Name: Ilościowe wykrywanie kwasu moczowego metodą SERS poprzez tworzenie precyzyjnych nanopołączeń plazmonicznych w agregatach nanocząstek złota i dyniowatego (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-10-03T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 2 s
Description: Poznaj metodę SERS do ilościowego wykrywania kwasu moczowego z wykorzystaniem nanocząstek złota i cucurbit[7]uril. Technika ta umożliwia szybką diagnostykę chorób takich jak dna moczanowa i nadciśnienie.

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

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.

1. Synteza Au NPs
<ol>
	<li>Synteza nasion Au za pomocą konwencjonalnej metody Turkevicha26
	<ol>
		<li>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 czasem zwiększa swoją masę poprzez absorpcję wody z atmosfery. HAuCl4 jest silnie i może powodować poważne oparzenia skóry i uszkodzenia oczu. Zachowaj szczególną ostrożność podczas obchodzenia się z nim.</li>
		<li>Przygotować 0,5 ml 500 ml roztworu cytrynianu sodu, rozpuszczając 64,5 mg cytrynianu sodu w proszku w 0,5 ml wody dejonizowanej w szklanej fiolce.</li>
		<li>Rozcieńczyć 1 ml 25 mM roztworu HAuCl4 z 99 ml wody w butelce o pojemności 250 ml z niebieską nakrętką, aby uzyskać 100 ml 0,25 mM roztworu HAuCl4.</li>
		<li>Dodać 99,5 ml 0,25 mM roztworu HAuCl4 do 250 ml kolby okrągłodennej z trzema szyjkami wyposażonej w kondensator. Podgrzać roztwór do temperatury 90 °C przy energicznym mieszaniu i utrzymywać temperaturę przez 15 minut.</li>
		<li>Wstrzyknąć 0,5 ml 500 mM roztworu cytrynianu sodu do mieszaniny reakcyjnej i utrzymywać temperaturę i mieszać, aż kolor roztworu zmieni się na rubinowoczerwony. 
		UWAGA: Reakcja trwa około 30 minut.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zasiewany wzrost Au NPs metodą sterowaną kinetycznie13
	<ol>
		<li>Schłodzić zsyntetyzowany roztwór nasion Au do temperatury 70 °C.</li>
		<li>Przygotować 10 ml 60 ml roztworu cytrynianu sodu, rozpuszczając 154,8 mg cytrynianu sodu w proszku w 10 ml wody dejonizowanej w szklanej fiolce.</li>
		<li>Wstrzyknąć 0,67 ml 25 mM roztworu HAuCl4 i 0,67 ml 60 ml roztworu cytrynianu sodu do nasion Au w odstępie 2 minut.</li>
		<li>Powtórzyć krok 1.2.3, aby stopniowo zwiększać rozmiar Au NPs do 40 nm. 
		UWAGA: Potrzeba około 10 kroków wzrostu, aby osiągnąć 40 nm. Rzeczywista liczba potrzebnych kroków może zależeć od dokładnej konfiguracji.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zalany wzrost Au NPs przy użyciu automatycznego syntezatora (<silna klasa="xfig">Rysunek 2)
	<ol>
		<li>Przenieść 25 ml roztworu nasion Au przygotowanego w sekcji 1 do stożkowej probówki wirówkowej o pojemności 50 ml i schłodzić do temperatury 70 °C w termomikserze. 
		UWAGA: Monitoruj temperaturę wewnątrz termomiksera za pomocą termometru termoparowego umieszczonego w probówce wirówkowej o pojemności 50 ml zawierającej 25 ml wody.</li>
		<li>Napełnij jednorazową strzykawkę Luer lock o pojemności 3 ml 2,5 ml roztworu 25 mM HAuCl4. Napełnij kolejną jednorazową strzykawkę Luer lock o pojemności 3 ml 2,5 ml 60 ml roztworu cytrynianu sodu.</li>
		<li>Umieścić strzykawki w pompkach strzykawkowych i za pomocą adapterów Luer-to-MicroTight podłączyć rurkę PEEK (średnica wewnętrzna 150 μm) do strzykawek. Włóż rurkę do probówki wirówkowej zawierającej roztwór nasion Au w termomikserze.</li>
		<li>Ustaw obie pompy strzykawkowe tak, aby dozowały 0,1675 ml roztworu w ciągu 20 minut (8,357 μl na minutę).</li>
		<li>Ustaw prędkość obrotową termomiksera na 700 obr./min i naciśnij Start na pompie strzykawkowej zawierającej roztwór 25 mM HAuCl4</li>.
		<li>Po 2 minutach nacisnąć przycisk Start na pompie strzykawkowej zawierającej 60 mM roztworu cytrynianu sodu.</li>
		<li>Po upływie 30 minut od rozpoczęcia wstrzykiwania roztworu HAuCl4 należy pobrać podwielokrotność roztworu Au NP do analizy.</li>
		<li>Powtórzyć kroki 1.3.5 – 1.3.7, aby stopniowo zwiększać średnicę Au NPs do 40 nm. 
		UWAGA: Ten zestaw można wykorzystać do wzrostu Au NP do 40 nm w jednym kroku poprzez zwiększenie objętości reagentów dodawanych w kroku 1.3.4. Osiąga się to poprzez wydłużenie czasu dozowania przy zachowaniu tej samej szybkości wstrzykiwania.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Charakterystyka Au NPs
<ol>
	<li>Spektroskopia UV-VIS
	<ol>
		<li>Dodaj 1 ml roztworu Au NP do półmikro kuwety kwarcowej.</li>
		<li>Włącz spektrometr.</li>
		<li>Ustaw zakres długości fali na 400 - 800 nm.</li>
		<li>Uzyskać widmo UV-VIS dla każdej próbki.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Dynamiczne rozpraszanie światła (DLS)
	<ol>
		<li>Przefiltrować roztwór próbki do plastikowej półmikrokuwety z filtrem 0,22 μm.</li>
		<li>Włącz instrument DLS.</li>
		<li>Ustaw temperaturę na 25 °C i równoważ przez 60 s.</li>
		<li>Zmierzyć wielkość hydrodynamiczną każdej próbki.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Transmisyjna mikroskopia elektronowa (TEM)
	<ol>
		<li>Kroplę 5 μl roztworu próbki odlać na siatkę Cu o siatce 300 z powłoką C i wysuszyć na powietrzu. 
		UWAGA: Rozcieńczenie jest konieczne w przypadku bardziej skoncentrowanych próbek roztworu Au NP w celu uzyskania dobrze zdyspergowanych Au NP na siatce TEM.</li>
		<li>Uzyskaj wiele obrazów TEM dla każdej próbki za pomocą TEM przy napięciu przyspieszenia 200 kV.</li>
		<li>Zmierz średnicę 200 Au NPs dla każdej próbki za pomocą ImageJ, aby obliczyć średnią wielkość i odchylenie standardowe.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Powstawanie kompleksów CB7-UA
<ol>
	<li>Przygotowanie 0,4 mM roztworu CB7
	<ol>
		<li>Dodać 4,65 mg CB7 do szklanej fiolki o pojemności 15 ml. 
		UWAGA: Ilość CB7 jest obliczana na podstawie wzoru na wagę CB7 (= 1163 Da), który został zastosowany w większości doniesień w literaturze. Niemniej jednak próbki stałe CB7 zazwyczaj zawierają wodę, HCl, metanol i inne sole pozostałe po etapach syntezy i oczyszczania, przyczyniając się do ~10 – 20% masy własnej w próbce. Uwięzionych rozpuszczalników i soli nie można było usunąć przez ogrzewanie w piecu próżniowym lub w inny sposób. Ich ilości różnią się w zależności od partii próbek, ale można je określić ilościowo za pomocą analizy elementarnej. Prezentowany protokół nie jest jednak wrażliwy na obecność nieokreślonej ilościowo ilości rozpuszczalników i soli w próbkach CB7.</li>
		<li>Dodać 10 ml wody do fiolki i dokręcić nakrętkę.</li>
		<li>Sonizować próbkę w temperaturze pokojowej, aż do całkowitego rozpuszczenia ciała stałego CB7. 
		UWAGA: CB7 został zsyntetyzowany zgodnie z literaturą27, ale jest również dostępny na rynku.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przygotowanie roztworu 0,4 mM UA
	<ol>
		<li>Dodać 2,69 mg UA do probówki wirówkowej o pojemności 50 ml.</li>
		<li>Dodaj 40 ml wody do probówki i dokręć nakrętkę.</li>
		<li>Za pomocą termomiksera zawirować roztwór próbki, ustawiając temperaturę na 70 °C, prędkość na 800 obr./min i czas na 2 godziny. Pozostawić roztwór do ostygnięcia do temperatury pokojowej. 
		UWAGA: UA ma niską rozpuszczalność w wodzie (0,40 mM)5. Wirować dłużej, jeśli proszek UA nie został całkowicie rozpuszczony. Alternatywnie można zastosować ultradźwięki w celu ułatwienia rozpuszczania.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Sekwencyjne rozcieńczenia roztworu 0,4 mM UA
	<ol>
		<li>Rozcieńczyć 5 ml roztworu 0,4 mM UA z 5 ml wody w szklanej fiolce o pojemności 15 ml, aby uzyskać 10 ml 0,2 mM roztworu UA. Dokręć nakrętkę i sonikuj przez 30 s.</li>
		<li>Powtórzyć krok 3.3.1, używając odpowiedniej ilości UA i wody, jak opisano w Tabeli 1.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przygotowanie kompleksów CB7-UA
	<ol>
		<li>Dodać 0,75 ml 0,4 mM roztworu CB7 i 0,75 ml 0,4 mM roztworu UA do probówki o pojemności 1,5 ml. Zabezpiecz pokrywkę i sonikuj przez 30 s.</li>
		<li>Odczekaj 30 minut, aby upewnić się, że utworzą się kompleksy gospodarz-gość.</li>
		<li>Powtórzyć kroki 3.4.1 – 3.4.2 przy użyciu roztworu UA o różnych stężeniach.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. SERS wykrywa UA
<ol>
	<li>Eksperymentalna konfiguracja systemu Ramana (<silna klasa="xfig">Rysunek 3)
	<ol>
		<li>Włącz laser He-Ne 633 nm (22,5 mW).</li>
		<li>Włączyć modułowy spektrometr Ramana.</li>
		<li>Włącz komputer i uruchom oprogramowanie.</li>
		<li>Kliknij ikonę Kreatory aplikacji spektroskopowych, a następnie wybierz opcję Raman.</li>
		<li>Rozpocznij nowe przejęcie. Ustaw czas integracji na 30 s, skany na średnią na 5, a boxcar na 0.</li>
		<li>Zapisz widmo tła i wprowadź długość fali lasera (tj. 633 nm). 
		UWAGA: Czas integracji to czas każdego skanowania, skany do średniej to liczba skanów uśrednionych w celu utworzenia każdego spektrum, a wagon to liczba sąsiednich pikseli uśredniona28.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Powstawanie substratów SERS
	<ol>
		<li>Dodać 0,9 ml roztworu Au NP o długości 40 nm i 0,1 ml wstępnie uformowanego roztworu kompleksu CB7-UA do probówki o pojemności 1,5 ml. Zabezpiecz pokrywkę i sonikuj, aż roztwór zmieni kolor z rubinowoczerwonego na fioletowy. 
		UWAGA: Można również stosować komercyjne próbki roztworu Au NP stabilizowanego cytrynianem 40 nm. Zazwyczaj gęstość optyczna piku zlokalizowanego powierzchniowego rezonansu plazmonowego (LSPR) jest dostosowywana do 1 poprzez rozcieńczenie ze skoncentrowanych próbek roztworu podstawowego. Stężenie cytrynianu w próbce jest zwykle utrzymywane na poziomie 2 mM.</li>
		<li>Przenieść roztwór próbki do półmikrokuwety. Umieść kuwetę w uchwycie na próbkę Ramana i zamknij pokrywę.</li>
		<li>Rozpocznij pomiar.</li>
		<li>Skonfiguruj automatyczne zapisywanie, aby rejestrować pięć kolejnych widm SERS.</li>
		<li>Zatrzymaj pomiar i zmień próbkę.</li>
		<li>Powtórzyć kroki 4.2.1 – 4.2.5 używając roztworu CB7-UA o różnych stężeniach. 
		UWAGA: Stwierdzono, że czas agregacji zależy od stężenia UA w nanoagregatach, w zakresie od 30 s dla 0,1 μM UA do 30 min dla 20 μM UA, ze względu na różnicę w stężeniu pustego CB7, która ma duży wkład w pośredniczenie w agregacji Au NPs. W przypadku kompleksu CB7-UA jeden portal jest blokowany przez masywną cząsteczkę UA, co sprawia, że nie jest on dostępny do wiązania się z powierzchnią Au NP, a zatem nie jest w stanie pośredniczyć w agregacji NP21. Próbka jest gotowa do pomiaru, gdy kolor roztworu zmieni się z rubinowoczerwonego na fioletowy.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
5. Analiza danych
<ol>
	<li>przetwarzanie danych
	<ol>
		<li>Pobierz i zainstaluj wtyczkę bazową z asymetryczną metodą najmniejszych kwadratów (ALS) w Origin. 
		UWAGA: Wtyczka ALS wymaga OriginPro.</li>
		<li>Wstaw nieprzetworzone dane do Origin.</li>
		<li>Obliczyć średnią wartość z pięciu widm SERS każdej próbki. Podziel wartość przez moc lasera (tj. 22,5 mW) i przez czas całkowania (tj. 30 s).</li>
		<li>Kliknij ikonę ALS, aby otworzyć okno dialogowe. Ustaw współczynnik asymetryczny na 0,001, próg na 0,03%, współczynnik wygładzania na 2, a liczbę iteracji na 20, aby skorygować linię bazową każdego uśrednionego widma.</li>
		<li>Wykreślić widma SERS różnych stężeń UA za pomocą ułożonych linii z przesunięciami y. Moc wyjściowa powinna być natężona (liczy s-1 mW-1) w funkcji przesunięcia Ramana (cm-1).</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Villa, J. E. L., Poppi, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+portable+SERS+method+for+the+determination+of+uric+acid+using+a+paper-based+substrate+and+multivariate+curve+resolution%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">A portable SERS method for the determination of uric acid using a paper-based substrate and multivariate curve resolution.</a> Analyst. 141 (6), 1966-1972 (2016).</li>
<li>Westley, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Absolute+Quantification+of+Uric+Acid+in+Human+Urine+Using+Surface+Enhanced+Raman+Scattering+with+the+Standard+Addition+Method%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Absolute Quantification of Uric Acid in Human Urine Using Surface Enhanced Raman Scattering with the Standard Addition Method.</a> Analytical Chemistry. 89 (4), 2472-2477 (2017).</li>
<li>Zhao, L., Blackburn, J., Brosseau, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+Detection+of+Uric+Acid+by+Electrochemical-Surface+Enhanced+Raman+Spectroscopy+Using+a+Multilayered+Au%2FAg+Substrate%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Quantitative Detection of Uric Acid by Electrochemical-Surface Enhanced Raman Spectroscopy Using a Multilayered Au/Ag Substrate.</a> Analytical Chemistry. 87 (1), 441-447 (2015).</li>
<li>Goodall, B. L., Robinson, A. M., Brosseau, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrochemical-surface+enhanced+Raman+spectroscopy+%28E-SERS%29+of+uric+acid%3A+a+potential+rapid+diagnostic+method+for+early+preeclampsia+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Chemistry+Chemical+Physics%22%5BJournal%5D)">Electrochemical-surface enhanced Raman spectroscopy (E-SERS) of uric acid: a potential rapid diagnostic method for early preeclampsia detection.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 15 (5), 1382-1388 (2013).</li>
<li>Lytvyn, Y., Perkins, B. A., Cherney, D. Z. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Uric+Acid+as+a+Biomarker+and+a+Therapeutic+Target+in+Diabetes%5BTitle%5D)+AND+%22Canadian+Journal+of+Diabetes%22%5BJournal%5D)">Uric Acid as a Biomarker and a Therapeutic Target in Diabetes.</a> Canadian Journal of Diabetes. 39 (3), 239-246 (2015).</li>
<li>Ali, S. M. U., Ibupoto, Z. H., Kashif, M., Hashim, U., Willander, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Potentiometric+Indirect+Uric+Acid+Sensor+Based+on+ZnO+Nanoflakes+and+Immobilized+Uricase%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors%22%5BJournal%5D)">A Potentiometric Indirect Uric Acid Sensor Based on ZnO Nanoflakes and Immobilized Uricase.</a> Sensors. 12 (3), 2787-2797 (2012).</li>
<li>Yu, J., Wang, S., Ge, L., Ge, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+chemiluminescence+paper+microfluidic+biosensor+based+on+enzymatic+reaction+for+uric+acid+determination%5BTitle%5D)+AND+%22Biosensors+and+Bioelectronics%22%5BJournal%5D)">A novel chemiluminescence paper microfluidic biosensor based on enzymatic reaction for uric acid determination.</a> Biosensors and Bioelectronics. 26 (7), 3284-3289 (2011).</li>
<li>Yang, Y. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+determination+of+creatine%2C+uric+acid%2C+creatinine+and+hippuric+acid+in+urine+by+high+performance+liquid+chromatography%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Chromatography%22%5BJournal%5D)">Simultaneous determination of creatine, uric acid, creatinine and hippuric acid in urine by high performance liquid chromatography.</a> Biomedical Chromatography. 12 (2), 47-49 (1999).</li>
<li>Zhao, S., Wang, J., Ye, F., Liu, Y. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+uric+acid+in+human+urine+and+serum+by+capillary+electrophoresis+with+chemiluminescence+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Biochemistry%22%5BJournal%5D)">Determination of uric acid in human urine and serum by capillary electrophoresis with chemiluminescence detection.</a> Analytical Biochemistry. 378 (2), 127-131 (2008).</li>
<li>Fang, Y., Seong, N. H., Dlott, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+the+Distribution+of+Site+Enhancements+in+Surface-Enhanced+Raman+Scattering%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Measurement of the Distribution of Site Enhancements in Surface-Enhanced Raman Scattering.</a> Science. 321 (5887), 388-392 (2008).</li>
<li>Jeong, H. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dispersion+and+shape+engineered+plasmonic+nanosensors%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Dispersion and shape engineered plasmonic nanosensors.</a> Nature Communications. 7, 11331(2016).</li>
<li>Alula, M. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+silver+nanoparticles+coated+ZnO%2FFe3O4+composites+using+chemical+reduction+method+for+sensitive+detection+of+uric+acid+via+surface-enhanced+Raman+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Analytica+Chimica+Acta%22%5BJournal%5D)">Preparation of silver nanoparticles coated ZnO/Fe3O4 composites using chemical reduction method for sensitive detection of uric acid via surface-enhanced Raman spectroscopy.</a> Analytica Chimica Acta. 1073, 62-71 (2019).</li>
<li>Bastús, N. G., Comenge, J., Puntes, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinetically+Controlled+Seeded+Growth+Synthesis+of+Citrate-Stabilized+Gold+Nanoparticles+of+up+to+200+nm%3A+Size+Focusing+versus+Ostwald+Ripening%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Kinetically Controlled Seeded Growth Synthesis of Citrate-Stabilized Gold Nanoparticles of up to 200 nm: Size Focusing versus Ostwald Ripening.</a> Langmuir. 27 (17), 11098-11105 (2011).</li>
<li>Jeong, H. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selectable+Nanopattern+Arrays+for+Nanolithographic+Imprint+and+Etch-Mask+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Science%22%5BJournal%5D)">Selectable Nanopattern Arrays for Nanolithographic Imprint and Etch-Mask Applications.</a> Advanced Science. 2 (7), 1500016(2016).</li>
<li>Loh, X. J., Lee, T. C., Dou, Q., Deen, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Utilising+inorganic+nanocarriers+for+gene+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials+Science%22%5BJournal%5D)">Utilising inorganic nanocarriers for gene delivery.</a> Biomaterials Science. 4 (1), 70-86 (2016).</li>
<li>Celiz, A. D., Lee, T. C., Scherman, O. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymer-Mediated+Dispersion+of+Gold+Nanoparticles%3A+Using+Supramolecular+Moieties+on+the+Periphery%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Polymer-Mediated Dispersion of Gold Nanoparticles: Using Supramolecular Moieties on the Periphery.</a> Advanced Materials. 21 (38), 3937-3940 (2009).</li>
<li>Lee, T. C., Scherman, O. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formation+of+Dynamic+Aggregates+in+Water+by+Cucurbit%5B5%5Duril+Capped+with+Gold+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22ChemComm%22%5BJournal%5D)">Formation of Dynamic Aggregates in Water by Cucurbit[5]uril Capped with Gold Nanoparticles.</a> ChemComm. 46 (14), 2438-2440 (2010).</li>
<li>Lee, T. C., Scherman, O. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Facile+Synthesis+of+Dynamic+Supramolecular+Aggregates+of+Cucurbit%5Bn%5Duril+%28n+%3D+5-8%29+Capped+with+Gold+Nanoparticles+in+Aqueous+Media%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry-A+European+Journal%22%5BJournal%5D)">A Facile Synthesis of Dynamic Supramolecular Aggregates of Cucurbit[n]uril (n = 5-8) Capped with Gold Nanoparticles in Aqueous Media.</a> Chemistry-A European Journal. 18 (6), 1628-1633 (2012).</li>
<li>Taylor, R. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Precise+Subnanometer+Plasmonic+Junctions+for+SERS+within+Gold+Nano-+particle+Assemblies+Using+Cucurbit%5Bn%5Duril+%22Glue%22%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Precise Subnanometer Plasmonic Junctions for SERS within Gold Nano- particle Assemblies Using Cucurbit[n]uril "Glue".</a> ACS Nano. 5 (5), 3878-3887 (2011).</li>
<li>Peveler, W. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cucurbituril-mediated+quantum+dot+aggregates+formed+by+aqueous+self-assembly+for+sensing+applications%5BTitle%5D)+AND+%22ChemComm%22%5BJournal%5D)">Cucurbituril-mediated quantum dot aggregates formed by aqueous self-assembly for sensing applications.</a> ChemComm. 55 (38), 5495-5498 (2019).</li>
<li>Chio, W. I. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+Detection+of+Nitroexplosives+Using+Molecular+Recognition+within+Self-Assembled+Plasmonic+Nanojunctions%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physical+Chemistry+C%22%5BJournal%5D)">Selective Detection of Nitroexplosives Using Molecular Recognition within Self-Assembled Plasmonic Nanojunctions.</a> The Journal of Physical Chemistry C. 123 (25), 15769-15776 (2019).</li>
<li>Kasera, S., Biedermann, F., Baumberg, J. J., Scherman, O. A., Mahajan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+SERS+Using+the+Sequestration+of+Small+Molecules+Inside+Precise+Plasmonic+Nanoconstructs%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Quantitative SERS Using the Sequestration of Small Molecules Inside Precise Plasmonic Nanoconstructs.</a> Nano Letters. 12 (11), 5924-5928 (2012).</li>
<li>Taylor, R. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+Situ+SERS+Monitoring+of+Photochemistry+within+a+Nanojunction+Reactor%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">In Situ SERS Monitoring of Photochemistry within a Nanojunction Reactor.</a> Nano Letters. 13 (12), 5985-5990 (2013).</li>
<li>Kasera, S., Herrmann, L. O., Barrio, J. d, Baumberg, J. J., Scherman, O. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+Multiplexing+with+Nano-Self-Assemblies+in+SERS%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Quantitative Multiplexing with Nano-Self-Assemblies in SERS.</a> Scientific Reports. 4, 6785(2014).</li>
<li>Chio, W. I. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dual-triggered+nanoaggregates+of+cucurbit%5B7%5Duril+and+gold+nanoparticles+for+multi-spectroscopic+quantification+of+creatinine+in+urinalysis%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Chemistry+C%22%5BJournal%5D)">Dual-triggered nanoaggregates of cucurbit[7]uril and gold nanoparticles for multi-spectroscopic quantification of creatinine in urinalysis.</a> Journal of Materials Chemistry C. 8, 7051-7058 (2020).</li>
<li>Turkevich, J., Stevenson, P. C., Hillier, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+study+of+the+nucleation+and+growth+processes+in+the+synthesis+of+colloidal+gold%5BTitle%5D)+AND+%22Discussions+of+the+Faraday+Society%22%5BJournal%5D)">A study of the nucleation and growth processes in the synthesis of colloidal gold.</a> Discussions of the Faraday Society. 11, 55-75 (1951).</li>
<li>Lagona, J., Mukhopadhyay, P., Chakrabarti, S., Issacs, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+cucurbit%5Bn%5Duril+family%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">The cucurbit[n]uril family.</a> Angewandte Chemie International Edition. 44 (31), 4844-4870 (2005).</li>
<li>OceanView Installation and Operation Manual. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.oceaninsight.com/globalassets/catalog-blocks-and-images/manuals--instruction-old-logo/software/oceanviewio.pdf">https://www.oceaninsight.com/globalassets/catalog-blocks-and-images/manuals--instruction-old-logo/software/oceanviewio.pdf</a> (2013).</li>
<li>Mahajan, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Raman+and+SERS+spectroscopy+of+cucurbit%5Bn%5Durils%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Chemistry+Chemical+Physics%22%5BJournal%5D)">Raman and SERS spectroscopy of cucurbit[n]urils.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 12 (35), 10429-10433 (2010).</li>
<li>Langer, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Present+and+Future+of+Surface-Enhanced+Raman+Scattering%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Present and Future of Surface-Enhanced Raman Scattering.</a> ACS Nano. 14 (1), 28-117 (2020).</li>
<li>Pilot, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Review+on+Surface-Enhanced+Raman+Scattering%5BTitle%5D)+AND+%22Biosensors%22%5BJournal%5D)">A Review on Surface-Enhanced Raman Scattering.</a> Biosensors. 9 (2), 57(2019).</li>
<li>Bantz, K. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+progress+in+SERS+biosensing%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Chemistry+Chemical+Physics%22%5BJournal%5D)">Recent progress in SERS biosensing.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 13 (24), 11551-11567 (2011).</li>
<li>Moore, T. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+Vitro+and+In+Vivo+SERS+Biosensing+for+Disease+Diagnosis%5BTitle%5D)+AND+%22Biosensors%22%5BJournal%5D)">In Vitro and In Vivo SERS Biosensing for Disease Diagnosis.</a> Biosensors. 8 (2), 46(2018).</li>
<li>Bonifacio, A., Cervo, S., Sergo, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Label-free+surface-enhanced+Raman+spectroscopy+of+biofluids%3A+fundamental+aspects+and+diagnostic+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+and+Bioanalytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Label-free surface-enhanced Raman spectroscopy of biofluids: fundamental aspects and diagnostic applications.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 407 (27), 8265-8277 (2015).</li>
<li>Jeong, H. H., Choi, E., Ellis, E., Lee, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+advances+in+gold+nanoparticles+for+biomedical+applications%3A+from+hybrid+structures+to+multi-functionality%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Chemistry+B%22%5BJournal%5D)">Recent advances in gold nanoparticles for biomedical applications: from hybrid structures to multi-functionality.</a> Journal of Materials Chemistry B. 7 (22), 3480-3496 (2019).</li>
<li>Premasiri, W. R., Clarke, R. H., Womble, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Urine+Analysis+by+Laser+Raman+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Lasers+in+Surgery+and+Medicine%22%5BJournal%5D)">Urine Analysis by Laser Raman Spectroscopy.</a> Lasers in Surgery and Medicine. 28 (4), 330-334 (2001).</li>
<li>Lu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Superhydrophobic+silver+film+as+a+SERS+substrate+for+the+detection+of+uric+acid+and+creatinine%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Superhydrophobic silver film as a SERS substrate for the detection of uric acid and creatinine.</a> Biomedical Optics Express. 9 (10), 4988-4997 (2018).</li>
<li>Feig, D. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Serum+Uric+Acid%3A+A+Risk+Factor+and+a+Target+for+Treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Society+of+Nephrology%22%5BJournal%5D)">Serum Uric Acid: A Risk Factor and a Target for Treatment.</a> Journal of the American Society of Nephrology. 17 (4), 69-73 (2006).</li>
<li>Maiuolo, J., Oppedisano, F., Gratteri, S., Muscoli, C., Mollace, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regulation+of+uric+acid+metabolism+and+excretion%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Regulation of uric acid metabolism and excretion.</a> International Journal of Cardiology. 213, 8-14 (2016).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

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.</p...

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 próbki6,7,8,9.
Powierzchniowo wzmocniona spektroskopia Ramana jest obiecującą techniką do rutynowej diagnostyki przyłóżkowej, ponieważ umożliwia selektywne wykrywanie biomolekuł za pomocą ich wibracyjnych odcisków palców i oferuje liczne korzyści, takie jak wysoka czułość, szybka reakcja, łatwość użycia i brak lub minimalne przygotowanie próbki. Podłoża SERS oparte na nanocząstkach metali szlachetnych (np. Au NPs) mogą wzmacniać sygnały Ramana cząsteczek analitu o 4 do 10 rzędów wielkości10 poprzez silne wzmocnienie elektromagnetyczne spowodowane powierzchniowym rezonansem plazmonowym11. Au NPs o dostosowanych rozmiarach mogą być łatwo syntetyzowane, w przeciwieństwie do czasochłonnego wytwarzania złożonych nanokompozytów metalowych12, a zatem są szeroko stosowane w zastosowaniach biomedycznych ze względu na ich doskonałe właściwości13,14,15,16. Przyłączenie makrocyklicznych cząsteczek, dyniowatych (CBn, gdzie n = 5-8, 10), do powierzchni Au NPs może dodatkowo wzmocnić sygnały SERS cząsteczek analitu, ponieważ wysoce symetryczne i sztywne cząsteczki CB mogą kontrolować precyzyjne odstępy między Au NP i lokalizować cząsteczki analitu w centrum lub w bliskiej odległości od plazmonicznych hotspotów poprzez tworzenie kompleksów gospodarz-gość (<silna klasa="xfig">Rysunek 1)17,18,19,20. Poprzednie przykłady badań SERS z wykorzystaniem nanoagregatów Au NP: CBn obejmują nitromateriały wybuchowe, wielopierścieniowe związki aromatyczne, diaminozytylben, neuroprzekaźniki i kreatyninę21,22,23,24,25, przy czym pomiary SERS są wykonywane w kuwecie lub poprzez załadowanie małej kropli do specjalnie przygotowanego uchwytu na próbkę. Ten schemat wykrywania jest szczególnie przydatny do szybkiego ilościowego oznaczania biomarkerów w złożonej matrycy o wysokiej odtwarzalności.
Tutaj, za pomocą modułowego spektrometru zademonstrowano łatwą metodę tworzenia kompleksów gospodarz-gość CB7 i ważnego biomarkera UA, a także ilościowe oznaczanie UA z granicą wykrywalności 0,2 μM za pośrednictwem CB7 agregacji Au NPs w środowisku wodnym, która jest obiecująca dla zastosowań diagnostycznych i klinicznych.

<table><tbody><tr><td>Nanocząstki złota 40 nm</td><td>NanoComposix</td><td>AUCN40-100M</td><td>NanoXact, 0,05 mg/ ml, goły (cytrynian)</td></tr><tr><td>Probówka wirówkowa</td><td>Corning Falcon</td><td>14-432-22</td><td>50 mL objętość</td></tr><tr><td>Cucurbit[7]</td><td>uril Laboratoryjne patrz</td><td></td><td>ref. 19</td></tr><tr><td>Trójwodny chlorek złota(III)</td><td>Sigma aldrich</td><td>520918</td><td>&ge; 99,9% na bazie metali śladowych Jednorazowa</td></tr><tr><td>strzykawka Luer lock</td><td>Cole-Parmer</td><td>WZ-07945-15</td><td>Objętość 3 ml</td></tr><tr><td>Adapter Luer-to-MicroTight</td><td>LuerTight</td><td>P-662</td><td>360 &mu; m średnica zewnętrzna Rurka do strzykawki Luer Rurka</td></tr><tr><td></td><td>PEEK IDEX</td><td>1572</td><td>360 &mu; m średnica zewnętrzna, 150 &mu; m średnica wewnętrzna</td></tr><tr><td>Obcinak do rur PEEK</td><td>IDEX</td><td>WZ-02013-30</td><td>Obcinak do rurek do chromatografii kapilarnej polimerowej do 360 i mikro; m do 1/32" rurki OD</td></tr><tr><td>Spektrometr Ramana</td><td>Ocean Optics</td><td>QE pro</td><td></td></tr><tr><td>Cytrynian sodu trójzasadowy dihydrat</td><td>Sigma aldrich</td><td>S4641</td><td>Odczynnik ACS, &ge; 99.0%</td></tr><tr><td>Sonicator</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Standardowa sonda</td><td>Digi-Sense</td><td>WZ-08516-55</td><td>Pompa</td></tr><tr><td>strzykawkowa</td> typu K <td>Aladdin</td><td>ALADDIN2-220</td><td>2 strzykawki, maksymalna objętość strzykawki 60 ml</td></tr><tr><td>Termometr termoparowy</td><td>Digi-Sense</td><td>WZ-20250-91</td><td>Termometr termoparowy z pojedynczym wejściem i termomikserem kalibracyjnym NIST-Traceable</td></tr><tr><td></td><td>Eppendorf</td><td>5382000031</td><td>Z Eppendorf SmartBlock do probówek 50 ml</td></tr><tr><td>Kwas moczowy</td><td>Sigma aldrich</td><td>U2625</td><td>&ge; 99%, krystaliczny</td></tr></tbody></table>

ilościowe wykrywanie kwasu moczowego metodą sers poprzez tworzenie precyzyjnych nanopołączeń plazmonicznych w agregatach nanocząstek złota i dyniowatego

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

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.

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...

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.

Ilościowe wykrywanie kwasu moczowego metodą SERS poprzez tworzenie precyzyjnych nanopołączeń plazmonicznych w agregatach nanocząstek złota i dyniowatego

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

Protokół ten oferuje wszechstronną metodę wykrywania i ilościowego oznaczania kwasu moczowego z wysoką czułością. W związku z tym jest to protokół do zastosowań diagnostycznych i klinicznych. Protokół ten może szybko określić ilościowo biomarkery w złożonej matrycy, takiej jak płyny ustrojowe.Technika ta może być potencjalnie rozszerzona o diagnozowanie chorób, które wykorzystują kwas moczowy jako biomarker, takich jak dna moczanowa, nadciśnienie i choroby sercowo-naczyniowe. Może być również stosowany do wykrywania i ilościowego określania innych substancji niebezpiecznych do monitorowania środowiska. Próbując zastosować protokół po raz pierwszy, naukowcy mogą mieć trudności z utworzeniem stabilnych agregatów nanocząstek CB7 i złota.Zaleca się mieszanie nanocząstek złota w roztworach CB7 za pomocą sonikacji, ponieważ inne techniki mogą wpływać na kinetykę agregacji. Film przedstawiający kluczowe etapy dodawania mieszania CB7 może zwiększyć szansę na sukces i powtarzalność dla badaczy, którzy dopiero zaczynają korzystać z systemu. Aby uzyskać syntezę nasion złota, rozpuść 98,5 miligrama aury w 10 mililitrach dejonizowanej wody w szklanej fiolce, aby uzyskać 25 milimolowy roztwór chlorku aury i 64,5 miligrama cytrynianu sodu w proszku w 500 mikrolitrach wody dejonizowanej w szklanej fiolce.Następnie rozcieńczyć jeden mililitr roztworu chlorku aury 99 mililitrami wody w 250-mililitrowej butelce z niebieską nakrętką, aby uzyskać 0,25 milimolowy roztwór chlorku aury i dodać 99,5 mililitra 0,25 milimolowego roztworu chlorku aury do 250-mililitrowej kolby okrągłodennej z trzema szyjkami wyposażonej w skraplacz. Następnie podgrzej roztwór w temperaturze 90 stopni Celsjusza pod energicznym mieszaniem przez 15 minut przed wstrzyknięciem 500 mikrolitrów roztworu cytrynianu sodu do kolby, kontynuując mieszanie, aż roztwór zmieni kolor na rubinowoczerwony. Aby zainicjować zasiewany wzrost nanocząstek złota, przenieś 25 mililitrów roztworu nasion złota do 50-mililitrowej probówki i schłodź roztwór do 70 stopni w ThermoMixerze.Podczas gdy roztwór stygnie, napełnij trzymililitrową jednorazową strzykawkę Luer lock 2,5 mililitra 25-milimolowego roztworu chlorku aury i napełnij kolejną trzymilimetrową jednorazową strzykawkę Luer lock 2,5 mililitra 60-milimolowego roztworu cytrynianu sodu. Umieścić strzykawki w pompkach strzykawkowych i użyć adapterów Luer-to-MicroTight, aby podłączyć rurkę PEEK o średnicy wewnętrznej 150 mikromolów do strzykawek. Włóż rurkę do probówki wirówkowej zawierającej schłodzony roztwór nasion złota w ThermoMixerze i ustaw obie pompy strzykawkowe na dozowanie 167,5 mikrolitra roztworu w ciągu 20 minut.Ustaw prędkość obrotową mieszalnika ThermoMixer na 600 obrotów na minutę i naciśnij przycisk Start na pompie strzykawkowej zawierającej 25-milimolowy roztwór chlorku aury. Po dwóch minutach nacisnąć przycisk Start na pompie strzykawkowej zawierającej 60-milimolowy roztwór cytrynianu sodu. Po 30 minutach usunąć podwielokrotność roztworu nanocząstek złota do analizy.Aby przygotować 0,4 milimolowy roztwór CB7, dodaj 4,65 miligrama CB7 do 15 mililitrowej szklanej fiolki i 10 mililitrów wody do fiolki. Po szczelnym zamknięciu, poddać fiolkę sonikacji w temperaturze pokojowej, aż do całkowitego rozpuszczenia ciała stałego CB7. Aby przygotować 0,4 milimolowy roztwór kwasu moczowego, dodaj 2,69 miligrama kwasu moczowego do 50-mililitrowej probówki wirówkowej i dodaj 40 mililitrów wody do probówki.Po szczelnym zamknięciu mieszaj mieszaninę w ThermoMixerze ustawionym na 70 stopni Celsjusza i 800 obrotów na minutę przez dwie godziny. Gdy roztwór ostygnie do temperatury pokojowej, rozcieńczyć jeden mililitr 0,4 milimolowego roztworu kwasu moczowego dziewięcioma mililitrami wody w szklanej fiolce o pojemności 15 mililitrów, aby uzyskać 0,04 milimolowy roztwór kwasu moczowego. Po szczelnym zamknięciu, poddać fiolkę sonikacji przez 30 sekund.Aby przygotować kompleksy CB7-kwas moczowy, dodaj 750 mikrolitrów 0,4 milimolowego roztworu CB7 i 750 mikrolitrów 0,4 milimolowego roztworu kwasu moczowego do 1,5 mililitrowej probówki i poddaj mieszaninę sonikacji przez 30 sekund. Następnie trzymaj rurkę w temperaturze pokojowej przez 30 minut, aby zapewnić utworzenie kompleksów gospodarz-gość. Kliknij ikonę kreatora aplikacji do spektroskopii w oprogramowaniu systemowym Ramana i wybierz opcję Raman.Rozpocznij nową akwizycję i ustaw czas integracji na 30 sekund, skany na średnią na pięć, a wagon na zero. Następnie zapisz widmo tła i wprowadź długość fali lasera. W celu utworzenia substratu SERS dodaj 900 mikrolitrów 40-nanometrowego roztworu nanocząstek złota i 100 mikrolitrów wstępnie uformowanego roztworu kompleksu CB7-kwasu moczowego do 1,5 mililitrowej probówki i sonikuj, aż roztwór zmieni kolor z rubinowoczerwonego na fioletowy.Przenieść roztwór próbki do półmikrokuwety i umieścić kuwetę w uchwycie na próbkę Ramana. Zamknij pokrywę i rozpocznij pomiar. Następnie ustaw automatyczne zapisywanie, aby rejestrować pięć kolejnych widm SERS.Widma ultrafioletowe w zakresie widzialnym dla zsyntetyzowanych nanocząstek złota pokazują przesunięcie zlokalizowanych pików rezonansu plazmonów powierzchniowych z 521 do 529 nanometrów po 10 krokach wzrostu, podczas gdy dane dotyczące dynamicznego rozpraszania światła pokazują wąski rozkład rozmiarów, gdy rozmiar nanocząstek wzrasta z 25,9 do 42,8 nanometrów. Średnie rozmiary G0, G5 i G10 mierzone na podstawie transmisyjnych obrazów elektronów wynoszą odpowiednio około 20, 33 i 40 nanometrów. W tych reprezentatywnych analizach utworzono kompleksy gospodarz-gość CB7 i kwasu moczowego z pustym CB7 pośredniczącym w tworzeniu precyzyjnych nanopołączeń plazmonicznych w nanogatunkach złota CB7, wspieranych przez charakterystyczne sygnały kwasu moczowego w widmie SERS.I odwrotnie, przy braku CB7 nie można zaobserwować żadnych sygnałów SERS kwasu moczowego, co ilustruje kluczową rolę CB7 w wyzwalaniu agregacji nanocząstek złota. Wysoka czułość schematu detekcji przedstawionego w tym protokole jest wykazana przez obserwację wyraźnych sygnałów SERS od pików kwasu moczowego na 640 i 1130 odwrotnych centymetrach aż do granicy wykrywalności 0,2 mikromola. Ponadto uzyskano bardzo silne korelacje między intensywnością SERS a logarytmicznymi stężeniami kwasu moczowego za pomocą prawa potęgowego dla obu pików z regionami liniowymi znajdującymi się w zakresie od 0,2 do 2 mikromolowych.Kwas moczowy ma niską rozpuszczalność w wodzie, dlatego przed następnym krokiem należy upewnić się, że kwas moczowy w proszku jest miękki. Można przeprowadzić zaawansowaną analizę danych, co umożliwia ilościowe określenie wielu biomarkerów obecnych w matrycy.

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

Research

JoVE Journal

Chemistry

Chemia

Dostępny jest protokół do wyboru aptamerów przełączających strukturę dla małych cząsteczek w oparciu o przestrajalną metodę selekcji kulek magnetycznych z regulacją. Aptamery wybrane ze względu na właściwości przełączania struktur są korzystne w testach, które wymagają zmiany konformacyjnej w celu zasygnalizowania obecności celu, takich jak opisany test nanocząstek złota.

Metoda wyboru aptamerów przełączających strukturę zastosowana do kolorymetrycznego testu nanocząstek złota

Sondy optyczne oparte na nanocząstkach zostały zaprojektowane jako nośnik do wykrywania antygenów za pomocą spektroskopii Ramana i UV-Vis. W tym miejscu opisujemy protokół przygotowania takich sond do testu immunologicznego spektroskopii UV-Vis/Ramana w taki sposób, aby uwzględnić przyszłe możliwości multipleksowania.

Wytwarzanie platformy testów immunologicznych UV-VIS i spektroskopii Ramana

Pokazujemy wytwarzanie okresowych matryc nanokubków złotych za pomocą technik litograficznych koloidalnych i omawiamy znaczenie warstw nanoplazmonowych.

Wytwarzanie okresowych matryc złotych nanokubków przy użyciu litografii koloidalnej

W tej pracy przedstawiono protokół wzmacniania sygnału biodetekcji opartej na nanosondach. Protokół opiera się na redukcji kwasu chloroaurowego na powierzchnię istniejących nanosond, które składają się z nanocząstek złota, srebra, krzemionki lub tlenku żelaza.

Szybkie wzmocnienie sygnału nanosondy poprzez syntezę nanocząstek złota in situ

Celem tego badania było ustalenie, czy analiza śledzenia nanocząstek (NTA) może wykryć i określić ilościowo nanokryształy zawierające wapń w moczu od zdrowych dorosłych. Wyniki obecnego badania sugerują, że NTA może być potencjalnym narzędziem do oceny nanokryształów moczu podczas choroby kamicy nerkowej.

Ocena nanokryształów moczu u ludzi za pomocą znakowania fluoroforem wapnia i analizy śledzenia nanocząstek

Obecny protokół opisuje wygodne podejście do integracji optycznego pułapkowania i powierzchniowo wzmocnionej spektroskopii Ramana (SERS) do manipulowania plazmonicznymi nanocząstkami w celu czułego wykrywania molekularnego. Bez środków agregujących, laser pułapkujący gromadzi plazmoniczne nanocząstki w celu wzmocnienia sygnałów SERS docelowych analitów do pomiarów spektroskopowych in situ.

Optyczne pułapkowanie nanocząstek plazmonicznych do charakterystyki spektroskopii Ramana wzmocnionej powierzchniowo in situ

Protokół opisuje, jak monitorować zdarzenia elektrochemiczne na pojedynczych nanocząstkach za pomocą powierzchniowo wzmocnionej spektroskopii rozpraszania Ramana i obrazowania.

Śledzenie elektrochemii pojedynczych nanocząstek za pomocą spektroskopii i mikroskopii rozpraszania Ramana ze wzmocnieniem powierzchniowym

Ten protokół opisuje metodę wytwarzania elastycznego podłoża do powierzchniowo wzmocnionego rozpraszania Ramana. Metoda ta została wykorzystana do skutecznego wykrywania niskich stężeń R6G i tiuramu.

Wytwarzanie elastycznego podłoża do rozpraszania Ramana (SERS) na bazie polidimetylosiloksanu (PDMS) do ultraczułej detekcji

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

Przedstawiamy tutaj protokół analizy pojedynczych małych pęcherzyków zewnątrzkomórkowych (sEV) za pomocą bezoznakowanego, powierzchniowego spektroskopii Ramana (SERS), umożliwiającej minimalnie inwazyjną diagnostykę chorób i ocenę sEV jako środków dostarczania terapii.

Badanie zastosowania powierzchniowo wzmocnionego rozpraszania Ramana opartego na biosensowaniu poszczególnych sEV w diagnostyce chorób i terapii

Poznaj metodę SERS do ilościowego wykrywania kwasu moczowego z wykorzystaniem nanocząstek złota i cucurbit[7]uril. Technika ta umożliwia szybką diagnostykę chorób takich jak dna moczanowa i nadciśnienie.

Ilościowe wykrywanie kwasu moczowego metodą SERS poprzez tworzenie precyzyjnych nanopołączeń plazmonicznych w agregatach nanocząstek złota i dyniowatego (Wideo) | JoVE Journal

Ilościowe wykrywanie kwasu moczowego metodą SERS poprzez tworzenie precyzyjnych nanopołączeń plazmonicznych w agregatach nanocząstek złota i dyniowatego

Przeglądaj więcej filmów