Kompleks gospodarz-gość złożony z dyniowatego[7]urilu i kwasu moczowego został utworzony w roztworze wodnym przed dodaniem niewielkiej ilości do roztworu Au NP w celu ilościowego wykrywania spektroskopii Ramana wzmocnionej powierzchniowo (SERS) za pomocą modularnego spektrometru.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Ilościowe wykrywanie kwasu moczowego metodą SERS poprzez tworzenie precyzyjnych nanopołączeń plazmonicznych w agregatach nanocząstek złota i dyniowatego
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Ta praca opisuje szybką i bardzo czułą metodę ilościowego wykrywania ważnego biomarkera, kwasu moczowego (UA), za pomocą powierzchniowo wzmocnionej spektroskopii Ramana (SERS) z niską granicą wykrywalności ~0,2 μM dla wielu charakterystycznych pików w obszarze odcisku palca, przy użyciu modułowego spektrometru. W tym schemacie biodetekcji pośredniczy kompleksacja gospodarz-gość między makrocyklem, cucurbit[7]uril (CB7) i UA, a następnie tworzenie precyzyjnych nanopołączeń plazmonicznych w samoorganizujących się nanoagregatach Au NP: CB7. Przeprowadzono również łatwą syntezę Au NP o pożądanych rozmiarach dla substratów SERS w oparciu o klasyczne podejście do redukcji cytrynianu z opcją ułatwienia za pomocą zautomatyzowanego syntezatora zbudowanego w laboratorium. Protokół ten można łatwo rozszerzyć o multipleksowane wykrywanie biomarkerów w płynach ustrojowych do zastosowań klinicznych.
Wprowadzenie
Kwas moczowy, który jest końcowym produktem metabolizmu nukleotydów purynowych, jest ważnym biomarkerem w surowicy krwi i moczu do diagnozowania chorób takich jak dna moczanowa, stan przedrzucawkowy, choroby nerek, nadciśnienie, choroby układu krążenia i cukrzyca1,2,3,4,5. Obecne metody wykrywania kwasu moczowego obejmują kolorymetryczne testy enzymatyczne, wysokosprawną chromatografię cieczową i elektroforezę kapilarną, które są czasochłonne, kosztowne i wymagają zaawansowanego przygotowania próbki
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
1. Synteza Au NPs
- Synteza nasion Au za pomocą konwencjonalnej metody Turkevicha26
- Przygotować 10 ml 25 mM roztworu HAuCl4, rozpuszczając 98,5 mg prekursora HAuCl4· 3H2O z 10 ml wody dejonizowanej w szklanej fiolce.
UWAGA: Przenieś niewielką ilość prekursora HAuCl4 do łodzi wagowej i użyj plastikowej szpatułki zamiast metalowej szpatułki do zważenia kryształów, ponieważ prekursor HAuCl4 spowoduje korozję metalowych urządzeń laboratoryjnych. Etap ważenia powinien być wykonany tak szybko, jak to możliwe, ponieważ HAuCl4 jest higroskopijny i dlatego z ....
- Przygotować 10 ml 25 mM roztworu HAuCl4, rozpuszczając 98,5 mg prekursora HAuCl4· 3H2O z 10 ml wody dejonizowanej w szklanej fiolce.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
W przedstawionej syntezie Au NP widma UV-Vis wykazują przesunięcie peaków LSPR z 521 nm do 529 nm po 10 etapach wzrostu (Rycina 4A,B), natomiast dane DLS wskazują na wąski rozkład wielkości, podczas gdy rozmiar Au NP zwiększa się z 25,9 nm do 42,8 nm (Rycina 4C,D). Średnie rozmiary G0, G5 i G10 zmierzone na podstawie obrazów TEM (Rycina 4E) wynoszą odpowiednio 20,1 ± 2,1 nm, 32,5 ± 2,3 nm i 40,0 ± 2.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Opisana w protokole metoda automatycznej syntezy pozwala na powtarzalną syntezę nanocząsteczek Au o rosnących rozmiarach. Chociaż istnieją pewne elementy, które nadal muszą być wykonywane ręcznie, takie jak szybkie dodawanie cytrynianu sodu podczas syntezy nasion i okresowe sprawdzanie, czy rurki PEEK są bezpieczne, metoda ta pozwala na Au NP o dużych rozmiarach (do 40 nm), co zwykle wymagałoby wielu ręcznych wstrzyknięć HAuCl4 i cytrynianu sodu, do syntezy poprzez ciągłe dodawanie przez długi okres czasu.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Podziękowania
TCL jest wdzięczny za wsparcie ze strony Royal Society Research Grant 2016 R1 (RG150551) oraz UCL BEAMS Future Leader Award ufundowane przez EPSRC (EP/P511262/1). WIKC, TCL i IPP są wdzięczne za stypendium finansowane przez A*STAR-UCL Research Attachment Programme za pośrednictwem EPSRC M3S CDT (EP/L015862/1). GD i TJ chcieliby podziękować EPSRC M3S CDT (EP/L015862/1) za sponsorowanie ich stypendium. TJ i TCL dziękują Camtech Innovations za wkład w stypendium TJ. Wszyscy autorzy są wdzięczni UCL Open Access Fund.
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Nanocząstki złota 40 nm | NanoComposix | AUCN40-100M | NanoXact, 0,05 mg/ ml, goły (cytrynian) |
| Probówka wirówkowa | Corning Falcon | 14-432-22 | 50 mL objętość |
| Cucurbit[7] | uril Laboratoryjne patrz | ref. 19 | |
| Trójwodny chlorek złota(III) | Sigma aldrich | 520918 | ≥ 99,9% na bazie metali śladowych Jednorazowa |
| strzykawka Luer lock | Cole-Parmer | WZ-07945-15 | Objętość 3 ml |
| Adapter Luer-to-MicroTight | LuerTight | P-662 | 360 μ m średnica zewnętrzna Rurka do strzykawki Luer Rurka |
| PEEK IDEX | 1572 | 360 μ m średnica zewnętrzna, 150 μ m średnica wewnętrzna | |
| Obcinak do rur PEEK | IDEX | WZ-02013-30 | Obcinak do rurek do chromatografii kapilarnej polimerowej do 360 i mikro; m do 1/32" rurki OD |
| Spektrometr Ramana | Ocean Optics | QE pro | |
| Cytrynian sodu trójzasadowy dihydrat | Sigma aldrich | S4641 | Odczynnik ACS, ≥ 99.0% |
| Sonicator | |||
| Standardowa sonda | Digi-Sense | WZ-08516-55 | Pompa |
| strzykawkowa | Aladdin | ALADDIN2-220 | 2 strzykawki, maksymalna objętość strzykawki 60 ml |
| Termometr termoparowy | Digi-Sense | WZ-20250-91 | Termometr termoparowy z pojedynczym wejściem i termomikserem kalibracyjnym NIST-Traceable |
| Eppendorf | 5382000031 | Z Eppendorf SmartBlock do probówek 50 ml | |
| Kwas moczowy | Sigma aldrich | U2625 | ≥ 99%, krystaliczny |
Bibliografia
- Villa, J. E. L., Poppi, R. J. A portable SERS method for the determination of uric acid using a paper-based substrate and multivariate curve resolution. Analyst. 141 (6), 1966-1972 (2016).
- Westley, C., et al.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
Przeglądaj więcej artykułów
Oznaczanie kwasu moczowegopowierzchniowo wzmocniona spektroskopia Ramanowskasynteza nanocząstek złotakompleksowanie kukuurbitylem[7]urilemtworzenie plazmonicznych nanopołączeńilościowe oznaczanie biomarkerówkompleksowanie gospodarz-gośćagregacja nanocząstekanaliza spektroskopowa Ramanemzastosowania w klinicznym biosensingu
