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Bioengineering

एक tunable nanopore के माध्यम से Nanoparticle translocation वेग के माध्यम से संभावित जीटा का निर्धारण: एक उदाहरण के रूप में डीएनए संशोधित कणों का उपयोग

Published: October 26, 2016 doi: 10.3791/54577
Automatic Translation
1, 2,3, 1
1Department of Chemistry, School of Science, Loughborough University, 2Izon Science Limited, 3School of Mathematics and Physics, The University of Queensland

Summary

यहाँ हम एक polyurethane ट्यून करने योग्य कण translocation वेग की माप, जो अलग-अलग नैनोकणों के जीटा क्षमता का निर्धारण करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है के माध्यम से नैनोकणों सतह के रसायन शास्त्र को चिह्नित करने के लिए एक प्रतिरोधक पल्स संवेदन तकनीक में एकीकृत nanopore का उपयोग करें।

Abstract

Nanopore प्रौद्योगिकियों, सामूहिक रूप से प्रतिरोधक पल्स सेंसर (आर पी एस) के रूप में जाना जाता है, का पता लगाने के लिए चिह्नित यों और प्रोटीन, अणुओं और नैनोकणों के लिए इस्तेमाल किया जा रहा है। ट्यून करने योग्य प्रतिरोधक पल्स संवेदन (टीआरपी) है कि एक tunable ताकना कि वास्तविक समय में बदला जा सकता है शामिल आर पी एस के लिए एक अपेक्षाकृत हाल ही रूपांतर है। यहाँ, हम डीएनए संशोधित नैनोकणों के translocation बार पर नजर रखने के लिए टीआरपी का उपयोग के रूप में वे डीएनए एकाग्रता और संरचना के एक समारोह के रूप में ट्यून करने योग्य ताकना झिल्ली पार (यानी, एकल असहाय डबल असहाय डीएनए के लिए)।

टीआरपी दो एजी / AgCl इलेक्ट्रोड, एक elastomeric ताकना झिल्ली है कि एक आवेदन बिजली क्षेत्र पर एक स्थिर आयनिक वर्तमान स्थापित करता है के द्वारा अलग पर आधारित है। विभिन्न ऑप्टिकल आधारित कण लक्षण प्रौद्योगिकियों के विपरीत, टीआरपी एक नमूना आबादी के बीच व्यक्तिगत कणों चिह्नित कर सकते हैं, बहुविध नमूने के लिए आसानी से विश्लेषण किया जा करने की इजाजत दी। यहाँ, हम जीटा संभावित माप का प्रदर्शननाम से जाना जाता मानकों के कण translocation वेग के माध्यम से और analyte translocation बार नमूने के लिए, इस प्रकार उन analytes की जीटा संभावित मापने में जिसके परिणामस्वरूप इन लागू होते हैं।

के रूप में अच्छी तरह से मतलब जीटा संभावित मूल्यों को प्राप्त करने के रूप में, नमूने सब एक कण-कण से-परिप्रेक्ष्य नमूना जनसंख्या वितरण के माध्यम से किसी नमूने के बारे में अधिक जानकारी के प्रदर्शन का उपयोग कर, उदाहरण के लिए मापा जाता है। इस तरह के, इस विधि दोनों चिकित्सा और पर्यावरण के क्षेत्र के लिए संवेदन अनुप्रयोगों के भीतर क्षमता को दर्शाता है।

Introduction

Functionalized नैनोकणों दोनों चिकित्सा और पर्यावरण के क्षेत्र में biosensors के रूप में तेजी से लोकप्रिय होते जा रहे हैं। क्षमता डीएनए के साथ एक nanoparticle की सतह के रसायन शास्त्र को बदलने के लिए, उदाहरण के लिए, लक्षित दवा वितरण प्रणाली 1 और निगरानी के डीएनए, प्रोटीन बातचीत 2-4 के लिए उपयोगी साबित हो रही है। एक तेजी से आम nanoparticle संपत्ति bioassays में उपयोग किया जा रहा है और चिकित्सा विज्ञान के वितरण में superparamagnetism 5 है। Superparamagnetic कणों (SPPs) की पहचान करने और जटिल मिश्रण से विशिष्ट analytes को दूर करने में बहुत उपयोगी होते हैं और एक भी चुंबक की सरल उपयोग के साथ ऐसा कर सकते हैं। एक बार, हटा analyte बाध्य कणों विशेषता है और प्रयोजन के लिए फिट का विश्लेषण किया जा सकता है।

पिछला का पता लगाने और नैनोकणों के लक्षण वर्णन के लिए इस्तेमाल किया तरीकों में इस तरह के गतिशील प्रकाश बिखरने (DLS) के रूप में ऑप्टिकल तकनीक, अन्यथा फोटॉन सहसंबंध स्पेक्ट्रोस्कोपी के रूप में जाना भी शामिल है। एक उच्च यद्यपिजीएच throughput तकनीक, डीएलएस एक औसत के आधार तकनीक से किया जा रहा है और जब विशेषज्ञ सॉफ्टवेयर के अलावा बिना बहुविध नमूनों का विश्लेषण करने के लिए सीमित है, बड़े कणों एक अधिक प्रभावी संकेत उत्पादन, छोटे कणों को पूरी तरह अनदेखी की जाती 6.7 के कुछ छोड़ने होंगे। कण-से-कण लक्षण तकनीक इसलिए बहुत अधिक अनुकूल nanoparticle और क्रियाशील nanoparticle प्रणालियों का विश्लेषण करने के लिए कर रहे हैं।

आर पी एस प्रौद्योगिकी आधारित एक नमूना करने के लिए एक बिजली के क्षेत्र लागू करने और एक कृत्रिम या जैविक nanopore के माध्यम से कणों के परिवहन तंत्र की निगरानी के आसपास आधारित हैं। एक अपेक्षाकृत हाल ही में nanoparticle का पता लगाने और लक्षण वर्णन आर पी एस पर आधारित तकनीक ट्यून करने योग्य प्रतिरोधक पल्स संवेदन (टीआरपी) 8-16 है। टीआरपी एक दो इलेक्ट्रोड प्रणाली एक elastomeric, ट्यून करने योग्य ताकना झिल्ली से अलग है। एक tunable ताकना विधि उनकी ट्रांस के माध्यम से मापा जा आकार 17 और आकार की एक श्रृंखला के लिए अनुमति देता है analytesताकना के माध्यम से बंदरगाह तंत्र। Tunable pores पहले से छोटे कणों का पता लगाने (70-95 एनएम व्यास) इस तरह के संचरण इलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (मंदिर) के रूप में 10 अन्य तकनीकों के लिए तुलनीय परिणामों के उत्पादन के लिए इस्तेमाल किया गया है। जब एक बिजली के क्षेत्र लागू किया जाता है, एक ईओण वर्तमान में मनाया जाता है और कणों के रूप में / अणुओं ताकना के माध्यम से गुजरती हैं, वे अस्थायी रूप से ध्यान में लीन होना ब्लॉक, वर्तमान में एक कमी है कि एक 'नाकाबंदी घटना' के रूप में परिभाषित किया जा सकता हो सकता है। प्रत्येक नाकाबंदी घटना एक कण का प्रतिनिधि इतना है कि एक नमूना के भीतर प्रत्येक कण विशेषता व्यक्तिगत रूप से नाकाबंदी परिमाण, Δ के आधार पर किया जा सकता है 1 समीकरण और पूरी चौड़ाई आधा अधिकतम, FWHM, साथ ही अन्य नाकाबंदी गुण। व्यक्तिगत कणों का विश्लेषण के रूप में वे एक nanopore के माध्यम से पारित बहुविध नमूने के लिए फायदेमंद है टीआरपी सफलतापूर्वक और प्रभावी ढंग से एक सीमा के भेद के कण आमोन आकार कर सकते हैं के रूप मेंएक भी नमूना जीएसटी। ट्यून करने योग्य प्रतिरोधक पल्स संवेदन आकार 10, जीटा संभावित 12,18 और एकाग्रता 15 एक भी रन में एक साथ माप पूरा करता है और इसलिए अभी भी है, इसी तरह के नमूने अंतर कर सकते हैं नहीं तो उनकी सतह प्रभारी 19 से एक ही आकार; वैकल्पिक नौकरशाही का आकार घटाने की तकनीक पर एक फायदा।

जीटा संभावित कतरनी 20 के विमान पर इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षमता के रूप में परिभाषित किया गया है, और कण वेग से गणना की है, क्योंकि वे एक ताकना 19 पार। व्यक्तिगत कणों के जीटा संभावित माप इस प्रकार translocation तंत्र और समाधान में nanoparticle प्रणाली, आवेदनों की एक श्रृंखला के लिए nanoparticle परख डिजाइन के भविष्य के लिए बहुमूल्य जानकारी के व्यवहार में जानकारी देता है। कण-कण से-ऐसी प्रकृति का विश्लेषण भी, के लिए प्रसार और एक नमूना आबादी के बीच जीटा संभावित मूल्यों के वितरण का पता लगाया जा अनुमति देता है और अधिक जानकारी के लिए अनुमति देता हेn प्रतिक्रिया कैनेटीक्स (डबल असहाय डीएनए के लिए एकल असहाय उदाहरण के लिए) और कण stabilities समाधान में प्राप्त किया जा सके।

यहाँ, हम एक तकनीक है कि पता लगाता है और विशेषता दोनों असंशोधित और डीएनए संशोधित एसपीपी सतहों का वर्णन है। प्रोटोकॉल यहाँ बताया अकार्बनिक और जैविक नैनोकणों की एक श्रृंखला के लिए लागू है, लेकिन हम अनुप्रयोगों के अपने विस्तृत श्रृंखला के कारण प्रक्रिया डीएनए संशोधित सतहों का उपयोग कर प्रदर्शित करता है। तकनीक उपयोगकर्ता एक nanoparticle सतह पर एकल असहाय और डबल असहाय डीएनए लक्ष्यों के बीच भेद करने के लिए, एक ताकना प्रणाली के माध्यम से कण translocation वेग और इस तरह उनके जीटा क्षमता के आधार पर अनुमति देता है।

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Protocol

1. साथ बीच -20 (PBST) बफर फॉस्फेट खारा बफर बनाना

  1. विआयनीकृत पानी (18.2 MΩ सेमी) 200 मिलीलीटर में एक पीबीएस गोली (0.01 एम फॉस्फेट बफर, 0.0027 एम पोटेशियम क्लोराइड, 0.137 एम सोडियम क्लोराइड, 7.4 पीएच) भंग।
  2. एक surfactant के रूप में 200 मिलीलीटर बफर समाधान के लिए 100 μl (0.05 (वी / वी)%) बीच -20 जोड़ें।

2. Carboxyl Polystyrene कण मानक तैयार कर रहा है

  1. 80 वाट पर 2 मिनट के लिए sonication से पहले 30 सेकंड के लिए अंशांकन कणों भंवर कणों की monodispersity बनाने के लिए।
  2. 30 सेकंड के लिए PBST बफर और भंवर में 1x10 10 कणों / एमएल की एकाग्रता के लिए पतला अंशांकन कणों 100 में 1।

3. तैयारी Streptavidin लेपित कणों

  1. 80 वाट पर 2 मिनट के लिए sonication से पहले 30 सेकंड के लिए कणों भंवर monodispersity सुनिश्चित करने के लिए।
  2. एसी के लिए PBST बफर में 100 में पतला streptavidin लेपित कणों 11x10 9 कणों / एमएल के एक परिणामस्वरूप एकाग्रता और 30 सेकंड के लिए भंवर hieve।
    नोट: एक ठेठ नमूना मात्रा 200 μl है। उदाहरण के लिए, यदि जांच कर पांच डीएनए सांद्रता पतला streptavidin लेपित कणों के 1 मिलीलीटर तैयार करते हैं।

4. oligonucleotides की तैयारी

  1. 100 माइक्रोन की जिसके परिणामस्वरूप एकाग्रता के लिए विआयनीकृत पानी के साथ ओलईगोन्युक्लियोटाईड्स Reconstitute।

Streptavidin लेपित कणों को कैद जांच (सीपी) डीएनए के अलावा 5.

  1. डीएनए बाध्यकारी करने से पहले, भंवर 30 सेकंड के लिए streptavidin लेपित कणों (200 μl नमूना मात्रा) 80 वाट पर एक 2 मिनट sonication द्वारा पीछा किया।
  2. आपूर्तिकर्ता (4352 pmol / मिलीग्राम) द्वारा प्रदान की बाध्यकारी क्षमता के आधार पर, 10, 20, 30, 40, 47, 95, 140, और 210 एनएम डीएनए के परिणामस्वरूप सांद्रता के लिए कणों के लिए डीएनए की उचित एकाग्रता जोड़ें।
  3. कमरे के तापमान पर एक रोटरी पहिया पर 10 सेकंड और जगह के लिए नमूने भंवर30 मिनट के डीएनए एक streptavidin बायोटिन बातचीत के माध्यम से कण सतहों के लिए बाध्य करने के लिए अनुमति देने के लिए।
  4. एक बार कब्जा डीएनए जोड़ा और streptavidin लेपित कणों के साथ incubated किया गया है, 30 मिनट के लिए एक चुंबकीय रैक पर नमूने रखकर चुंबकीय जुदाई के माध्यम से समाधान में अतिरिक्त डीएनए को हटा दें।
  5. सतह पर तैरनेवाला निकालें, देखभाल करने के कणों चुंबक के सबसे करीब की नवगठित क्लस्टर परेशान करने के लिए नहीं है, और नए PBST बफर के समान मात्रा के साथ बदलें।

6. CP-कणों के लिए पूरक डीएनए hybridizing

  1. लक्ष्य डीएनए (500 एनएम पर अधिक) के लिए आवश्यक राशि अधिकतम संभव लक्ष्य बाध्यकारी पहुँच गया था सुनिश्चित करने के लिए जोड़ें।
  2. भंवर 10 सेकंड और 30 मिनट के लिए कमरे के तापमान पर एक रोटरी पहिया पर जगह के लिए नमूने हैं।
  3. एक बार संकरण पूरा हो गया है, 30 मिनट के लिए एक चुंबकीय रैक पर नमूने रखकर चुंबकीय जुदाई के माध्यम से अतिरिक्त लक्ष्य डीएनए को हटा दें।
  4. सतह पर तैरनेवाला निकालें, देखभाल करने के कणों चुंबक के सबसे करीब की नवगठित क्लस्टर परेशान है, और नए PBST बफर के समान मात्रा के साथ बदलने के लिए नहीं।
  5. दोहराएँ 6.1 नकली नमूने के लिए 6.4 करने के लिए कदम है और इन नमूनों के डीएनए संकरण बार जांच करने के लिए 16 घंटे के लिए कमरे के तापमान पर एक रोटरी पहिया पर जगह है।

7. टीआरपी सेटअप

  1. जगह में सॉफ्टवेयर के साथ एक कंप्यूटर सिस्टम में साधन में प्लग।
  2. एक कैलीपर का उपयोग प्रारंभिक खिंचाव जांचना।
    1. दो समानांतर जबड़े के बाहर के बीच की दूरी को मापने।
    2. 'साधन सेटिंग' टैब में 'खिंचाव' क्षेत्र में खिंचाव टाइपिंग और टैब के नीचे 'खिंचाव जांचना' पर क्लिक करके सॉफ्टवेयर में इनपुट।
  3. Laterally nanopore आईडी नंबर ऊपर की ओर का सामना करना पड़ के साथ जबड़े पर विश्लेषण के लिए उपयुक्त नौकरशाही का आकार घटाने की एक polyurethane nanopore झिल्ली फिट बैठते हैं। फिर, खिंचाव विश्लेषण का उपयोग करने के लिए आवश्यक करने के जबड़े में खिंचावसाधन की तरफ खिंचाव समायोजन हैंडल। 43 और 48 मिमी के बीच जबड़े बढ़ा।
    नोट: खिंचाव का सही मूल्य लागू वोल्टेज के साथ चुना गया है इतना है कि अंशांकन कण नाकेबंदी आकार में कम से कम 0.3 ना कर रहे हैं। खिंचाव पहले से ही कदम 7.2 में सॉफ्टवेयर में inputted है और के रूप में जबड़े फैला रहे हैं स्वचालित रूप से समायोजित करेगा।
  4. कम तरल पदार्थ सेल में PBST बफर के 80 μl प्लेस, nanopore के नीचे, यह सुनिश्चित करना है कि वहाँ कोई उपस्थित बुलबुले कि माप को प्रभावित कर सकते हैं। देखते हैं, तो बुलबुले देखा, हटाने और बफर जगह।
  5. फिर से सुनिश्चित करने के लिए जगह में ऊपरी द्रव सेल क्लिक करें और इसे में बफर के 40 μl जगह है, कोई बुलबुले मौजूद हैं। बुलबुले ऊपरी द्रव सेल में मौजूद हैं, तो उन्हें तरल की जगह से हटा दें।
  6. एक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य आधारभूत वर्तमान बफर के साथ ऊपरी द्रव सेल की जगह से पहुंचा दिया गया है, 'सेंट क्लिक करके ऊपरी द्रव सेल और उपाय करने के लिए नमूना के 40 μl जोड़नेसॉफ्टवेयर स्क्रीन पर डाटा अधिग्रहण 'टैब' में 'कला।
    नोट: डाटा अधिग्रहण (तहत 'विश्लेषण सेटिंग' और 'प्रतिरोधक नाकेबंदी'), 0.05 एनए के एक नाकाबंदी परिमाण कम सीमा के साथ 50 kHz के एक आवृत्ति पर पूरा हो गया है, हालांकि यह 'विश्लेषण डाटा' टैब के माध्यम से सॉफ्टवेयर का उपयोग बदला जा सकता है ।
  7. तरल पदार्थ सेल प्रणाली के शीर्ष पर एक फैराडे पिंजरे की जगह माप पर बिजली पृष्ठभूमि शोर को कम करने के लिए।
  8. नमूने के लिए एक दबाव या वैक्यूम लागू करने के लिए एक चर दबाव मॉड्यूल (VPM) का प्रयोग करें।
    1. लागू करने के लिए एक बाहरी दबाव ऊपरी द्रव सेल के लिए नोक कनेक्ट करते हैं, तो दबाव हाथ बारी बारी से और (चाहे एक सकारात्मक दबाव (पूर्व) या एक निर्वात (VAC) लागू किया जाएगा पर निर्भर करता है) जगह में क्लिक करें।
    2. एक 'सेमी' या 'मिमी' पैमाने दबाव चरण VPM की चोटी पर स्थित घुंडी का उपयोग करने में दबाव लागू करें। 'सेमी' पैमाने पर दबाव लागू करते हैं और यह ऊपर की ओर खींचने के लिए नीचे घुंडी प्रेस टीओ 'मिमी' पैमाने पर दबाव लागू होते हैं।

8. टीआरपी विश्लेषण के लिए तैयारी नमूने

  1. टीआरपी विश्लेषण करने से पहले 80 वाट पर 30 सेकंड और 2 मिनट के लिए sonicate के लिए भंवर नमूने हैं।

9. जेटा विश्लेषण के लिए nanopore औजार

  1. ऊपरी द्रव सेल में 40 μl अंशांकन कणों (1x10 10 कणों / एमएल) रखने के बाद, (धारा 7 में के रूप में स्थापना) एक टीआरपी माप 3 लागू वोल्टेज पर पूरा करें। सॉफ्टवेयर पर 'साधन सेटिंग्स' टैब में वोल्टेज पैमाने पर बटन - '' + 'और पर क्लिक करके वोल्टेज बदल।
  2. जाँच करें कि 3 voltages लगभग 140, 110 की पृष्ठभूमि धाराओं वापसी, और 80 na। सुनिश्चित करें कि मध्यम वोल्टेज पर अंशांकन कणों ना कम से कम 0.3 के एक औसत नाकाबंदी परिमाण का उत्पादन।
  3. एक दबाव लागू करें तो औसत पूरी चौड़ाई आधा अधिकतम (FWHM) अंशांकन कणों की अवधियों के कम से कम कर रहे हैं0.15 मिसे। मैन्युअल दबाव हाथ चर दबाव मॉड्यूल से जुड़ी का उपयोग कर यह मत करो। जब तक यह वांछित स्थिति में क्लिक करता है और लागू तदनुसार निम्नलिखित कदम 7.8.2 निर्देश की स्थापना हाथ घूर्णन द्वारा चयन दबाव (पूर्व) या वैक्यूम (VAC)। एक बार इन शर्तों हासिल किया गया है, 'डाटा अधिग्रहण' टैब में सॉफ्टवेयर पर 'शुरू' पर क्लिक करके रन शुरू करते हैं।
  4. 'डाटा अधिग्रहण' टैब में 'बंद' दबाकर रन पूरा करते हैं कम से कम 500 कणों मापा गया है (देखें 'कण गिनती' माप के दौरान सॉफ्टवेयर स्क्रीन के नीचे) और रन 30 सेकंड पार कर गया है (देखें ' भागो समय 'भी स्क्रीन के नीचे की ओर)।
  5. के रूप में हर बार एक नया nanopore शुरू की है वर्णित या कदम 9.1-9.4 पूरा करके विश्लेषण के हर नए दिन के लिए एक अंशांकन रन पूरा करके प्रणाली जांचना।

10. एक नमूना चल रहा है

  1. उच्चतम पर नमूने को चलाने याएक समान (± 10 एनए) को सुनिश्चित करने के अंशांकन नमूने के रूप में दूसरा सबसे अधिक वोल्टेज, नहीं तो एक ही है, आधारभूत वर्तमान।
    1. एक बार जब उचित आधारभूत वर्तमान हासिल की है, नमूना के 40 μl के साथ ऊपरी द्रव सेल में इलेक्ट्रोलाइट की जगह। जब एक नमूना पेश किया है, जाम संकेत का पता लगाने पर देखा जाएगा। नमूना 'डाटा अधिग्रहण' टैब में 'आरंभ' पर क्लिक करके रन शुरू और 500 कणों की एक न्यूनतम रिकॉर्ड (जाँच 'कण गिनती' संकेत का पता लगाने के नीचे स्थित) और चलाते समय सुनिश्चित 30 सेकंड की एक न्यूनतम है (भागो देखना ' टाइम 'भी संकेत का पता लगाने के नीचे स्थित)।
    2. माप को पूरा करने के लिए, 'डाटा अधिग्रहण टैब' में 'स्टॉप' पर क्लिक करें और डेटा फ़ाइल सहेजें।
  2. फ़ाइल, इनपुट निम्न स्वरूप में फ़ाइल जानकारी को बचाने के लिए; 'जांच' फ़ोल्डर फ़ाइल में सहेजा जाएगा है, 'nanopore आईडी' ताकना के सीरियल नंबर का इस्तेमाल किया जा रहा है मैं, 'भाग #' है'कैलिब्रेशन या नमूना' विवरण यह एक अंशांकन या नमूना माप है या नहीं, अगर नमूना पतला था 'कमजोर पड़ने' का इस्तेमाल किया जाता है एस ताकना के प्रकार (यानी, NP150 / NP200), 'नमूना' आईडी नमूना का नाम है, ( टाइप 100 अगर नमूना पतला था 100 गुना), 'दबाव' नमूने के लिए लागू दबाव (सेमी में है - खंड 7.8 देखें), 'इलेक्ट्रोलाइट आईडी' बफर नमूने में बना है का नाम है, और ' नोट्स 'नमूना या चलाने के बारे में कोई व्यक्तिगत नोट कर रहे हैं।
  3. बीच प्रत्येक नमूना रन, जब तक कई बार ऊपरी द्रव सेल में बफर PBST के 40 μl रखने और (-5 सेमी (शून्य), और 5 और 10 सेमी (सकारात्मक दबाव) -10 में आमतौर पर) विभिन्न दबावों को लागू करने से सिस्टम धोने कोई और अधिक नाकाबंदी की घटनाओं उपस्थित सुनिश्चित नहीं अवशिष्ट कणों प्रणाली में शेष और नमूने के बीच इसलिए कोई पार संक्रमण देखते हैं कर रहे हैं। इस धोने प्रत्येक दोहराने नमूना के बीच पूरा कदम के साथ तीन प्रतियों में चलाने के नमूने wel के रूप में चलाने केविभिन्न नमूनों के बीच के रूप में एल।

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Representative Results

आकृति 1
चित्रा 1. चुंबकीय शुद्धि और एक टीआरपी माप की प्रक्रियाओं के योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व। ए) एक नमूना युक्त अतिरिक्त, अपार कब्जा जांच डीएनए। बी) के साथ शुरू नमूने के चुंबकीय शुद्धि का उदाहरण माप उदाहरण टीआरपी i) कण एक अस्थायी कमी के कारण nanopore के माध्यम से गुजर रहा है और द्वितीय) नाकाबंदी घटना ताकना में कण अस्थायी रूप से occluding आयनों से उत्पादित वर्तमान में; से जो कण translocation वेग की गणना करने के लिए प्रयोग किया जाता है जानकारी। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

किसी भी अतिरिक्त डीएनए कि नमूनों से कणों की सतह के लिए बाध्य नहीं किया है को हटाने, टीआरपी विश्लेषण करने के लिए महत्वपूर्ण होता है पहले के रूप में किसी भी रिपोर्ट नहीं करने के लिए'झूठी सकारात्मक' का परिणाम है। निकालने के लिए और SPPs धोने के लिए एक चुंबक का उपयोग करने की क्षमता टीआरपी (चित्रा 1 ए) के लिए एक बड़ा लाभ है। चित्रा 1 बी एक टीआरपी मापन और एक उदाहरण 'नाकाबंदी घटना' एक कण के रूप में प्राप्त की एक बुनियादी उदाहरण बताता है ताकना बहती है। सबसे पहले, हम दिखा दिया है कि टीआरपी एक उच्च throughput तकनीक है कि एक समान आकार के नमूनों के बीच है, लेकिन एक काफी अलग प्रभार से भेद कर सकते है। इसके साथ ही साथ एक ही माप में दोनों के आकार और आरोप विश्लेषण पूरा करने की क्षमता चित्रा 2 में देखा जा सकता है। कोई संशोधन (हल्के गुलाबी डेटा सेट) और के साथ चित्रा 2 क) आकार का एक उदाहरण है और ख) streptavidin की जीटा संभावित विश्लेषण लेपित कणों streptavidin लेपित कणों (नीला डेटा सेट) की सतह पर एकल असहाय डीएनए के साथ संतृप्त। हालांकि दोनों नमूने एक समान आकार के थे, जीटा संभावित काफी अलग है जब डीएनए कामकाज था और बहुत बड़ाकण की सतह पर onalized।

चित्र 2
चित्रा 2. आकार और डीएनए संशोधित और असंशोधित streptavidin लेपित नैनोकणों के जीटा संभावित विश्लेषण। हल्के गुलाबी सलाखों असंशोधित streptavidin लेपित कणों का प्रतिनिधित्व करते हैं और नीले रंग की सलाखों के डीएनए संशोधित कणों का प्रतिनिधित्व करते हैं। ए) फ्रीक्वेंसी (%) बनाम कण व्यास (एनएम)। बी) फ्रीक्वेंसी (%) बनाम जीटा संभावित (एम वी)। Blundell एट अल। 19 में अनुपूरक डेटा से अनुकूलित चित्रा। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

इतना ही नहीं तकनीक कणों असंशोधित और डीएनए के साथ संशोधित के बीच अंतर कर सकते हैं, टीआरपी भी नमूने के बीच डीएनए के विभिन्न सांद्रता बराबर करने के लिए संकरित साथ अंतर कर सकते हैंticle सतह। चित्रा 3 उच्चतम आकार और जीटा संभावित डेटा निम्नतम के साथ नमूने के लिए प्रदर्शित (10 एनएम, हल्के हरे रंग डेटा सेट) और (210 एनएम, नीले डेटा सेट) डीएनए की सांद्रता streptavidin लेपित कणों संकरित पता चलता है। एक बड़ा जीटा संभावित मूल्य डीएनए के एक उच्च एकाग्रता के साथ संकरित कणों के लिए दर्ज की गई है।

चित्र तीन
चित्रा 3. एक साथ आकार और जीटा संभावित डेटा एक भी टीआरपी माप से कब्जा कर लिया। नीले सलाखों / डेटा बिंदुओं streptavidin लेपित कणों 210 एनएम सी.पी. डीएनए और हल्के हरे रंग की सलाखों के साथ संकरित के प्रतिनिधि हैं / डाटा अंक streptavidin लेपित कणों 10 एनएम सी.पी. डीएनए के साथ संकरित प्रतिनिधित्व करते हैं। Blundell एट अल। 19 से अनुकूलित चित्रा। देखने के लिए यहाँ क्लिक करेंयह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण।

यह ध्यान रखें कि तितर बितर साजिश में प्रत्येक डेटा बिंदु गहराई में हर नमूने के साथ कण-कण द्वारा विश्लेषण के लिए अनुमति देता है, एक नमूना आबादी के बीच एक कण का प्रतिनिधित्व उपयोगी है। चित्रा 4 डीएनए संरचना में मामूली परिवर्तन का निर्धारण करने में तकनीक के प्रभाव का समर्थन करता है ( एकल असहाय और डबल असहाय डीएनए), साथ ही कब्जा जांच संवेदनशीलता के उच्च स्तर का प्रदर्शन करने का एक अलग क्षेत्र के लिए एक ही आकार के लक्ष्य डीएनए, लेकिन बाध्य के साथ नमूनों में मतभेद की पहचान (यानी, मध्य बंधन और अंत बाध्यकारी लक्ष्यों को दिखाए चित्रा 4 में)। बाएं से दाएं 4 चित्र में दिखाया कणों, निम्नलिखित सतह संशोधनों के साथ होते हैं; कब्जा जांच (सीपी) केवल डीएनए, सीपी और एक पूरी तरह से पूरक डीएनए लक्ष्य, सीपी और एक मध्यम बाध्यकारी डीएनए लक्ष्य, सीपी और एक अंत बाध्यकारी डीएनए लक्ष्य, सीपी और एक के ऊपर डीएनए लक्ष्य।


। चित्रा 4. जीटा संभावित डीएनए लक्ष्यों की एक सीमा के साथ डीएनए संशोधित कणों के लिए मापा में रिश्तेदार परिवर्तन जीटा क्षमता में परिवर्तन, एम वी, मैं से) सी.पी. डीएनए लक्ष्यों की एक श्रृंखला के लिए कण क्रियाशील; द्वितीय) पूरी तरह से पूरक, तृतीय) मध्य बंधन, iv) बंधन, वी) के ऊपर लक्ष्य अंत। त्रुटि सलाखों के मानक विचलन जहाँ n = 3 प्रतिनिधित्व करते हैं। Blundell एट अल। 19 से अनुकूलित चित्रा। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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Discussion

जीटा संभावित लिए गणना Arjmandi एट अल। 21 से काम करने के लिए संबंधित एक अंशांकन आधारित पद्धति का इस्तेमाल किया। कणों के स्थानान्तरण के अवधि के रूप में वे पार एक nanopore लागू वोल्टेज के एक समारोह के रूप में मापा जाता है, एक नियमित रूप से शंक्वाकार ताकना की सम्पूर्णता में एक औसत बिजली के क्षेत्र और कण वेग का उपयोग कर। Electrophoretic गतिशीलता वोल्टेज के लिए सम्मान के साथ 1 / टी (जहां टी नाकाबंदी अवधि है) के व्युत्पन्न, संवेदन क्षेत्र लंबाई के वर्ग, एल से गुणा है। संवेदन क्षेत्र के माध्यम से कई संदर्भ बिंदुओं पर औसत वेग जीटा संभावित गणना करने के लिए इस विधि का प्रयोग करने में कम से कम त्रुटियों के लिए अनुमति देने के लिए मापा जाता है।

ताकना की जांच के 1 / टी के linearity वोल्टेज, वी, संवेदन क्षेत्र में प्रत्येक संदर्भ बिंदु पर बनाम पर आधारित है। अंशांकन और नमूना कणों की electrokinetic कण वेग,अपलोड / 54577 / 54577eq2.jpg "/> और 3 समीकरण क्रमश: अपने जीटा क्षमता से संबंधित हैं, 4 समीकरण तथा 5 समीकरण , के रूप में समीकरण 1 में दिखाया गया है, दो Smoluchowski सन्निकटन 12,20 के रूप में दी बीच एक रैखिक संबंध संभालने। दोनों अंशांकन और नमूना के लिए शुद्ध जीटा संभावित मूल्यों, कण जीटा संभावित और झिल्ली जीटा संभावित में मतभेद हैं समीकरण 6 । Polyurethane ताकना की क्षमता जीटा संभावित तकनीक 12,18 के रूप में इस अध्ययन के लिए पीबीएस में -11 एम वी स्ट्रीमिंग का उपयोग कर मापा गया था।

समीकरण 7 (1)

प्रत्येक व्यक्ति के कण की क्षमता जीटा, मैं, समीकरण 8 समय के बाद ताकना भीतर कण की स्थिति है, टी टी एक्स =, और समीकरण 10 पर रिश्तेदार पदों एल एक्स एकल नमूना कण मैं के कण वेग है; समीकरण 12 , समीकरण 14 , पी, और वी इकाई वोल्टेज प्रति electrokinetic वेग, इकाई दबाव प्रति संवहनी वेग, लागू दबाव और वोल्टेज के नमूने के लिए क्रमश: चलाता है, इस समीकरण का एक पूरा व्युत्पत्ति काम में Blundell एट अल। 19 से पाया जा सकता है।

समीकरण 16

जब streptavidin लेपित नैनोकणों के लिए कब्जा जांच डीएनए बाध्यकारी, यह है कि शोधकर्ता अतिरिक्त, अपार कब्जा जांच डीएनए समाधान में छोड़ दिया निकालता है महत्वपूर्ण है। यह आसानी से SPPs और एक साधारण चुंबक नई PBST बफर के साथ सतह पर तैरनेवाला के तेजी से और आसान प्रतिस्थापन की इजाजत देने का उपयोग किया जाता है। अतिरिक्त कब्जा डीएनए समाधान में छोड़ दिया और लक्ष्य है तो डीएनए कहा, लक्ष्य डीएनए बल्कि उस एसपीपी सतह पर से समाधान में मुक्त कब्जा डीएनए के लिए बाध्य कर सकते हैं। कण वेग और जीटा क्षमता में एक परिवर्तन केवल यदि लक्ष्य डीएनए कण की सतह पर कब्जा जांच वर्तमान को बांध मनाया जाएगा।

विश्लेषण और कई दिनों टीआरपी का उपयोग कर एक से अधिक ताकना झिल्ली के उपयोग की आवश्यकता हो सकती है भर में नमूने की एक बड़ी संख्या की तुलना करें। कुछ pores विनिर्माण प्रक्रिया की वजह से है और इन मामलों में उनके आकार में कुछ मामूली मतभेद हो सकता है, उपयोगकर्ता आधारभूत वर्तमान सुनिश्चित करना चाहिए सभी आरयू भर में समान रहता हैएनएस। एक ही आधारभूत वर्तमान मनाया जाता है, प्राप्त परिणामों pores के बीच तुलना कर रहे हैं। एक बार जब आधारभूत पिछले रन के रूप में एक ही है, यह जरूरी है कि उपयोगकर्ता के रूप में वे ताकना पार कण translocation वेग का सही निर्धारण के लिए अनुमति देने के लिए खिंचाव अंशांकन और नमूना रन के बीच अपरिवर्तित रहता है।

टीआरपी प्रौद्योगिकी एक अपेक्षाकृत सरल सेट अप है, जो एक प्रयोग के दौरान आसानी से और जल्दी से disassembled किया जा सकता है। यदि समस्या के निवारण के लिए, यह एक बहुत प्रक्रिया को आसान बना सकते हैं। उदाहरण के लिए, जब यह विश्लेषण के उपक्रम कम तरल पदार्थ सेल या ऊपरी द्रव सेल में किसी भी बुलबुले अनुमति देने के लिए महत्वपूर्ण नहीं है। यह एक अस्थिर आधारभूत वर्तमान को बढ़ावा मिलेगा। बुलबुले ऊपरी द्रव सेल में मौजूद हैं, तो नमूना हटा दिया है और प्रतिस्थापित किया जा सकता है। बुलबुले कम तरल पदार्थ सेल में दिखाई देते हैं, बफर हटा दिया है और ताजा बफर के साथ प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए। बुलबुले एक लगातार समस्या है, तो वहाँ बहुत ज्यादा surfactant हो सकता हैसमाधान में तो यह 16 से कम किया जा पड़ सकता है (हम केवल 0.05% बीच 20 का उपयोग करें)। कुछ नमूने ताकना ब्लॉक कर सकते हैं, तो उनके आकार में छेद के आकार से अधिक है या नमूना की एकाग्रता बहुत अधिक है तो। इस सुधार, ताकना आकार खिंचाव बढ़ाने के द्वारा बढ़ाया जा सकता है या नमूना एक कम कण एकाग्रता से 16 पतला किया जा सकता। एक कण विश्लेषण के लिए, नमूना भी अगर कोई बड़ी समुच्चय का एक बहुत मौजूद हैं ताकना ब्लॉक कर सकते हैं, यह भंवर करने के लिए महत्वपूर्ण है और टीआरपी के माध्यम से इसे चलाने से पहले नमूना sonicate।

अन्य तरीकों के बीच, टीआरपी के साथ-साथ व्यक्तिगत कणों के आकार और आरोप माप को पूरा करने की क्षमता सहित विभिन्न फायदे हैं; बहुविध नमूने के लिए अनुमति देने के लिए इस पद्धति का उपयोग प्रभावी ढंग से विश्लेषण किया जा सके। एक लाभ यह बस एक नाकाबंदी परिमाण, Δ <प्राप्त करने के लिए खिंचाव और वोल्टेज बदलकर संकेत / उत्पादित एक विशेष नमूना के लिए मिनटों में अनुकूलित किया जा सकता है जाम/ Em> 1 समीकरण पृष्ठभूमि शोर की तुलना में काफी बड़ा (नाकेबंदी पृष्ठभूमि शोर <10 पीए की तुलना में Na पैमाने के हैं)। विधि ठोस राज्य ताकना तकनीक पर अधिक बहुमुखी बनाता ताकना के खिंचाव को बदलने में सक्षम होने के रूप में छेद के आकार के प्रश्न में analyte के आकार के संबंध में समायोजित किया जा सकता है; विशेष रूप से उपयोगी है जब इस तरह के एकत्रीकरण और डीएनए प्रोटीन बाध्यकारी कि analyte आकार मूल ठोस राज्य के ध्यान में लीन होना आकार सीमा से अधिक में परिणाम हो सकता है के रूप में प्रभाव की जांच। टीआरपी का एक अन्य पहलू लाभप्रद तकनीक से संवेदनशीलता के स्तर पर है। बाध्यकारी डीएनए में सूक्ष्म अंतर का पता लगाने में (जहां डीएनए का एक ही राशि जोड़ दिया गया है (जोड़ा प्रभारी का एक ही राशि) और नमूने एक ही आकार के होते हैं) लक्ष्य डीएनए बाध्यकारी की स्थिति के आधार पर क्षमता के इस क्षेत्र में काफी गहरा है विश्लेषण और भविष्य nanoparticle-परख डिजाइन प्लेटफार्मों के लिए बहुत काम का हो जाएगा। प्रत्येक सूक्ष्म अलगखिलाडि़यों का पता चला और टीआरपी प्रौद्योगिकी का एक कण-कण द्वारा प्रकृति का उपयोग कर अलग किया जा सकता है। इस विश्लेषण से अधिक है कि इस तरह के गतिशील प्रकाश बिखरने या फोटॉन सहसंबंध स्पेक्ट्रोस्कोपी कि केवल नमूना जनसंख्या के एक औसत का विश्लेषण किया जाएगा और पण बहुविध नमूने 6.7 के मामलों में अंतर नहीं कर सकते रूप पहनावा तकनीकों का।

छोटे ठोस राज्य nanopores (100-200 एनएम) भी कण गतिशीलता की निगरानी करने के लिए इस्तेमाल किया गया है और पाया है कि कण कण गतिशीलता के रूप में की व्यास दृष्टिकोण करने के लिए है कि nanopore 22,23 के शुरू होता है को प्रभावित किया जा सकता है। Nanopores कणों का विश्लेषण किया जा रहा है (के रूप में इस अध्ययन में इस्तेमाल) की तुलना में ज्यादा बड़ा ताकना भीतर कण गतिशीलता पर असर और इस तरह translocation गतिशीलता के कम है। इसलिए यदि एक बहुविध नमूना के भीतर और इस से अधिक कणों के शामिल इस अध्ययन में इस्तेमाल pores हालांकि अपनी analyte आकार पर्वतमाला के लिए सीमित कर रहे हैं, उदाहरण के लिए एक NP150 60-480 एनएम के आकार सीमा हैसीमा, वे ताकना तो अवरुद्ध हो सकता है के रूप में ही ताकना पर विश्लेषण नहीं किया जा सकता है। यह भी ध्यान दें कि एक bimodal नमूना 60 और 480 एनएम कणों (ताकना का पूर्ण निचले और उच्च सीमा पर उन) युक्त मापने, उदाहरण के लिए, अलग अलग खिंचाव और वोल्टेज की स्थिति की आवश्यकता होगी महत्वपूर्ण है, हालांकि दोनों आकार विश्लेषण सीमा के भीतर हैं ताकना की। इसका कारण यह है खिंचाव बड़े कणों के लिए आवश्यक एक विशेष रूप से छोटे नाकाबंदी परिमाण (कम प्रतिरोध के आधार पर) होने के छोटे कणों कि पृष्ठभूमि शोर के रूप में माना जा सकता है और इस तरह जरूरी नहीं मापा एक नमूना चलाने के दौरान में परिणाम होगा।

बुलबुले नमूना माप कम या ऊपरी द्रव सेल में बुलबुले के रूप में एक अस्थिर आधारभूत वर्तमान पैदा करेगा, नमूना रन पूरा नहीं किया जा सकता है, जो के साथ एक समस्या हो सकती है। एक चमकता हुआ प्रकृति का इलेक्ट्रोलाइट्स (कुछ अत्यधिक ध्यान केंद्रित जैविक मीडिया, उदाहरण के लिए) के नमूने अनुरोध चलाने के लिए और इस प्रकार के लिए मुश्किल हो सकता हैइन विशिष्ट माध्यमों में निलंबन uiring समस्याग्रस्त साबित हो सकता है। अधिकांश नमूने हालांकि, बेहद पतला या टीआरपी विश्लेषण करने से पहले वैकल्पिक बफ़र्स में निलंबित किया जा सकता है।

विधि अनुकूल है और, nanoparticle आधारित analytes की एक श्रृंखला का विश्लेषण करने के लिए प्रोटीन, डीएनए, छोटे अणुओं, एकत्रीकरण assays 17,24 और जैविक रूप से प्रासंगिक कणों के विश्लेषण सहित इस्तेमाल किया जा सकता है। Analytes की एक विशाल रेंज निस्र्पक में टीआरपी की चंचलता ऐसी दवा वितरण 1,25, 26-28 biosensing, और पर्यावरणीय परीक्षण के रूप में तकनीक क्षेत्रों की एक रेंज में क्षमता का पता चलता।

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Disclosures

ELCJB Izon विज्ञान लिमिटेड द्वारा समर्थित है

Acknowledgments

लेखकों उनके समर्थन के लिए Izon विज्ञान लिमिटेड धन्यवाद। काम रिसर्च (PCIG11-ga-2012-321836 Nano4Bio) के लिए यूरोपीय आयोग द्वारा समर्थित किया गया।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Phosphate buffered Saline (PBS) Sigma Aldrich, UK P4417 1 tablet dissolved in 200 ml deionized water to make buffer solution.
Tween-20 Sigma Aldrich, UK P1379 0.05% (v/v) in PBS buffer as a surfactant
Carboxyl polystyrene nanoparticles Bangs Laboratories, US CPC200 Nominal diamter of 220 nm, raw concentration of 1 x 1012 particles/ml, specific surface charge of 86 µeq/g (equivalent to a surface charge density of 3.2 x 1019 C/nm2.
Streptavidin coated nanoparticles Ademtech, France 3121 Batch had binding capacity of 4,352 pmol/mg (188 nM theoretical DNA binding capacity) at a raw concentration of 1.1 x 1011 particles/ml.
Biotinylated oligonucleotides Sigma Aldrich, UK VC00001 Supplier spec: Reverse Phase 1 purification (0.05 Scale); Biotin modification at 3' end; Lyophilized powders reconstituted to 100 µM using deionized water, and diluted as required. Sequences: CP 5'ATGGTTAAACCTCACTAC GCGTGGC[Btn]3'
Standard olignonucleotides Sigma Aldrich, UK VC00001 Supplier spec: Reverse Phase 1 purification (0.05 Scale); Lyophilized powders reconstituted to 100 µM using deionized water, and diluted as required. Sequences of DNA targets: Fully complementary - 5'GCCACGCGTAGTGA GGTTTAACCAT3', Middle binding - 5'GTAGTGAGGT3', End binding - 5'GTTTAACCAT3', Partially complementary overhanging - 5'GTGAGGTTTAACCAT TTTTTTTTTTTTTTT3'.
Izon qNano Izon Science, NZ Inherent pressure on system of 47 Pa
Izon Variable Pressure Module (VPM) Izon Science, NZ Each 'cm' of pressure is equivalent to approximately 100 Pa.
Polyurethane nanopore membranes Izon Science, NZ NP150 Analyte size range 60-480 nm, pore diameter of calculated to be 799 nm at a 45 mm stretch. 
Magrack 6 GE Healthcare, UK 28-9489-64
Sonic Bath Fisher Scientific, UK 10692353 80 Watts
Vortexer IKA, Germany 0003365000
Rotary Wheel  Labnet International, US H5500-230 V

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References

  1. Alexander, C. M., Maye, M. M., Dabrowiak, J. C. DNA-capped nanoparticles designed for doxorubicin drug delivery. Chem Commun. 47 (12), 3418-3420 (2011).
  2. Billinge, E. R., Platt, M. Aptamer based dispersion assay using tunable resistive pulse sensing (TRPS). Anal Methods. 7 (20), 8534-8538 (2015).
  3. Bulyk, M. L. Protein Binding Microarrays for the Characterization of Protein-DNA Interactions. Adv Biochem Eng Biotechnol. 104, 65-85 (2007).
  4. Platt, M., Rowe, W., Knowles, J., Day, P. J., Kell, D. B. Analysis of aptamer sequence activity relationships. Integr Biol. 1 (1), 116-122 (2009).
  5. Ruiz-Hernández, E., Baeza, A., Vallet-Regí, M. Smart Drug Delivery through DNA/Magnetic Nanoparticle Gates. ACS Nano. 5 (2), 1259-1266 (2011).
  6. Murdock, R. C., Braydich-stolle, L., Schrand, A. M., Schlager, J. J., Hussain, S. M. Characterization of Nanomaterial Dispersion in Solution Prior to In Vitro Exposure Using Dynamic Light Scattering Technique. Toxicol Sci. 101 (2), 239-253 (2008).
  7. Hupfield, S., Holsaeter, A. M., Skar, M., Frantzen, C. B., Brandl, M. Liposome size analysis by dynamic/static light scattering upon size exclusion-/field flow fractionation. J Nanosci Nanotechnol. 6 (7), 3025-3031 (2006).
  8. Roberts, G. S., et al. Tunable pores for measuring concentrations of synthetic and biological nanoparticle dispersions. Biosens Bioelectron. 31 (1), 17-25 (2012).
  9. Roberts, G. S., Kozak, D., Anderson, W., Broom, M. F., Vogel, R., Trau, M. Tunable nano/micropores for particle detection and discrimination: scanning ion occlusion spectroscopy. Small. 6 (23), 2653-2658 (2010).
  10. Vogel, R., et al. Quantitative sizing of nano/microparticles with a tunable elastomeric pore sensor. Anal Chem. 83 (9), 3499-3506 (2011).
  11. Booth, M. A., Vogel, R., Curran, J. M., Harbison, S., Travas-Sejdic, J. Detection of target-probe oligonucleotide hybridization using synthetic nanopore resistive pulse sensing. Biosens Bioelectron. 45, 136-140 (2013).
  12. Kozak, D., Anderson, W., Vogel, R., Chen, S. Simultaneous size and ζ-potential measurements of individual nanoparticles in dispersion using size-tunable pore sensors. ACS Nano. 6 (8), 6990-6997 (2012).
  13. Kozak, D., Anderson, W., Vogel, R., Trau, M. Advances in Resistive Pulse Sensors: Devices bridging the void between molecular and microscopic detection. Nano Today. 6 (5), 531-545 (2011).
  14. Weatherall, E., Willmott, G. R. Applications of tunable resistive pulse sensing. Analyst. 140, 3318-3334 (2015).
  15. Willmott, G. R., et al. Use of tunable nanopore blockade rates to investigate colloidal dispersions. J Phys Condens Matter. 22 (45), 454116 (2010).
  16. Blundell, E. L. C. J., Mayne, L. J., Billinge, E. R., Platt, M. Emergence of tunable resistive pulse sensing as a biosensor. Anal Methods. 7, 7055-7066 (2015).
  17. Platt, M., Willmott, G. R., Lee, G. U. Resistive Pulse Sensing of Analyte-Induced Multicomponent Rod Aggregation Using Tunable Pores. Small. 8 (15), 2436-2444 (2012).
  18. Vogel, R., Anderson, W., Eldridge, J., Glossop, B., Willmott, G. A variable pressure method for characterizing nanoparticle surface charge using pore sensors. Anal Chem. 84 (7), 3125-3131 (2012).
  19. Blundell, E. L. C. J., Vogel, R., Platt, M. Particle-by-Particle Charge Analysis of DNA-Modified Nanoparticles Using Tunable Resistive Pulse Sensing. Langmuir. 32 (4), (2016).
  20. Hunter, R. J. Zeta Potential in Colloid Science: Principles and Applications. , Academic Press. New York. (1981).
  21. Arjmandi, N., Van Roy, W., Lagae, L., Borghs, G. Measuring the electric charge and zeta potential of nanometer-sized objects using pyramidal-shaped nanopores. Anal Chem. 84 (20), 8490-8496 (2012).
  22. Bacri, L., et al. Dynamics of colloids in single solid-state nanopores. J Phys Chem B. 115 (12), 2890-2898 (2011).
  23. Cabello-Aguilar, S., et al. Dynamics of polymer nanoparticles through a single artificial nanopore with a high-aspect-ratio. Soft Matter. 10 (42), 8413-8419 (2014).
  24. Billinge, E. R., Muzard, J., Platt, M. Tunable resistive pulse sensing as a tool to monitor analyte induced particle aggregation. Nanomater Nanosci. 1 (1), 11 (2013).
  25. Li, J., Fan, C., Pei, H., Shi, J., Huang, Q. Smart Drug Delivery Nanocarriers with Self-Assembled DNA Nanostructures. Adv Mater. 25 (32), 4386-4396 (2013).
  26. Billinge, E. R., Broom, M., Platt, M. Monitoring aptamer-protein interactions using tunable resistive pulse sensing. Anal Chem. 86 (2), 1030-1037 (2014).
  27. Gold, L., et al. Aptamer-Based Multiplexed Proteomic Technology for Biomarker Discovery. PLoS One. 5 (12), e15004 (2010).
  28. Park, S. -J., Taton, T. A., Mirkin, C. A. Array-Based Electrical Detection of DNA with Nanoparticle Probes. Science. 295 (5559), 1503-1506 (2002).

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जैव अभियांत्रिकी अंक 116 Biosensor टीआरपी nanopore जीटा संभावित डीएनए superparamagnetic कणों
एक tunable nanopore के माध्यम से Nanoparticle translocation वेग के माध्यम से संभावित जीटा का निर्धारण: एक उदाहरण के रूप में डीएनए संशोधित कणों का उपयोग
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Blundell, E. L. C. J., Vogel, R., Platt, M. Determination of Zeta Potential via Nanoparticle Translocation Velocities through a Tunable Nanopore: Using DNA-modified Particles as an Example. J. Vis. Exp. (116), e54577, doi:10.3791/54577 (2016).

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