分間 (1 分あたり 8.357 μL) 分注します。</li>
		<li>サーモミキサーの回転数を 700 rpm に設定し、25 mM HAuCl4 溶液を含むシリンジポンプで Start を押します。</li>
		<li>2分後、60mMクエン酸ナトリウム溶液を含むシリンジポンプで 開始 を押します。</li>
		<li>HAuCl4溶液注入を開始してから30分後、分析のためにAu NP溶液のアリコートを除去する。</li>
		<li>手順 1.3.5 ~ 1.3.7 を繰り返して、Au NP の直径を 40 nm まで徐々に拡大します。 注: このセットアップは、ステップ 1.3.4 で添加される反応物の量を増やすことによって、Au NP を 1 ステップで最大 40 nm まで成長させるために使用できます。これは、同じ注入速度を維持しながら調剤時間を増加させることによって達成される。</li>
	</ol></li>
</ol>2. Au NPの特性評価
<ol><li>UV-Vis分光法<ol>
<li>1mLのAu NP溶液をセミマイクロ石英キュベットに加える。</li>
		<li>分光器をオンにします。</li>
		<li>波長範囲を 400 ~ 800 nm に設定します。</li>
		<li>各サンプルのUV-Visスペクトルを取得します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>動的光散乱 (DLS)<ol>
<li>サンプル溶液を0.22μmフィルターでプラスチック製のセミマイクロキュベットにろ過します。</li>
		<li>DLS インストゥルメントをオンにします。</li>
		<li>温度を25°Cに設定し、60秒間平衡化します。</li>
		<li>各サンプルの流体力学的サイズを測定します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>透過型電子顕微鏡(TEM)<ol>
<li>サンプル溶液の5 μLの液滴をCコーティングされた300メッシュCuグリッド上にドロップキャストし、空気中で乾燥させる。 注: TEM グリッド上に十分に分散した Au NP を得るためには、より濃縮された Au NP 溶液サンプルに希釈が必要です。</li>
		<li>200kVの加速電圧でTEMを使用して、サンプルごとに複数のTEM画像を取得します。</li>
		<li>ImageJを使用して各サンプルの200Au NPの直径を測定し、平均サイズと標準偏差を計算します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. CB7-UA複合体の形成
<ol><li>0.4 mM CB7溶液の調製<ol>
<li>4.65mgのCB7を15mLのガラスバイアルに加える。 注:CB7の量は、文献中のほとんどの報告によって採用されているCB7の式重量(=1163Da)に基づいて計算される。それにもかかわらず、CB7固体サンプルは、典型的には、合成および精製ステップから残された水、HCl、メタノールおよび他の塩を含み、サンプル中の〜10〜20%の死重量に寄与する。捕捉された溶媒および塩は、真空オーブンまたは他の手段で加熱することによって除去することができなかった。それらの量はサンプルの異なるバッチ間で異なるが、元素分析を使用して定量化することができる。しかしながら、提示されたプロトコルは、CB7サンプル中の未定量量の溶媒および塩の存在に敏感ではない。</li>
		<li>バイアルに10mLの水を加え、キャップを締めます。</li>
		<li>CB7固体が完全に溶解するまで、室温でサンプルを超音波処理する。 注:CB7は文献27 に従って合成されたが、市販品でもある。</li>
	</ol>
</li>
	<li>0.4 mM UA溶液の調製<ol>
<li>2.69 mg の UA を 50 mL 遠沈管に加えます。</li>
		<li>チューブに40mLの水を加え、キャップを締めます。</li>
		<li>サーモミキサーを使用して、温度を70°C、速度を800rpm、時間を2時間に設定してサンプル溶液を旋回させます。溶液を室温まで冷却する。 注: UA は水への溶解度が低い (0.40 mM)5。UA粉末が完全に溶解していない場合は、より長く旋回する。あるいは、超音波処理は、溶解を容易にするために使用することができる。</li>
	</ol>
</li>
	<li>0.4 mM UA 溶液の逐次希釈<ol>
<li>5 mL の 0.4 mM UA 溶液を 15 mL のガラスバイアル中の 5 mL の水で希釈し、10 mL の 0.2 mM UA 溶液を得た。キャップを締め、30秒間超音波処理します。</li>
		<li>表 1 に記述されているように、適量の UA と水を使用して手順 3.3.1 を繰り返します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>CB7-UA複合体の調製<ol>
<li>0.75 mL の 0.4 mM CB7 溶液および 0.75 mL の 0.4 mM UA 溶液を 1.5 mL チューブに加えます。蓋を固定し、30秒間超音波処理します。</li>
		<li>ホスト - ゲスト複合体の形成を確実にするために 30 分間待ちます。</li>
		<li>異なる濃度のUA溶液を使用して、ステップ3.4.1 - 3.4.2を繰り返します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. UAのSERSセンシング
<ol><li>ラマンシステムの実験的セットアップ(図3)<ol>
<li>633 nm He-Neレーザー(22.5 mW)の電源を入れます。</li>
		<li>モジュラーラマン分光計の電源を入れます。</li>
		<li>コンピュータの電源を入れ、ソフトウェアを起動します。</li>
		<li>分光法アプリケーションウィザードアイコンをクリックし、ラマンを選択します。</li>
		<li>新しい取得を開始します。積分時間を 30 秒、スキャンを平均に 5、ボックスカーを 0 に設定します。</li>
		<li>バックグラウンドスペクトルを保存し、レーザー波長(すなわち、633nm)を入力します。 注:積分時間は各スキャンの時間であり、平均へのスキャンは各スペクトルを作成するために平均化されたスキャンの数であり、boxcarは平均28の隣接するピクセルの数である。</li>
	</ol>
</li>
	<li>SERS基板の形成<ol>
<li>0.9 mL の 40 nm Au NP 溶液および 0.1 mL の予備形成済み CB7-UA 複合体溶液を 1.5 mL チューブに加えます。蓋を固定し、溶液がルビーレッドからパープルに変わるまで超音波処理します。 注: 市販のクエン酸塩安定化 40 nm Au NP 溶液サンプルも使用できます。典型的には、局在型表面プラズモン共鳴(LSPR)ピークの光学密度は、濃縮原液試料からの希釈を介して1に調整される。試料中のクエン酸塩濃度は、典型的には2mMとして保持される。</li>
		<li>試料溶液をセミマイクロキュベットに移す。キュベットをラマンサンプルホルダーに入れ、カバーを閉じます。</li>
		<li>測定を開始します。</li>
		<li>5つの連続したSERSスペクトルを記録するように自動保存を設定します。</li>
		<li>測定を停止し、サンプルを変更します。</li>
		<li>異なる濃度のCB7-UA溶液を使用して、ステップ4.2.1 - 4.2.5を繰り返します。 注:凝集時間は、Au NPの凝集を媒介する大きな寄与を有する空のCB7の濃度の違いのために、0.1μM UAの30秒から20μM UAの30分の範囲のナノ凝集体中のUAの濃度に依存することが見出される。CB7−UA複合体の場合、1つのポータルはかさばるUA分子によって遮断され、Au NP表面への結合に利用できなくなり、したがってNP凝集21を媒介することができなくなる。溶液の色がルビーレッドからパープルに変わると、サンプルは測定の準備が整います。</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. データ解析
<ol><li>データ処理<ol>
<li>非対称最小二乗法(ALS)プラグインを使用したベースラインをOriginにダウンロードしてインストールします。 メモ: ALS プラグインには OriginPro が必要です。</li>
		<li>生データを Origin に挿入します。</li>
		<li>各サンプルの5つのSERSスペクトルから平均値を算出する。レーザーのパワー(22.5mW)と積分時間(30秒)で値を割ります。</li>
		<li>ALS アイコンをクリックしてダイアログを開きます。非対称係数を 0.001、しきい値を 0.03%、平滑化係数を 2、反復回数を 20 に設定して、各平均スペクトルのベースラインを修正します。</li>
		<li>異なるUA濃度のSERSスペクトルを、yオフセットによる積み上げ線を使用してプロットします。出力は、ラマンシフト(cm-1)に対する強度(カウントs-1 mW-1)でなければなりません。</li>
	</ol>
</li>
</ol>

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著者らは開示するものは何もありません。

プロトコルに記載されている自動合成法により、サイズが増大するAu NPを再現性よく合成することができます。種子合成中のクエン酸ナトリウムの迅速な添加や、PEEKチューブが安全であることを確認するために定期的にチェックするなど、手動で行う必要がある要素がいくつかありますが、この方法は、通常、HAuCl 4およびクエン酸ナトリウムの複数回の手動注射を必要とする大きなサイズ(最大40nm )のAu NPを可能にします。 長期間にわたる連続添加を介して合成される。
CB複合体の基本的な性質を解明するためにさらなる特性評価を行うことができる。例えば、ホスト-ゲスト複合体の形成は、典型的には、1H核磁気共鳴(NMR)を用いて確認することができ、これは、錯化の場合にアップフィールドシフトおよびシグナルの広がりを示すはずである21、22、25。...

プリンヌクレオチドの代謝の最終産物である尿酸は、痛風、子癇前症、腎疾患、高血圧、心血管疾患および糖尿病などの疾患の診断のための血清および尿中の重要なバイオマーカーである1,2,3,4,5。尿酸検出のための現在の方法には、比色酵素アッセイ、高速液体クロマトグラフィーおよびキャピラリー電気泳動が含まれるが、これらは時間がかかり、高価であり、洗練されたサンプル調製を必要とする6、7、8、9。
表面増強ラマン分光法は、振動指紋を介して生体分子を選択的に検出でき、高感度、迅速な応答、使いやすさ、サンプル調製がゼロまたは最小限に抑えられるなど、多くの利点を提供するため、日常的なポイントオブケア診断に有望な技術です。貴金属ナノ粒子(例えば、Au NPs)に基づくSERS基板は、表面プラズモン共鳴11によって引き起こされる強力な電磁増強を介して、分析物分子のラマンシグナルを4〜10桁10桁増強することができる。カスタマイズされたサイズのAu NPは、複雑な金属ナノコンポジット12の時間のかかる製造とは対照的に容易に合成することができ、したがって、その優れた特性13、14、15、16のために生物医学的用途において広く使用されている。大環状分子であるウリ科植物[n]urils(CBn、ここでn = 5-8, 10)をAu NPの表面上に付着させることで、高度に対称で剛直なCB分子がAu NP間の正確な間隔を制御し、ホスト-ゲスト複合体の形成を介してプラズモニックホットスポットの中心または近接する分析物分子を局在させることができるため、分析物分子のSERSシグナルをさらに高めることができます(図1)17、18,19,20。Au NP:CBnナノ凝集体を用いたSERS研究の以前の例には、ニトロ爆発物、多環芳香族化合物、ジアミノスチルベン、神経伝達物質およびクレアチニン21、22、23、24、25が含まれ、SERS測定はキュベット内で、またはカスタムメイドのサンプルホルダーに小さな液滴を装填することによって行われる。この検出スキームは、高い再現性で複雑なマトリックス中のバイオマーカーを迅速に定量するために特に有用である。
本明細書では、CB7と重要なバイオマーカーUAの宿主 - ゲスト複合体を形成し、水性媒体中のAu NPのCB7媒介凝集を介して0.2μMの検出限界を有するUAを定量するための容易な方法が、診断および臨床用途に有望であるモジュラー分光計を用いて実証された。

<table><tbody><tr><td>40 nm 金ナノ粒子</td><td>NanoComposix</td><td>AUCN40-100M</td><td>NanoXact、0.05 mg/mL、裸(クエン酸)</td></tr><tr><td>遠心分離管</td><td>Corning Falcon</td><td>14-432-22</td><td>50 mL 容量</td></tr><tr><td>Cucurbit[7]uril</td><td>ラボメイド</td><td></td><td>文献 19</td></tr><tr><td>金(III) 塩化物三水和物</td><td>Sigma aldrich</td><td>520918</td><td>&ge;99.9% 微量金属ベース</td></tr><tr><td>ルアーロック 使い捨てシリンジ</td><td>コールパーマー</td><td>WZ-07945-15</td><td>3 mL 容量</td></tr><tr><td>ルアー - マイクロタイト アダプター</td><td>ルアータイト</td><td>P-662</td><td>360 &mu;m外径チューブからルアーシリンジPEEK</td></tr><tr><td>チューブ</td><td>IDEX</td><td>1572</td><td>360 &mu;m外径、150&mu;m内径</td></tr><tr><td>PEEKチューブ</td><td>カッターIDEX</td><td>WZ-02013-30</td>キャ<td>ピラリーポリマークロマトグラフィーチューブカッター360&micro;メートルから1/32 "ODチューブ</td></tr><tr><td>ラマン分光計</td><td>オーシャンオプティクスQE</td><td>プロ</td><td></td></tr>ク<tr><td>エン酸ナトリウム三塩基性二水和物</td>シ<td>グマaldrich</td><td>S4641</td><td>ACS試薬、&ge;99.0%</td></tr><tr><td>超音波処理器</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>標準プローブ</td><td>Digi-Sense</td><td>WZ-08516-55</td><td>Type-K</td></tr><tr><td>シリンジポンプ</td><td>アラジン</td><td>ALADDIN2-220</td><td>2シリンジ、最大シリンジ容量60mL</td></tr><tr><td>熱電対温度計</td><td>Digi-Sense</td><td>WZ-20250-91</td><td>NISTトレーサブルキャリブレーション付き単一入力熱電対温度計</td></tr><tr><td>ThermoMixer</td><td>エッペンドルフ</td><td>5382000031</td><td>50 mLチューブ用エッペンドルフSmartBlock</td></tr>付き <tr><td>尿酸</td><td>シグマアルドリッチ</td><td>U2625</td><td>&ge;99%、結晶性</td></tr></tbody></table>

金ナノ粒子とcucurbit[n]urilの凝集体内の正確なプラズモニックナノ接合の形成による尿酸の定量的sers検出

Quantitative SERS Detection of Uric Acid via Formation of Precise Plasmonic Nanojunctions within Aggregates of Gold Nanoparticles and Cucurbit[n]uril

この研究は、重要なバイオマーカーである尿酸(UA)を、指紋領域の複数の特徴的なピークに対して〜0.2μMの低い検出限界で表面増強ラマン分光法(SERS)を介して、モジュラー分光計を使用して定量的に検出するための迅速かつ高感度な方法を説明する。このバイオセンシングスキームは、大環状体、ウリ科植物[7]uril(CB7)、およびUAの間の宿主 - ゲスト複合体形成、およびその後の自己組織化Au NP:CB7ナノ集合体内の正確なプラズモニックナノ接合の形成によって媒介される。SERS基板にとって望ましいサイズの容易なAu NP合成も、ラボで構築された自動シンセサイザーを使用して容易にするオプションを備えた古典的なクエン酸還元アプローチに基づいて行われています。このプロトコルは、臨床応用のための体液中のバイオマーカーの多重化検出に容易に拡張することができる。

提示されたAu NP合成では、UV-Visスペクトルは10の成長ステップ後にLSPRピークの521nmから529nmへのシフトを示し(図4 A,B)、DLSデータはAu NPのサイズが25.9nmから42.8nmに増加するにつれて狭いサイズ分布を示す(図4C,D)。TEM画像から測定されたG0、G5、G10の平均サイズ(図4E)は、それぞれ20.1±2.1nm、32.5±2.3nm、40.0±2.2nmであり、それぞれのケースで200個の粒子がカウントされています。これらの結果は、このプロトコルが均一で狭く分散したAu NPの合成に有効であることを示している。
提示されたSERS研究において、CB7およびUAのホスト - ゲスト複合体は、SERSスペクトルにおける特徴的なUA信号によって支持されるように、Au NP:CB7ナノ凝集体内の正...

ウリ科植物[7]ウリルと尿酸のホスト-ゲスト複合体を水溶液中で形成した後、Au NP溶液に少量添加し、モジュール式分光計を用いた定量的表面増強ラマン分光法(SERS)センシングを行った。

金ナノ粒子とCucurbit[n]urilの凝集体内の正確なプラズモニックナノ接合の形成による尿酸の定量的SERS検出

This work describes a rapid and highly sensitive method for the quantitative detection of an important biomarker, uric acid (UA), via surface-enhanced ...

このプロトコールは、尿酸を高感度に検出および定量するための汎用性の高い方法を提供します。したがって、これは診断および臨床アプリケーションのためのプロトコルです。このプロトコルは、体液などの複雑なマトリックス中のバイオマーカーを迅速に定量化できます。この技術は、痛風、高血圧、心血管疾患など、尿酸をバイオマーカーとして使用する疾患の診断に拡張できる可能性があります。また、環境モニタリングのために他の有害物質を検出および定量化するためにも使用できます。このプロトコールを初めて試みるとき、研究者は CB7 と金ナノ粒子の安定した凝集体を形成するのに苦労するかもしれません。超音波処理を使用してCB7溶液中の金ナノ粒子を混合することは、他の技術が凝集速度に影響を与える可能性があるため、推奨されます。CB7 混合剤を添加する重要なステップを示すビデオは、システムを初めて使用する研究者の成功と再現性を高めることができます。金種子の合成では、ガラスバイアル中の10ミリリットルの脱イオン水に98.5ミリグラムのオーリックを溶解して、ガラスバイアル中の500マイクロリットルの脱イオン水に25ミリモルのオーリン酸溶液と64.5ミリグラムのクエン酸ナトリウム粉末を得ます。次に、250ミリリットルの青いキャップ付きボトルで1ミリリットルの塩化オーラ溶液を99ミリリットルの水で希釈して0.25ミリリットルのオーラ塩化物溶液を取得し、コンデンサーを装備した250ミリリットルの3ネック丸底フラスコに0.25ミリリットルのオーラクロリド溶液99.5ミリリットルを追加します。次に、15分間激しく攪拌しながら溶液を摂氏90度に加熱してから、500マイクロリットルのクエン酸ナトリウム溶液をフラスコに注入し、溶液がルビーレッドに変わるまで攪拌を続けます。金ナノ粒子の播種成長を開始するには、25ミリリットルの金種子溶液を50ミリリットルのチューブに移し、ThermoMixerで溶液を70度に冷却します。溶液が冷却されている間に、3ミリリットルのルアーロック使い捨て注射器に2.5ミリリットルの25ミリモルオーラ塩化物溶液を充填し、さらに3ミリメートルのルアーロック使い捨て注射器に2.5ミリリットルの60ミリリットルのクエン酸ナトリウム溶液を満たします。.シリンジをシリンジポンプにセットし、Luer-to-MicroTightアダプターを使用して内径150マイクロモルのPEEKチューブをシリンジに接続します。ThermoMixerで冷却した金シード溶液を含む遠心分離チューブにチューブを挿入し、両方のシリンジポンプを167.5マイクロリットルの溶液を20分間分注するように設定します。ThermoMixerの回転速度を毎分600回転に設定し、25ミリモルのオーラ塩化物溶液を含むシリンジポンプの[開始]を押します。2分後、60ミリモルのクエン酸ナトリウム溶液を含むシリンジポンプの[開始]を押します。.30分後、分析のために金ナノ粒子溶液のアリコートを取り出します。0.4ミリモルのCB7溶液を調製するには、15ミリリットルのガラスバイアルに4.65ミリグラムのCB7を加え、バイアルに10ミリリットルの水を加えます。しっかりとキャッピングした後、CB7固体が完全に溶解するまでバイアルを室温で超音波処理します。0.4ミリモルの尿酸溶液を調製するには、2.69ミリグラムの尿酸を50ミリリットルの遠心分離チューブに加え、チューブに40ミリリットルの水を追加します。しっかりとキャッピングした後、摂氏70度、毎分800回転に設定したサーモミキサーで混合物を2時間渦巻かせます。溶液が室温に冷えたら、0.4ミリモルの尿酸溶液1ミリリットルを9ミリリットルの水で15ミリリットルのガラスバイアルに希釈して、0.04ミリモルの尿酸溶液を得ます。.しっかりとキャッピングした後、バイアルを30秒間超音波処理します。CB7-尿酸複合体を調製するには、750マイクロリットルの0.4ミリモルCB7溶液と750マイクロリットルの0.4ミリモル尿酸溶液を1.5ミリリットルのチューブに加え、混合物を30秒間超音波処理します。.次に、チューブを室温で30分間保持して、ホスト-ゲスト複合体の形成を確認します。ラマンシステムソフトウェアの分光法アプリケーションウィザードアイコンをクリックし、ラマンを選択します。新しい集録を開始し、積分時間を30秒に、スキャンを平均に5、ボックスカーをゼロに設定します。次に、背景スペクトルを保存し、レーザー波長を入力します。SERS基板形成のためには、900マイクロリットルの40ナノメートル金ナノ粒子溶液と100マイクロリットルの予め形成されたCB7-尿酸錯体溶液を1.5ミリリットルのチューブに加え、溶液がルビーレッドから紫に変わるまで超音波処理する。サンプル溶液をセミマイクロキュベットに移し、キュベットをラマンサンプルホルダーに入れます。カバーを閉じて測定を開始します。次に、自動保存を設定して、5つの連続したSERSスペクトルを記録します。合成された金ナノ粒子の紫外可視スペクトルは、10の成長ステップ後に局在する表面プラズモン共鳴ピークが521ナノメートルから529ナノメートルにシフトするのに対し、動的光散乱データは、ナノ粒子のサイズが25.9ナノメートルから42.8ナノメートルに増加すると、狭いサイズ分布を示します。透過型電子像から測定したG0、G5、G10の平均サイズは、それぞれ約20ナノメートル、約33ナノメートル、40ナノメートルです。これらの代表的な解析では、空の CB7 が空の CB7 で形成され、SERS スペクトルの特徴的な尿酸シグナルによって支えられる金ナノ粒子 CB7 ナノ凝集体内に精密なプラズモンナノジャンクションが形成されました。逆に、CB7 が存在しないと尿酸の SERS シグナルは観察されず、CB7 が金ナノ粒子凝集の引き金となる重要な役割を示しています。このプロトコルで提示された検出スキームの高い感度は、640 および 1130 逆センチメートルの尿酸ピークから 0.2 マイクロモルの検出限界までの明確な SERS 信号の観察によって実証されています。さらに、SERS強度と尿酸の対数濃度との間の非常に強い相関は、0.2〜2マイクロモルの範囲に見られる線形領域を持つ両方のピークについて、べき乗則によって得られました。尿酸は水溶性が低いため、次のステップの前に尿酸粉末が柔らかくなっていることを確認する必要があります。高度なデータ解析が可能なため、マトリックス中に存在する複数のバイオマーカーを定量することが可能です。

quantitative-sers-detection-uric-acid-via-formation-precise-plasmonic

Research

JoVE Journal

Chemistry

化学

Aプロトコルは、調整可能なストリンジェンシー磁気ビーズ選択法に基づいて、低分子ターゲットの構造スイッチングアプタマーを選択するために提供されています。構造スイッチング特性で選択されたアプタマーは、前述の金ナノ粒子アッセイなど、ターゲットの存在を知らせるためにコンフォメーションの変更が必要なアッセイに有益です。...

比色金ナノ粒子アッセイに適用される構造スイッチングアプタマーを選択するための方法

ナノ粒子ベースの光学プローブは、ラマン分光法とUV-Vis分光法を使用して抗原を検出するための手段として設計されています。ここでは、UV-Vis/ラマン分光法イムノアッセイ用のプローブを調製するためのプロトコルについて、将来のマルチプレックス機能を組み込むための方法について説明します。...

紫外可視およびラマン分光法イムノアッセイプラットフォームを製作

コロイドのリソグラフィ技術を用いた定期金 nanocup アレイの試作、nanoplasmonic...

コロイド リソグラフィーを用いた定期的な金 Nanocup アレイの試作

この作業でナノプローブによるバイオセンシングの信号強調のためのプロトコルを提案する.プロトコルは、金、銀、シリカ、酸化鉄ナノ粒子で構成される既存のナノプローブの表面に塩化金酸の減少に基づいています。...

原金ナノ粒子合成による急速なナノプローブ信号強調

本研究の目的は、ナノ粒子追跡解析(NTA)が健康な成人からのナノ結晶を含む尿中カルシウムを検出し、定量化できるかどうかを決定することであった。現在の研究結果は、NTAが腎臓結石疾患中の尿ナノ結晶を推定する潜在的なツールである可能性を示唆している。...

カルシウム蛍光色素標識とナノ粒子追跡解析を用いたヒトの尿中ナノ結晶の推定

本プロトコルは、光トラップと表面増強ラマン分光法(SERS)を統合してプラズモニックナノ粒子を操作して高感度分子検出を行うための便利なアプローチを記載しています。凝集剤なしで、トラッピングレーザーはプラズモニックナノ粒子を組み立てて、 in situ...

In situ表面増強ラマン分光特性評価のためのプラズモニックナノ粒子の光学的トラップ

このプロトコルでは、表面増強ラマン散乱分光法とイメージングを使用して、単一ナノ粒子上の電気化学的事象をモニタリングする方法について説明しています。...

表面増強ラマン散乱分光法および顕微鏡法による単一ナノ粒子の電気化学の追跡

このプロトコルでは、表面増強ラマン散乱用のフレキシブル基板の製造方法について説明します。この分析法は、低濃度の R6G と Thiram...

超高感度検出のためのポリジメチルシロキサン(PDMS)ベースのフレキシブル表面増強ラマン散乱(SERS)基板の作製

ここでは、金(Au)種子の合成について、トルコ法を用いて説明する。次に、これらのシードを使用して、調整可能なプラズモン特性を持つ金-スズ合金(Au-Sn)ナノ粒子を合成します。...

プラズモン金-錫合金ナノ粒子の水系合成

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個々のsEVの表面強化ラマン散乱に基づくバイオセンシングの疾患診断および治療への応用を探る

学ぶSERSを用いた尿酸の高感度定量法。金ナノ粒子とCucurbit[7]urilの凝集体形成により、複雑な生体試料中のバイオマーカーを迅速に検出し、痛風や高血圧などの疾患診断に応用可能です。

金ナノ粒子とCucurbit[n]urilの凝集体内の正確なプラズモニックナノ接合の形成による尿酸の定量的SERS検出

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