나노 입자 기반 광학 프로브는 라만 및 UV-Vis 분광법을 사용하여 항원을 검출하기 위한 매개체로 설계되었습니다. 여기에서는 향후 다중화 기능을 통합하는 방식으로 UV-Vis/Raman 분광법 면역분석을 위해 이러한 프로브를 준비하기 위한 프로토콜에 대해 설명합니다.
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방법 논문
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나노 입자 기반 광학 프로브는 라만 및 UV-Vis 분광법을 사용하여 항원을 검출하기 위한 매개체로 설계되었습니다. 여기에서는 향후 다중화 기능을 통합하는 방식으로 UV-Vis/Raman 분광법 면역분석을 위해 이러한 프로브를 준비하기 위한 프로토콜에 대해 설명합니다.
면역은 관련된 항체의 존재 여부에 따라 단백질을 검출하기 위해 사용된다. 때문에 연구와 임상에서의 광범위한 사용으로, 면역 기기 및 재료의 대형 인프라 찾을 수 있습니다. 예를 들어, 96 및 384 웰 폴리스티렌 플레이트를 상업적으로 사용할 수있는 다양한 제조업체의 자외선 - 가시 광선 (UV-비스) 분광 시스템을 수용하기 위해 표준 디자인을 가지고있다. 또, 효소 면역 분석법 (ELISA)과 같은 면역 맞춤 설계를위한 면역 글로불린을 검출 태그 및 차단제 다양한 가능하다.
기존 인프라에도 불구하고, 표준 ELISA 키트는 비용과 시간이 소모 될 수 개별적인 면역 개발을 요구하는 모든 연구의 요구를 충족하지 않는다. 그들은 일반적으로 형광 또는 COL에 의존하는 예를 들면, ELISA 키트 (한 번에 하나 이상의 분석 물을 검출) 기능이 낮은 다중화검출 orimetric 방법. 색도계 및 형광 기반의 분석은 광범위한 스펙트럼 피크에 의한 다중화 기능을 제한하고있다. 반면, 라만 분광법 기반의 방법 때문에 좁은 방출 피크에 다중화 훨씬 더 큰 능력을 가지고있다. 라만 분광기의 또 다른 장점은 라만 리포터 형광 태그 (1)에 비해 훨씬 적은 광표백을 경험한다는 것이다. 라만 기자는 형광과 색채 태그를 통해 가지고 있다는 장점에도 불구하고, 프로토콜은 라만 기반 면역이 제한된 제작합니다. 본 연구의 목적은 UV-비스 분석, 라만 분광법으로 분석 물을 직접 검출을위한 폴리스티렌 플레이트와 함께 사용하는 기능화 프로브를 제조하는 프로토콜을 제공하는 것이다. 이 프로토콜은 미리 설정된 인프라를 활용하면서 연구자가 미래 다 분석 검출 할 - 그것 - 자신의 접근 방식을 취할 수 있습니다.
일반적인 샌드위치 면역 간접적 두 항체를 사용하여 항원의 존재를 검출한다. 포획 항체는 고체 표면에 결합 된 적절한 항원에 근접하여 항체 - 항원 복합체를 형성 할 때이다. 검출 항체는 도입 항원에 결합한다. 도 1a에 설명 된대로 세척 한 후, 항체 / 항원 / 항체 착물은 유지 및 표지 검출 항체에 의해 검출된다. 일반적인 검출 폭 넓은 스펙트럼 피크 2,3로 인해 10 분석에 다중화을 제한, 형광 또는 비색 검출기에 의해 수행된다. 반면에, 라만 기반 시스템은 최대 100 2,3- 분석 동시 검출을 주장 소스 향상 다중화 기능의 결과로 더 좁은 발광 피크를 가지고있다.
많은 문학 소스는 면역과 관련된 중요한 측면을 커버 할 수 있습니다 4-6 등 단계별로자세한 내용은 개인 ELISA 키트를 만들 수 있습니다. 불행하게도,이 프로토콜은 사용자 면역의 다중화 기능을 제한, 형광 또는 비색 검출을위한 것입니다. 이러한 필요를 해결하기 위해, 우리는도 1b에 도시 된 바와 같이 직접 면역을 위해 이전에 7 일 공개 된 UV-비스 / 라만 면역을 제조하는 구체적인 방법을 제시한다.
이 프로토콜은 기능화 된 금 나노 입자 기반 프로브의 제조,도 2에 도시를 포함한다. 금 나노 입자의 표면 (AuNPs)에 라만 기자 결합에 의해 시작 라만 / UV-마주 프로브를 확인하는 절차를. AuNPs 후, 폴리에틸렌 글리콜 (PEG)와 관련된 항체로 관능 화된다. AuNPs에 남은 결합 부위는 분석시 이후의 비 특이 적 결합 방지하기 위해 AuNPs에 메 톡시 폴리에틸렌 글리콜 티올 (MPEG-SH)를 결합에 의해 차단됩니다. 준비된 AuNP 프로브는 항원에 결합함으로써 테스트도 1b에 도시 된 바와 같이 폴리스티렌 플레이트의 웰에 고정시켰다. 관련 라만 기자는 라만 분광법 검출하는 동안 접시를 세척시, AuNP 프로브는 UV-마주 분광법을 사용하여 검출된다. UV-VI와 라만 스펙트럼 데이터를 결합하여이 면역의 기능을 향상 분석하는 두 가지 방법을 제공한다.
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버퍼의 1. 준비

2. 준비 UV-비스 / 라만 프로브


| 볼륨은 각 구성 요소의 추가합니다 (㎖) | |||
| DTTC 최종 농도 (mM)을 | DTTC 작업 용액 (200 mM)을 | AuNP | 물 |
| 0.2 | 0.1 | (20) | 79.9 |
| 0.6 | 0.3 | (20) | 79.7 |
| 1 | 0.5 | (20) | 79.5 |
| 이 | 1.0 | (20) | 79 |
| (5) | 2.5 | (20) | 77.5 |
| (7) | 3.5 | (20) | 76.5 |
| (10) | 5.0 | (20) | (75) |
표 1. DTTC 희석 예. DTTC의 다양한 희석과 주식 DTTC, 금 나노 입자 용액, 물 관련 볼륨.
3. 면역 플레이트 준비
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본 연구에서는, 60 nm의 금 입자의 UV-비스 분광기를 사용 하였다. UV-비스 오픈 소스 스펙트럼 분석 소프트웨어 8을 사용하여 결정 하였다 AuNP 각 농도에 대한 400 내지 700 nm의 수거하고, 피크 면적으로부터 흡수 스펙트럼. 통합 피크 이전에 수집 된 스펙트럼은 3 점 다항식을 이용하여베이스 라인 보정을 시행 하였다. 피크 영역은도 4에서 설명한 바와 같이 대수 보정 곡선을 생성하는데 사용되었다. 또한,도 4 및도 5는, 대수 보정 곡선을 포함하는 것이 주목되어야한다. 비선형 보정 곡선의 사용은 상당히 분석법의 동적 범위를 확장 할 수 있으며, 낮은 범위 검출 기능 9,10 필요 다양한 면역 대한 허용 실시되고있다.
정량 분석의 민감도, 블랭크 (LOB)의...
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자세한 프로토콜에서 해결하기 위해 몇 가지 중요한 포인트가 있습니다. 한 가지 문제는 라만 기자와 금 나노 입자의 선택입니다. 프로토콜은 개인 사용에 적합하도록 작성되었지만, 라만 리포터 DTTC 예로서 사용 하였다. DTTC는 양전하 기자 부정적인 같은 시트 레이트 출장 AuNPs로 표면을 충전하기 위해 결합한다. 이 프로토콜은 양의 표면 전하와 금 나노 입자를 사용하여 음으로 하전 기자 적응 될 수있다. 예를 들어, 폴리에틸렌 이민 (PEI) 캡핑 AuNPs은 양의 표면 전하를 제공하고, 더 음전하 기자 바인딩.
단백질 및 나노 입자들 사이의 균형을 유지하는 것은이 프로토콜의 중요한 단계이다. 이 밸런스 (200)의 금 나노 입자 비율 최적화 된 PEG 화 항체에 항체를 첨가하여 달성된다 : 1. PEG 화 항체는 생보다 상당히 높은 비율로 금 나노 입자 용액에 첨가하면의 이온에 의한 입자의 응집이 발생할 수 있습니다. 대안 적으로, 비율이 너무 작에서 단백질 응집 및 불...
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저자는 경쟁하는 금전적 이해관계가 없음을 선언합니다.
이 연구는 유타 주립 대학의 Research Catalyst Award의 지원을 받았습니다. 저자는 Annelise Dykes, Cameron Zabriskie, Donald Wooley의 기여에 감사를 표합니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 60nm 금 나노 입자 | Ted Pella, Inc. | 15708-6 | 이들은 구연산염 뚜껑이 있는 금 나노 입자입니다. 라만 리포터와 AuNP 표면 전하의 관계 및 AuNP 및/또는 라만 리포터의 적절한 선택에 대한 중요성에 대한 논의를 참조하십시오. |
| Sodium Bicarbonate | Fisher Scientific | S233-500 | |
| 메탄올 | Pharmco-Aaper | 339000000 | |
| Tris 완충 식염수(10x) pH 7.5 | Scy Tek | TBD999 | |
| 병 상단 여과 장치 | VWR | 97066-202 | |
| Tween 20(폴리소르베이트 20) | Scy Tek | TWN500 | 세척 단계의 유화제로 사용됩니다. |
| 인산염 완충 식염수 10x 농축액, pH 7.4 | Scy Tek | PBD999 | |
| 단백질 LoBind 튜브 2.0 ml | Eppendorf Tubes | 22431102 | LoBind tube는 단백질과 AuNP가 튜브 표면에 결합하는 것을 방지합니다. |
| 단백질 LoBind 튜브 0.5 ml | Eppendorf Tubes | 22431064 | LoBind tube는 단백질과 AuNP가 튜브 표면에 결합하는 것을 방지합니다. |
| Microplate Devices UniSeal | GE Healthcare | 7704-0001 | 기능화된 플레이트를 밀봉하고 보관하는 데 사용됩니다. |
| 분석 플레이트, 저증발 뚜껑 포함, 96 웰 플랫 바닥 | Costar | 3370 | |
| HPLC 등급 물 | Sigma Aldrich | 270733-4L | |
| 3,3′-Diethylthiatricarbocyanine iodide (DTTC) | Sigma Aldrich | 381306-250MG | Raman reporter |
| mPEG-Thiol, MW 5,000 - 1 gram | Laysan Bio, Inc. | MPEG-SH-5000-1g | |
| OPSS-PEG-SVA, MW 5,000 - 1 그램 | 레이산 바이오, Inc. | OPSS-PEG-SVA-5000-1g | OPSS-PEG-SVA에는 NHS 말단이 있습니다. |
| 마우스 IgG, 전체 분자 제어 | Thermo Fisher Scientific | 31903 | 항원 |
| 염소 항 마우스 IgG (H+L) 교차 흡착 2차 항체 | Thermo Fisher Scientific | 31164 | 항체 |
| 인간 혈청 알부민 차단 용액 | Sigma Aldrich | A1887-1G | 소 혈청 알부민을 대신 사용할 수 있습니다. |
| 미니 원심분리기 | Fisher Schientific | 12-006-900 | |
| UV-Vis 분광광도계 | Thermo Scientific | Nanodrop 2000c | |
| UV-Vis 분광광도계 | BioTek | Synergy 2 | |
| 탈염 컬럼 | Thermor Scientific | 87766 | |
| 자체 제작 785 nm 도립 라만 현미경 장치 | N/A | N/A | 도립 라만 현미경은 웰 플레이트의 표면에 적절한 초점을 맞추는 데 가장 적합합니다. 그렇지 않으면 96웰 플레이트의 높이 때문에 매우 낮은 배율이 사용됩니다. 공급업체에서 구입하는 것보다 저렴하기 때문에 자체 구축 시스템을 사용했습니다. 그러나 상업적으로 이용 가능한 모든 도립 라만 현미경 시스템을 사용할 수 있습니다. |
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