Name: Synthese, Vergadering, en de karakterisatie van monolaag Protected gouden nanodeeltjes Films voor eiwit monolaag Elektrochemie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-10-04T13:00:00.000+00:00
Duration: 14 min 18 s
Description: Leer de synthese en karakterisatie van monolaag beschermde gouden nanodeeltjes voor eiwitmonolaag elektrochemie. Deze methode optimaliseert elektronenoverdrachtkinetiek voor proteïne-analyse.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Wij dankbaar erkennen de National Science Foundation (CHE-0847145), en de &#39;Henry Dreyfus Leraar-Scholar Program Awards voor royaal ondersteuning van dit onderzoek. We willen graag specifiek herkennen Christine Davis, directeur van de Microscopie en Imaging in het departement Biologie van de Universiteit van Richmond voor haar hulp bij het cross-sectionele beeldvorming. Speciale dank gaat uit naar Drs. T. Leopold, R. Kanters, D. Kellogg, R. Miller, en W. Case, evenals, Russ Collins, Phil Joseph, Carolyn Marks, Mandy Mallory en John Wimbush - die allen te maken undergraduate research mogelijk op de universiteit van Richmond. Een zeer persoonlijk dank wordt gegeven aan alle huidige, verleden en toekomst undergraduate onderzoekers in de Leopold Research Lab.

1. Hexanethiolate monolaag Beschermde Gold Clusters Synthesis Hexanethiolate gefunctionaliseerde monolaag beschermde goud clusters (MPL) zijn gesynthetiseerd volgens een 02:01-een hexanethiol (C6) om goud molverhouding tot een gemiddelde structuur van Au 225 (C6) 75 te produceren. 4-9 Specifieke wijzigingen aan de Brust reactie, net als ligand type, specifiek thiol-to-goud ratio&#39;s, temperatuur, en de reactie van de levering tarief, of post-synthese behandelingen, kan 9-11 Opbrengst een brede waaier van mediterrane partnerlanden met variërende kern maten en functionele beschermende groepen, respectievelijk. 4 De MPC bij benadering ( gemiddeld) composities van mediterrane partnerlanden gefunctionaliseerd met verschillende alkaanthiol groepen kunnen worden bepaald door proton (een H) nucleaire magnetische resonantie (NMR)-analyse van jodium-ontbonden monsters. <ol><li> Los 1,1 g tetraoctylammonium bromide (TOABr) in 30 ml tolueen met de juiste zuurkast ventilatie. </li><li> Los 0,38 g natriumboorhydride (NaBH 4) in ~ 20 ml van 18 MΩ ultrapurified water (tot H 2 O) en laat meer dan ijs chill voor minstens 30 minuten. </li><li> Los 0,31 g waterstof tetrachloroaurate (HAuCl 4) in ~ 20 ml van UP H 2 O en kwantitatief de oplossing mengsel naar de TOABr-tolueen-oplossing met behulp van een extra ~ 5 ml van UP H 2 O in om fase-transfer van de waterige goud oplossing voor de niet-waterige oplossing. Roer rigoureus terwijl de lichtjes afgedekt gedurende 30 minuten, zodat de burnt orange waterige en duidelijk niet-waterige fasen zijn goed mengen. </li><li> Overdracht van zowel de heldere waterige en oranje niet-waterige fasen om een ​​schei-trechter. Gooi de waterige (onderste) laag en decanteer de niet-waterige (top) laag in een schone fles. </li><li> Voeg C6 in een verhouding van 2:1 met HAuCl 4 om de niet-waterige oplossing. Roer gedurende 30 minuten op een Au (I) polymeer, zoals gedetecteerd door een kleurverandering van roodachtig oranje tot een lichtgele, bijna kleurloze oplossing te vormen. </li><li> Breng het reactiemengsel om een ​​geïsoleerde ijsbad en chill tot 0 ° C gedurende ten minste 30 minuten onder roeren. </li><li> Kwantitatief en snel toevoegen van de gekoelde NaBH4 oplossing om het reactiemengsel te Au (I) te reduceren tot een metallic goud in de aanwezigheid van thiolen, onmiddellijk de vorming van een dikke zwarte oplossing van mediterrane partnerlanden na toevoeging. &#39;S nachts Roer reactie bij 0 ° C. </li><li> Breng het reactiemengsel om een ​​schei-trechter, gooi de waterige (onderste) laag in een beker van afval, en roterende het niet-waterige (top) tolueen laag verdampen tot bijna volledige droogte waardoor er een zware zwarte slib in de kolf. </li><li> Neerslag van de mediterrane partnerlanden door het toevoegen van acetonitril en het mogelijk maakt om &#39;s nachts zitten. </li><li> Verzamel mediterrane partnerlanden door vacuümfiltratie met behulp van een glasfritten van gemiddelde porositeit met rubberen beslag en aan de zijkant-armige kolf met aspirator en spoelen met een ruime hoeveelheid acetonitril. </li><li> Laat mediterrane partnerlanden aan de lucht drogen, wegen product, door transmissie elektronenmicroscopie (TEM) en NMR-analyse karakteriseren, en bewaar afgedekt voor toekomstig gebruik. Verkrijgen van TEM beelden door druppel-casting Mediterrane partnerlanden opgelost in tolueen op formvar / carbon support film op koper rooster (400 mesh) en het bedienen van de TEM-instrument bij 80-100 kV. De gemiddelde grootte van kern kan worden geschat met behulp van beeldanalyse-software zoals Image J (freeware). </li></ol> 2. Film Montage: dithiol-linked MPC Film Vergadering voor Protein monolaag Elektrochemie De gouden ondergrond wordt eerst elektrochemisch schoongemaakt en bewerkt met een C6-SAM voor onder te dompelen in wisselende oplossingen van dithiol het koppelen van moleculen en C6 gewijzigd mediterrane partnerlanden te maken van een &quot;dip cyclus,&quot; dat is meerdere malen herhaald om uiteindelijk vormen een dithiol-linked MPC film montage . Zoals beschreven in eerdere studies, 2 de oorspronkelijke plasmide voor de Pseudomonas aeruginosa azurine (AZ) eiwit werd genadiglijk gegeven door Dr Corey Wilson van Rice University en AZ werd als een gezuiverd en gevriesdroogd poeder door de Universiteit van Richmond professor, dr. Jonathan Dattelbaum, die vervolgens werd rehydrateren met 4,4 mM kaliumfosfaatbuffer (KPB, pH = 7,0, μ = 10 mm) om een ​​5-10 uM oplossing te creëren als geverifieerd door ultraviolet zichtbaar (UV-Vis) analyse. <ol><li> Monteer de elektrochemische (echem) sandwich-cel in de volgende volgorde van beneden naar boven: in de eerste Lucite retainer plaat, goud substraat als een werkende elektrode, messing elektrisch contact met goud werkende elektrode, eerste rubberen pakking, Viton o-ring die de elektrode gebied definieert (0,32 cm 2), glas cellichaam, seconden rubberen pakking, en ten tweede Lucite houder plaat. De gehele cel wordt bijeengehouden door draadstangen en zorgvuldig aangescherpt vleugelmoeren. De cel is voorzien van een in de handel gekocht referentie-elektrode die een glazen vat huizen met 1 M KCl verzadigd, Ag / AgCl referentie-draad, en een Pt hulpelektrode draad. </li><li> Elektrochemisch schoon ee gouden ondergrond door het uitvoeren van cyclische voltammetrie (CV) in de mogelijke windows 0,2 tot 0,9 V, 0,2 tot 1,2 V en 0,2 tot 1,35 V (ten opzichte van Ag / AgCl, KCl) op 100 mV / s in een oplossing van 0,1 MH 2 SO 4 en 0,01 M KCl. </li><li> Meet de laadstroom van de gereinigde kaal goud substraat door het uitvoeren van CV op &quot;standaard condities,&quot; met inbegrip van een potentiële venster 0,1 tot 0,4 V (ten opzichte van Ag / AgCl, KCl) gescand op 100 mV / s in KPB. Gooi een KPB en spoel achtereenvolgens met UP H 2 O, ethanol (EtOH), UP H 2 O, en EtOH. </li><li> Expose de gereinigde goud substraat tot ~ 300 ul van 5 mM C6-oplossing in EtOH en laat een nacht zitten om een ​​besteld C6 SAM vormen. Gooi C6-oplossing uit de cel en spoel achtereenvolgens met EtOH, UP H 2 O, EtOH, en UP H 2 O. </li><li> Meet de laadstroom van de SAM bij standaard condities. Gooi KPB en spoel achtereenvolgens met UP H 2 O, EtOH, UP H 2 O, en EtOH. De laadstroom moet sterk worden verlaagd van die van de kale goud meting (stap 2.3) 1. </li><li> Expose de SAM aangepast goud substraat aan ~ 300 ul van 5 mM 1,9-nonanedithiol (NDT) oplossing in EtOH en laat gedurende 1 uur te zitten interdisperse NDT het koppelen van moleculen binnen de C6 SAM. Gooi NDT-oplossing en spoel achtereenvolgens en grondig met EtOH, UP H 2 O, EtOH, UP H 2 O, en methyleenchloride (CH 2 Cl 2). </li><li> Expose het goud substraat om een MPC oplossing van CH 2 Cl 2 (~ 1 mg / ml) met agitatie door het langzaam borrelen met N 2 gas voor 1 uur. Indien nodig, vervang verdampt MPC-oplossing met meer CH 2 Cl 2. Dit is de verankering MPC laag van de film montage. Gooi MPC-oplossing en weer achtereenvolgens spoelen met CH 2 Cl 2, UP H 2 O, en KPB. </li><li> Meet de laadstroom van de MPC laag bij standaard condities. Gooi KPB en spoel achtereenvolgens met UP H 2 O en CH 2 Cl 2. </li><li> Expose de gouden ondergrond tot ~ 300 ul van 5 mM NDT oplossing van CH 2 Cl 2 met agitatie door het langzaam borrelen met N 2 gas voor 20 minuten. </li><li> Gooi NDT en goed naspoelen met CH 2 Cl 2. Herhaal de stappen 2,7 en 2,8 op de tweede MPC laag van de film montage storting. </li><li> Om extra MPC lagen, stappen 2,9 en 2,10 borg worden herhaald. Met elke extra laag MPC een overeenkomstige verhoging van de laadstroom wordt waargenomen. </li><li> Na de netwerk MPC film is compleet, spoelt de film aangepast substraat met KPB. AZ eiwit is geadsorbeerd op het MPC film montage door het injecteren van ~ 150 ul van ~ 50-10 uM AZ oplossing van KPB in de echem sandwich cel en het mogelijk maakt om te zitten afgedekt en gekoeld gedurende ten minste 1 uur. </li><li> Verwijder de echem cel uit de koelkast en laat hem terug te keren naar de buurt van kamertemperatuur. Grondig spoelen met KPB, vul echem cel met KPB, en bel KPB met N 2 gas gedurende 10 minuten. </li><li> Eiwit monolaag elektrochemische studies worden uitgevoerd als CV in het potentieel venster van -0,25 V tot 0,25 V (ten opzichte van Ag / AgCl, KCl) gescand op 100 mV / sec in KPB. </li></ol> 3. Film Montage: dithiol-linked MPC Film Vergadering voor optische tracking Voorafgaand aan de groeiende MPC films voor optische evaluatie worden glasplaatje secties pre-gereinigd met Piranha-oplossing (LET 02:01 geconcentreerd H 2 SO 4 en H 2 O 2) en behandeld met (3-mercaptopropyl)-trimethoxysilaan (3-MPTMS ). 1-2 MPC films worden dan gemonteerd op deze gewijzigde glas dia&#39;s met behulp van de &quot;dip cyclus&quot;-techniek, zoals eerder hierboven beschreven. <ol><li> Spoel een 3-MPTMS gewijzigd glasplaatje met CH 2 Cl 2 en plaats deze in een MPC oplossing van CH 2 Cl 2 (~ 1 mg / ml) gedurende 1 uur tijdens het roeren op een shaker bij lage snelheid. Hiermee is de eerste MPC laag van de film montage door het verankeren van mediterrane partnerlanden aan de mercaptanen eindgroepen van het silaan. Spoel de dia met CH 2 Cl 2, en droog met N 2 gas. Neem een UV-Vis spectrum (van 400 tot 1000 nm) van de glijbaan, en spoel opnieuw met CH 2 Cl 2. </li><li> Plaats de dia in een 5 mM NDT oplossing van CH 2 Cl 2 voor 1 uur, terwijl roeren op een shaker bij lage snelheid. Spoel de dia met CH 2 Cl 2. </li><li> Plaats de dia in een MPC-oplossing gedurende 1 uur tijdens het roeren op een shaker bij lage snelheid. Hiermee is de tweede MPC-laag van de film montage. Spoel de dia met CH 2 Cl 2, droog met N 2 gas, en neem een UV-Vis spectrum (van 400 tot 1000 nm) van de dia. De absorptie over het spectrum moet worden steeds meer als extra MPC lagen worden geadsorbeerd aan de film montage. </li><li> Om extra MPC lagen, st borgeps 3.2-3.3 worden herhaald. </li></ol> 4. Karakterisering van de monolaag Protected Gold Cluster Film vergaderingen door Cross Sectional Transmissie Elektronen Microscopie TEM doorsneden worden bereid door re-embedding en face embedded films. 2, 12 Dit wordt gedaan door eerst het aanbrengen van een MPC film gemonteerd op een 3-MPTMS gewijzigd glasplaatje op een schone, standaard objectglaasjes met embedden 812 epoxyhars om te zorgen voor verbeterde handling tijdens de procedure hieronder. Wees voorzichtig met de toegepaste hitte hogere temperaturen zal de mediterrane partnerlanden ontleden in de film. <ol><li> Mix embedden 812 epoxyhars en laat indikken voor ten minste 12 uur. </li><li> Vul een &quot;00&quot; Beem capsule met epoxy hars en omgekeerd op de top van de MPC-film monster (opgesteld in paragraaf 3). Plaats druk op de capsule, zodat een luchtbel stijgt naar de top van de capsule, het creëren van een afdichting tussen de epoxy hars en MPC film monster. Laat gedurende ten minste 18 uur polymeriseren bij 60 ° C en vervolgens de gemonteerde dia&#39;s afkoelen tot kamertemperatuur. </li><li> Warmte dia&#39;s voor 20 seconden gemonteerd op een gegoten aluminium hete plaat bij 200 ° C om het verwijderen van het blok met aangehechte MPC en face film te vergemakkelijken. </li><li> Snijd het monster met de film off van de Beem capsule blok met behulp van een juwelier zag. </li><li> Opnieuw insluiten het verwijderde deel in een silicium vlakke vorm met de MPC film naar boven naar de binnenkant van het silicium goed. Goed Vul de silicium met epoxy hars op kamertemperatuur en laat gedurende ten minste 18 uur polymeriseren bij 60 ° C. Wordt het monster afgekoeld tot kamertemperatuur. </li><li> Verkrijgen van dunne monster delen van 60-80 nm op een Leica UCT ultramicrotoom met behulp van een diamant mes loodrecht snijden secties naar de rand van het mes&#39;s. </li><li> Plaats gesneden secties over formvar / carbon support film op koperen rooster (400 mesh) en neem TEM beelden van bereid dwarsdoorsneden van MPC film assemblages. </li></ol> 5. Representatieve resultaten: <img alt="Figuur 1" src="/files/ftp_upload/3441/3441fig1.jpg" /> Figuur 1 Dubbellaags laadstroom controle van de MPC film groei voor een totaal van 5 dompelen cycli (afwisselend de blootstelling aan MPC en NDT-oplossingen). Laadstroom verhoogd systematisch bij elke dompelen cyclus, het toevoegen van &quot;lagen&quot; van MPC naar de film (fig. 2). De cyclische voltammogrammen werden verzameld met behulp van een potentiële venster 0,1 tot 0,4 V (ten opzichte van Ag / AgCl, KCl) gescand op 100 mV / s in 4,4 mM kalium-fosfaat buffer (pH = 7,0, μ = 10 mm). Herdrukt met toestemming van ML Vargo, CP Gulka, JK Gerig, CM Manieri, JD Dattelbaum, CB Marks, NT Lawrence, ML Trawick, en MC Leopold, Langmuir 26 (1), 560-569. Copyright 2010 American Chemical Society. <img alt="Figuur 2" src="/files/ftp_upload/3441/3441fig2.jpg" /> Figuur 2 (a) Schematische weergave van AZ eiwit geadsorbeerd aan een dithiol-linked MPC film montage. (B) Typische cyclische voltammogram voor AZ geadsorbeerd aan MPC film montage verzameld met behulp van een potentiële venster -0,25 tot 0,25 V (ten opzichte van Ag / AgCl, KCl) op 100 mV / s gescand in 4,4 mM kalium-fosfaat buffer (pH = 7,0, μ = 10 mm). <img alt="Figuur 3" src="/files/ftp_upload/3441/3441fig3.jpg" /> Figuur 3 Representatieve UV-Vis spectrale controle van een dithiol-linked MPC film groei op een 3-MPTMS gewijzigd glasplaatje. Een dip cyclus bestaat uit een blootstelling van de glazen dia om NDT linker oplossing gevolgd een blootstelling aan MPC-oplossing. Elke volgende dip resulteert in een groei van de laagdikte en een gelijktijdige verhoging van absorptie. Naarmate het aantal dip cycli toeneemt, is het oppervlak plasmon band geleidelijk gedefinieerd op ~ 520 nm. Herdrukt met toestemming van ML Vargo, CP Gulka, JK Gerig, CM Manieri, JD Dattelbaum, CB Marks, NT Lawrence, ML Trawick, en MC Leopold, Langmuir 26 (1), 560-569. Copyright 2010 American Chemical Society. <img alt="Figuur 4" src="/files/ftp_upload/3441/3441fig4.jpg" /> Figuur 4 transmissie-elektronenmicroscoop (TEM) doorsnede beeldanalyse van een dithiol-linked MPC film montage. Inzet: Typische TEM beeld van hexanethiolate gefunctionaliseerde mediterrane partnerlanden worden gebruikt in de film montage. TEM analyse bepaald een gemiddelde gouden kern diameter van de mediterrane partnerlanden te ~ 2 nm met behulp van Image J-analyse. Herdrukt met toestemming van ML Vargo, CP Gulka, JK Gerig, CM Manieri, JD Dattelbaum, CB Marks, NT Lawrence, ML Trawick, en MC Leopold, Langmuir 26 (1), 560-569. Copyright 2010 American Chemical Society.

<ol><li>Loftus, A. F., Reighard, K. P., Kapourales, S. A., Leopold, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monolayer-Protected+Nanoparticle+Film+Assemblies+as+Platforms+for+Controlling+Interfacial+and+Adsorption+Properties+in+Protein+Monolayer+Electrochemistry%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Monolayer-Protected Nanoparticle Film Assemblies as Platforms for Controlling Interfacial and Adsorption Properties in Protein Monolayer Electrochemistry.</a> J. Am. Chem. Soc. 130, 1649-1661 (2008).</li>
<li>Vargo, M. L., Gulka, C. P., Gerig, J. K., Manieri, C. M., Dattelbaum, J. D., Marks, C. B., Lawrence, N. T., Trawick, M. L., Leopold, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Distance+Dependence+of+Electron+Transfer+Kinetics+for+Azurin+Protein+Adsorbed+to+Monolayer+Protected+Nanoparticle+Film+Assemblies%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Distance Dependence of Electron Transfer Kinetics for Azurin Protein Adsorbed to Monolayer Protected Nanoparticle Film Assemblies.</a> Langmuir. 26, 560-569 (2010).</li>
<li>Doan, T. T., Vargo, M. L., Gerig, J. K., Gulka, C. P., Trawick, M. L., Dattelbaum, J. D., Leopold, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrochemical+analysis+of+azurin+thermodynamic+and+adsorption+properties+at+monolayer-protected+cluster+film+assemblies+-+Evidence+for+a+more+homogeneous+adsorption+interface%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Colloid+and+Interface+Science%22%5BJournal%5D)">Electrochemical analysis of azurin thermodynamic and adsorption properties at monolayer-protected cluster film assemblies - Evidence for a more homogeneous adsorption interface.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 352, 50-58 (2010).</li>
<li>Brust, M., Walker, M., Bethell, D., Schriffrin, D. J., Whyman, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+Thiol-derivatised+Gold+Nanoparticles+in+a+Two-phase+Liquid-Liquid+System%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Soc.+Chem.+Commun%22%5BJournal%5D)">Synthesis of Thiol-derivatised Gold Nanoparticles in a Two-phase Liquid-Liquid System.</a> J. Chem. Soc. Chem. Commun. , 801-802 (1994).</li>
<li>Scouten, W. H., Luong, J. H., Brown, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enzyme+or+protein+immobilization+techniques+for+applications+in+biosensor+design%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Enzyme or protein immobilization techniques for applications in biosensor design.</a> Trends Biotechnol. 13, 178-185 (1995).</li>
<li>Davis, J., Vaughan, D. H., Cardosi, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Elements+of+biosensor+construction%5BTitle%5D)+AND+%22Enzyme+Microb.+Technol%22%5BJournal%5D)">Elements of biosensor construction.</a> Enzyme Microb. Technol. 17, 1030-1035 (1995).</li>
<li>Ramsay, G., Ed, In Commercial Biosensors - Applications to Clinical, Bioprocess, and Environmental Samples. , John Wiley & Sons. New York. (1998).</li>
<li>Ghindilis, A. L., Atanasov, P., Wilkins, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Immunosensors%3A+electrochemical+sensing+and+other+engineering+approaches%5BTitle%5D)+AND+%22Biosens.+Bioelectron%22%5BJournal%5D)">Immunosensors: electrochemical sensing and other engineering approaches.</a> Biosens. Bioelectron. 13, 113-131 (1998).</li>
<li>Templeton, A. C., Wuelfing, W. P., Murray, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monolayer-Protected+Cluster+Molecules%5BTitle%5D)+AND+%22Accounts.+Chem.+Res%22%5BJournal%5D)">Monolayer-Protected Cluster Molecules.</a> Accounts. Chem. Res. 33, 27-36 (2000).</li>
<li>Aguila, A., Murray, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monolayer-Protected+Clusters+with+Fluorescent+Dansyl+Ligands%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Monolayer-Protected Clusters with Fluorescent Dansyl Ligands.</a> Langmuir. 16, 5949-5954 (2000).</li>
<li>Hostetler, M. J., Templeton, A. C., Murray, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamics+of+Place-Exchange+Reactions+on+Monolayer-Protected+Gold+Cluster+Molecules%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Dynamics of Place-Exchange Reactions on Monolayer-Protected Gold Cluster Molecules.</a> Langmuir. 15, 3782-3789 (1999).</li>
<li>Wanunu, M., Popovitz-Biro, R., Cohen, H., Vaskevich, A., Rubenstein, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coordination-Based+Gold+Nanoparticle+Layers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Coordination-Based Gold Nanoparticle Layers.</a> J. Am. Chem. Soc. 127, 9207-9215 (2005).</li>
<li>Gaylean, A. A., Day, R. W., Malinowski, J., Kittredge, K. W., Leopold, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polyelectrolyte-linked+film+assemblies+of+nanoparticles+and+nanoshells%3A+Growth%2C+stability%2C+and+optical+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Colloid+and+Interface+Science%22%5BJournal%5D)">Polyelectrolyte-linked film assemblies of nanoparticles and nanoshells: Growth, stability, and optical properties.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 331, 532-542 (2009).</li>
<li>Campbell-Rance, D. S., Doan, T. T., Leopold, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sweep%2C+Step%2C+Pulse%2C+and+Frequency-Based+Techniques+Applied+to+Protein+Monolayer+Electrochemistry+at+Nanoparticle+Interfaces%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Sweep, Step, Pulse, and Frequency-Based Techniques Applied to Protein Monolayer Electrochemistry at Nanoparticle Interfaces.</a> , Forthcoming Forthcoming.</li>
</ol>

Geen belangenconflicten verklaard.

Eiwit monolaag elektrochemie is een effectieve techniek gebruikt om de interacties tussen de redox-eiwitten en synthetische absorberende platformen te bestuderen. De effectiviteit van deze strategie is echter afhankelijk van het vermogen om een ​​adsorptie-interface ingenieur met een hoge mate van moleculair niveau te controleren. De MPC-gebaseerde platformen die door dit protocol vertegenwoordigen speciaal ontworpen platforms die in staat zijn om een meer homogene eiwitadsorptie omgeving 3 te bieden en ET mo...

<table border="1"><tr><th> Naam van het serum en de uitrusting </th><th> Vennootschap </th><th> Catalogus nummer </th></tr><tr><td> Tetraoctylammonium bromide </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 294136 </td></tr><tr><td> Natriumboorhydride </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 213462 </td></tr><tr><td> Waterstof tetrachloroaurate </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 254169-5G </td></tr><tr><td> 1-Hexanethiol </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 234192 </td></tr><tr><td> Transmission Electron Microscope </td><td> JEOL </td><td> 1010 </td></tr><tr><td> Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer </td><td> Bruker Avance </td><td> 300 MHz </td></tr><tr><td> Formvar / carbon support film op koperen rooster (400 mesh) </td><td> Electron Microscopy Sciences </td><td> FCF400-Cu </td></tr><tr><td> Goud substraat </td><td> Verdampt Metal Films Corp </td><td> Gewoonte </td></tr><tr><td> Ag / AgCl referentie-elektrode </td><td> Micro-elektroden, Inc </td><td> MI-401F </td></tr><tr><td> Potentiostaten </td><td> CH Instruments, Inc </td><td> CHI650A, CHI610B </td></tr><tr><td> 1,9-Nonanedithiol </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> N29805 </td></tr><tr><td> (3-mercaptopropyl)-trimethoxysilaan </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 175617 </td></tr><tr><td> Ultraviolet Zichtbare Spectrofotometer </td><td> Agilent </td><td> 8453 </td></tr><tr><td> Embed 812 epoxyhars </td><td> Electron Microscopy Sciences </td><td> 14120 </td></tr><tr><td> &quot;00&quot; Beem capsule </td><td> Electron Microscopy Sciences </td><td> 70000-B </td></tr><tr><td> Silicon platte vorm </td><td> Electron Microscopy Sciences </td><td> 70900 </td></tr><tr><td> Diamond mes </td><td> Diatome </td><td> 21-ULE, S12801 </td></tr></table>

synthese, vergadering, en de karakterisatie van monolaag protected gouden nanodeeltjes films voor eiwit monolaag elektrochemie

Synthesis, Assembly, and Characterization of Monolayer Protected Gold Nanoparticle Films for Protein Monolayer Electrochemistry

Colloïdaal goud nanodeeltjes beschermd met alkanethiolate liganden genaamd monolaag beschermde goud clusters (MPL) zijn gesynthetiseerd en vervolgens opgenomen in de film assemblages die dienen als platform voor adsorptie eiwit monolayer elektrochemie (PME). PME wordt gebruikt als modelsysteem voor het bestuderen van elektrochemische eigenschappen van de redox-eiwitten door ze aan een adsorptie platform op een aangepaste elektrode, die tevens dienst doet als een redox partner voor electron transfer (ET) reacties. Studies hebben aangetoond dat gouden nanodeeltjes film vergaderingen van deze aard zorgen voor een meer homogene eiwitadsorptie omgeving en het bevorderen van ET zonder afstand afhankelijkheid ten opzichte van de meer traditionele systemen aan te passen met alkaanthiol zelf-geassembleerde monolagen (SAM). 1-3 In deze paper, Mediterrane partnerlanden gefunctionaliseerd met hexanethiolate liganden zijn gesynthetiseerd met behulp van een gemodificeerde Brust reactie 4 en kenmerkt zich met ultraviolet zichtbaar (UV-Vis) spectroscopie, transmissie elektronen microscopie (TEM), en proton (een H) nucleaire magnetische resonantie (NMR). MPC films zijn gemonteerd op SAM gewijzigde goud-elektrode-interfaces met behulp van een &quot;dip cyclus&quot; methode van afwisselende lagen en MPC dithiol koppelen van moleculen. Film groei bij gouden elektrode is elektrochemisch gevolgd door het meten van veranderingen aan de dubbele laag laadstroom van het systeem. Analoge films gemonteerd op silaan gemodificeerde glazen dia&#39;s zorgen voor optische controle van de film de groei en cross-sectionele TEM analyse biedt een schatting laagdikte. Tijdens de film de montage, manipulatie van de MPC-ligand bescherming, alsmede de wisselwerking koppeling mechanisme zorgen voor een netwerk films, die zijn gemakkelijk aan te passen, om te communiceren met redoxeiwit met verschillende adsorptie-mechanisme. Zo kan bijvoorbeeld Pseudomonas aeruginosa azurine (AZ) hydrofoob worden geadsorbeerd aan dithiol gekoppelde films van hexanethiolate mediterrane partnerlanden en cytochroom c (cyt c) kan elektrostatisch worden geïmmobiliseerd op een carbonzuur aangepaste MPC grensvlakken laag. In dit rapport, wij uitsluitend richten op de film protocol voor de AZ-systeem. Onderzoeken waarbij de adsorptie van eiwitten op MPC gemodificeerde synthetische platforms verder kan het begrip van interacties tussen biomoleculen en door de mens gemaakte materialen, en dus steun voor de ontwikkeling van biosensor&#39;s, ET modeling systemen, en synthetische biocompatibele materialen. 5-8

Alkanethiolate gestabiliseerd goudcolloïden bekend als monolayer beschermd clusters (MPL) zijn gesynthetiseerd, gekarakteriseerd, en geassembleerd in dunne films als een adsorptie-interface voor eiwitten monolaag elektrochemie van eenvoudige redox eiwit als<em&gt; Pseudomonas aeruginosa</em&gt; Azurine (AZ) en cytochroom<em&gt; C</em&gt; (CYT<em&gt; C</em&gt;).

Synthese, Vergadering, en de karakterisatie van monolaag Protected gouden nanodeeltjes Films voor eiwit monolaag Elektrochemie

Colloïdaal goudnanodeeltjes, beschermd met alkanthiolaatliganden en monolayer-beschermde goudclusters (MPC's) genoemd, worden gesynthetiseerd en vervolgens ...

Het algemene doel van het volgende experiment is het synthetiseren van met alkylaat gestabiliseerde goudnanodeeltjes, bekend als monolayer protected clusters of MPC's, en het assembleren van deze materialen in dunne-filmassemblages die worden gebruikt als absorptie-interface voor azarine-proteïnemonolaag-elektrochemie. Dit wordt bereikt door goudcolloïden eerst te beschermen met organische liganden om goudnanodeeltjes te creëren die zijn omgeven door een alkaanfosfaatfilm. Vervolgens worden de MPC's verankerd aan goud- en glassubstraten en gevormd tot netwerken van dunne, covalent gekoppelde meerlaagse films, waarvan de groei wordt gevolgd via optische en elektrochemische metingen, evenals dwarsdoorsnedemicroscopie.Vervolgens wordt het elektronentransporteiwit azarin geadsorbeerd aan het grensvlak en wordt cyclische voltammetrie uitgevoerd voor de elektrochemie van de eiwitmonolaag. De resultaten tonen aan dat de MPC-filmgrensvlakken die met deze procedure zijn gecreëerd, een meer geoptimaliseerde elektrochemische analyse van geadsorbeerd eiwit mogelijk maken op basis van de MPC-film, waarbij een homogener adsorptiegrensvlak en een snelle elektronentransferkinetiek worden geboden d

synthesis-assembly-characterization-monolayer-protected-gold

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

Wij rapporteren over technieken micropattern nanoporeuze gouden dunne films via stencilafdruk en fotolithografie, alsook werkwijzen cultuur brengen van cellen op microschaal vervaardigde patronen. Verder beschrijven we beeld analysemethoden morfologie van het materiaal en de gekweekte cellen met behulp van scanning elektronenmicroscopie en fluorescentie microscopie technieken karakteriseren.

Microfabricage van Nanoporeuze Gold Patronen voor Cell-materiaal Interaction Studies

Een eenvoudige, robuuste en schaalbare techniek om functionaliseren en zelf te monteren macroscopische nanodeeltjes-ligand monolaag films op-template gratis substraten wordt beschreven in dit protocol.

Een techniek om functionaliseren en zelf-assembleren Macroscopisch Nanoparticle-ligand Monolayer Films op-Sjabloonloze Substrates

De synthese van uniforme goudnanodeeltjes bedekt met halfgeleiderschelpen van CdS of ZnS wordt uitgevoerd. De halfgeleidercoating wordt uitgevoerd door eerst een zilversulfidelaagje af te zetten en de zilverkationen uit te wisselen voor zink- of cadmiumkationen.

Synthese, karakterisering en functionalisering van de hybride AU / CdS en Au / ZnS Core / Shell Nanodeeltjes

Een protocol voor het colloïdale synthese van zilver nanocubes en de fabricage van plasmonische nanoschaal patch antennes met sub-10 nm gaten wordt gepresenteerd.

Colloïdaal Synthese van Nanopatch Antennes for Applications in Plasmonics en Nanofotonica

We tonen de fabricage van periodieke gouden nanocup arrays gebruikmakend van de colloïdale lithografische technieken en bespreken het belang van nanoplasmonic films.

Fabricage van periodieke gouden Nanocup Arrays gebruikmakend van de colloïdale lithografie

Dit protocol gegevens een nieuwe nano-productie-techniek die kan worden gebruikt om controleerbaar en aanpasbare nanoparticle films over grote gebieden op basis van de zelf-assemblage van de dewetting van verkapte metalen films.

Groot gebied substraat-gebaseerde Nanofabrication van controleerbaar en aanpasbare gouden nanodeeltjes Via afgetopte Dewetting

Amphiphilic goud nanodeeltjes kunnen worden gebruikt in vele biologische toepassingen. Een protocol voor het synthetiseren van goud nanodeeltjes bedekt met een binair mengsel van liganden en een gedetailleerde karakterisering van deze deeltjes wordt gepresenteerd.

Synthese en karakterisering van amphiphilic goud nanodeeltjes

Hier presenteren we een protocol om te bestuderen van het moleculaire mechanisme van proton translocatie in verschillende lipide membranen van één liposomen, met behulp van cytochroom bo3  als voorbeeld. Het combineren van de elektrochemie en fluorescentie microscopie, pH-veranderingen in het lumen van enkele blaasjes, bevattende één of meerdere enzym, kan worden gedetecteerd en individueel geanalyseerd.

Enkele liposoom metingen voor de studie van Proton-pompende membraan enzymen met behulp van de elektrochemie en Fluorescent microscopie

Dit werk schetst een protocol om dynamische, niet-invasieve monitoring van warmteoverdracht van laserbestraalde gouden nanodeeltjes naar tBLMs te bereiken. Het systeem combineert impedantiespectroscopie voor de real-time meting van geleidingsveranderingen over de tBLMs, met een horizontaal gerichte laserstraal die gouden nanodeeltjesverlichting aandrijft, voor warmteproductie.

Vastgebonden dubbellaagse lipidembranen om de warmteoverdracht tussen gouden nanodeeltjes en lipidembranen te bewaken

Een protocol voor het synthetiseren van ~12 nm diameter gouden nanodeeltjes (Au nanodeeltjes) in een organisch oplosmiddel wordt gepresenteerd. De gouden nanodeeltjes zijn afgedekt met oleylamine liganden om agglomeratie te voorkomen. De gouden nanodeeltjes zijn oplosbaar in organische oplosmiddelen zoals tolueen.

Gouden nanodeeltjessynthese

Het huidige protocol beschrijft een kloonbare elektronenmicroscopie-etiketteringstechnologie voor het detecteren van metallothioneïne-gelabelde eiwitten in cellen met behulp van een nieuwe op autonucleatieonderdrukkingsmechanisme gebaseerde gouden nanodeeltjessynthesetechniek.

Directe synthese van EM-zichtbare gouden nanodeeltjes in cellen voor eiwitlokalisatieanalyse met goed bewaarde ultrastructuur

Leer de synthese en karakterisatie van monolaag beschermde gouden nanodeeltjes voor eiwitmonolaag elektrochemie. Deze methode optimaliseert elektronenoverdrachtkinetiek voor proteïne-analyse.

Synthese, Vergadering, en de karakterisatie van monolaag Protected gouden nanodeeltjes Films voor eiwit monolaag Elektrochemie

Meer video's verkennen