Name: 금 나노 입자와 Cucurbit n uril의 응집체 내에서 정확한 플라즈몬 나노 접합의 형성을 통한 요산의 정량적 SERS 검출 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-10-03T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 2 s
Description: 학습하세요 요산의 정량적 SERS 검출 방법을 금 나노 입자와 Cucurbit[7]uril 응집체를 활용하여. 이 기술은 통풍과 고혈압 등 질병 진단에 활용될 수 있는 고감도 생체지표 분석 도구입니다.

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TCL은 Royal Society Research Grant 2016 R1 (RG150551)과 EPSRC (EP / P511262 / 1)의 기관 후원 상을 통해 자금을 지원 한 UCL BEAMS Future Leader Award의 지원에 감사드립니다. WIKC, TCL 및 IPP는 EPSRC M3S CDT (EP / L015862 / 1)를 통해 A * STAR-UCL 연구 첨부 프로그램이 자금을 지원하는 학생회에 감사드립니다. GD와 TJ는 학생들을 후원해 주신 EPSRC M3S CDT (EP/L015862/1)에 감사드립니다. TJ와 TCL은 TJ의 학생들에 기여한 Camtech Innovations를 인정합니다. 모든 저자는 UCL Open Access Fund에 감사드립니다.

1. Au NPs의 합성
<ol><li>종래의 투르케비치 방법을 통한 Au 종자의 합성26<ol>
<li>98.5 mg의 HAuCl4· 3H2O전구체와 유리 바이알에 탈이온수 10 mL. 참고: 소량의 HAuCl4 전구체를 계량 보트로 옮기고 HAuCl4 전구체가 금속 실험실을 부식시키기 때문에 금속 주걱 대신 플라스틱 주걱을 사용하여 결정을 계량합니다. HAuCl4는 흡습성이므로 가능한 한 신속하게 칭량 단계를 수행해야하므로 대기에서 물을 흡수하여 시간이 지남에 따라 무게가 증가합니다. HAuCl4는 부식성이 강하고 심한 피부 화상과 눈 손상을 일으킬 수 있습니다. 그것을 취급 할 때 특별한주의를 기울이십시오.</li>
		<li>구연산나트륨 분말 64.5 mg을 유리 바이알에 탈이온수 0.5 mL와 함께 용해시켜 500 mM 시트르산나트륨 용액 0.5 mL를 제조하였다.</li>
		<li>25 mM HAuCl4 용액 1 mL를 250 mL 청색 캡핑된 병에 99 mL의 물로 희석하여 0.25 mM HAuCl4 용액 100 mL를 수득하였다.</li>
		<li>0.25 mM HAuCl4 용액 99.5 mL를 콘덴서가 장착된 250 mL 삼구 둥근 바닥 플라스크에 첨가한다. 용액을 격렬한 교반 하에 90°C로 가열하고 15분 동안 온도를 유지한다.</li>
		<li>500 mM 시트르산 나트륨 용액 0.5 mL를 반응 혼합물에 주입하고 온도를 유지하고 용액의 색이 루비 레드로 변할 때까지 교반한다. 참고 : 반응은 약 30 분이 걸립니다.</li>
	</ol></li>
	<li>운동학적으로 조절된 방법13을 통한 Au NPs의 시딩된 성장
	<ol>
<li>합성된 Au 시드 용액을 70°C로 냉각시킨다.</li>
		<li>10 mL의 시트르산나트륨 분말 154.8 mg을 유리 바이알에 탈이온수 10 mL와 함께 용해시켜 60 mM 시트르산나트륨 용액을 준비한다.</li>
		<li>0.67 mL의 25 mM HAuCl4 용액 및 0.67 mL의 60 mM 시트르산나트륨 용액을 2분의 시간 간격으로 Au 종자에 주입한다.</li>
		<li>단계 1.2.3을 반복하여 Au NP의 크기를 점진적으로 40nm로 증가시킨다. 참고 : 40nm에 도달하려면 약 10 개의 성장 단계가 필요합니다. 필요한 실제 단계 수는 정확한 설정에 따라 달라질 수 있습니다.</li>
	</ol></li>
	<li>자동 합성기를 사용한 Au NP의 시드 성장(그림 2)
	<ol>
<li>섹션 1에서 제조된 Au 시드 용액 25 mL를 50 mL 원뿔형 원심분리 튜브로 옮기고 열믹서에서 70°C로 냉각시킨다. 참고: 물 25mL가 들어있는 50mL 원심분리 튜브에 넣은 열전대 온도계를 사용하여 열전대 온도계를 사용하여 열믹서 내부의 온도를 모니터링하십시오.</li>
		<li>3 mL 루어락 일회용 주사기를 2.5 mL의 25 mM HAuCl4 용액으로 채운다. 또 다른 3 mL 루어락 일회용 주사기를 2.5 mL의 60 mM 소듐 시트레이트 용액으로 채운다.</li>
		<li>주사기를 시린지 펌프에 넣고 Luer-to-MicroTight 어댑터를 사용하여 PEEK 튜브(150μm 내부 직경)를 주사기에 연결합니다. 튜빙을 열믹서 내의 Au 시드 용액을 포함하는 원심분리 튜브에 삽입한다.</li>
		<li>두 시린지 펌프를 모두 설정하여 0.1675mL의 용액을 20분에 걸쳐 분배합니다(분당 8.357μL).</li>
		<li>써모믹서 회전 속도를 700rpm으로 설정하고 25mM HAuCl4 용액이 포함된 시린지 펌프에서 시작을 누릅니다.</li>
		<li>2분 후, 60 mM 시트르산나트륨 용액을 함유하는 시린지 펌프 상에서 시작 을 누른다.</li>
		<li>HAuCl4 용액 주입을 시작한 지 30분 후, 분석을 위해 Au NP 용액의 분취량을 제거하였다.</li>
		<li>1.3.5 – 1.3.7단계를 반복하여 Au NP의 직경을 최대 40nm까지 점진적으로 늘립니다. 참고: 이 설정은 1.3.4단계에서 추가된 반응물의 부피를 증가시켜 한 단계에서 Au NP를 최대 40nm까지 성장시키는 데 사용할 수 있습니다. 이것은 동일한 주사 속도를 유지하면서 분배 시간을 증가시킴으로써 달성됩니다.</li>
	</ol></li>
</ol>2. Au NP의 특성화
<ol><li>UV-Vis 분광법<ol>
<li>Au NP 용액 1 mL를 세미 마이크로 석영 큐벳에 첨가한다.</li>
		<li>분광계를 켭니다.</li>
		<li>파장 범위를 400 - 800 nm로 설정합니다.</li>
		<li>각 샘플에 대한 UV-Vis 스펙트럼을 획득한다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>동적 광산란(DLS)<ol>
<li>샘플 용액을 0.22 μm 필터가 있는 플라스틱 세미 마이크로 큐벳으로 필터링합니다.</li>
		<li>DLS 계측기를 켭니다.</li>
		<li>온도를 25°C로 설정하고 60초 동안 평형을 이룹니다.</li>
		<li>각 샘플의 유체역학적 크기를 측정합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>투과 전자 현미경 (TEM)<ol>
<li>샘플 용액의 5 μL 액적을 C-코팅된 300-메쉬 Cu 그리드 상에 드롭-캐스팅하고 공기 중에서 건조시킨다. 참고: 희석은 TEM 그리드 상에 잘 분산된 Au NP를 얻기 위해 더 농축된 Au NP 용액 샘플을 위해 필요하다.</li>
		<li>200kV 가속 전압에서 TEM을 사용하여 각 샘플에 대해 여러 TEM 이미지를 획득합니다.</li>
		<li>ImageJ를 사용하여 각 샘플에 대한 200Au NP의 직경을 측정하여 평균 크기 및 표준 편차를 계산합니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. CB7-UA 복합체의 형성
<ol><li>0.4 mM CB7 용액의 제조<ol>
<li>4.65 mg의 CB7을 15 mL 유리 바이알에 첨가하십시오. 참고 : CB7의 양은 문헌의 대부분의 보고서에 의해 사용 된 CB7 (= 1163 Da)의 공식 중량을 기준으로 계산됩니다. 그럼에도 불구하고 CB7 고체 샘플은 일반적으로 합성 및 정제 단계에서 남아있는 물, HCl, 메탄올 및 기타 염을 함유하여 샘플에서 ~ 10 - 20 %의 죽은 중량에 기여합니다. 포획된 용매 및 염은 진공 오븐 또는 다른 수단에서 가열함으로써 제거될 수 없었다. 그들의 양은 샘플의 다른 배치에 따라 다르지만 원소 분석을 사용하여 정량화 할 수 있습니다. 그러나, 제시된 프로토콜은 CB7 샘플 내의 용매 및 염의 정량화되지 않은 양의 존재에 민감하지 않다.</li>
		<li>바이알에 물 10mL를 넣고 뚜껑을 조이십시오.</li>
		<li>CB7 고체가 완전히 용해 될 때까지 실온에서 샘플을 초음파 처리하십시오. 참고: CB7은 문헌27 에 따라 합성되었지만 상업적으로 입수가능하다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>0.4 mM UA 용액의 제조<ol>
<li>2.69 mg의 UA를 50 mL 원심분리 튜브에 첨가한다.</li>
		<li>튜브에 물 40mL를 넣고 뚜껑을 조이십시오.</li>
		<li>열믹서를 사용하여 온도를 70°C, 속도를 800rpm, 시간을 2h로 설정하여 시료 용액을 소용돌이친다. 용액을 실온으로 식히십시오. 참고: UA는 물에 대한 용해도가 낮음(0.40 mM)5. UA 분말이 완전히 용해되지 않은 경우 더 오래 소용돌이치십시오. 대안적으로, 초음파는 용해를 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>0.4 mM UA 용액의 순차적 희석<ol>
<li>0.4 mM UA 용액 5 mL를 15 mL 유리 바이알에 물 5 mL로 희석하여 0.2 mM UA 용액 10 mL를 수득하였다. 뚜껑을 조이고 30 초 동안 초음파 처리하십시오.</li>
		<li>표 1에 설명된 대로 적절한 양의 UA 및 물을 사용하여 3.3.1단계를 반복합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>CB7-UA 복합체의 제조<ol>
<li>0.75 mL의 0.4 mM CB7 용액 및 0.75 mL의 0.4 mM UA 용액을 1.5 mL 튜브에 첨가한다. 뚜껑을 고정하고 30 초 동안 초음파 처리하십시오.</li>
		<li>호스트 - 게스트 단지의 형성을 보장하기 위해 30 분 동안 기다리십시오.</li>
		<li>농도가 다른 UA 솔루션을 사용하여 3.4.1 – 3.4.2 단계를 반복합니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. UA의 SERS 감지
<ol><li>라만 시스템의 실험 설정(그림 3)<ol>
<li>633nm He-Ne 레이저(22.5mW)를 켭니다.</li>
		<li>모듈식 라만 분광계를 켭니다.</li>
		<li>컴퓨터를 켜고 소프트웨어를 시작합니다.</li>
		<li>분광기 응용 프로그램 마법사 아이콘을 클릭한 다음 Raman을 선택합니다.</li>
		<li>새로운 인수를 시작하십시오. 통합 시간을 30초로 설정하고, 스캔을 평균으로 5초로, 박스카를 0으로 설정합니다.</li>
		<li>배경 스펙트럼을 저장하고 레이저 파장(즉, 633nm)을 입력합니다. 참고: 통합 시간은 각 스캔의 시간이며, 평균에 대한 스캔은 각 스펙트럼을 만들기 위해 평균화된 스캔 수이며, boxcar는 평균28개의 인접 픽셀 수입니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>SERS 기판의 형성<ol>
<li>0.9 mL의 40 nm Au NP 용액 및 0.1 mL의 예비-형성된 CB7-UA 복합체 용액을 1.5 mL 튜브에 첨가한다. 뚜껑을 고정하고 용액이 루비 레드에서 보라색으로 바뀔 때까지 초음파 처리하십시오. 참고: 상업적인 시트레이트-안정화된 40 nm Au NP 용액 샘플이 또한 사용될 수 있다. 전형적으로, 국부적인 표면 플라즈몬 공명 (LSPR) 피크의 광학 밀도는 농축된 원액 샘플로부터의 희석을 통해 1로 조정된다. 샘플 중의 시트레이트 농도는 전형적으로 2 mM로 유지된다.</li>
		<li>샘플 용액을 세미 마이크로 큐벳으로 옮깁니다. 큐벳을 라만 샘플 홀더에 넣고 덮개를 닫습니다.</li>
		<li>측정을 시작합니다.</li>
		<li>자동 저장을 설정하여 다섯 개의 연속 SERS 스펙트럼을 기록합니다.</li>
		<li>측정을 중지하고 샘플을 변경합니다.</li>
		<li>다양한 농도의 CB7-UA 용액을 사용하여 4.2.1 – 4.2.5 단계를 반복하십시오. 참고: 응집 시간은 Au NP의 응집을 매개하는 데 큰 기여를 하는 빈 CB7의 농도의 차이로 인해 0.1 μM UA의 경우 30 초에서 20 μM UA의 경우 30분에 이르는 나노응집체 내의 UA의 농도에 의존하는 것으로 밝혀졌다. CB7-UA 복합체의 경우, 하나의 포털은 부피가 큰 UA 분자에 의해 차단되어, Au NP 표면에 결합하는 것을 사용할 수 없게 되고, 따라서 NP 응집(21)을 매개할 수 없게 된다. 샘플은 용액의 색상이 루비 레드에서 보라색으로 변할 때 측정 할 준비가되었습니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. 데이터 분석
<ol><li>데이터 처리<ol>
<li>비대칭 최소 제곱(ALS) 플러그인을 사용하여 베이스라인을 다운로드하여 Origin에 설치합니다. 참고: ALS 플러그인에는 OriginPro가 필요합니다.</li>
		<li>원시 데이터를 원본에 삽입합니다.</li>
		<li>각 샘플의 다섯 SERS 스펙트럼에서 평균값을 계산합니다. 값을 레이저의 힘(즉, 22.5mW)과 통합 시간(즉, 30초)으로 나눕니다.</li>
		<li>ALS 아이콘을 클릭하여 대화 상자를 엽니다. 비대칭 계수를 0.001로, 임계값을 0.03%로, 평활 계수를 2로, 반복 횟수를 20으로 설정하여 각 평균 스펙트럼의 기준선을 수정합니다.</li>
		<li>y 오프셋으로 누적된 선을 사용하여 다른 UA 농도의 SERS 스펙트럼을 플로팅합니다. 출력은 라만 시프트 (cm-1)에 대한 강도 (카운트 s-1 mW-1)이어야합니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

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프로토콜에 설명된 자동화된 합성 방법을 통해 크기가 증가하는 Au NP를 재현 가능하게 합성할 수 있습니다. 종자 합성 중에 구연산 나트륨을 빠르게 첨가하고 PEEK 튜브가 안전한지 확인하기 위해 주기적으로 검사하는 것과 같이 수동으로 수행해야하는 몇 가지 요소가 있지만,이 방법을 사용하면 일반적으로 HAuCl4 및 구연산 나트륨을 여러 번 수동으로 주입해야하는 큰 크기 (최대40nm )의 Au NP를 사용할 수 있습니다. 장기간에 걸쳐 연속 첨가를 통해 합성될 수 있다.
CB 복합체의 기본 특성을 밝히기 위해 추가 특성화를 수행 할 수 있습니다. 예를 들어, 호스트-게스트 복합체의 형성은 전형적으로 1H핵자기 공명(NMR)을 사용하여 확인될 수 있으며, 이는 복합체화21,22,25<sup c...

퓨린 뉴클레오티드의 신진 대사의 최종 산물 인 요산은 통풍, 자간전증, 신장 질환, 고혈압, 심혈관 질환 및 당뇨병 1,2,3,4,5와 같은 질병의 진단을위한 혈액 혈청 및 소변의 중요한 바이오 마커입니다. 요산 검출을위한 현재의 방법에는 비색 효소 분석, 고성능 액체 크로마토그래피 및 모세관 전기 영동이 포함되며, 이는 시간이 많이 걸리고 비용이 많이 들며 정교한 샘플 준비 6,7,8,9가 필요합니다.
표면 강화 라만 분광법은 진동 지문을 통해 생체 분자를 선택적으로 검출 할 수 있고 고감도, 신속한 반응, 사용 편의성 및 시료 준비 없음 또는 최소와 같은 수많은 이점을 제공하므로 일상적인 진료 시점 진단을위한 유망한 기술입니다. 귀금속 나노입자(예를 들어, Au NPs)에 기초한 SERS 기판은 표면 플라즈몬 공명(11)에 의해 야기된 강한 전자기 향상을 통해 분석물 분자의 라만 신호를 크기10의 4 내지10 차수만큼 향상시킬 수 있다. 맞춤형 크기의 Au NP는 복잡한 금속 나노복합체(12)의 제조에 시간이 많이 걸리는 것과는 달리 쉽게 합성될 수 있으며, 따라서 이들의 우수한 특성(13,14,15,16)으로 인해 생물 의학 응용에 널리 사용된다. Au NPs의 표면 상에 거대고리 분자인 cucurbit[n]urils(CBn, 여기서 n=5-8, 10)의 부착은 고도로 대칭적이고 단단한 CB 분자가 Au NP 사이의 정확한 간격을 제어하고 숙주-게스트 복합체의 형성을 통해 플라즈몬 핫스팟에 중심 또는 근접하게 분석물 분자를 국부화할 수 있기 때문에 분석물 분자의 SERS 신호를 더욱 강화할 수 있다(도 1)17, 18,19,20. Au NP를 사용한 SERS 연구의 이전 예: CBn 나노응집체에는 니트로폭발물, 다환식 방향족제, 디아미노스틸벤, 신경전달물질 및 크레아티닌 21,22,23,24,25 가 포함되며, SERS 측정은 큐벳에서 수행되거나 맞춤형 샘플 홀더에 작은 물방울을 적재하여 수행됩니다. 이러한 검출 스킴은 높은 재현성을 갖는 복잡한 매트릭스에서 바이오마커를 신속하게 정량화하는데 특히 유용하다.
본원에서, CB7 및 중요한 바이오마커 UA의 숙주-게스트 복합체를 형성하고, 수성 매질에서 Au NPs의 CB7 매개된 응집을 통해 0.2 μM의 검출 한계로 UA를 정량화하는 용이한 방법이 모듈형 분광계를 사용하여 입증되었으며, 이는 진단 및 임상 적용에 유망하다.

<table><tbody><tr><td>40 nm 금 나노 입자</td><td>NanoComposix</td><td>AUCN40-100M</td><td>NanoXact, 0.05 mg/ mL, 베어 (시트레이트)</td></tr><tr><td>원심분리기 튜브</td><td>Corning Falcon</td><td>14-432-22</td><td>50 mL volume</td></tr><tr><td>Cucurbit[7]uril</td><td>Lab-made</td><td></td><td>참조 참조 19</td></tr><tr><td>Gold(III) chloride trihydrate</td><td>Sigma aldrich</td><td>520918</td><td>&ge; 99.9% 미량 금속 기반</td></tr><tr><td>Luer lock 일회용 주사기</td><td>Cole-Parmer</td><td>WZ-07945-15</td><td>3 mL 용량</td></tr><tr><td>Luer-to-MicroTight 어댑터</td><td>LuerTight</td><td>P-662</td><td>360 &mu; m 외경 Luer 주사기</td></tr><tr><td>PEEK 튜빙</td><td>IDEX</td><td>1572</td><td>360 &mu; m 외경, 150 & m 내경</td></tr><tr><td>PEEK 튜빙 커터</td><td>IDEX</td><td>WZ-02013-30</td><td>360 &micro용 모세관 폴리머 크로마토그래피 튜빙 커터; m에서 1/32" OD 튜빙</td></tr><tr><td>라만 분광계</td><td>Ocean Optics</td><td>QE pro</td><td></td></tr><tr><td>구연산나트륨 삼염기성 이수화물</td><td>Sigma aldrich</td><td>S4641</td><td>ACS 시약, &ge; 99.0%</td></tr> <tr><td>Sonicator</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>표준 프로브</td><td>Digi-Sense</td><td>WZ-08516-55</td><td>Type-K</td></tr><tr><td>주사기 펌프</td><td>알라딘</td><td>ALADDIN2-220</td><td>주사기 2개, 최대 주사기 부피 60mL</td></tr><tr><td>열전대 온도계</td><td>Digi-Sense</td><td>WZ-20250-91</td><td>NIST 추적 가능 교정 기능이 있는 단일 입력 열전대 온도계</td></tr><tr><td>ThermoMixer</td><td>Eppendorf</td><td>5382000031</td><td>50 mL 튜브용 Eppendorf SmartBlock</td></tr><tr><td>요산</td><td>Sigma aldrich</td><td>U2625</td><td>&ge; 99%, 결정질</td></tr></tbody></table>

금 나노 입자와 cucurbit[n]uril의 응집체 내에서 정확한 플라즈몬 나노 접합의 형성을 통한 요산의 정량적 sers 검출

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

이 연구는 모듈형 분광계를 사용하여 지문 영역의 여러 특성 피크에 대해 ~0.2μM의 낮은 검출 한계로 표면 강화 라만 분광법(SERS)을 통해 중요한 바이오마커인 요산(UA)의 정량적 검출을 위한 신속하고 매우 민감한 방법을 설명합니다. 이러한 바이오센싱 기법은 매크로사이클, cucurbit[7]uril (CB7) 및 UA 사이의 숙주-게스트 복합체화에 의해 매개되고, 이후 자체 조립된 Au NP:CB7 나노응집체 내에서 정확한 플라즈몬 나노접합의 형성에 의해 매개된다. SERS 기질에 대해 바람직한 크기의 용이한 Au NP 합성은 또한 실험실에서 제작한 자동 합성기를 사용하여 촉진될 수 있는 옵션을 갖는 고전적인 시트레이트 환원 접근법에 기초하여 수행되었다. 이 프로토콜은 임상 적용을 위해 체액에서 바이오마커의 다중화 검출로 쉽게 확장될 수 있다.

제시된 Au NP 합성에서 UV-Vis 스펙트럼은 10 성장 단계 (그림 4 A, B) 후에 LSPR 피크의 521 nm에서 529 nm로 이동을 보여 주며 DLS 데이터는 Au NP의 크기가 25.9 nm에서 42.8 nm로 증가함에 따라 좁은 크기 분포를 보여줍니다 (그림 4C, D). TEM 이미지에서 측정된 G0, G5 및 G10의 평균 크기(그림 4E)는 각각 20.1nm, 2.1nm± 32.5nm, 40.0± 2.2nm±며 각 경우에 200개의 입자가 계수됩니다. 이러한 결과는 이러한 프로토콜이 균일하고 좁게 분산된 Au NP를 합성하는데 효과적임을 나타낸다.
제시된 SERS 연구에서, CB7 및 UA의 숙주-게스트 복합체는 SERS 스펙트럼에서 특징...

큐커빗[7]우릴 및 요산의 호스트-게스트 복합체를 Au NP 용액에 소량 첨가하기 전에 수용액에서 형성하여 모듈형 분광계를 이용한 정량적 표면 강화 라만 분광법(SERS) 감지를 수행하였다.

금 나노 입자와 Cucurbit[n]uril의 응집체 내에서 정확한 플라즈몬 나노 접합의 형성을 통한 요산의 정량적 SERS 검출

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

이 프로토콜은 고감도로 요산을 검출하고 정량화할 수 있는 다양한 방법을 제공합니다. 따라서 진단 및 임상 적용을 위한 프로토콜입니다. 이 프로토콜은 체액과 같은 복잡한 매트릭스에서 바이오마커를 빠르게 정량화할 수 있습니다.이 기술은 통풍, 고혈압 및 심혈관 질환과 같이 요산을 바이오마커로 사용하는 질병을 진단하기 위해 잠재적으로 확장될 수 있습니다. 또한 환경 모니터링을 위해 다른 유해 물질을 검출하고 정량화하는 데 사용할 수 있습니다. 프로토콜을 처음 시도할 때 연구원들은 CB7 및 금 나노 입자의 안정적인 응집체를 형성하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다.초음파 처리를 사용하여 CB7 용액에서 금 나노 입자를 혼합하는 것은 다른 기술이 응집 역학에 영향을 줄 수 있으므로 권장됩니다. CB7 혼합을 추가하는 중요한 단계를 보여주는 비디오는 시스템을 처음 사용하는 연구자의 성공 가능성과 재현성을 높일 수 있습니다. 금 씨앗 합성을 위해 유리 바이알에 98.5mg의 오릭을 10ml의 탈이온수에 녹여 유리 바이알에 25 밀리몰의 오릭 클로라이드 용액과 64.5 밀리그램의 구연산 나트륨 분말을 500 마이크로리터의 탈 이온수에 넣습니다.다음으로, 250 밀리리터 블루 캡이 있는 병에 1 밀리리터의 오라 클로라이드 용액을 99 밀리리터의 물과 함께 희석하여 0.25 밀리몰 오라 클로라이드 용액을 얻고 0.25 밀리몰 오라 클로라이드 용액 99.5 밀리리터를 콘덴서가 장착된 250 밀리리터 3구 둥근 바닥 플라스크에 첨가합니다. 그런 다음 용액을 섭씨 90도에서 15분 동안 격렬하게 저어주면서 500마이크로리터의 구연산나트륨 용액을 플라스크에 주입하고 용액이 루비 레드로 변할 때까지 계속 저어줍니다. 금 나노 입자의 파종 성장을 시작하려면 25ml의 금 씨 용액을 50 밀리리터 튜브에 옮기고 ThermoMixer에서 용액을 70도로 냉각합니다.용액이 냉각되는 동안 3mm Luer Lock 일회용 주사기에 2.5mL의 25mmolar auric chloride 용액을 채우고 또 다른 3mm Luer lock 일회용 주사기에 2.5ml의 60millimolar sodium citrate 용액을 채웁니다. 주사기를 주사기 펌프에 넣고 Luer-to-MicroTight 어댑터를 사용하여 150마이크로몰 내경의 PEEK 튜브를 주사기에 연결합니다. ThermoMixer에서 냉각된 금 시드 용액이 들어 있는 원심분리기 튜브에 튜브를 삽입하고 두 주사기 펌프를 20분 동안 167.5마이크로리터의 용액을 분주하도록 설정합니다.ThermoMixer 회전 속도를 분당 600회 회전으로 설정하고 25밀리몰 염화 이온 용액이 들어 있는 주사기 펌프에서 시작을 누릅니다. 2분 후, 60밀리몰의 구연산나트륨 용액이 들어 있는 주사기 펌프의 시작을 누릅니다. 30분 후 분석을 위해 금 나노입자 용액의 부분 표본을 제거합니다.0.4 밀리몰 CB7 용액을 준비하려면 15 밀리리터 유리 바이알에 4.65 밀리그램의 CB7을 넣고 바이알에 10 밀리리터의 물을 첨가합니다. 단단히 캡핑한 후 CB7 고체가 완전히 용해될 때까지 실온에서 바이알을 초음파 처리합니다. 0.4 밀리몰 요산 용액을 준비하려면 50 밀리리터 원심분리 튜브에 2.69 밀리그램의 요산을 넣고 튜브에 40 밀리리터의 물을 추가합니다.단단히 캡을 씌운 후 섭씨 70도, 분당 800회 회전으로 설정된 ThermoMixer에서 혼합물을 2시간 동안 휘젓습니다. 용액이 실온으로 냉각되면 15ml 유리 바이알에 0.4 밀리몰 요산 용액 1ml를 물 9ml로 희석하여 0.04 밀리몰 요산 용액을 얻습니다. 뚜껑을 단단히 씌운 후 바이알을 30초 동안 초음파 처리합니다.CB7-요산 복합체를 준비하려면 0.4 밀리몰 CB7 용액 750 마이크로리터와 0.4 밀리몰 요산 용액 750 마이크로리터를 1.5 밀리리터 튜브에 넣고 혼합물을 30초 동안 초음파 처리합니다. 그런 다음 튜브를 실온에서 30분 동안 유지하여 호스트-게스트 복합체가 형성되도록 합니다. Raman 시스템 소프트웨어에서 분광학 응용 프로그램 마법사 아이콘을 클릭하고 Raman을 선택합니다.새로운 수집을 시작하고 통합 시간을 30초로, 스캔 평균을 5로, 박스카를 0으로 설정합니다. 그런 다음 배경 스펙트럼을 저장하고 레이저 파장을 입력합니다. SERS 기질 형성을 위해 900 마이크로 리터의 40 나노 미터 금 나노 입자 용액과 100 마이크로 리터의 미리 형성된 CB7- 요산 복합 용액을 1.5 밀리리터 튜브에 넣고 용액이 루비 레드에서 자주색으로 변할 때까지 초음파 처리합니다.샘플 용액을 세미 마이크로 큐벳으로 옮기고 큐벳을 Raman 샘플 홀더에 넣습니다. 커버를 닫고 측정을 시작합니다. 그런 다음 5개의 연속 SERS 스펙트럼을 기록하도록 자동 저장을 설정합니다.합성된 금 나노입자에 대한 자외선 가시광선 스펙트럼은 10번의 성장 단계 후에 국소 표면 플라즈몬 공명 피크가 521나노미터에서 529나노미터로 이동하는 것을 보여주며, 동적 광 산란 데이터는 나노 입자의 크기가 25.9나노미터에서 42.8나노미터로 증가함에 따라 좁은 크기 분포를 보여줍니다. 투과 전자 이미지에서 측정한 G0, G5 및 G10의 평균 크기는 각각 약 20, 33 및 40나노미터입니다. 이러한 대표적인 분석에서, CB7 및 요산의 숙주-게스트 복합체는 SERS 스펙트럼의 특징적인 요산 신호에 의해 뒷받침되는 금 나노 입자 CB7 나노 응집체 내에서 정확한 플라즈몬 나노 접합의 형성을 매개하는 빈 CB7과 함께 형성되었습니다.반대로, CB7이 없을 경우 요산의 SERS 신호가 관찰되지 않으며, 이는 금 나노입자 응집을 유발하는 CB7의 핵심 역할을 보여줍니다. 이 프로토콜에 제시된 검출 체계의 높은 감도는 640 및 1130 역센티미터의 요산 피크에서 0.2 마이크로몰 검출 한계까지 명확한 SERS 신호의 관찰에 의해 입증됩니다. 또한, 요산의 SERS 강도와 로그 농도 사이의 매우 강한 상관관계는 0.2 내지 2 마이크로몰 범위에서 발견된 선형 영역을 가진 두 피크 모두에 대해 거듭제곱 법칙에 의해 얻어졌습니다.요산은 수용도가 낮기 때문에 다음 단계 전에 요산 분말이 부드러운지 확인해야 합니다. 고급 데이터 분석을 수행할 수 있어 매트릭스에 존재하는 여러 바이오마커를 정량화할 수 있습니다.

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

Research

연구

JoVE Journal

Chemistry

화학

조정 가능한 엄격성 마그네틱 비드 선택 방법을 기반으로 저분자 타겟에 대한 구조 스위칭 압타머를 선택하기 위한 프로토콜이 제공됩니다. 구조 스위칭 특성으로 선택된 Aptamers는 설명된 금 나노입자 분석과 같이 표적의 존재를 알리기 위해 구조적 변화가 필요한 분석에 유용합니다.

색채 금 나노 입자 분석에 적용 구조 전환 앱 타머를 선택하는 방법

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.

자외선 VI와 라만 분광학 면역 플랫폼 제조

우리는 콜 로이드 석판 기법을 사용 하 여 정기적 금 nanocup 배열의 제조를 설명 하 고 nanoplasmonic 영화의 중요성을 논의.

콜 로이드 리소 그래피를 사용 하 여 정기적 금 Nanocup 배열의 제작

이 작품에서는, nanoprobe 기반 바이오 센 싱의 신호 향상을 위한 프로토콜 제공 됩니다. 프로토콜은 금은, 실리 카 또는 산화 철 나노 입자의 구성 된 기존 nanoprobes의 표면에 chloroauric 산의 감소를 기반으로 합니다.

에 라 골드 나노 입자 합성에 의해 급속 한 Nanoprobe 신호 향상

이 연구의 목적은 나노 입자 추적 분석 (NTA)이 건강한 성인의 나노 결정을 포함하는 오줌 칼슘을 감지하고 정량화 할 수 있는지 여부를 결정하는 것이었습니다. 현재 연구 결과에서 사실 인정은 NTA가 신장 결석 질병 도중 오줌 나노 결정을 추정하는 잠재적인 공구일 수 있었다는 것을 건의합니다.

칼슘 플루오로포어 라벨링 및 나노입자 추적 분석을 사용하여 인간에서 오줌 나노 결정의 추정

본 프로토콜은 민감한 분자 검출을 위해 플라즈몬 나노입자를 조작하기 위해 광학 트래핑 및 표면 강화 라만 분광법(SERS)을 통합하는 편리한 접근 방식을 설명합니다. 응집제 없이 트래핑 레이저는 플라즈몬 나노입자를 조립하여 현장 분광 측정을 위한 표적 분석물의 SERS 신호를 향상시킵니다.

In Situ 표면 강화 라만 분광법 특성화를 위한 플라즈몬 나노입자의 광학 트래핑

이 프로토콜은 표면 강화 라만 산란 분광법 및 이미징을 사용하여 단일 나노 입자의 전기화학적 이벤트를 모니터링하는 방법을 설명합니다.

Surface-Enhanced Raman Scattering Spectroscopy and Microscopy를 사용한 단일 나노입자의 전기화학 추적

이 프로토콜은 표면 강화 라만 산란을 위한 유연한 기판의 제조 방법을 설명합니다. 이 방법은 낮은 농도의 R6G 및 Thiram을 성공적으로 검출하는 데 사용되었습니다.

초고감도 검출을 위한 폴리디메틸실록산(PDMS) 기반 SERS(Flexible Surface-Enhanced Raman Scattering) 기판 제작

여기에서, 금(Au) 종자의 합성은 Turkevich 방법을 사용하여 설명됩니다. 그런 다음 이 씨앗은 조정 가능한 플라즈몬 특성을 가진 금-주석 합금(Au-Sn) 나노 입자를 합성하는 데 사용됩니다.

플라즈모닉 금-주석 합금 나노 입자의 수성 합성

여기서는 라벨 없는 표면 증강 라만 분광법(SERS)을 사용하여 개별 작은 세포외 소포(sEV)를 분석하는 프로토콜을 제시하여, 최소 침습 질환 진단과 sEV의 치료 전달 매개체 평가를 가능하게 합니다.

질병 진단 및 치료에 개별 sEV의 표면 강화 라만 산란 기반 생체감지 적용 탐구

학습하세요 요산의 정량적 SERS 검출 방법을 금 나노 입자와 Cucurbit[7]uril 응집체를 활용하여. 이 기술은 통풍과 고혈압 등 질병 진단에 활용될 수 있는 고감도 생체지표 분석 도구입니다.

금 나노 입자와 Cucurbit[n]uril의 응집체 내에서 정확한 플라즈몬 나노 접합의 형성을 통한 요산의 정량적 SERS 검출

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