Apresentamos um protocolo para engenharia da fase corona de nanotubos de carbono fluorescentes de parede única (SWNTs) usando polímeros anfifílicos e DNA para desenvolver sensores para alvos moleculares sem elementos de reconhecimento conhecidos.
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Artigo de método
Reconhecimento Molecular de engenharia com Polymers Bio-mimético em únicos Walled nanotubos de carbono
Neste artigo
Resumo
Resumo
Os nanotubos de carbono semicondutores de parede única (SWNTs) são uma classe de nanomateriais opticamente ativos que fluorescem no infravermelho próximo, coincidindo com a janela óptica onde as amostras biológicas são mais transparentes. Aqui, descrevemos técnicas para adsorver polímeros anfifílicos e ácidos polinucléicos na superfície de SWNTs para projetar suas fases corona e criar novos sensores moleculares para pequenas moléculas e proteínas. Esses sensores SWNT funcionalizados são biocompatíveis e estáveis. Os polímeros são adsorvidos na superfície do nanotubo por sonicação direta de SWNTs e polímero ou pela suspensão de SWNTs usando um surfactante seguido de diálise com polímero. A emissão de fluorescência, estabilidade e resposta desses sensores aos analitos alvo são confirmadas usando espectroscopia de absorbância e fluorescência no infravermelho próximo. Além disso, demonstramos a imobilização da superfície dos sensores em lâminas de vidro para permitir que a microscopia de fluorescência de molécula única caracterize a adsorção do polímero e a cinética de ligação do analito.
Introdução
-walled nanotubos de carbono (nanotubos de carbono) são atomicamente finas camadas de átomos de carbono enroladas em cilindros longos e finos que apresentam propriedades eletrônicas e ópticas únicas. 1 Essas propriedades incluem uma band-gap produção de infravermelho próximo (NIR) de emissão de fluorescência através de recombinação éxciton que é altamente sensível ao seu ambiente local. A emissão de NIR de nanotubos de carbono cai dentro da janela de infravermelho próximo, em que a profundidade de penetração da luz é máxima para o tecido biológico. 2,3 Além disso, nanotubos de carbono exibem várias características únicas atípicas em contraste co....
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Protocolo
Cuidado: Por favor, consulte todas as folhas de dados de segurança pertinentes (SDS) antes do uso. Nanomateriais podem ter riscos adicionais em comparação com o seu homólogo material a granel. Use todas as práticas de segurança adequadas, incluindo controles de engenharia (coifa, do cerco de ruído) e equipamentos de proteção individual (óculos de segurança, óculos de proteção, jaleco, calça de corpo inteiro, fechou-toe sapatos).
1. Preparação do Tampão, surfactante e Polymer Solutions
- Preparação da solução de 100 mM de NaCl
- Dissolve-se 584 mg de NaCl em 80 ml de água desionizada. Adiciona-se água desio....
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Resultados
Nanotubos de carbono foram suspensas em solução aquosa usando ambos os surfactantes e polímeros anfifílicos por sonicação directa e por troca de diálise. A Figura 1 mostra nanotubos de carbono, cresceu utilizando o método catalisada carbonilo de ferro (HiPCO), suspenso usando SC, RITC-PEF20-RITC e (GT) 15 -DNA. A densidade óptica de uma nanotubos de carbono com SDS (ou polímero) aumenta dramaticamente após sonicação e diminui após a remoção de agregados e cont.......
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Discussão
Nanotubos de carbono são prontamente suspenso em solução aquosa através de sonicação directa com SDS ou ADNcs, como indicado por um aumento na densidade óptica proporcionado pela dispersão coloidal do híbrido SWNT-polímero resultante. SDS e ssDNA dispersa e solubiliza feixes de nanotubos de carbono por adsorção na superfície do SWNT através de interacções hidrofóbicas ou pi-pi. Além disso, outros polímeros, tais como o ADN genómico, os polímeros anfifílicos, polímeros conjugados e lípidos, pode ser adsorvido sobre a sup.......
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Divulgações
Os autores não têm nada a divulgar.
Agradecimentos
Este trabalho foi apoiado pelo Burroughs Wellcome Fund Career Award na Scientific Interface (CASI), uma bolsa da Simons Foundation e uma bolsa de jovem investigador da Brain and Behavior Research Foundation.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| cloreto de sódio | Fisher Scientific | S271-1 | |
| dodecil sulfato de sódio | Sigma Aldrich | L6026 | |
| hidrato de colato de sódio | Sigma Aldrich | C6445 | |
| base tris (base Trizma) | Sigma Aldrich | 93362 | |
| ácido clorídrico | Fisher Scientific | A144-212 | |
| Amina-PEG-amina, NH2-PEG-NH2 | Nanocs Inc | PG2-AM-5k | |
| isotiocianato de rodamina B | Sigma Aldrich | 283924 | |
| isotiocianato de fluoresceína | Sigma Aldrich | F7250 | |
| diclorometano | Sigma Aldrich | 676853 | |
| dimetilformamida | Sigma Aldrich | D4551 | |
| N,N-diisopropiletilamina | Sigma Aldrich | D125806 | |
| éter dietílico | Sigma Aldrich | 673811 | |
| cloridrato de tris(2-carboxietil)fosfina | Sigma Aldrich | C4706 | |
| DNA modificado com 5'-tiol | Tecnologias | ||
| DNA metoxipolietilenoglicol maleimida | Sigma Aldrich | 63187 | |
| Filtros de rotação de 100 kDa | Millipore | ||
| HiPCO Nanotubos de carbono de parede única super purificados | Integris | HiPco SuperPurified | |
| fosfato tamponado solução salina | Pistola antiestática Sigma Aldrich | P5493 | |
| Milty | Milty Zerostat 3 | ||
| centrífuga | Eppendorf | 5415 D | |
| ultra sonicator | Cole Parmer | CV18 | |
| de diálise | Thermo scientific | Slide-A-Lyzer G2 87722 | |
| BSA-biotina | Thermo scientific | 29130 | |
| Proteína neutravidina | Thermo scientific | 31000 | |
| (3-Aminopropil) trietoxissilano (APTES) | Sigma Aldrich | 440140 | |
| microscópio invertido | Zeiss | Axio Observer.Z1 | |
| espelhos cinemáticos | ThorLabs | KM200-E03 | |
| periscópio | ThorLabs | RS99 | |
| óleo de imersão | Zeiss | Immersol 518f | |
| 100X objetivo | Zeiss | Óleo plano-apocromático 100X, 1.4NA, PH3, 420791-9911-000 | |
| 20X objetiva | Zeiss | N-Achroplan 0.45 NA, 420953-9901-000 | |
| vidro de cobertura | Healthrow Scientific | HS159879H | |
| cloridrato de dopamina | Sigma Aldrich | H8502 | |
| câmera infravermelha da disposição 2D | Princeton Instruments | NIRvana | |
| disposição infravermelha do sensor 1D | Princeton Instruments | PyLoN IR | |
| nIR espectrógrafo | Princeton Instruments | SCT-320 | |
| de ThorLabs | LA1384 | ||
| (parte inferior de vidro) | Corning | 4580 |
Referências
- Dresselhaus, M. S., Dresselhaus, G., Avouris, P. Carbon Nanotubes. 80, Springer. Berlin Heidelberg: Berlin, Heidelberg. (2001).
- O'Connell, M. J., Bachilo, S. M., et al. Band gap fluorescence from individual single-walled carbon nanotubes. Science. 297 (5581), 593-596 (2002).
- Wang, F., Dukovic, G.....
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Reimpressões e permissões
