방법 논문

Biofunctional Nanofibers를 제조 절차

DOI:

10.3791/4135

⸱

2012년 9월 10일

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1Department of Chemistry, Clark Atlanta University, 2Department of Physics, Clark Atlanta University, 3Department of Chemistry and Chemical Biology, Cornell University

이 논문에서

요약

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특히 단백질과 상호 작용 할 수있는 기능 그룹으로 장식 nanofibers을 준비하기위한 효율적인 접근 방법이 설명되어 있습니다. 방법은 먼저 해당 기능 그룹과 기능화 폴리머의 준비가 필요합니다. 기능 고분자는 electrospinning에 의해 nanofibers로 제조된다. 단백질과 nanofibers의 바인딩의 효과는 공 촛점 현미경으로 연구하고 있습니다.

초록

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Electrospinning은 기능 그룹으로 장식 nanofibers을 준비하기위한 효과적인 처리 방법입니다. 기능 그룹으로 장식 Nanofibers은 단일 분자 탐지기와 같은 잠재력을 지닌 바이오 센서 등의 행위 즉, 물질 - biomarker의 상호 작용을 연구하기 위해 이용 될 수있다. 우리는 기능 모델 단백질로 특히 바인딩의 용량이 기능 고분자를 준비하기위한 효과적인 접근 방법을 개발했습니다. 우리의 모델 시스템에서 기능 그룹은 2,4 - dinitrophenyl (DNP)이며, 단백질 안티 DNP IGE (면역 글로불린 E)입니다. 기능 폴리머, α, ω-BI [2,4-dinitrophenyl caproic] [폴리 (에틸렌 옥사이드) B-폴리 (2 - methoxystyrene) B-폴리 (에틸렌 옥사이드)] (CDNP-PEO-P2MS-PEO- CDNP)는 음이온 중합에 의해 생활 준비가되어 있습니다. 중합에 활용 difunctional 창시자는 α-methylstyrene의 전자 전달 반응과 칼륨 (거울) 금속에 의해 준비되었다. 2 methoxystyrene의 모노머가 추가되었습니다기자 먼저, 두 번째 모노머, 에틸렌 산화물의 추가에 이어, 마지막 생활 폴리머는 메탄올에 의해 종료되었습니다. α, ω-dihydroxyl 폴리머 [HO-PEO-P2MS-PEO-OH] α, ω-BI의 형성의 결과로 DCC 커플 링에 의한 N-2 ,4-DNP-∈ - 아미노 caproic 산,와 반응했다 [ 2,4 - dinitrophenylcaproic] [폴리 (ethyleneoxide) B-폴리 (2 - methoxystyrene) B-폴리 (에틸렌 옥사이드)] (CDNP-PEO-P2MS-PEO-CDNP). 고분자는 FT-IR, 1 H NMR 및 겔 침투 크로마토 그래피 (GPC)에 의해 특징되었습니다. 고분자의 분자량 분포가 좁은 있었다 (1.1-1.2) 및 50,000보다 큰 분자량과 고분자는이 연구에 사용되었다. 폴리머는 노란색 분말과 tetrahydrofuran에 용해했다. 물은 용해 CDNP-PEO-P2MS-PEO-CDNP / DMEG (dimethoxyethylene 글리콜) 복합 바인딩하고 몇 초 내에 솔루션을 IGE와 정상 상태 바인딩을 달성합니다. 높은 분자량 (50,000 주위에 물 불용성 예) CDNP-PEO-P2MS-PEO-CDNP의 고분자, 1 % 단일 벽 탄소 나노 튜브를 포함하는 (SWCNT)는 실리콘 기판 상에 electroactive nanofibers (100 나노 미터에 직경 500 나노 미터)로 처리되었습니다. 형광 분광법은 안티 DNP IGE는 장식 DNP 기능 그룹 섬유와 바인딩하여 nanofibers와 상호 작용 보여줍니다. 이러한 관찰은 적절하게 작용 nanofibers는 biomarker 감지 장치를 개발하기위한 약속을 보유하는 것이 좋습니다.

프로토콜

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1. α의 합성, ω-dihydroxyl 폴리머 [HO-PEO-P2MS-PEO-OH]

  1. 그림 1과 같이 중합 반응기를 조립. 이 실험에 대한 반응기는 표준 테이퍼 외부 공동 (Chemglass), stopcocks 두 개의 흐름 제어 어댑터 (Chemglass), 한 테플론 교반 막대를 갖는 2 - 목 플라스크 100 ML 둥근 바닥으로 구성되어 있습니다. 어댑터 A (그림 1)은 불활성 시스템을 입력에서 공기와 습기를 방지하기 위해 시스템을 통해 울트라 고순도 (UHP) 질소가 흐르는 유지하는 데 사용되었다. 어댑터 B는 (그림 1) 반응 플라스크에 용매, 단량체 및 개시제를 삽입하는 데 사용되었다.
  2. 건조 질소 가스에 따라 6 시간의 최소, 지표 benzophenone을 사용하여, NA 금속으로 Tetrahydrofuran (THF) 200 ML를 말린다.
  3. 24 시간을위한 칼슘 수 소화물 이상 2 methoxystyrene의 10 ML을 말린다.
  4. ° C가 이소프로판올의 슬러리를 사용하여 -78에서 관리하고 차가운 온도 목욕 준비차 액체 질소.
  5. 질소 가스 아래의 중합 반응 플라스크 (그림 1

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토론

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이 보고서에서, 우리는 biofunctional nanofibers을 준비하기위한 강력한 접근 방식을 제시하고 있습니다. nanofibers는 모델 단백질에 특정한 기능 그룹에 장식되어 있습니다. 이 통신에보고 된 절차와 방법은 자연의 일반적이며, 원하는 모든 기능 그룹으로 장식 nanofibers을 준비하는 데 사용할 수 있습니다. 음이온 생활 중합는 covalently 관심의 특정 생체에 관련된 흥미로운 기능이나 기능 그룹의 번호로 연결 제어 폴리머 구조를 합성하는 강력한 방법입니다. 음이온 생활 중합은 모노머 2 methoxystyrene에 대해 잘 설립 2. Electrospinning는 섬유 크기를 쉽게 전압을 변경하여 제어하며 electrospun 될 수있는 솔루션의 농도를 변화 될 수 있다는의 다양한 기법이다. 5 nanofibers은 저항 IV를 표시 행동과 따라서에서 활약 구성 요소로 작동 할 가능성이보고 된 접근 방식 즉, 바이오 센서는 biomarker.......

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공개 사항

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관심 없음 충돌이 선언 없습니다.

감사의 글

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이 작품은 NSF HRD-0630456에 의해 지원되었다 NSF 문장 프로그램과 NSF는 DMR-0934142입니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
시약의 이름 회사 카탈로그 번호
나트륨 금속 시그마 - 알드리치 282065
Benzophenone 시그마 - 알드리치 239852
2 methoxystyrene 시그마 - 알드리치 563064
Tetrahydrofuran 시그마 - 알드리치 178810
Chlorobenzene 시그마 - 알드리치 319996
단일 벽 CNTs 시그마 - 알드리치 704113
폴리스티렌 시그마 - 알드리치 81,416
실리콘 웨이퍼 실리콘 퀘스트 국제 720200
Zeiss FESEM 칼 Zeiss 주식회사 울트라 60
Bausch & Lomb MicroZoom II 고성능 현미경으로 Probestation Bausch 및 소호메가바이트
Leica 스캐닝 공 촛점 시스템 Leica 마이크로 시스템즈 TCS SP2
하위 femtoamp 원격 Sourcemeter Keithley 악기 6430
디지털 멀티 미터를 Autoranging Keithley 악기 175A
주사기 펌프 Chemyx 주식회사 퓨전 200
Zeiss 광학 현미경 칼 Zeiss 주식회사 Zeiss / Axiotech

참고문헌

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Sannigrahi, B., Sil, D. Synthesis and Characterization of α,ω-bi[2,4-dinitrophenyl (DNP)] poly(2-methoxystyrene) Functional Polymers. Preliminary Evaluation of the Interaction of the Functional Polymers with RBL Mast Cells. Journal of Macromolecular Science, Part A. 45, 664-671 (2008).

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