Name: Charakterystyka fizyczna pojedynczych nanocząstek metalicznych w wysokiej rozdzielczości (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-06-28T11:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 56 s
Description: Poznaj metodę detekcji nanoporowej do charakteryzacji pojedynczych nanocząstek metalicznych, w tym polioxometalatów. Technika ta oferuje większą przepustowość i szybsze wyniki niż tradycyjne metody analizy chemicznej.

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

Jesteśmy wdzięczni za wsparcie finansowe od Europejskiej Organizacji Biologii Molekularnej na stypendium podoktorskie (dla J.E.) oraz grant od NIH NHGRI (dla J.J.K.). Dziękujemy za pomoc profesorom Jingyue Ju i Sergeyowi Kalachikovowi (Columbia University) za dostarczenie heptamerycznego αHL oraz za inspirujące dyskusje z profesorem Josephem Reinerem (Virginia Commonwealth University).

Uwaga: Poniższy protokół jest specyficzny dla systemu Nanopatch DC firmy Electronic BioSciences (EBS). Można go jednak łatwo dostosować do innych aparatów elektrofizjologicznych używanych do pomiaru prądu przez płaskie dwuwarstwowe błony lipidowe (standardowa komora membranowa dwuwarstwowa lipidowa, geometria rurki U, ciągnięte mikrokapilary itp.). Identyfikacja materiałów handlowych i ich źródeł ma na celu opisanie wyników doświadczalnych. W żadnym wypadku identyfikacja ta nie oznacza rekomendacji Narodowego Instytutu Standaryzacji i Technologii ani nie oznacza, że materiały są najlepsze z dostępnych.
1. Przygotowanie roztworu i analitu
<ol>
	<li>Przygotuj wszystkie roztwory elektrolitów z wodą o stężeniu 18 MΩ-cm z systemu oczyszczania wody typu 1 w celu usunięcia śladowych ilości organicznych, a następnie przefiltruj wszystkie roztwory elektrolitów przez filtr próżniowy 0,22 μm bezpośrednio przed zapisem kanału jonowego. 
	nuta: Jakość wody jest kluczowym czynnikiem wpływającym na stabilność i długowieczność systemu nanoporów membranowych.</li>
	<li>Dziki typ αHL.
	<ol>
		<li>Przestrzegaj środków ostrożności MSDS podczas obchodzenia się z białkiem toksyny αHL.</li>
		<li>Wymieszać liofilizowany monomeryczny proszek S. aureus α-hemolizyny typu dzikiego (αHL) z 18 MΩ-cm wody o stężeniu 1 mg/ml. Rozprowadzić od 10 do 30 μl podwielokrotności próbki do kriobezpiecznych probówek wirówkowych, szybko błyskawicznie zamrozić w ciekłym azocie, a następnie przechowywać w temperaturze -80 °C. Alternatywnie należy użyć oczyszczonej, wstępnie uformowanej heptamerycznej αHL31.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Rozpuścić lipidową 1,2-difitanoilo-sn-glicero-3-fosfocholinę (DPhyPC) do 0,2 mg/ml w n-dekanie w szklanej fiolce scyntylacyjnej o pojemności 4 ml z kapslem pokrytym politetrafluoroetyleneflonem. Roztwór należy przechowywać w temperaturze 4 °C do wielokrotnego użycia przez okres do jednego miesiąca.</li>
	<li>Przygotować roztwory kwasu fosfowolframowego.
	<ol>
		<li>Przestrzegać środków ostrożności MSDS podczas obchodzenia się z kwasem fosfowolframowym w proszku i przygotować 2 mM roztwór podstawowy kwasu fosfowolframowego, rozpuszczając 57,6 mg H3PW12O40 w 10 ml roztworu 1 M NaCl i 10 mM NaH2PO4, który stanowi roztwór podstawowy.</li>
		<li>Weź 5 ml tego roztworu i dostosuj pH do 5,5 za pomocą 3 M NaOH. Doprowadzić pH pozostałych 5 ml roztworu podstawowego do 7,5 za pomocą 3 M NaOH. 
		nuta: Przy pH 5,5 kwas 12-fosfowolframowy (PTA,H3PW12O40) rozkłada się głównie na anion monowakantowy [PW11O39]7-.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Zespół komórki testowej
<ol>
	<li>Zmontuj komórkę testową zgodnie z instrukcjami producenta.</li>
	<li>Namocz jeden drut Ag/AgCl w wybielaczu (podchloryn sodu) na 10 minut po przetarciu papierem ściernym o ziarnistości 600. Umieść elektrodę wewnątrz kwarcowej membrany nanoporowej (QNM).</li>
	<li>Umieść cylindryczną elektrodę z granulkami AgCl osadzoną w srebrnym drucie na zewnątrz QNM.</li>
	<li>Po skonfigurowaniu komórki testowej włącz zasilanie i program do akwizycji danych. Upewnij się, że odczyt prądu stałego wynosi 0 pA w przypadku braku roztworu w komorze testowej.</li>
	<li>Użyj strzykawki podłączonej do ogniwa testowego za pomocą przewodu płynu, aby dodać buforowany roztwór elektrolitu powyżej powierzchni QNM i upewnić się, że prąd jonowy nasyca amplifier. Jeśli tak się nie stanie, QNM może być zatkany. Zastosuj napięcie pop (± 1 V) i/lub ciśnienie większe niż 300 mm Hg, aby je usunąć. Jeśli to zadziała, zmniejsz napięcie i ciśnienie.</li>
</ol>
3. Tworzenie dwuwarstwowych lipidów
<ol>
	<li>Napełnij roztwór w komorze testowej tak, aby poziom roztworu znajdował się znacznie powyżej powierzchni QNM. Następnie obniż poziom roztworu za pomocą strzykawki poniżej twarzy, tak aby prąd zmniejszył się do zera.</li>
	<li>Zanurzyć końcówkę pipety o pojemności 10 μl w fiolce z lipidami. Naciśnij tylny koniec końcówki pipety i postukaj nią w bok fiolki, aby usunąć wszystkie widoczne lipidy.</li>
	<li>Przyłóż końcówkę pipety do granicy faz powietrze-woda roztworu w komorze testowej, gdy poziom roztworu znajduje się powyżej powierzchni QNM i odczekaj od dwóch do pięciu minut, aż lipid rozprowadzi się równomiernie.</li>
	<li>Powoli obniż poziom roztworu poniżej powierzchni QNM, aż prąd się nasyci, a następnie powoli podnieś poziom roztworu poza powierzchnię QNM, aby utworzyć dwuwarstwową błonę lipidową.
	<ol>
		<li>Gdy wydaje się, że tworzy się dwuwarstwa (tj. gdy prąd spadnie do zera), spróbuj przebić ją kilka razy, zwiększając ciśnienie i upewnij się, że QNM nie jest zatkany. Aby zreformować dwuwarstwową błonę lipidową, obniż poziom roztworu poniżej powierzchni QNM i powoli go podnieś.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Jeśli dwuwarstwowa błona lipidowa nie utworzyła się za pierwszym razem, opuść roztwór poniżej twarzy i ponownie go podnieś. Jeśli nie utworzy się po 3 próbach, dodaj więcej lipidów, jak opisano w 3.2 i 3.3.</li>
	<li>Po uformowaniu membrany należy ustawić przesunięcie prądu na zero, gdy przyłożony potencjał wynosi zero.</li>
</ol>
4. αFormacja porów HL
<ol>
	<li>Dodać 2,5 ng oczyszczonej, wstępnie uformowanej próbki białka heptamerycznego αHL (lub 250 ng monomerycznej αHL) do badanej komórki (objętość ≈ 200 μl), aby umożliwić tworzenie kanałów.</li>
	<li>Zwiększ ciśnienie na dwuwarstwie za pomocą gazoszczelnej strzykawki (<silna klasa="xfig">Rysunek 1) po utworzeniu dwuwarstwy, aby rozszerzyć membranę z QNM i ułatwić wprowadzenie nanoporów. Podnieś zastosowane ciśnienie wsteczne zwykle w zakresie od 40 do 200 mmHg, w zależności od każdego QNM. 
	nuta: Oprogramowanie EBS posiada funkcję automatycznego wstawiania, która stosuje wyższe odchylenie (zwykle od 200 do 400 mV) w celu wywołania tworzenia porów, a następnie automatycznie zmniejsza żądane napięcie do odchylenia pomiaru, gdy utworzy się pojedynczy kanał.</li>
	<li>Po utworzeniu się nanoporów zmniejsz przeciwciśnienie do około 1⁄2 ciśnienia wprowadzania. Jeśli zaobserwujesz wiele kanałów, usuń je, znacznie zmniejszając ciśnienie.</li>
</ol>
5. Metaliczny podział klastrów w nanoporach
<ol>
	<li>Aby uwzględnić nierównowagę elektrod, ustaw napięcie niezrównoważenia DC w taki sposób, aby gdy przyłożony potencjał jest ustawiony na zero, nie było mierzonego prądu.</li>
	<li>Przed dodaniem próbki POM należy przeprowadzić eksperyment kontrolny, aby upewnić się, że w zbiorniku nie ma zanieczyszczeń (np. śladowych ilości POM z poprzedniego doświadczenia). W szczególności należy uzyskać ślad prądu jonowego pod przyłożonym potencjałem od +120 mV do -120 mV przy braku jakichkolwiek POM, aby sprawdzić, czy nie ma spontanicznych blokad prądowych. 
	nuta: Ze względu na asymetryczną strukturę kanału αHL (<silna klasa="xfig">Rysunek 1), wielkość prądu jonowego będzie różna dla dodatnich i ujemnych przyłożonych potencjałów. Stosunek zmierzonego prądu do tego przyłożonego napięcia wskazuje na orientację αnanoporów HL w membranie.</li>
	<li>Dodać próbkę POM, przepłukując zbiornik metalowym roztworem klastra o stężeniu 1–5 μM. Alternatywnie, załaduj próbkę do kapilary przed złożeniem ogniwa, aby zbadać podział POM na drugi koniec kanału αHL.</li>
	<li>Rejestruj prąd jonowy za pomocą oprogramowania producenta do wykrywania przejściowych blokad prądowych spowodowanych partycjonowaniem poszczególnych POM na nanopory. Oszacuj właściwości fizyczne i chemiczne cząsteczki na podstawie głębokości blokady prądu jonowego, częstotliwości zdarzeń i rozkładu czasu przebywania blokad.</li>
</ol>
6. Zapisy kanałów jonowych i analiza danych
<ol>
	<li>Rejestruj pomiary szeregów czasowych prądów jonowych za pomocą wzmacniacza o wysokiej impedancji i niskim poziomie szumów oraz systemu akwizycji danych. Pomiary należy wykonywać przy przyłożonym napięciu -120 mV (względem strony kanału cis) dla każdego pH.</li>
	<li>Zastosuj dolnoprzepustowy 8-biegunowy filtr Bessela 100 kHz do sygnału, który jest następnie digitalizowany z częstotliwością 500 kHz (tj. 2 μs/punkt). Wyodrębnij zdarzenia z szeregów czasowych i przeanalizuj zdarzenia za pomocą algorytmu ADEPT w pakiecie oprogramowania MOSAIC32,33.</li>
</ol>

<ol><li>Ettedgui, J., Kasianowicz, J. J., Balijepalli, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single+molecule+discrimination+of+heteropolytungstates+and+their+Isomers+in+solution+with+a+nanometer-scale+pore%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Single molecule discrimination of heteropolytungstates and their Isomers in solution with a nanometer-scale pore.</a> Journal of the American Chemical Society. 138 (23), 7228-7231 (2016).</li>
<li>Bezrukov, S., Kasianowicz, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+noise+reveals+protonation+kinetics+and+number+of+ionizable+sites+in+an+open+protein+ion+channel%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Current noise reveals protonation kinetics and number of ionizable sites in an open protein ion channel.</a> Physical Review Letters. 70 (15), 2352-2355 (1993).</li>
<li>Kasianowicz, J. J., Bezrukov, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protonation+dynamics+of+the+alpha-toxin+ion+channel+from+spectral+analysis+of+pH-dependent+current+fluctuations%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysj%22%5BJournal%5D)">Protonation dynamics of the alpha-toxin ion channel from spectral analysis of pH-dependent current fluctuations.</a> Biophysj. 69 (1), 94-105 (1995).</li>
<li>Please, T. R., Ayub, M. Solid-State Nanopore. <a target="_blank" href="https://www.elsevier.com/books/engineered-nanopores-for-bioanalytical-applications/edel/978-1-4377-3473-7">Engineered Nanopores for Bioanalytical Applications</a>. , Elsevier Inc. 121-140 (2013).</li>
<li>Dekker, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solid-state+nanopores%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Solid-state nanopores.</a> Nature Nanotechnology. 2 (4), 209-215 (2007).</li>
<li>Kasianowicz, J. J., Brandin, E., Branton, D., Deamer, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+individual+polynucleotide+molecules+using+a+membrane+channel%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Characterization of individual polynucleotide molecules using a membrane channel.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 93 (24), 13770-13773 (1996).</li>
<li>Akeson, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microsecond+time-scale+discrimination+among+polycytidylic+acid%2C+polyadenylic+acid%2C+and+polyuridylic+acid+as+homopolymers+or+as+segments+within+single+RNA+molecules%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">Microsecond time-scale discrimination among polycytidylic acid, polyadenylic acid, and polyuridylic acid as homopolymers or as segments within single RNA molecules.</a> Biophysical Journal. 77 (6), 3227-3233 (1999).</li>
<li>Singer, A., Meller, A. <a target="_blank" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1560/IJC.49.3-4.323">Nanopore-based Sensing of Individual Nucleic Acid Complexes.</a> Israel Journal of Chemistry. 49 (3-4), 323-331 (2010).</li>
<li>Jin, Q., Fleming, A. M., Burrows, C. J., White, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unzipping+kinetics+of+duplex+DNA+containing+oxidized+lesions+in+an+%CE%B1-hemolysin+nanopore%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Unzipping kinetics of duplex DNA containing oxidized lesions in an α-hemolysin nanopore.</a> Journal of the American Chemical Society. 134 (26), 11006-11011 (2012).</li>
<li>Halverson, K. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anthrax+biosensor%2C+protective+antigen+ion+channel+asymmetric+blockade%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biological+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Anthrax biosensor, protective antigen ion channel asymmetric blockade.</a> Journal of Biological Chemistry. 280 (40), 34056-34062 (2005).</li>
<li>Oukhaled, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unfolding+of+proteins+and+long+transient+conformations+detected+by+single+nanopore+recording%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Unfolding of proteins and long transient conformations detected by single nanopore recording.</a> Physical Review Letters. 98 (15), 158101(2007).</li>
<li>Reiner, J. E., Kasianowicz, J. J., Nablo, B. J., Robertson, J. W. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theory+for+polymer+analysis+using+nanopore-based+single-molecule+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Theory for polymer analysis using nanopore-based single-molecule mass spectrometry.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (27), 12080-12085 (2010).</li>
<li>Robertson, J. W. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-molecule+mass+spectrometry+in+solution+using+a+solitary+nanopore%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Single-molecule mass spectrometry in solution using a solitary nanopore.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 104 (20), 8207-8211 (2007).</li>
<li>Baaken, G., Ankri, N., Schuler, A. -K., Rühe, J., Behrends, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanopore-based+single-molecule+mass+spectrometry+on+a+lipid+membrane+microarray%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Nanopore-based single-molecule mass spectrometry on a lipid membrane microarray.</a> ACS Nano. 5 (10), 8080-8088 (2011).</li>
<li>Angevine, C. E., Chavis, A. E., Kothalawala, N., Dass, A., Reiner, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+single+molecule+mass+spectrometry+via+charged+metallic+clusters%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Enhanced single molecule mass spectrometry via charged metallic clusters.</a> Analytical Chemistry. 86 (22), 11077-11085 (2014).</li>
<li>Astier, Y., Uzun, O., Stellacci, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrophysiological+study+of+single+gold+nanoparticle%2Falpha-Hemolysin+complex+formation%3A+a+nanotool+to+slow+down+ssDNA+through+the+alpha-Hemolysin+nanopore%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Electrophysiological study of single gold nanoparticle/alpha-Hemolysin complex formation: a nanotool to slow down ssDNA through the alpha-Hemolysin nanopore.</a> Small. 5 (11), 1273-1278 (2009).</li>
<li>Chavis, A. E., Brady, K. T., Kothalawala, N., Reiner, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Voltage+and+blockade+state+optimization+of+cluster-enhanced+nanopore+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">Voltage and blockade state optimization of cluster-enhanced nanopore spectrometry.</a> Analyst. 140 (22), 7718-7725 (2015).</li>
<li>Campos, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensing+single+mixed-monolayer+protected+gold+nanoparticles+by+the+%CE%B1-hemolysin+nanopore%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Sensing single mixed-monolayer protected gold nanoparticles by the α-hemolysin nanopore.</a> Analytical Chemistry. 85 (21), 10149-10158 (2013).</li>
<li>Campos, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+Lys147+in+the+interaction+between+MPSA-gold+nanoparticles+and+the+%CE%B1-hemolysin+nanopore%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">The role of Lys147 in the interaction between MPSA-gold nanoparticles and the α-hemolysin nanopore.</a> Langmuir. 28 (44), 15643-15650 (2012).</li>
<li>Baaken, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-Resolution+Size-Discrimination+of+Single+Nonionic+Synthetic+Polymers+with+a+Highly+Charged+Biological+Nanopore%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">High-Resolution Size-Discrimination of Single Nonionic Synthetic Polymers with a Highly Charged Biological Nanopore.</a> ACS Nano. 9 (6), 6443-6449 (2015).</li>
<li>Berzelius, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Beitrag+zur+n%C3%A4heren+Kenntniss+des+Molybd%C3%A4ns%5BTitle%5D)+AND+%22Annalen+Der+Physik%22%5BJournal%5D)">Beitrag zur näheren Kenntniss des Molybdäns.</a> Annalen Der Physik. 82 (1), 369-392 (1826).</li>
<li>Long, D. -L., Burkholder, E., Cronin, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polyoxometalate+clusters%2C+nanostructures+and+materials%3A+from+self+assembly+to+designer+materials+and+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Society+Reviews%22%5BJournal%5D)">Polyoxometalate clusters, nanostructures and materials: from self assembly to designer materials and devices.</a> Chemical Society Reviews. 36 (1), 105-121 (2007).</li>
<li>Muller, A., et al. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ic9703641">Polyoxovanadates: High-nuclearity spin clusters with interesting host-guest systems and different electron populations. Synthesis, spin organization, magnetochemistry, and spectroscopic studies.</a> Inorganic Chemistry. 36 (23), 5239-5250 (1997).</li>
<li>Rausch, B., Symes, M. D., Chisholm, G., Cronin, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Decoupled+catalytic+hydrogen+evolution+from+a+molecular+metal+oxide+redox+mediator+in+water+splitting%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Decoupled catalytic hydrogen evolution from a molecular metal oxide redox mediator in water splitting.</a> Science. 345 (6202), 1326-1330 (2014).</li>
<li>Dolbecq, A., Dumas, E., Mayer, C. R., Mialane, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hybrid+organic-inorganic+polyoxometalate+compounds%3A+from+structural+diversity+to+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Hybrid organic-inorganic polyoxometalate compounds: from structural diversity to applications.</a> Chemical Reviews. 110 (10), 6009-6048 (2010).</li>
<li>Busche, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+fabrication+of+memory+devices+based+on+nanoscale+polyoxometalate+clusters%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Design and fabrication of memory devices based on nanoscale polyoxometalate clusters.</a> Nature. 515 (7528), 545-549 (2014).</li>
<li>Pope, M., Müller, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPope%2C+M+%22Polyoxometalates%3A+From+Platonic+Solids+to+Anti-Retroviral+Activity%22">Polyoxometalates: From Platonic Solids to Anti-Retroviral Activity</a>. 10, Springer Science & Business Media. Dordrecht. (2012).</li>
<li>Rhule, J. T., Hill, C. L., Judd, D. A., Schinazi, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polyoxometalates+in+medicine%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Polyoxometalates in medicine.</a> Chemical Reviews. 98 (1), 327-358 (1998).</li>
<li>Gao, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transition-metal-substituted+polyoxometalate+derivatives+as+functional+anti-amyloid+agents+for+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Transition-metal-substituted polyoxometalate derivatives as functional anti-amyloid agents for Alzheimer's disease.</a> Nature Communications. 5, 3422(2014).</li>
<li>Pope, M. T. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPope%2C+MT+%22Heteropoly+and+Isopoly+Oxometalates%22">Heteropoly and Isopoly Oxometalates</a>. 8, Springer-Verlag. Berlin Heidelberg. (1983).</li>
<li>Braha, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Designed+protein+pores+as+components+for+biosensors%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry+%26+Biology%22%5BJournal%5D)">Designed protein pores as components for biosensors.</a> Chemistry & Biology. 4 (7), 497-505 (1997).</li>
<li>Forstater, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MOSAIC%3A+A+modular+single-molecule+analysis+interface+for+decoding+multistate+nanopore+data%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">MOSAIC: A modular single-molecule analysis interface for decoding multistate nanopore data.</a> Analytical Chemistry. 88 (23), 11900-11907 (2016).</li>
<li>Balijepalli, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantifying+Short-Lived+Events+in+Multistate+Ionic+Current+Measurements%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Quantifying Short-Lived Events in Multistate Ionic Current Measurements.</a> ACS Nano. 8, 1547-1553 (2014).</li>
<li>Misakian, M. M., Kasianowicz, J. J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrostatic+influence+on+ion+transport+through+the+alphaHL+channel%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Membrane+Biology%22%5BJournal%5D)">Electrostatic influence on ion transport through the alphaHL channel.</a> Journal of Membrane Biology. 195 (3), 137-146 (2003).</li>
<li>Piguet, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+of+single+amino+acid+differences+in+uniformly+charged+homopolymeric+peptides+with+aerolysin+nanopore%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communication%22%5BJournal%5D)">Identification of single amino acid differences in uniformly charged homopolymeric peptides with aerolysin nanopore.</a> Nature Communication. 9 (966), (2018).</li>
</ol>

Ze względu na swój ładunek anionowy, POM prawdopodobnie wiążą się z organicznymi kationami przeciwstawnymi poprzez oddziaływania elektrostatyczne. Dlatego ważne jest, aby zidentyfikować właściwe warunki roztworu i odpowiednie środowisko elektrolitów (zwłaszcza kationy w roztworze), aby uniknąć skomplikowanego tworzenia się POM. Szczególną ostrożność należy zachować przy wyborze bufora. Na przykład szybkość wychwytywania POM z roztworami buforowanymi tris(hydroksymetylo)aminometanem i kwasem cytrynowym jest znacznie niższ...

Wykrywanie analitów biomolekularnych na poziomie pojedynczej cząsteczki może odbywać się za pomocą nanoporów i pomiaru modulacji prądu jonowego. Zazwyczaj nanopory dzielą się na dwie kategorie w zależności od ich wytwarzania: biologiczne (samoorganizujące się z białka lub origami DNA)1,2,3, lub półprzewodnikowe (np. wyprodukowane za pomocą narzędzi do przetwarzania półprzewodników)4,5. Podczas gdy nanopory w stanie stałym sugerowano jako potencjalnie bardziej wytrzymałe fizycznie i mogą być stosowane w szerokim zakresie warunków roztworu, nanopory białkowe do tej pory oferowały większą czułość, większą odporność na zanieczyszczenia, większą szerokość pasma, lepszą selektywność chemiczną i większy stosunek sygnału do szumu.
Różnorodne kanały jonów białkowych, takie jak ten utworzony przez Staphylococcus aureus α-hemolizynę (αHL), mogą być używane do wykrywania pojedynczych cząsteczek, w tym jonów (np. H+ i D+)2,3, polinukleotydy (DNA i RNA)6,7,8, uszkodzone DNA9, polypeptides10, białka (złożone i rozłożone)11, polimery (glikol polietylenowy i inne)12,13,14, nanocząstki złota15,16,17,18,19 i inne syntetyczne cząsteczki20.
Niedawno pokazaliśmy, że nanopory αHL mogą również łatwo wykrywać i charakteryzować klastry metali, polioksometalany (POM), na poziomie pojedynczej cząsteczki. POM to dyskretne anionowe klastry tlenu z metalu anionowego w nanoskali, które zostały odkryte w 182621 i od tego czasu zsyntetyzowano wiele innych typów. Różne rozmiary, struktury i składy pierwiastkowe polioksometalanów, które są obecnie dostępne, doprowadziły do szerokiego zakresu właściwości i zastosowań, w tym chemii22,23, katalizy24, materiałoznawstwo25,26 oraz badania biomedyczne27,28,29.
Synteza POM to proces samoorganizacji, zazwyczaj przeprowadzany w wodzie, poprzez mieszanie wymaganych stechiometrycznie ilości monomerycznych soli metali. Po uformowaniu POM wykazują dużą różnorodność rozmiarów i kształtów. Na przykład struktura polianionowa Keggin, XM12O40q- składa się z jednego heteroatomu (X) otoczonego czterema tlenami, tworząc czworościan (q jest ładunkiem). Heteroatom jest centralnie umieszczony w klatce utworzonej przez 12 oktaedrycznych jednostek MO6 (gdzie M = metale przejściowe na wysokim stopniu utlenienia), które są połączone ze sobą sąsiednimi wspólnymi atomami tlenu. Podczas gdy struktura polioksometalanów wolframu jest stabilna w warunkach kwaśnych, jony wodorotlenkowe prowadzą do hydrolitycznego rozszczepienia wiązań metal-tlen (M-O) 30. Ten złożony proces powoduje utratę jednej lub więcej podjednostek oktaedrycznych MO6, co prowadzi do powstania gatunków jednowakantowych i trójwakantowych, a ostatecznie do całkowitego rozkładu POM. Nasza dyskusja tutaj ograniczy się do produktów częściowego rozkładu kwasu 12-fosfatungstycznego o pH 5,5 i 7,5.
Celem tego protokołu jest wykrywanie dyskretnych klastrów tlenu metalowego na granicy pojedynczej cząsteczki za pomocą biologicznej platformy elektronicznej opartej na nanoporach. Metoda ta pozwala na wykrycie skupisk metalicznych w roztworze. Wiele gatunków w roztworze można rozróżnić z większą czułością niż konwencjonalne metody analityczne33. Dzięki niemu można wyjaśnić subtelne różnice w strukturze POM i to w stężeniach znacznie niższych niż te wymagane do spektroskopii NMR. Co ważne, takie podejście pozwala nawet na dyskryminację form izomerycznych Na8HPW9O341.

<table><tbody><tr><td>Nanopatch DC System</td><td>Electronic Biosciences, Inc., EBS</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Millipore LC-PAK</td><td>Millipore Filtr</td><td></td><td></td>próżniowy Millipore</tr><tr><td>1,2-Diphytanoyl-sn-Glycero-3-Phosphocholine (DPhPC)</td><td>Avanti Polar Lipids, Alabaster, AL</td><td>850356P</td><td></td></tr><tr><td>Dekan, ReagentPlus, &ge; 99%,</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D901</td><td></td></tr><tr><td>&alfa; HL</td><td>List Biological Laboratories, Campbell, CA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Drut Ag Elektroda</td> dyskowa <td>Alfa Aesar</td><td></td><td></td></tr><tr><td>2 mm Ag / AgCl</td><td>In Vivo Metryczny</td><td>E202</td><td></td></tr><tr><td>System wzmacniacza o wysokiej impedancji</td><td>Electronic Biosciences, San Diego, CA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>kapilary kwarcowe niestandardowe</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>ogniwo</td><td></td><td></td> testowe z poliwęglanu<td></td></tr><tr><td>Przetwarzanie i analiza danych MOZAIKA</td><td>https://pages.nist.gov/mosaic/</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>Hydrat kwasu fosfatungstycznego</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>455970</td><td></td></tr><tr><td>Chlorek sodu</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S3014</td><td></td></tr><tr><td>Sodu fosforan jednozasadowy</td><td>jednowodny Sigma-Aldrich</td><td>71507</td><td></td></tr></tbody></table>

charakterystyka fizyczna pojedynczych nanocząstek metalicznych w wysokiej rozdzielczości

High Resolution Physical Characterization of Single Metallic Nanoparticles

Poszczególne cząsteczki mogą być wykrywane i charakteryzowane poprzez pomiar stopnia, w jakim redukują prąd jonowy przepływający przez pojedynczy por w skali nanometrowej. Sygnał jest charakterystyczny dla właściwości fizykochemicznych cząsteczki i jej interakcji z porami. Pokazujemy, że nanopory utworzone przez egzotoksynę białka bakteryjnego Staphylococcus aureus alpha hemolysin (αHL) mogą wykrywać polioksometalany (POM, anionowe klastry tlenu metali) na granicy pojedynczej cząsteczki. Ponadto jednocześnie mierzy się wielokrotne produkty degradacji kwasu 12-fosfatungstycznego POM (PTA,H3PW12O40) w roztworze. Czułość pojedynczej cząsteczki metody nanoporowej pozwala na scharakteryzowanie POM przy znacznie niższych stężeniach niż wymagane do spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR). Technika ta może posłużyć jako nowe narzędzie dla chemików do badania właściwości molekularnych polioksometalanów lub innych klastrów metalicznych, aby lepiej zrozumieć procesy syntezy POM i być może poprawić ich wydajność. Hipotetycznie za pomocą tej metody można by zbadać położenie danego atomu, czyli rotację fragmentu w cząsteczce, a także stopień utlenienia metalu. Ponadto ta nowa technika ma tę zaletę, że umożliwia monitorowanie cząsteczek w roztworze w czasie rzeczywistym.

W ciągu ostatnich dwóch dekad pory w białkach błonowych o rozmiarach nanometrycznych okazały się wszechstronnymi czujnikami pojedynczych cząsteczek. Pomiary oparte na nanoporach są stosunkowo proste w wykonaniu. Dwie komory wypełnione roztworem elektrolitu są oddzielone nanoporem osadzonym w elektrycznie izolującej membranie lipidowej. Potencjał elektrostatyczny w obrębie nanoporu jest generowany przez wzmacniacz patch-clamp lub zewnętrzne źródło zasilania. poprzez Elektrody Ag/A...

Tutaj prezentujemy protokół do wykrywania dyskretnych klastrów tlenu metali, polioksometalanów (POM), na granicy pojedynczej cząsteczki za pomocą biologicznej platformy elektronicznej opartej na nanoporach. Metoda ta stanowi komplementarne podejście do tradycyjnych narzędzi chemii analitycznej stosowanych w badaniu tych cząsteczek.

Charakterystyka fizyczna pojedynczych nanocząstek metalicznych w wysokiej rozdzielczości

Individual molecules can be detected and characterized by measuring the degree by which they reduce the ionic current flowing through a single ...

Ta metoda wykrywania oparta na nanoporach wykazała potencjał w zakresie fizycznego charakteryzowania i identyfikowania pojedynczych cząsteczek. Praca z nanocząstkami metali, która jest celem tego filmu, stanowi wyzwanie dla naszego zrozumienia tego, co ogranicza dokładność i precyzję pomiaru. Główną zaletą tej techniki jest to, że aparat ten ma większą szerokość pasma niż tradycyjna konfiguracja pamięci dwuwarstwowej lipidów, co pozwala nam zobaczyć szybsze wyniki i więcej reakcji w nanoporach.Technika ta była możliwa, ponieważ na początku lat 90. wykazano, że bramkowanie w nanoporach białkowych, czyli przełączanie między różnymi stanami, może być kontrolowane, a cząsteczki mogą wiązać się ze ścianą porów. Technika ta jest opracowywana do komercyjnych zastosowań sekwencjonowania DNA, ponieważ wykorzystuje minimalną ilość próbek. Nie wymaga etykiet fluorescencyjnych i wykorzystuje znacznie dłuższe długości odczytu niż konwencjonalne metody.Technika ta została również opracowana w celu rozróżniania polimerów na podstawie ich wielkości z większą dokładnością i szybkością niż elektroforeza żelowa i chromatografia. Najpierw przygotuj 500 mililitrów roztworu jednomolowego chlorku sodu i 10-milimolowego fosforanu monosodowego w ultraczystej wodzie jako elektrolit. Najlepiej jest używać świeżych roztworów i próbek z tą konkretną konfiguracją.Ponadto odkryliśmy, że wysokiej jakości woda dejonizowana jest bardzo ważna dla pomyślnego tworzenia membran. Następnie połącz jeden miligram liofilizowanego monomerycznego proszku hemolizyny S.aureus typu dzikiego z jednym mililitrem ultraczystej wody. Nie zapominaj, że praca z białkiem toksyny alfa hemolizyny Staph aureus może być niebezpieczna.Podczas wykonywania tej procedury należy postępować zgodnie ze środkami ostrożności zawartymi w karcie charakterystyki. Następnie przygotuj cztery mililitry po pięć miligramów na mililitr DPhyPC w endokainie w szklanej fiolce scyntylacyjnej. Zakryj fiolkę nakrętką wyłożoną politetrafluoroetylenem i przechowuj ją w temperaturze czterech stopni Celsjusza przez okres do miesiąca.Następnie rozpuść 57,6 miligrama hydratu kwasu 12-fosfowolframowego w 10 mililitrach elektrolitu, aby uzyskać dwumilimolowy roztwór polioksometalianu. Podziel roztwór POM na dwie pięciomililitrowe porcje. Użyj trzymolowego wodorotlenku sodu, aby dostosować pH jednego roztworu POM do 5,5.Aby rozpocząć przygotowania do testu, zmontuj komórkę testową płaskiego dwuwarstwowego aparatu do elektrofizjologii lipidów. Najpierw zetrzyj srebrny drut papierem ściernym o ziarnistości 600 i zanurz go w dostępnym w handlu wybielaczu na bazie podchlorynu sodu na 10 minut, aby uzyskać elektrodę drucianą srebrno-srebrno-chlorkową. Wypłucz i osusz drut elektrodowy przed włożeniem go do kwarcowej kapilary aparatu.Trzymaj elektrodę wewnątrz membrany kwarcowo-nanoporowej lub QNM, oddzielając kapilarnę i zbiornik. Następnie umieść w zbiorniku cylindryczną elektrodę osadkową srebrno-chlorkowo-srebrną zamontowaną na srebrnym drucie. Podłącz obie elektrody do płytki drukowanej wzmacniacza.Następnie otwórz program do akwizycji danych i uruchom zasilanie przy zerowym napięciu miliwoltów. Upewnij się, że między elektrodami w pustym ogniwie nie jest wykrywany prąd stały. Podczas tej demonstracji ważne jest, aby obserwować, w jaki sposób ciśnienie transkapilarne może wpływać na tworzenie się błony i późniejsze tworzenie się nanoporów.Bez poprawnego wykonania tych dwóch kroków eksperymenty nie zadziałają. Załaduj około jednego mililitra elektrolitu do strzykawki i podłącz go do przewodu płynu podłączonego do zbiornika. Dodaj elektrolit do zbiornika, aż powierzchnia QNM zostanie zanurzona, na co wskazuje prąd jonowy między elektrodami nasycającymi wzmacniacz.Jeśli wzmacniacz nie jest nasycony, odblokuj QNM, przykładając napięcie pop plus lub minus jeden wolt lub zwiększając ciśnienie kapilarne o około 300 milimetrów słupa rtęci. W razie potrzeby użyj obu technik. Gdy wzmacniacz się nasyci, należy pobrać elektrolit ze zbiornika, aż poziom roztworu spadnie poniżej QNM, na co wskazuje prąd powracający do zera.Aby rozpocząć proces tworzenia dwuwarstwy lipidowej, podnieś poziom roztworu elektrolitu znacznie powyżej powierzchni QNM i zanotuj, ile roztworu to zajęło. Następnie zanurz końcówkę pipety o pojemności 10 mikrolitrów w roztworze DPHyPC i wciągnij wszystkie widoczne lipidy do końcówki. Przyłóż końcówkę pipety do powierzchni roztworu elektrolitu i pozwól lipidowi przepłynąć z pipety przez granicę faz powietrze-woda.Odczekaj od dwóch do pięciu minut, aż lipid rozprowadzi się równomiernie w roztworze. Następnie powoli wycofaj elektrolit, aż powierzchnia roztworu znajdzie się poniżej QNM, a następnie powoli dodaj wystarczającą ilość elektrolitu, aby podnieść roztwór powyżej QNM, tworząc izolacyjną dwuwarstwową błonę lipidową. Jeśli dwuwarstwa nie utworzy się po trzech próbach, nałóż kolejną porcję lipidu, jak opisano wcześniej i powtórz proces.Gdy wydaje się, że dwuwarstwa się uformowała, zwiększ ciśnienie w kapilarze, aby przebić dwuwarstwę, a następnie zreformuj ją, powoli obniżając i podnosząc poziom roztworu w taki sam sposób, jak poprzednio. Powtórz ten proces kilka razy, aby upewnić się, że QNM nie jest zatkany i utworzyła się dwuwarstwa. Następnie rozmrozić porcję białka alfa hemolizyny na lodzie lub w temperaturze pokojowej.Napełnij zbiornik 250 nanogramami monomerycznego białka alfa hemolizyny i około 250 mikrolitrami ultraczystej wody. Następnie zastosuj odchylenie od 200 do 400 miliwoltów, aby wywołać tworzenie się porów. Aby ułatwić tworzenie się porów, zwiększ ciśnienie kapilarne o 40 do 200 milimetrów słupa rtęci, aby rozszerzyć dwuwarstwę z QNM.Gdy utworzy się nanopor, zmniejsz odchylenie przyłożone do napięcia pomiarowego i zmniejsz ciśnienie do około połowy ciśnienia wprowadzania. Aby rozpocząć test, ponownie wyreguluj napięcie niezrównoważenia DC, aby upewnić się, że nie ma mierzonego prądu, gdy przyłożony potencjał jest ustawiony na zero. Następnie uzyskaj ślad prądu jonowego dla przyłożonego potencjału od 120 do minus 120 miliwoltów w stosunku do zbiornika.Upewnij się, że nie ma żadnych zanieczyszczeń, na które wskazywałyby samoistne blokady prądowe. Dodaj od jednego do sześciu mikrolitrów dwumilimolowego roztworu klastra POM o pH 5,5 do zbiornika. Zastosuj pomiary szeregów czasowych prądu jonowego przy przyłożonym napięciu ujemnym 120 miliwoltów.Ruch poszczególnych cząsteczek anionowego kwasu fosfowolframowego przez kanał alfa hemolizyny powodował przejściowe blokady, które zmniejszały średni prąd jonowy o otwartych porach o około 80%Czas trwania i prąd blokady są bezpośrednio związane z oddziaływaniem cząstka-por, co pozwala na różnicowanie form jonowych w histogramach względnych stosunków głębokości blokady. Przy pH 5,5 zaobserwowano dwa piki o proporcjach głębokości około 0,06 i 0,16. Na podstawie NMR fosforu, mniejszy pik był sześcioujemnym gatunkiem fosfotungstanu, a głównym pikiem był gatunek siedmioujemny.Przy pH 7,5 względne stężenia przesunęły się do wyższego stosunku gatunków 6-minus do gatunków 7-minus. 20-krotny spadek liczby zdarzeń blokadowych w stosunku do pH 5,5 przypisano degradacji wolnych jonów fosforanowych i wolframowych. Dopasowanie rozkładów czasu przebywania wymagało wielu funkcji wykładniczych, wskazujących na wiele typów oddziaływań cząstka-pory w obrębie każdego gatunku jonowego.Krótsze czasy przebywania przy pH 7,5 sugerowały słabsze interakcje cząstka-pory niż pH 5,5, co jest zgodne z wcześniejszymi badaniami wykazującymi zależne od pH zmiany względnej liczby stałych ładunków w lub w pobliżu światła kanału alfa hemolizyny. Woda dejonizowana o wysokiej czystości ma kluczowe znaczenie dla tej konkretnej konfiguracji. Zużyty wkład filtracyjny z substancjami organicznymi był prawdopodobną przyczyną tego, że nasze laboratorium nie było w stanie utworzyć membran na QNM przez wiele miesięcy.Osoby, które są nowe w tej konkretnej wersji metody, mogą również mieć problemy, ponieważ błony są tak małe i istnieje sztuczka, aby uzyskać nanopory. Ta metoda, która została zapoczątkowana kilkadziesiąt lat temu, okazała się przydatna do analizy jonów, kwasów nukleinowych i polimerów syntetycznych, a także sekwencjonowania DNA. Może również znaleźć zastosowanie w biofizyce i podstawowej biologii komórki.Na przykład procedura ta może być wykorzystana do badania właściwości fizycznych polimerów syntetycznych i biopolimerów w celu zbadania ich rozmiaru, interakcji z innymi cząsteczkami i innych ważnych pytań.

high-resolution-physical-characterization-single-metallic

Research

JoVE Journal

Chemistry

Chemia

Laserowa spektroskopia rozpadu przeprowadzona na cienkich narządach i tkankach nowotworowych skutecznie wykryła naturalne pierwiastki i sztucznie wstrzyknięty gadolin (Gd), emitowany z nanocząstek opartych na Gd. Obrazy pierwiastków chemicznych osiągnęły rozdzielczość 100 μm i czułość ilościową poniżej mM. Kompatybilność zestawu ze standardową mikroskopią optyczną podkreśla jego potencjał do dostarczania wielu obrazów tej samej tkanki biologicznej.

Spektroskopia rozpadu indukowanego laserem: nowe podejście do mapowania i kwantyfikacji nanocząstek w tkance narządowej

Opisano zastosowanie tomografii rentgenowskiej z dyspersją energii w skaningowym transmisyjnym mikroskopie elektronowym do scharakteryzowania rozkładów pierwiastków w pojedynczych nanocząstkach w trzech wymiarach.

Tomografia rentgenowska z dyspersją energii do mapowania pierwiastkowego 3D pojedynczych nanocząstek

Ze względu na znaczenie i szerokie zastosowanie palladu, złota i kobaltu w sprzęcie high-tech, ich odzysk i recykling stanowią ważne wyzwanie przemysłowe. Opisany w niniejszym dokumencie system odzysku metali jest prostym, tanim sposobem na skuteczne wykrywanie, usuwanie i odzysk tych metali z kopalni miejskiej.

Wykrywanie i odzyskiwanie palladu, złota i metali kobaltowych z kopalni miejskiej przy użyciu nowatorskich czujników/adsorbentów oznaczonych nanoskalowymi porami w kształcie koła wagonowego

Ulepszona mikroskopia ciemnego pola i obrazowanie hiperspektralne z mapowaniem spektralnym umożliwiają badania, lokalizację i identyfikację materiałów w skali nano w próbkach histologicznych z większą szybkością i dokładnością w porównaniu z tradycyjnymi metodami. Celem niniejszej pracy jest przedstawienie metod obrazowania w ciemnym polu i mapowania hiperspektralnego nanocząstek tlenków metali w próbkach histologicznych.

Identyfikacja nanocząstek tlenków metali w próbkach histologicznych za pomocą ulepszonej mikroskopii ciemnego pola i mapowania hiperspektralnego

Nasycone i odwrócone saturable rozpraszanie zostały odkryte w izolowanych cząstkach plazmonicznych i przyjęte jako nowatorska metoda kontrastu bez wybielania w mikroskopii superrozdzielczej. Tutaj szczegółowo wyjaśniono eksperymentalne procedury wykrywania i ekstrakcji rozpraszania nieliniowego, a także sposoby zwiększenia rozdzielczości za pomocą nasyconej mikroskopii wzbudzenia.

Pomiar nieliniowości rozpraszania od pojedynczej nanocząstki plazmonicznej

Przeprowadzana jest synteza jednolitych nanocząstek złota pokrytych półprzewodnikowymi powłokami CdS lub ZnS. Powłoka półprzewodnikowa jest przeprowadzana przez pierwsze osadzenie powłoki siarczku srebra i wymianę kationów srebra na kationy lub kadmu.

Synteza, charakterystyka i funkcjonalizacja hybrydowych nanocząstek rdzenia/powłoki Au/CdS i Au/ZnS

Opisujemy procedurę wykrywania pierwiastków chemicznych obecnych in situ w komórkach ludzkich, jak również ich kwantyfikację in vitro. Metoda ta jest odpowiednia dla każdego typu komórek i jest szczególnie przydatna do ilościowych analiz chemicznych w pojedynczych komórkach po ekspozycji na nanocząstki tlenku metalu in vitro.

In Situ Wykrywanie i kwantyfikacja pojedynczych komórek nanocząstek tlenków metali za pomocą analizy mikrosondy jądrowej

Dla ciągłej i skalowalnej syntezy nanokompozytów na bazie metali szlachetnych, opracowywany jest nowy reaktor fotokatalityczny, w którym opisano jego strukturę, zasady działania i strategie optymalizacji jakości produktu.

Reaktor fotokatalityczny o przepływie ciągłym do precyzyjnie kontrolowanego osadzania nanocząstek metalicznych

To badanie przedstawia wyniki benchmarkingu dla porównania międzylaboratoryjnego (ILC) mającego na celu przetestowanie standardowej procedury operacyjnej (SOP) opracowanej dla dyspersji koloidowych złota (Au) charakteryzujących się spektroskopią ultrafioletowo-widzialną (UV-Vis), wśród sześciu partnerów z projektu H2020 ACEnano do przygotowania, pomiaru i analizy próbek.

Charakterystyka spektroskopowa UV-VIS nanomateriałów w środowisku wodnym

Ultraszybka ablacja laserowa w cieczy to precyzyjna i wszechstronna technika syntezy nanomateriałów (nanocząstek [NPs] i nanostruktur [NSs]) w środowisku ciecz/powietrze. Nanomateriały ablowane laserowo mogą być funkcjonalizowane cząsteczkami aktywnymi Ramanem w celu wzmocnienia sygnału Ramana analitów umieszczonych na lub w pobliżu NS/NP.

Ultraszybkie nanocząstki i nanostruktury z ablacją laserową do zastosowań w wykrywaniu opartym na rozpraszaniu Ramana ze wzmocnieniem powierzchniowym

Tutaj synteza nasion złota (Au) jest opisana za pomocą metody Turkewicza. Nasiona te są następnie wykorzystywane do syntezy nanocząstek ze stopu złota i cyny (Au-Sn) o przestrajalnych właściwościach plazmonicznych.

Wodna synteza plazmonicznych nanocząstek ze stopu złota i cyny

Poznaj metodę detekcji nanoporowej do charakteryzacji pojedynczych nanocząstek metalicznych, w tym polioxometalatów. Technika ta oferuje większą przepustowość i szybsze wyniki niż tradycyjne metody analizy chemicznej.

Charakterystyka fizyczna pojedynczych nanocząstek metalicznych w wysokiej rozdzielczości

Przeglądaj więcej filmów