원자 힘 분광학에 의해 단일 ​​분자 접착 조사

이 절차의 전반적인 목표는 단일 폴리머를 A FM 캔틸레버 팁에 연결하여 동일한 분자에 있는 4개의 분광 표면 탈착 실험을 여러 번 수행하는 것입니다. 이것은 두 번째 단계로 수산기를 형성하기 위해 팁 표면을 활성화하는 첫 번째 플라즈마에 의해 달성됩니다. 캔틸레버 팁은 팁 표면에 아미노 그룹을 형성하는 상향 테스트 솔루션에 의해 아미노 사일로화됩니다.

세 번째 단계는 폴리에틸렌 글리콜 분자를 아미노 그룹에 결합하는 것입니다. 이들은 팁과 기질 사이의 불특이적 상호작용을 방지하고 폴리머에 대한 링커 분자 역할을 합니다. 마지막으로, 폴리머는 폴리에틸렌 글리콜 분자에 접합되어 프로브를 형성합니다.

측정에 따르면 이 절차는 실제로 완전한 실험 세트 또는 마찬가지로 수백 개의 힘 거리 곡선을 위해 하나의 동일한 폴리머 힘 프로브를 사용할 수 있습니다. 앙상블 방법에 비해 단일 분자 실험의 주요 장점은 드문 확인 및 드문 상태를 연구할 수 있다는 것이며, 그렇지 않으면 앙상블 평균화에서 숨겨질 수 있습니다. 크기가 작기 때문에 이러한 실험은 분자 역학 시뮬레이션과 직접 비교할 수 있습니다.

첫 번째 단계는 프로브 분자를 캔틸레버 팁에 공유 결합으로 부착하는 것입니다. 신선한 질화규소로 시작하십시오. 캔틸레버 칩은 나노미터당 10-100피코 뉴턴의 스프링 상수를 가진 칩을 사용합니다.

핀셋을 사용하여 깨끗한 유리 슬라이드나 페트리 접시에 놓습니다. 다음으로, 챔버를 비우고 0.25 밀리바 및 20 와트에서 15 분 동안 작동하는 산소로 세척 한 후 칩이 있는 슬라이드를 100와트 플라즈마 챔버에 넣습니다. 다음 단계에서는 플라즈마 처리 중 유기 증기의 흡입을 방지하기 위해 후드를 사용하십시오.

유리 페트리 접시에 캔틸레버의 아미노 사일로화를 준비하고 2.5 밀리리터의 업 테스트 용액을 배치했습니다. 또한 아세톤이 들어있는 용기를 수리하십시오. 플라즈마 처리가 완료된 직후 캔틸레버를 회수하십시오.

각 캔틸레버를 아세톤에 1초 동안 담근 다음 Optus 용액에 넣습니다. 계속하기 전에 실온에서 15분 동안 캔틸레버를 배양합니다. 캔틸레버가 배양됨에 따라 구성 요소에 대한 물과 공기의 영향을 최소화하기 위해 페길화 준비를 시작합니다.

이전에 준비된 eph 튜브, 하나는 m peg, NHS 및 다른 염료를 포함하는 것으로 시작합니다. NHS 페그. 각 튜브 내용물의 무게를 결정하십시오.

다음으로, EG NHS가 들어있는 튜브로 작업하고 클로로포름을 첨가 할 준비를합니다. 클로로포름을 부어 25밀리몰의 최종 농도를 달성하고 후속 단계에서 캔틸레버를 덮을 수 있는 충분한 용액을 얻습니다. 분말이 용해되도록 와류 믹서에 튜브를 놓습니다.

다이어트와 함께 일하기 위해 EG NHS가 있는 튜브를 옆으로 치워두십시오. NHS 페그. 클로로포름을 첨가하여 최종 농도인 0.25밀리몰에 도달합니다.

와류 믹서를 사용하여 분말이 용해되었는지 확인하십시오. 다음으로, 용액을 혼합하여 다이어트 NHS 페그와 메틸 페그 NHS 분자 사이의 비율을 조정합니다. 이 비율은 일반적으로 1 대 500입니다.

증발을 제한하기 위해 뚜껑이 있는 작은 유리 페트리 접시를 구하고 혼합물을 캔틸레버로 채웁니다. 배양을 마칩니다. APT 테스트 솔루션에서 약 10 밀리리터의 아세톤이 들어있는 두 개의 용기와 클로로포름이 들어있는 용기를 헹굴 준비가되어 있습니다.

각각을 아세톤에 두 번, 클로로포름에 한 번 담그고 폴리에틸렌 글리콜 용액에 넣으십시오. 접시를 덮고 캔틸레버를 용액에 보관하십시오. 1 시간 동안 프로브 분자 (이 경우 폴리 아미노산 폴리 드 티로신)의 공유 결합을 준비합니다.

1 몰의 부피로 시작하여 수산화 나트륨이 이것으로 용해되고, 프로브 분자는 밀리리터 당 1 밀리그램의 농도로 용해됩니다. 폴리 D 티로신의 경우 수산화나트륨을 8-8.5 pH 나트륨 보어로 교환합니다. 기능화 직전의 8 버퍼.

캔틸레버가 폴리에틸렌 글리콜 용액에서 배양을 완료하면이를 헹구기위한 3 개의 용기와 폴리 티로신 보어의 용기를 준비합니다. 헹굼을 위한 여덟 가지 완충 용액은 클로로포름 5밀리리터, 에탄올 5밀리리터, 보어 완충액 5밀리리터입니다. 약 300마이크로리터의 폴리 티로신 보어 완충 용액을 사용합니다.

캔틸레버를 회수하고 먼저 클로로포름, 에탄올, 보어 8 버퍼에 각각 담그십시오. 폴리티로신에 넣기 전에 8개의 완충 용액을 내포했습니다. 캔틸레버 칩이 1 시간 준비 후 1 시간 동안 배양되도록하고, 한 용기에 약 5 밀리리터의 베이트 버퍼를 넣고, 캔틸레버를 헹구기 위해 다른 용기에 5 밀리리터의 초순수를 헹구면 캔틸레버에도 20 밀리리터의 초순수를 저장할 수 있습니다.

캔틸레버를 가져와 각각을 Boite 버퍼에 담근 다음 헹구기 위해 초순수를 붓습니다. 그런 다음 보관을 위해 초순수에 담그십시오. 이제 캔틸레버를 데이터 수집에 사용할 수 있습니다.

A FM 팁이 작동하고 표면이 준비되고 장착되면 FM 데이터 수집 단계를 시작합니다. 먼저 기능화된 캔틸레버를 액체 측정에 적합한 A FM 캔틸레버 홀더에 넣습니다. 그런 다음 캔틸레버 홀더를 A FM 헤드에 연결합니다.

유체 셀에 물을 부어 캔틸레버와 표면을 담그는 방식으로 진행합니다. 그런 다음 액체 전지의 A FM 헤드를 내립니다. 시스템이 최소 30분 동안 평형을 이루도록 합니다.

e 평형 후. 캔틸레버를 표면에서 멀리 배치한 다음 표면 댐핑 효과를 제외하기 위한 충분한 신호 대 잡음비를 얻기 위해 열 잡음 스펙트럼 10개 이상의 스펙트럼을 기록해야 합니다. 다음으로, 표면에 조심스럽게 접근하여 역 광학 레버 감도를 측정합니다.

여기에는 캔틸레버 팁을 단단한 표면에 대고 밀어 힘 대 피조 이동 거리를 기록하는 작업이 포함됩니다. 접촉 중 기울기를 측정하고 반전시켜 역 광학 레버 감도를 결정합니다. 다음 작업, 역 광학 레버 감도와 열 노이즈 스펙트럼은 열 노이즈 스펙트럼에 고조파 발진기를 피팅하여 캔틸레버의 스프링 상수를 결정합니다.

이제 데이터 수집에 적합한 매개 변수를 설정합니다. 데이터 수집이 끝날 때 각 실험 조건에 대한 수많은 강제 거리 곡선을 기록합니다. 감도와 스프링 상수를 다시 결정하여 시스템의 일관성과 안정성을 확인합니다.

빨간색으로 표시된 강제 거리 추적의 이 예는 메틸 자체 조립 단층 불순물에서 폴리 티로신이 후퇴한 것입니다. 0으로 떨어지는 단일 단계는 단일 분자의 분리를 나타냅니다. 시그모이드 핏은 검은색으로 표시됩니다.

추출된 고원 길이와 고원 힘은 화살표로 표시됩니다. 캔틸레버의 확장 수축 속도는 초당 0.5미크론이었고 표면의 체류 시간은 1초였습니다. 측정을 위한 다양한 액체 환경은 추출된 고원력에 변화를 일으켰습니다.

이 히스토그램은 순수한 물에서의 측정과 물에서의 측정을 위해 추출된 고원력을 반영합니다. 에탄올 혼합물은 동일한 단일 폴리머에 하나씩 있는 각 용액에 대해 최소 300개의 힘 거리 트레이스를 기록했습니다. 여기에서는 순수한 물과 물 에탄올 혼합물에 대한 추출된 고원 길이에 대한 유사한 히스토그램이 표시됩니다.

에탄올을 첨가하면 폴리 티로신과 표면 사이의 소수성 상호 작용이 약화되어 고원력이 낮아지고 고원 길이가 감소합니다. 이것은 피크 고원 길이 대 최대 고원 힘의 이 플레이트에 요약되어 있습니다. 일단 마스터하면 기능화 프로토콜은 개발 후 약 4시간 내에 완료할 수 있습니다.

이 기술은 물리학 및 화학 분야의 연구자들이 계면에서 고분자의 위반 접착을 탐구할 수 있는 길을 열었습니다.