$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
При присоединении Aβ 1-40 к поверхности наноколлоидных частиц золота полоса SPR вокруг максимума поглощения 530 нм значительно смещалась в красную сторону до пикового положения ~650 нм, когда раствор становился более кислым (pH 4)35. Вместе с изображениями ПЭМ мы определили, что спектроскопические особенности, наблюдаемые при pH 4, соответствуют образованию коллоидных агрегатов золота с правдоподобно развернутой конформацией и сетью с окружающими развернутыми мономерами Aβ 1-40, адсорбированными по поверхности золота30. Мы заметили, что мономеры Aβ 1-40 возвращаются к свернутой конформации в основных условиях (pH 10), что приводит к квазиобратимой деформации агрегатов. Этот квазиобратимый процесс был очевиден по чередованию среднего пика полосы (
(n)), который смещался между более короткой и длинной длиной волны, а также дисперсной и совокупной морфологии на изображениях ПЭМ между основными (pH = 10) и кислыми (pH = 4) условиями. Ранее было замечено, что часть мономера Aβ 1-40 остается развернутой даже после того, как раствор был возвращен к основным условиям36. На видео 1 показано pH-зависимое изменение цвета Aβ 1-40 и коллоида голого золота на длине волны 20 нм.
Для сравнения было проведено исследование pH хмеля коллоида голого золота с длиной волны 20 нм (рис. 5C и D). По мере того, как операция по изменению рН продолжалась, она показала рост кластеризации коллоидов золота в полосе SPR shoft, изображениях ПЭМ, а также изображениях в белом свете. Довольно интересно, что существовало несколько спектральных линий SERS в зависимости от nнечетных и nчетных. Например, при nчете (pH ~4) интенсивно наблюдалась линия на уровне 275 см-1, которая была назначена модой, связанной с Aun (n = 5, 6, 12, 16, 20, 58)37 или модой Au-Cl- ligand38 . С другой стороны,для n чета, при 1008 см-1 C-N str наблюдалась39 и CH2 wag39, деформация CH2 40 широко наблюдалась при 1291 см-1.
В отличие от четкой pH-зависимой и обратимой агрегационной морфологии, наблюдаемой при визуализации в белом свете, наблюдались относительно тонкие различия в спектральных особенностях спектра SERS между nнечетными и nчетными. В первом приближении плотность спектральных линий в области между 250 см-1 и 1750 см-1 была выше для nнечетных , чем для nчетных. Спектральные линии в области отпечатков пальцев 1250 см-1 и 1750 см-1 (каналы амида I, II и III) для nнечетных показали менее разрешенные спектральные особенности, что указывает либо на расширение, либо на увеличение спектральной плотности. На рисунке 6 контурная карта, представленная на рисунке 5B (рисунок 6B), была организована с сигналами SERS в точках 761 см-1 (красный) и 1395 см-1 (синий), представляя акценты на nнечетных и nчетных соответственно (рисунок 6C). В качестве репрезентативного спектра SERS для nнечетных и nчетных, спектр SERS при n = 7 (красный) и n = 4 (синий) показан вверху (рис. 6A). Чтобы показать соответствие сдвигу полосы SPR для золота Aβ1-40 с покрытием 20 нм, график смещения полосы на рисунке 3 показан сбоку (рисунок 6D).
Хотя у нас есть предварительные данные о полном присвоении наблюдаемого спектра SERS, здесь мы отмечаем несколько заметных особенностей комбинационного сдвига. Спектральные линии и (вероятные присвоения), усиленные в nнечетных, в основном находятся в области ниже 1000 см-1: 394 см-1 (Trp)41,42,43, 761 см-1 (His, Ala)39,44,45,46,47, 875 см-1 (индоловое смещение NH, C-C растяжение Met)39, 974 см-1 (Glu, C-COO- растяжение Asp, мода, связанная с цитратом)39,48,49. Усиленный при n рамановский сдвигдаже показал значимые спектроскопические особенности в области отпечатков пальцев (Амид I, II и III): 1166 см-1 (N-H+ деформация Tyr)39,41, 1227 см-1 (Ala-Pro-Gly, Амид III)39,50,51, 1395 см-1 (COO- симметричное растяжение или CH2- CH3- ножницы Glu)39,48, 1585 см-1 (растяжение кольца CC Phe, асимметричное растяжение карбоксилата -Au, COO- растяжение цитрата, деформация бензольного кольца)39,41,45,46,47,49,52, 1592 см-1 (Phe, Tyr, C=C растяжение Tyr, CC растяжение кольца в Phe, растяжение бензольного кольца и COO- растяжение в Phe и Tyr, а также асимметричное растяжение OH)39,41,48,50,51 и 1628 см-1 (субпик амида I, характерный для межмолекулярных β-листовых структур53, C=O и связанных CN/NH колебательных мод белкового каркаса, происходящих из параллельных структур β-листового типа, накопление агрегированных Aβ54, случайных катушек, β-витков, β-шпильки48. Последовательности, появляющиеся для nнечетных или nчетных, показаны на рисунке 7. В целом, для n,даже соответствующего обратимой агрегации или развернутой конформации Aβ 1-40, Phe/Tyr, содержащего бензольное кольцо, симметричное растяжение COO-, CH2-CH 3-, ножничный режим Glu и -NH+ деформация Tyr были значимо вовлечены в конформационное изменение пептида. Во время разборки агрегации, которая наблюдалась, когда пептиды принимали свернутую конформацию, соответствующую модам, заметным на nнечетных, по-видимому, были задействованы Glu, Asp, Met, His и Ala.

Рисунок 1: pH-зависимая абсорбция и морфология. Показан спектр поглощения при рН 4 (А) и рН 10 (В) для наночастиц золота с покрытием Aβ 1-40 (20 нм), а также соответствующие ПЭМ-изображения, эскизы агрегационных/диспергированных частиц и изображения растворов во флаконах. A — развернутая конформация мономеров Aβ 1-40 в кислых условиях, а B — свернутая конформация в основных условиях. Диаграммы мономеров Aβ 1-40 в каждой конформации и морфологии агрегации/дисперсии показаны рядом с изображениями ПЭМ. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 2: Обратимость самосборки, зависящая от наноразмера. Смещение среднего пикового положения полосы SPR,
в зависимости от рабочего числа, n, для всех испытуемых размеров коллоидных частиц золота. Также приведены приблизительные значения рН и соответствующая стадия агрегатов, показанные на рисунке 1 . Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 3:
и изображения ПЭМ/белого света по каждому номеру операции. Как
функция рабочего числа, n, была построена вместе для Aβ 1-40 с покрытием 20 нм золота (замкнутые круги) и 20 нм золота коллоида (открытые круги) и показана с репрезентативными изображениями TEM (A и C)/белого света (B и D) при выбранных номерах операций (n = 1, 2, 3, 7 и 8, отмеченных декодированными стрелками) для Aβ 1-40 с покрытием 20 нм золота 20 нм (A и B) и 20 нм золота коллоида (C и D). Черный шрифт обозначает pH 7, синий — pH 4, а красный — pH 10. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 4: Репрезентативный белый свет и рамановское изображение. Изображение в белом свете, рамановское изображение и спектр SERS для (A) n = 2 и (B) n = 3; i) изображение в белом свете в широком поле зрения, ii) изображение в белом свете в области, где было получено рамановское изображение (обозначено красным квадратом в i)), iii) рамановское изображение двух компонентов, объединенных вместе, iv) рамановское изображение компонента 1 и его v) спектр SERS iv), vi) рамановское изображение компонента 2, и vii) спектр SERS vi). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 5: Контурная карта спектра SERS для nнечетных, nчетных и nвсех. (A) Трехмерная карта спектра SERS в районе 250 см-1 и 1750 см-1 в зависимости от n для Aβ1-40 покрытого 20 нм золота с контурной картой, показанной на рисунке (B) сверху. (C) Трехмерная карта спектра SERS в районе 250 см-1 и 1750 см-1 в зависимости от n для золота 20 нм с контурной картой, показанной на рисунке (D) сверху. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 6: Контурная карта спектра SERS. Контурная карта спектра SERS в зависимости от n (1-10). (A) Поглощение на 1395 см-1 (синий) и 761 см-1 (красный). (Б-Г) Нижняя панель показывает спектр SERS, а правая панель показывает амплитуду изменения интенсивности сигнала сигналов SERS в каждом n. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 7: Примечательные последовательности Aβ1-40. Последовательности, которым присвоено значительное участие при nнечетных значениях (соответствующих образованию складчатой конформации), обозначены красными стрелками вниз, а последовательности, отнесенные к значительному участию при nчетных числах (соответствующих образованию развернутой конформации), обозначены синими стрелками. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Видео 1: pH-зависимое изменение цвета Aβ1-40 и коллоида голого золота 20 нм. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать это видео.