Il primo passo nella comprensione dell'interazione tra biomolecola e fase solida inorganica sta rivelando costanti fisico che possono essere valutate stabilendo isotermim di adsorbidimento. L'assorbemento dalla fase liquida è limitato da cinetica, capacità superficiale, pH e adsorbimento competitivo, che tutti dovrebbero essere considerati con cautela prima di impostare un esperimento di adsorbimento.
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Articolo metodologico
Studio della breve pubblicità peptide sulla soluzione Dispersi Nanoparticelle inorganiche
In questo articolo
Sommario
Abstract
I fondamenti delle interazioni inorganico-organiche sono di fondamentale importanza nella scoperta e nello sviluppo di nuovi biointerfaccia adatti all'utilizzo nella biotecnologia e nella medicina. Studi recenti indicano che le proteine interagiscono con le superfici attraverso siti di adsorbizione limitati. Frammenti proteici come aminoacidi e peptidi possono essere utilizzati per la modellazione dell'interazione tra macromolecole biologiche complesse e superfici inorganiche. Nel corso degli ultimi tre decenni, sono stati sviluppati molti metodi validi e sensibili per misurare i fondamentali della chimica fisica di tali interazioni: calorimetria isotermica di titore (ITC), risonanza del plasmone superficiale (SPR), microbilanciamento del cristallo di quarzo (QCM), fluescenza di riflessione interna totale (TIRF) e spettroscopia di riflessione totale attenuata (ATR).
La tecnica più semplice e conveniente per la misurazione dell'adsorption è il metodo di deplezione, in cui il cambiamento nella concentrazione di sorbate (esaurimento) dopo il contatto con il sorbente disperso nella soluzione viene calcolato e considerato adsorbito. Gli isotermi di adsordimento basati sui dati di esaurimento forniscono tutti i dati fisici di base. Tuttavia, l'adsorbimento da soluzioni richiede tempi di equilibratura più lunghi a causa di restrizioni cinetiche e sorbenti con un'area di superficie elevata specifica, rendendola quasi inapplicabile alle superfici piane fisse macroscopiche. Inoltre, fattori come l'instabilità dei sol, gli aggregati di nanoparticelle, la cristallinità sorbente, la distribuzione delle dimensioni delle nanoparticelle, il pH della soluzione e la concorrenza per l'adsorpazione, dovrebbero essere considerati durante lo studio dei peptidi. La costruzione isotermica dei dati di esaurimento fornisce dati chimici fisici completi per letteralmente ogni sorbate solubile, ma rimane la metodologia più accessibile, in quanto non richiede configurazioni costose. Questo articolo descrive un protocollo di base per lo studio sperimentale dell'adsorbimento dei peptidi sull'ossido inorganico e copre tutti i punti critici che influenzano il processo.
Introduzione
Negli ultimi 50 anni l'interazione tra superfici inorganiche e peptidi ha attirato molta attenzione a causa della sua grande importanza nella scienza dei materiali e nella medicina. La ricerca biomedica si concentra sulla compatibilità e la stabilità delle superfici bioinorganiche, che hanno implicazioni dirette per la medicina rigenerativa, l'ingegneria tissutale1,2,3e l'impianto4,5,6,7.7 I dispositivi bioreattivi contemporanei, come sensori e attu....
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Protocollo
1. Preparazione di soluzioni e diluizioni di dissidi
- Preparazione della soluzione dipeptide da 16 mM
- Mettere 0,183 g di un dipeptide (Ile-His) (vedi Tabella dei Materiali)in una provetta polimerica sterile, diluire a 35 mL con acqua a doppia distillazione (DDW) e sciogliere a temperatura ambiente (RT) con agitazione vigorosa.
NOTA: Se il dipeptide non si dissolve in DDW mentre si agita, mettere la soluzione dipeptide in un bagno ad ultrasuoni e sonicare per alcuni minuti. - Preparare una soluzione da 50NmM di tampone di acido etanofonico (MES) da 50 mM con 0,533 g di acido etanosonico 2-( N-morpholino) in 50 mL d....
- Mettere 0,183 g di un dipeptide (Ile-His) (vedi Tabella dei Materiali)in una provetta polimerica sterile, diluire a 35 mL con acqua a doppia distillazione (DDW) e sciogliere a temperatura ambiente (RT) con agitazione vigorosa.
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Risultati
L'adsorbimento di un dipeptide sul biossido di titanio nanocristalliè è stato studiato in condizioni biocompatibili in un intervallo di temperatura di 0-40 gradi centigradi. L'adsorption sperimentale di dipeptide (A, mmol/g) sulla superficie di un biossido di titanio è stato valutato come
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Discussione
L'adsorbimento da soluzioni per la costruzione di isotermi richiede un tempo più lungo equilibrato per il tempo equilibrato a causa di restrizioni cinetiche e sorbenti con un'alta superficie specifica. Inoltre, l'instabilità dei sol, gli aggregati di nanoparticelle, la cristallinità, la distribuzione delle dimensioni delle nanoparticelle, il pH della soluzione e la concorrenza per l'assorbimento dovrebbero essere considerati durante l'assorbimento degli amminoacidi. Tuttavia, adsorgendo costruzione isoterma utilizzando i.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato sostenuto finanziariamente dalla Fondazione russa per la ricerca di base (Grant no.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| acido 2-(N-Morpholino)etansulfonico | TCI Sostanze chimiche | 4432-31-9 | MES, >98% |
| Acetonitrile | Panreac AppliChem | Fiale | |
| cromatografia | |||
| Dipeptide Ile-His | Bachem | 4000894 | |
| Acqua | DDW è stato ottenuto sul posto | ||
| Bagno di pulizia riscaldante "Ultrasons-HD" | J.P. Selecta | 3000865 | 5 L, 40 kHz, 120 Watt |
| Sistema cromatografo liquido ad alte prestazioni dotato di un sistema UV− rivelatore vis | Shimadzu, LC-20 Prominence | HPLC | |
| Isopropanolo | Sigma-Aldrich (Merck) | 67-63-0 | 99.70% |
| LabSolutions Lite | Shimadzu | 223-60410 | Software per sistema di cromatografia liquida ad alte prestazioni |
| TiO nanocristallino2 | Anatasio puro con almeno il 99% di cristallinità. Granulometria media 10,62 ± 3,31 nm. Superficie specifica 131,9 m2/g (BET). Vedi Langmuir 2019, 35, 538− 550, per i dettagli. | ||
| Isotiocianato di fenile | Acros Organics | 103-72-0 | PITC, 98% |
| Colonna Zorbax a fase inversa | ZORBAX LC | 150&volte; 2,5 mm di diametro interno con una dimensione media delle particelle di 5 μ m | |
| Filtro per siringa | Vladfilter | 25 mm, 0,2 μ m poro, acetato di cellulosa | |
| Test tubo | |||
| polipropilene Termostato TC-502 | Brookfield | Bagno di circolazione di refrigerazione/riscaldamento con il controllore programmabile per la derivatizzazione del campione | |
| Trietilammina | Sigma-Aldrich (Merck) | 121-44-8 | TEA; 99% |
| Acido trifluoroacetico | Panreac AppliChem | 163317 | TFA, 99% |
Riferimenti
- Garcia, A. J. Interfaces to Control Cell-Biomaterial Adhesive Interactions. Polymers for Regenerative Medicine. 203, Chapter 71 171-190 (2006).
- Mahmood, T. A., et al. Modulation of chondrocyte phenotype for tissue engineering by designing the biologic-polymer carrier int....
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Ristampe e permessi
