Slp1 중합체 및 단층의 AU-상호 작용 Lysinibacillus 스패 리 쿠스 JG-B53 - QCM-D, 생체 분자 - 금속 연구 도구로서 ICP-MS와 AFM

이 실험의 전반적인 목표는 생태학적, 기술적 관점에서 제시된 박테리아 균주의 S-layer 단백질에 의한 금 흡착 거동을 조사하는 것입니다. 이러한 방법은 흡착 공정 및 금속의 제거 및 회수 분야와 같은 환경 관련 과학의 핵심 질문에 답할 수 있습니다. 이러한 기술의 주요 장점은 다른 스케일 범위에서 금속 흡착 및 나노 입자 흡착을 검출할 수 있다는 것입니다.

QCM-D를 사용하면 실시간 측정에서 이를 감지할 수 있습니다. 이 절차를 시작하려면 유체 셀에 센서 더미를 장착하십시오. QCM-D 및 튜브 시스템을 통해 초순수에 2%알칼리성 액체 세척제를 모듈당 최소 20ml씩 펌핑합니다.

그런 다음 제조업체의 프로토콜에 따라 분당 최대 300마이크로리터의 유속으로 시스템을 통해 모듈당 5배의 초순수 부피를 펌핑합니다. 2% sodium dodecyl sulfate 용액에서 최소 20분 동안 배양하여 흐름 모듈 외부의 이산화규소 센서를 청소합니다. 그런 다음 센서를 초순수로 여러 번 헹굽니다.

여과된 압축 공기로 결정을 건조시킨 후 오존 세척 챔버에 20분 동안 넣습니다. 그런 다음 세척 절차를 두 번 반복하여 모든 유기 내용물을 제거하십시오. 센서 표면에서 결합된 금속을 제거하려면 1몰 질산으로 센서를 헹굽니다.

그런 다음 센서를 초순수로 여러 번 헹굽니다. 다음으로, 층별 또는 LBL 기술을 사용하여 딥 코팅을 통해 폴리에틸렌 설포네이트와 폴리스티렌 설포네이트의 교대 층을 리터당 3g으로 센서를 수정합니다. 딥웰 플레이트의 적절한 고분자 전해질 용액 내부에 센서를 놓고 실온에서 10분 동안 배양합니다.

그런 다음 고분자 전해질 용액에서 센서를 제거하고 모든 딥 코팅 단계 사이에 초순수로 집중적으로 헹굽니다. 외부 수정이 완료되면 유량 모듈 내부에 센서를 배치합니다. 실험을 시작하기 전에 센서를 초순수로 헹궈 센서를 평형을 이룹니다.

이 시점에서, 이전에 분리되고 정제된 Slp1을 포뮬라 요소에 용해시켜 폴리머를 단량체로 전환한다. 더 큰 단백질 덩어리를 제거하기 위하여 15의, 000배 g 그리고 4 섭씨 온도에 단량체로 만들어진 단백질을 1 시간 동안 원심 분리하십시오. 가용화 및 원심분리된 Slp1 상등액을 재결정 완충액과 혼합하여 최종 단백질 농도가 리터당 0.2g이 되도록 합니다.

플로우 모듈 내부의 고분자 전해질 변형 센서 상단에서 단백질을 성공적으로 재결정한 후, 안정적인 주파수 및 소산 이동 값이 감지될 때까지 분당 125마이크로리터의 유속으로 코팅된 센서를 재결정화 버퍼로 집중적으로 헹굽니다. 플로우 모듈에서 Slp1 코팅을 성공적으로 수행한 후, 얻어진 Slp1 층을 1.6 밀리몰 시트레이트 버퍼 pH 5.0으로 안정적인 빈도 및 소산 이동 값이 감지될 때까지 집중적으로 헹굽니다. 다음으로, 이전에 준비된 1밀리몰 나노입자 용액을 분당 125마이크로리터의 유속으로 유량 모듈로 펌핑합니다.

그런 다음 Slp1 층에 대한 질량 흡착을 추적합니다. 금속 나노 입자 상호 작용을 완료 한 후 나노 입자가없는 버퍼로 층을 헹구어 약한 결합 금속 또는 나노 입자를 제거합니다. 원자력 현미경 또는 도립 광학 현미경과 함께 AFM을 사용하여 코팅된 QCM-D 센서에서 직접 초순수를 사용하여 액체의 이미지를 기록합니다.

QCM-D 실험 후 센서를 초순수로 헹구고 AFM 유체 셀 내부에 놓습니다. 물에서 공진 주파수가 약 25kHz이고 강성이 미터당 0.1뉴턴 미만인 캔틸레버를 사용하십시오. 초당 2.5에서 10마이크로미터 사이에서 스캔 속도를 조정합니다.

다이나믹 컨택트 모드에서 캔틸레버가 공진 주파수에서 Piezo에 의해 여기되는 동안 이미지를 촬영합니다. 마지막으로, 진동 댐핑에 의해 캔틸레버와 표면까지의 거리를 결정합니다. 현탁 Slp1에 의한 금 3의 최대 금속 결합 용량은 조사된 pH 범위 내에서 24시간 배양 동안 안정적으로 결합되었음을 보여줍니다.

주파수의 즉각적인 감소는 고분자 전해질 변형 표면에 대한 단백질의 빠른 흡착 및 높은 친화력을 나타냅니다. 소산은 또한 즉시 증가하는데, 이는 빠른 댐핑으로 인해 점탄성 분자가 표면에 흡착되어 소산 값이 증가함을 나타냅니다. 사전 합성된 금 제로 나노입자를 Slp1과 함께 배양하고 SDS-PAGE로 분석하여 나노 입자가 Slp1 구조를 방해하지 않는다는 것을 보여주는 QCM-D 데이터를 검증했습니다.

사전 합성된 금속 금 제로 나노 입자의 흡착은 델타 F-델타 D 플롯의 QCM-D 실험과 두께 및 질량 프로파일로 표시됩니다. 고분자 전해질 개질 센서에서 재결정화된 Slp1의 단백질 격자는 다음과 같습니다. 격자 상수는 13 내지 14 나노 미터로 결정되었고, 층 두께는 10 플러스 마이너스 2 나노 미터로 확인되었다.

AFM 연구는 금 3 상호 작용 후 Slp1 격자가 완전히 손상되지 않은 상태로 유지되는 것을 확인했으며, 이는 코팅의 안정성을 예측한 QCM-D 결과를 확인했습니다. AFM은 Slp1 격자에서 금 제로 나노 입자의 흡착을 확인하지만 입자 크기로 인해 Slp1의 p4 대칭을 따르지 않습니다. 이 기술을 마스터하면 제대로 수행되면 영업일 기준 하루 이내에 완료할 수 있습니다.

이러한 방법에 따라 적외선 분광법 또는 헬륨 이온 현미경과 같은 다른 기술을 수행하여 특정 결합 시력 또는 금 또는 금 나노 입자와의 상호 작용과 같은 추가 질문에 답할 수 있습니다. 제시된 기술은 uzrachem이 생체 분자와 금속의 상호 작용, 예를 들어 다양한 종류의 표면에서의 흡착 및 탈착 거동을 연구할 수 있는 길을 열었습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 이제 금속과 생물학적 용매의 상호 작용을 조사하는 방법을 잘 이해하게 되었으며 이 방법을 사용할 때 고글, 실험실 가운 및 장갑을 사용하는 것을 잊지 마십시오.