Name: Tek molekül Görüntüleme için kompakt Kuantum Noktaları (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-10-09T12:00:00.000+00:00
Duration: 17 min 14 s
Description: Öğrenin, tek molekül görüntüleme için parlaklık ve kararlılığı optimize edilmiş, boyutu ve spesifik olmayan bağlanması minimize edilmiş floresan kuantum noktaları hazırlama yöntemini.

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

Yazarlar elektron mikroskobu görüntüleme için Emory Üniversitesi Entegre Mikroskopi Çekirdek Dr Hong Yi teşekkür etmek istiyorum. Bu çalışma (PN2EY018244, R01 CA108468, U54CA119338 ve 1K99CA154006-01) NIH hibe tarafından finanse edildi.

Aşağıdaki sentez işlemleri, standart hava serbest teknikleri ve bir vakum / inert gaz manifoldu ile gerçekleştirilebilir; ayrıntılı metodoloji referans 10 ve 11 &#39;de bulunabilir. Tüm potansiyel toksik ve yanıcı maddelerin MSDS kullanmadan önce danışılmalıdır ve tüm yanıcı ve / veya hava-labil bileşikler bir eldiven kutusu veya eldiven çanta septum mühürlü şişeler içine aliquoted edilmelidir. 1. Cıva Kadmiyum selenid sentezi (Hg x Cd 1-x Se) Kuantum Dot Çekirdek <ol><li> Trioctylphosphine (TOP) selenyum bir 0.4 M çözelti hazırlayın. 50 ml&#39;lik 3-boyunlu bir şişeye selenyum (0.316 g, 4 mmol) eklenir, daha sonra boşaltmak ve argon bir Schlenk çizgi ile doldurun. Hava içermeyen koşullar altında (kuru nitrojen ya da argon atmosfer), 100-10 ml TOP ve ısı ° C ekleyin berrak, renksiz bir çözelti verecek şekilde, 1 saat boyunca karıştırmaya devam. Oda sıcaklığına kadar soğutulur ve çözüm kenara şişeyi ayarlayın. </li><li> 250 ml 3 boyunlu bir şişeye, kadmiyum oksit ilave edin (CdO 0,0770 g, 0.6 mmol), tetradecylphosphonic asit (TDpa, 0,3674 g, 1.32 mmol) ve octadecene (ODE, 27.6 ml) eklenmiş ve karıştırma sırasında bir Schlenk hat kullanılarak çözelti tahliye edin. 100 ° C sıcaklık artışı ve düşük kaynama noktasına kirleri çıkarmak için ek bir 15 dakika için tahliye. </li><li> Argon veya azot gazı altında, CdO tamamen çözünmesi için, 1 saat boyunca 300 ° C&#39;ye kadar karışım ısıtın. Çözeltisi berrak ve renksiz bir kırmızımsı rengi değişecektir. Oda sıcaklığına çözelti soğutulur. </li><li> Kadmiyum çözelti ile hexadecylamine (HDA, 7.0 g) eklenir, sıcaklık 70 ° C, ve tahliye edin. Bir sabit basıncı elde edildiğinde, 100-110 için sıcaklık artış ° C ve 30 dakika için geri akışa çözelti. Inert gaz için Schlenk hattı vanasını kapatın ve çözümü doğrudan termokupl yerleştirin. </li><li> Hava içermeyen koşullar altında, çözelti ile difenilfosfin (DPP, 100 ul) eklenir ve 310 ° C &#39;ye sıcaklık artışı 0.4 M TOP-Se çözelti 7.5 ml kaldırma(3 mmol selenyum) bir 16 gauge iğne takılı bir tek kullanımlık plastik şırınga. </li><li> Sıcaklık 310 ° C&#39;de equilibrates sonra, 0 sıcaklık kontrolörü ayarlamak ° C ve hızla kadmiyum çözümü doğrudan TOP-Se enjekte çözüm. Çözüm sarı-turuncu renksiz değişecek ve sıcaklık hızlı bir şekilde düşmesi ve ~ 280 ° C&#39;ye tekrar artacak Sıcaklık az 200 ° C oluncaya kadar tepkime 1 dakika sonra, ısıtma manto şişeye kaldırmak ve bir hava akımı ile hızlı bir şekilde serin </li><li> Sıcaklığı ~ 40 ° C&#39;ye ulaşınca, 30 ml heksan ile sulandırarak, çoğu kalan kadmiyum prekürsör çözeltiden çökelir. Santrifüj (5,000 x g, 10 dk) ile bu tortu çıkarıldı. </li><li> Altı 50 ml polipropilen konik santrifüj tüpü her birinde, 40 ml aseton, santrifüj (10 dakika için 5000 x g) ile ham nanokristal çözelti, 12 ml seyreltik ve dikkatli bir şekilde süzün ve süpernatan atılır. </li><li> Nanocr eritinheksan içinde ystal pelet (25 ml toplam hacim). Üst faz koruyarak, metanol eşit bir hacmi ile bu çözelti 3 kez çıkarın. Üçüncü çıkarma için, metanol hacmine yaklaşık 200 uM saf CdSe QDS konsantre heksan çözelti elde etmek için ~ 15 ml&#39;ye kadar ayarlanabilir. Bu reaksiyon tipik verim 2.3 nm (% 50-60 reaksiyon verim) bir çapa sahip CdSe nanokristaller 3 mmol olup. </li><li> UV-Vis absorbsiyon spektrumunu ölçme ve Mulvaney ve arkadaşları, 12 ölçü montaj grafik ve Bawendi ve arkadaşları 13 söndürme korelasyon danışarak nanokristal çap ve konsantrasyon belirlenir. Ayrıntılar için Ek bakın. </li><li> Merkür katyon değişim: nanokristaller kısmen absorpsiyon ve floresans emisyon kırmızı kaydırmaya cıva ile takas olabilir. 3 ml heksan, 2 ml kloroform, 1 ml 200 uM Cd: stirbar olan 20 ml bir cam şişe (bu reaksiyon istenen şekilde ölçeklendirilir olabilir) ile sırayla birlikte aşağıdaki karıştırınSe QD çözeltisi (200 nmol), 15 ul oleylamine (OLA), ve solüsyona kloroform içinde Hg (OT) içinde bir 2 0.1 M çözeltiden 500 ul. Cıva octanethioate (HgOT 2) cıva asetat ve metanol içinde octanethiol (bkz. Ek) ​​tepkimeye sokulmasıyla hazırlanabilir. Katyon değişim reaksiyon ilerledikçe, kırmızıya kayma derecesini UV-Vis absorpsiyon spektrofotometresi ile takip edilebilir. İstenilen emme bandı elde edildikten sonra, 350 nm&#39;de nanokristal çözeltinin absorpsiyonu ölçmek ve nanokristal konsantrasyon (bu örnekte, 30.7 uM) değişmemiş olduğunu varsayarak, yeni sönüm katsayısı belirlemek. Reaksiyona girmeyen cıva kaldırarak reaksiyon söndürmek: 5 ml dekan, 10 ml heksan, ve 7 ml metanol ekleyin ve nanokristaller içeren üst faz tutarak, çözelti çıkarmak. Heksan ve metanol ile iki kez daha ekstre edilmesi ve üst faz ~ 7 ml olacak şekilde metanol hacmi ayarlanır. Evreleri ayırmak için yavaşsa, çözüm (5.000 xg, santrifüj edilebilir10 dak.) Çökeltme indüklemek için, 40 ml aseton ve ardından nanokristaller için 100 ul TOP, 100 ul OLA, ve 100 ul oleik asit ekleyin. Santrifüj yoluyla nanokristaller toplayın ve 3 ml hekzan içinde dağılırlar. Çözünmeyen bileşenler kaldırmak ve 350 nm de yeni sönüm katsayısı kullanarak yeniden nanokristal konsantrasyonunu belirlemek için yeniden santrifüjleyin. Bir sonraki adıma geçmeden önce oda sıcaklığında en az 24 saat süreyle yaş nanokristal çözümü bekleyin. </li></ol> 2. Kadmiyum Çinko Sülfür Büyüme (Cd y Zn 1-y S) Shell <ol><li> 50 ml 3 boyunlu şişeler 0,1 M kabuğu habercisi çözümleri hazırlayın. Kadmiyum asetat hidrat (230.5 mg, 1 mmol) ve 10 ml oleylamine (OLA): haberci kadmiyum. Çinko haberci: çinko asetat (183.5 mg, 1 mmol) ve 10 ml OLA. Kükürt haberci: sülfür (32.1 mg, 1 mmol) ve 10 ml ODE. Vakum altında, net bir çözüm elde etmek için, 1 saat boyunca geri akışa kadar her bir çözelti ısı ve daha sonra argon ile doldurun. Kükürt çözüm olabilir, oda sıcaklığına kadar soğutulması, ancak kadmiyum ve çinko öncüleri yaklaşık olarak 50 ° C&#39;de tutulur Kabuk habercisi miktarlarda Hesaplamalar başvuru 14 bulunabilir. </li><li> Bir 3-boyunlu bir şişeye ekleyin: Hg Cd 1 x-x Se QDS (120 nmol, 2.3 nm çapında), ODE (2 mi) çözündürüldü, ve trioctylphosphine oksit (TOPO, 250 mg) eklenmiştir. Schlenk hat kullanılarak oda sıcaklığında heksan kapalı tahliye edin. 100 ° C ve 15 dakika için geri akış sıcaklığında arttırın. Argon veya nitrojen gazı Schlenk hattı vanasını değiştirin ve nanokristal çözüm termokupl yerleştirin. </li><li> 120 sıcaklık artışı ° C, kükürt haberci çözeltinin 0.5 mono tabakalar (140 ul) eklenir ve reaksiyon 15 dakika için ilerlemeye olanak tanır. Küçük hacimde (&lt;50 ul) floresan ve / veya UV-Vis emme spektrofotometresi kullanılarak, reaksiyonun ilerlemesini izlemek için bir cam şırınga kullanılarak kaldırılabilir. 140 sıcaklık artışı ° C, kadmiyum haberci çözeltinin 0.5 mono tabakalar eklemek (140 ul) eklendi ve reaksiyon 15 dakika için ilerlemeye olanak tanır. Reaksiyon çözeltisi, OLA 500 ul susuz ekleyin. </li><li> 160 ° C de her bir yanı arasında 15 dakika ile 170 çinko çözeltilerden eşit miktarda ardından kükürt haberci çözeltinin 0.5 mono tabakalar (220 ul) eklendi ° C&#39;de ilave edin. Sonra, 180 ° C &#39;de kükürt öncü çözeltisi (150 ul) eklendi ve 15 dakika ara ile çinko öncü çözeltisi 0.25 mono tabakalar ekleyin. </li><li> Oda sıcaklığına soğutulur ve çözelti tekrar nanokristaller sayısı (3.8 ml reaksiyon çözeltisi 120 nmol) değişmez olduğu varsayılarak, bir UV-Vis spektrumu kullanılarak bu parçacıklar için yeni bir sönüm katsayısı hesaplanır. Bir derin dondurucu içinde bir ham karışım olarak reaksiyon çözeltisi saklayın; bölümler 1.8 ve 1.9 &#39;de tarif edilen aynı yöntem kullanılarak gerektiğinde nanokristaller çözülmüş ve saflaştırılabilir. </li><li> Nanokristaller elektron mikroskobu, UV-Vis absorpsiyon spektroskopi ve floresans spektroskopisi ile karakterize edilebilir. Kuantum verimi olabilirbir birleşik küre ya da nispeten referans 15 yöntemler kullanılarak bilinen bir standart ile kıyaslandığında kullanılarak tamamen hesaplanmıştır. </li></ol> 3. Faz Transfer <ol><li> 50 ml&#39;lik 3-boyunlu bir şişeye, 1-x Se çekirdek / kabuk Hg x Cd / Zn Cd y 1-y S QDS (5 ml, 20 uM) saflaştırılmış ekleyin ve kuru film vermek üzere yüksek vakum altında heksan çıkarın. 80 nanopartikül filmin ısı ile bulamaç için susuz piridin (3 mi) eklenir, argon ile şişesi doldurun ° C. 1-2 saat boyunca nanopartiküller tamamen eriyecektir. </li><li> Çözeltisine 1-thioglycerol (1 ml) ekleyin ve 80 ° C&#39;de karıştırıldı, 2 saat boyunca. Daha sonra oda sıcaklığına kadar soğutulur ve çözelti thioglycerol deprotonate ile trietilamin (0.5 ml) ekleyin. 30 dakika için karıştırın. Çözelti, bu çözücü karışım içinde polar Nanokristallerin zayıf çözünürlüğü nedeniyle trietilamin ilave edildikten sonra bulanık hale gelebilir. </li><li> 50 ml konik santrifüj tüpü içine devam QD çözelti aktarın20 ml hekzan ve 20 ml aseton içindeki bir karışımı aining, ve iyice karıştırın. Santrifüj (5,000 x g, 10 dk) ile çökeltilmiş nanokristaller, yalıtma ve aseton ile pelet yıkayın. </li><li> Agregatları uzaklaştırmak için olası QD banyo sonikasyon ile DMSO içinde pelet (5 mi), ve sonra santrifüj (7,000 x g, 10 dk) eritilir. UV-Vis absorpsiyon spektrum nanoparçacık konsantrasyonunu belirleyin. Yüzey tiyoller yavaş yavaş hava içinde ortam koşulları altında oksidize gibi saf QDS Bu çözelti, 3 saat içinde kullanılmalıdır. </li><li> DMSO ile 10 uM veya daha az çözelti QD seyreltilir ve 50 ml&#39;lik bir şişeye aktarın. DMSO içinde thiolated poliakrilik asit (Ek olarak açıklanan sentez), 5 mg / ml çözelti hazırlayın. 5 dakika boyunca oda sıcaklığında çözelti karıştırma ile gazdan arındırmak sırasında QD çözeltisine damla damla polimer solüsyon (nmol QDS başına 0.15 mg polimer) ekleyin. </li><li> Argon ve 80 ° C sıcaklık ve 90 dakika boyunca birlikte QD / polimer çözelti temizleyin. Daha sonra, oda sıcaklığına kadar bir çözelti soğumayad damla damla ilave edildi, 50 mM sodyum borat, pH 8 eşit bir hacimde ilave edin. 10 dakika boyunca karıştırın. </li><li> 50 mM kadar sodyum borat, pH 8 içinde diyaliz (20 kDa kesme) vasıtasıyla QDS arındırmak ve sonra da bir santrifüj filtre (10 kDa kesme) kullanılarak partikülleri konsantresi. UV-Vis emme spektrumu elde edilen konsantrasyon belirlenir. </li></ol> 4. PEG Kaplama <ol><li> Stirbar ile 4 ml bir cam şişe içinde, 750 Da monoamino-polietilen glikol (30 mg, 40 mmol) bir 40,000 x molar fazlası ile borat tamponu içinde 1 nmol QDS karıştırın. Belirli bir kimyasal özelliğe nanokristaller (örneğin, hidrazit ya da maleimid) ilave edilecek ise, bir heterobifonksiyonel amino-PEG (% 30 mol oranı tipik olarak iyi çalışmaktadır) amino-PEG bir kısmı ile değiştirerek sokulabilir. Borat tamponu ile 1 uM ile nanokristal çözeltisi ile seyreltilir. Istenildiği gibi Bu reaksiyon ölçeklendirilebilir. </li><li> DMSO (144 ul) içinde DMTMM (20 mg, 72 mmol) taze bir çözelti hazırlayın. Bu, çözelti kısa bir süre için ısıtılabilir uçeşme suyu sıcak veya tamamen DMTMM çözmek için bir banyo sonikatör batmış bir dere nder. Çabuk QD çözelti ile bu DMTMM 0.5 M çözelti 25,000 x molar fazlalıktan (50 ul) ekleyin ve 30 dakika için oda sıcaklığında karıştırın. </li><li> PEG ile nanokristal yüzeye doyurmak için 4.2 daha dört kez yineleyin. Son olarak, reaksiyon dindirmek için 200 ul 1 M Tris tampon eklemek ve diyaliz, santrifüj filtre veya Ultrasantrifügasyon kullanarak nanokristaller arındırmak. </li><li> Nanokristaller monodispersity, hidrodinamik boyutu ve sıvı kromatografi, agaroz jel elektroforezi, ve floresan mikroskobu kullanarak yüzey şarjı için analiz edilebilir. , Otomatik bir sıvı kromatografi sistemi (GE AKTAprime Plus) kullanılarak hidrodinamik boyutu ve boyut dağılımını belirlemek için, 260 ya da 280 nm&#39;de bir Superpoze sütun 6, PBS tamponu ile elüsyon 0.5 ml / dak &#39;lık bir akış oranı ve emme algılama kullanır. Moleküler ağırlık standartları olanlar ile elüsyon nanoparçacık kez karşılaştırın. Agaroz jel electropho içindirenci, 50 mM sodyum borat tampon maddesi (pH 8.5) ya da 50 mM sodyum fosfat tampon maddesi (pH 7.4) içinde bir% 0.5 agaroz jel hazırlamak kuyu içine,% 10 gliserol ve yük ile 1 uM numuneleri karıştırmak, ve 30 dakika süreyle 100 V&#39;ta çalıştırmak . UV el değnek veya UV transilluminator kullanarak jel ve floresans uyarma için Görüntü nanokristaller. Floresan mikroskobu kullanılarak tek bir molekül seviyesinde görüntü nanokristaller için, 10 mM fosfat tamponu içinde parçacıklar için 0.2 nM seyreltik bir cam lamel üzerinde çözelti 2.5 ul damla ve dikkatli bir şekilde yaymak için sıvı boncuk üstünde ikinci bir lamel yerleştirmek lamelleri arasında bir film. 400-580 nm ve bir elektron-Çarpma CCD kamera arasındaki dalga boylarında uyarma ile ya Epifloresans ya TIRF modunda yüksek sayısal diyafram objektif (ideal en az 1.40) kullanarak görüntü yüzeyinin bağlı parçacıklar. Tam görüntüleme parametreleri mikroskopi kurulum arasında değişir. </li></ol>

<ol><li>Toprak, E., Selvin, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+fluorescent+tools+for+watching+nanometer-scale+conformational+changes+of+single+molecules%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Biophys.+Biomol.+Struct%22%5BJournal%5D)">New fluorescent tools for watching nanometer-scale conformational changes of single molecules.</a> Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 36, 349-369 (2007).</li>
<li>Joo, C., Balci, H., Ishitsuka, Y., Buranachai, C., Ha, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advances+in+single+molecule+fluorescence+methods+for+molecular+biology%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Biochem%22%5BJournal%5D)">Advances in single molecule fluorescence methods for molecular biology.</a> Annu. Rev. Biochem. 77, 51-76 (2008).</li>
<li>Pinaud, F., Clarke, S., Sittner, A., Dahan, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Probing+cellular+events%2C+one+quantum+dot+at+a+time%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Method%22%5BJournal%5D)">Probing cellular events, one quantum dot at a time.</a> Nat. Method. 7, 275-285 (2010).</li>
<li>Smith, A. M., Wen, M. M., Nie, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+dynamic+cellular+events+with+quantum+dots%5BTitle%5D)+AND+%22Biochemist%22%5BJournal%5D)">Imaging dynamic cellular events with quantum dots.</a> Biochemist. 32, 12-17 (2010).</li>
<li>Smith, A. M., Duan, H. W., Mohs, A. M., Nie, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bioconjugated+quantum+dots+for+in+vivo+molecular+and+cellular+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Drug+Deliv.+Rev%22%5BJournal%5D)">Bioconjugated quantum dots for in vivo molecular and cellular imaging.</a> Adv. Drug Deliv. Rev. 60, 1226-1240 (2008).</li>
<li>Smith, A. M., Nie, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Next-generation+quantum+dots%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Biotech%22%5BJournal%5D)">Next-generation quantum dots.</a> Nature Biotech. 27, 732-733 (2009).</li>
<li>Groc, L., Lafourcade, M., Heine, M., Renner, M., Racine, V., Sibarita, J. -B., Lounis, B., Choquet, D., Cognet, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single+trafficking+of+neurotransmitter+receptor%3A+comparison+between+single-molecule%2Fquantum+dot+strategies%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Single trafficking of neurotransmitter receptor: comparison between single-molecule/quantum dot strategies.</a> J. Neurosci. 27, 12433-12437 (2007).</li>
<li>Smith, A. M., Nie, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Minimizing+the+hydrodynamic+size+of+quantum+dots+with+multifunctional+multidentate+polymer+ligands%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Minimizing the hydrodynamic size of quantum dots with multifunctional multidentate polymer ligands.</a> J. Am. Chem. Soc. 130, 11278-11279 (2008).</li>
<li>Smith, A. M., Nie, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bright+and+compact+alloyed+quantum+dots+with+broadly+tunable+near-infrared+absorption+and+fluorescence+spectra+through+mercury+cation+exchange%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Bright and compact alloyed quantum dots with broadly tunable near-infrared absorption and fluorescence spectra through mercury cation exchange.</a> J. Am. Chem. Soc. 133, 24-26 (2011).</li>
<li>Shriver, D. F., Drezdzon, M. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aShriver%2C+DF+%22The+Manipulation+of+Air-Sensitive+Compounds%22">The Manipulation of Air-Sensitive Compounds</a>. , 2nd edn, Wiley-Interscience. (1986).</li>
<li>Errington, R. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aErrington%2C+RJ+%22Advanced+Practical+Inorganic+and+Metalorganic+Chemistry%22">Advanced Practical Inorganic and Metalorganic Chemistry</a>. , Blackie. (1997).</li>
<li>Jasieniak, J., Smith, L., van Embden, J., Mulvaney, P., Califano, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Re-examination+of+the+size-dependent+absorption+properties+of+CdSe+quantum+dots%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+C%22%5BJournal%5D)">Re-examination of the size-dependent absorption properties of CdSe quantum dots.</a> J. Phys. Chem. C. 113, 19468-19474 (2009).</li>
<li>Leatherdale, C. A., Woo, W. K., Mikulec, F. V., Bawendi, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+absorption+cross+section+of+CdSe+nanocrystal+quantum+dots%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+B%22%5BJournal%5D)">On the absorption cross section of CdSe nanocrystal quantum dots.</a> J. Phys. Chem. B. 106, 7619-7622 (2002).</li>
<li>Smith, A. M., Mohs, A. M., Nie, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tuning+the+optical+and+electronic+properties+of+colloidal+nanocrystals+by+lattice+strain%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotech%22%5BJournal%5D)">Tuning the optical and electronic properties of colloidal nanocrystals by lattice strain.</a> Nature Nanotech. 4, 56-63 (2009).</li>
<li>Demas, J. N., Crosby, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+measurement+of+photoluminescence+quantum+yields.+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem%22%5BJournal%5D)">The measurement of photoluminescence quantum yields. A review.</a> J. Phys. Chem. 75, 991-1024 (1971).</li>
<li>Van Embden, J., Jasieniak, J., Mulvaney, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mapping+the+optical+properties+of+CdSe%2FCdS+heterostructure+nanocrystals%3A+the+effects+of+core+size+and+shell+thickness%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Mapping the optical properties of CdSe/CdS heterostructure nanocrystals: the effects of core size and shell thickness.</a> J. Am. Chem. Soc. 131, 14299-14309 (2009).</li>
<li>Smith, A. M., Duan, H. W., Rhyner, M. N., Ruan, G., Nie, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+systematic+examination+of+surface+coatings+on+the+optical+and+chemical+properties+of+semiconductor+quantum+dots%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Chem.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">A systematic examination of surface coatings on the optical and chemical properties of semiconductor quantum dots.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 8, 3895-3903 (2006).</li>
<li>Zhang, X., Mohandessi, S., Miller, L. W., Snee, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficient+functionalization+of+aqueous+CdSe%2FZnS+nanocrystals+using+small-molecule+chemical+activators%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Comm%22%5BJournal%5D)">Efficient functionalization of aqueous CdSe/ZnS nanocrystals using small-molecule chemical activators.</a> Chem. Comm. 47, 3532-3534 (2011).</li>
<li>Bucio, L., Souza, V., Albores, A., Sierra, A., Chavez, E., Carabez, A., Guiterrez-Ruiz, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cadmium+and+mercury+toxicity+in+a+human+fetal+hepatic+cell+line+%28WRL-68+cells%29%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicol%22%5BJournal%5D)">Cadmium and mercury toxicity in a human fetal hepatic cell line (WRL-68 cells).</a> Toxicol. 102, 285-299 (1995).</li>
<li>Han, S. G., Castranova, V., Vallyathan, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+cytotoxicity+of+cadmium+and+mercury+in+a+human+bronchial+epithelial+cell+line+%28BEAS-2B%29+and+its+role+in+oxidative+stress+and+induction+of+heat+shock+protein+70%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Toxicol.+Environ.+Health+Part+A%22%5BJournal%5D)">Comparative cytotoxicity of cadmium and mercury in a human bronchial epithelial cell line (BEAS-2B) and its role in oxidative stress and induction of heat shock protein 70.</a> J. Toxicol. Environ. Health Part A. 70, 852-860 (2007).</li>
<li>Strubelt, O., Kremer, J., Tilse, A., Keogh, J., Pentz, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+studies+on+the+toxicity+of+mercury%2C+cadmium%2C+and+copper+toward+the+isolated+perfused+rat+liver%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Toxicol.+Environ.+Health+Part+A%22%5BJournal%5D)">Comparative studies on the toxicity of mercury, cadmium, and copper toward the isolated perfused rat liver.</a> J. Toxicol. Environ. Health Part A. 47, 267-283 (1996).</li>
</ol>

Çıkar çatışması ilan etti.

Konvansiyonel CdSe kuantum noktaları ile karşılaştırıldığında, üçlü alaşım Hg x Cd 1-x Se nanokristaller boyutu ve bağımsız floresans dalga boyu ayarlanabilir. Boyutu ilk CdSe nanokristal çekirdek sentezi sırasında seçilir ve floresan dalga boyu büyük ölçüde nanokristal boyutu 9 değişmez bir ikincil cıva katyon değişim aşamasının, seçilir. Bu saflaştırılmış Hg Cd 1 x-x Se nanokristaller kapaklama önce en azından 24 saat için oda sıcaklığında inkübe izin vermek için önemlidir. ...

<table border="1"><tbody><tr><td> Reaktif Adı </td><td> Şirket </td><td> Katalog numarası </td><td> Yorumlar (isteğe bağlı) </td></tr><tr><td> Selenyum </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 229865 </td><td></td></tr><tr><td> Tri-n-octylphosphine </td><td> Strem </td><td> 15-6655 </td><td> % 97, saf hava kararsız </td></tr><tr><td> Oksit Kadmiyum </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 202894 </td><td> Çok toksik: dikkatli kullanın </td></tr><tr><td> Tetradecylphosphonic asit </td><td> PCI Sentez </td><td> 4671-75-4 </td><td></td></tr><tr><td> Octadecene </td><td> Alfa Aesar </td><td> L11004 </td><td> Teknik grade </td></tr><tr><td> Hexadecylamine </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> H7408 </td><td></td></tr><tr><td> Diphenylphosphine </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 252964 </td&gt; <td> Piroforik </td></tr><tr><td> Civa asetat </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 456012 </td><td> Çok toksik: dikkatli kullanın </td></tr><tr><td> 1-Octanethiol </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 471836 </td><td> Güçlü koku </td></tr><tr><td> Oleik asit </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> W281506 </td><td></td></tr><tr><td> Çinko asetat </td><td> Alfa Aesar </td><td> 35792 </td><td></td></tr><tr><td> Asetat hidrat Kadmiyum </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 229490 </td><td> Çok toksik: dikkatli kullanın </td></tr><tr><td> Oleylamine </td><td> Fisher Scientific </td><td> AC12954 </td><td> Havada Kararsız </td></tr><tr><td> Kükürt </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 344621 </td><td></td></tr><tr><td> Trioctylphosphine oksit </td><td> Strem </td><td> 15-6661 </td><td> % 99 </td></tr><tr><td> Piridin </td><td> VWR </td><td> EM-PX2012-6 </td><td> Susuz </td></tr><tr><td> Thioglycerol </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> M1753 </td><td> Güçlü koku </td></tr><tr><td> Trietilamin </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 471283 </td><td> Susuz </td></tr><tr><td> Diyaliz boru </td><td> Spektrum Labs </td><td> 131342 </td><td> 20 kDa cutoff </td></tr><tr><td> Santrifüj filtre </td><td> Millipore </td><td> UFC801024 </td><td> 10 kDa cutoff </td></tr><tr><td> Monoamino-PEG </td><td> Rapp Polimer </td><td> 12 750-2 </td><td> 750 Da </td></tr><tr><td> DMTMM, 4 - (4,6-dimetoksi-1 ,3,5-triazin-2-il)-4-methylmorpholinium klorid hidrat </td><td> Alfa Aesar </td><td> H26333 </td><td></td></tr><tr><td> AKTAprime Artı Kromatografi Sistemi </td><td> GE Healthcare </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Superpoze 6 10/300 GL kromatografi kolonuna </td><td> GE Healthcare </td><td> 17-5172-01 </td><td></td></tr><tr><td> Agaroz, OmniPur </td><td> VWR </td><td> EM-2120 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Apandis Cıva octanethiolate sentezi: yavaşça 1-octanethiol (. 3 eşdeğer), oda sıcaklığında metanol içerisinde potasyum hidroksit (. 3 eq) içindeki karıştırılmakta olan bir çözelti, civa asetat (. 1 eq) bir metanol çözeltisi ilave edin. Süzme yoluyla cıva (II) octanethiolate çökelek izole edilmiş, eter ile ve bir kere metanol ile iki kere yıkayın, sonra ve vakum altında kurutulur. Multidentate polimer sentezi: 30 dakika süre ile argon ile bir 150 ml&#39;lik üç boyunlu bir şişeye ve kabarcık içinde 25 ml dimetilformamid (DMF) içinde poliakrilik asit (1 g, 1.773 Da) eritilir. 10 ml DMF içindeki sistamin (374 mg, 4.87 mmol), susuz bir solüsyonu eklenir. Şiddetli bir şekilde karıştırılarak oda sıcaklığında, yavaş yavaş susuz diizopropilkarbodiimit ilave edin (DIC, 30, trietilamin (170 ul, 1.22 mmol) ilave edildi dak, ve reaksiyon 60 kadar 72 saat boyunca devam etmesine izin ° C&#39;den fazla 736 mg, 5.83 mmol) Reaksiyon soğutun ve oda sıcaklığında 2 saat boyunca karıştırıldı (501 mg, 6.41 mmol) merkaptoetanol ekleyin. Döner buharlaştırma yolu ile DMF çıkarın ve buz gibi soğuk aseton 2:1 &#39;lik bir karışımının ilave edilmesi ile, polimer izole: kloroform, santrifüjleme ile takip etti. Dietil eter, ve tekrar tekrar, ~ 5 ml susuz DMF içinde filtre polimer çökelti çözülür. Argon altında vakum ve mağaza altında ürün kurulayın. CdSe çekirdek çapı tayini: UV-Vis absorpsiyon spektrumu itibaren uzun dalga boyu tepe (örneğin Şekil 2a CdSe için kabaca 498 nm) ilk exiton tepe (λ, nm) dalga boyu belirlemek ve kullanmak Mulvaney ve arkadaşları 12 eğrisi boyutlandırma: <img src="/files/ftp_upload/4236/4236eq1.jpg" alt= &quot;Denklem 1&quot; /&gt; CdSe nanokristal konsantrasyonunun belirlenmesi: CdSe nanokristaller oluşan optik açıdan berrak çözelti bir arka-çıkartılır UV-Vis tayfından, 350 nm dalga boyunda bir absorpsiyon belirler. Seri seyreltileri, optik absorpsiyon Beer Yasası doğrusal aralığı dahilinde olup olmadığını belirlemek için kullanılabilir. Nanokristal konsantrasyonu (qd, M) aşağıdaki denklem haline nanokristal çap (D, mil olarak), optik absorpsiyon değeri (A 3SA) ve küvet yol uzunluğu (l, cm olarak) tıkama ile tespit edilebilir Bawendi ve arkadaşları 13 ampirik korelasyonu: <img src="/files/ftp_upload/4236/4236eq2.jpg" alt="Denklem 2" /></td></tr></tbody></table>

tek molekül görüntüleme için kompakt kuantum noktaları

Compact Quantum Dots for Single-molecule Imaging

Tek molekül görüntüleme biyomoleküler fonksiyonu mekanizmalarını anlamak için ve hücresel biyoloji 1-4 altında yatan moleküler davranışların mekansal ve zamansal heterojenite görüntülenmesi için önemli bir araçtır. Görüntü ilgi bireyin molekülü için, tipik bir floresan etiketi (boya, protein, boncuk, ya da kuantum nokta) ile konjuge ve Epifloresans veya toplam iç yansıma floresan (TIRF) mikroskopi ile gözlenir. Boyalar ve floresan proteinleri yıllardır floresan görüntüleme dayanak noktası olmuştur ederken, onların floresans sinyalinin tam kaybından önce gözlem sadece birkaç saniye verimli, bireysel moleküllerin gözlemlemek için gerekli yüksek foton akısı altında dengesiz. Lateks boncuk ve boya etiketli boncuk geliştirilmiş sinyal istikrarı sağlamak değil deleteriously çalışma kapsamında molekülünün difüzyon ve davranışını değiştirebilir ölçüde büyük hidrodinamik boyutu pahasına. ntent &quot;&gt; Kuantum nokta (QDS) bu iki sorunlu rejimler arasında bir denge sunuyor. Bu nanopartiküller yarı iletken malzemelerden oluşur ve fotodegradasyon 5 karşı olağanüstü direnç ile hidrodinamik kompakt boyutu ile tasarlanmış olabilir. Dolayısıyla son yıllarda QDS sağlayan etkili olmuştur Tek molekül düzeyinde karmaşık makromoleküler davranışın uzun vadeli gözlem. Ancak bu parçacıkların hala kendi boyutlarını hala 4,6 çok büyük olan hücresel sitoplazma ve yarık nöronal sinaptik gibi kalabalık moleküler ortamlarda bozulmuş difüzyon sergilemek bulunmuştur , 7. Kolloidal stabilite, fotostabilite, parlaklık ve geçmişte 8,9 kompakt QDS yararlılığını engellediğini nonspesifik bağlayıcı uzaklıklar dengelerken Son zamanlarda, çekirdek ve minimize hidrodinamik boyutu için QDS yüzey kaplamaları tasarladık. Bu makalenin amacı göstermektiryalıtkan bir Cd y Zn 1-y S kabuğu, kısa polietilen glikol ile modifiye multidentate polimer ligandı ile daha kaplamalı (ile kaplanmış alaşımlı Hg x Cd 1-x Se çekirdeğinden oluşan bu optimize Nanokristallerin sentezi, modifikasyonu ve karakterizasyonu, PEG) zincirleri (Şekil 1). Konvansiyonel CdSe nanokristaller ile karşılaştırıldığında, Hg x Cd 1-x Se alaşımlar geliştirilmiş hücrelerinde sinyal-gürültü ve non-sitotoksik görünür dalga boylarında uyarma için kırmızı ve yakın kızılötesi dalga boylarında floresans, floresans büyük kuantum verimi sunar. Multidentate polimer kaplamalar hidrodinamik boyutunu en aza indirmek için kapalı ve düz yapısındaki nanokristal yüzeyine bağlamak ve PEG hücreleri ve biyomoleküllerin nonspesifik bağlanma azaltmak için yüzey yükü nötralize eder. Sonuç 550-800 nm ve 12 nm civarındaki toplam hidrodinamik boyutu arasındaki emisyon ile parlak floresan nanokristal olduğunu. Bu, s &#39;deBirçok çözünür globüler hücrelerindeki proteinlerin ve konvansiyonel Pegile QDS (25-35 nm) göre önemli ölçüde daha küçük olarak ame boyut aralığı.

Şekil 2 CdSe nanokristaller, katyon değişim sonrası Hg x Cd 1-x Se nanokristaller ve Hg x Cd 1-x Se / Cd y Zn kabuk büyüme sonrası 1-y S nanokristaller için temsili absorpsiyon ve floresans spektrumları resmediyor. Çekirdek CdSe nanokristaller, kuantum% 15 civarındaki floresans verimi (uzun dalga boylu derin tuzak emisyon dahil) ama bu verimli yüzeye atomu parçalama 9 aracılığıyla tanıtılan taşıyıcı tuzakları şarj olasılığı ned...

Biz tek-molekül floresan görüntüleme için minimize hidrodinamik büyüklüğü ile kolloidal Kuantum noktalarının hazırlanması tarif. Konvansiyonel kuantum noktaları ile karşılaştırıldığında, bu nanopartiküller globüler proteinlerin boyut olarak benzer ve tek-molekül parlaklık, fotodegradasyon karşı kararlılık ve proteinleri ve hücreleri nonspesifik bağlanma direnci için optimize edilmiştir.

Tek molekül Görüntüleme için kompakt Kuantum Noktaları

Tek molekül görüntüleme, biyomoleküler fonksiyonların mekanizmalarını anlamak ve mekansal ile zamansal... görselleştirmek için önemli bir araçtır.

Bu prosedürün genel amacı, tek molekül görüntülemede kullanılmak üzere optimize edilmiş parlaklık ve stabiliteye sahip, aynı zamanda boyutu ve spesifik olmayan bağlanması minimize edilmiş floresan kuantum noktaları hazırlamaktır. Bu işlem, öncelikle küçük kadmiyum selenür kuantum nokta çekirdekleri hazırlanarak gerçekleştirilir. İkinci adım, floresansı kırmızı spektruma kaydırmak ve parlaklığı artırmak için bu çekirdeklerin cıva ile alaşımlanmasıdır.Ardından, floresan emisyonlarını stabilize etmek için nanokristaller üzerinde ince bir alaşım kabuğu büyütülür. Son adım, bu partiküllerin, biyolojik olarak inert polietilen glikol ile modifiye edilebilen çok dişli bir polimer kullanılarak organik çözücülerden sulu tamponlara aktarılmasıdır. Son olarak, bu partiküllerin biyolojide tek molekül floresan görüntüleme için oldukça uygun olan parlak floresan, kompakt bir hidrodinamik boyut ve nötr elektrostatik yük özelliklerine sahip olduğunu göstermek için floresan spektrometrisi, jel kromatografisi ve jel elektroforezi kullanılır.Bu kuantum noktalarının mevcut ticari materyallere göre temel avantajı, bu nanopartiküllerin hidrodinamik boyutlarının önemli ölçüde azalmış olmasıdır. Daha küçük

compact-quantum-dots-for-single-molecule-imaging

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Çoklu Hedef İzleme canlı hücrelerinin plazma membranı içinde ayrı ayrı işaretli moleküllerin izlenmesi için geliştirilen ev yapımı bir algoritma. Verimli, tespit nano ölçekli membran dinamiğini incelemek için kullanıcı dostu, kapsamlı bir araç sağlamak, yüksek yoğunluklu zaman içinde moleküller tahmin ve izleme.

Çoklu Hedef İzleme (MTT) tarafından Plazma Membran Moleküler Difüzyon Haritalama

Tek flüoroforlar FIONA'sı kullanarak nanometre hassasiyetle lokalize edilebilir. Burada FIONA tekniğin bir özet bilgi ve nasıl Fiona deneyleri tarif edilir.

Bir nanometre Hassasiyet Floresans Görüntüleme (Fiona)

Tanımlanmış uzunluktaki fosforotiyoat DNA'dan tek değerlikli hedeflenen kuantum noktalarının (mQD'ler) hazırlanması için ayrıntılı talimatlar sağlıyoruz. DNA sarma yüksek verimle gerçekleşir ve bu nedenle ürünler saflaştırma gerektirmez. Canlı hücre görüntüleme uygulamaları için mQD'leri hücre yüzeyi reseptörlerine hedeflemek için SNAP etiketinin kullanımını gösteriyoruz.

Üretim ve Monovalent Kuantum Noktalarının Hedefleme

Protein fonksiyonelleştirilmiş düzlemsel cam destekli lipid çift katmanlarının hazırlanması, içindeki protein hareketliliğinin belirlenmesi ve protein yoğunluklarının ölçülmesi burada gösterilmiştir. Yüksek uzay-zamansal çözünürlüğe sahip tek çift katmanlı yerleşik florokromların görselleştirilmesine olanak tanıyan, gürültüsü azaltılmış bir Toplam İç Yansıma mikroskobu oluşturmak için bir yol haritası özetlenmiştir.

Planar on Tek Molekül Floresans Mikroskopi bilayers Desteklenen

Bu protokolde, Cd'siz InP/ZnS kuantum noktalarının (QD'ler) sentezi detaylandırılmıştır. InP bazlı QD'ler, nanopartikül bozunması yoluyla salınabilen Cd2+ iyonlarının toksisitesi nedeniyle popülerlik kazanmaktadır. Sentezden sonra, QD'ler biyomedikal uygulamalarda kullanılmak üzere amfifilik bir polimer kullanılarak suda çözündürülür.

Biyomedikal Uygulamalar için uygundur InP / ZnS Kuantum Noktaları Cd-serbest sentezi

Kuantum nokta (QD) nanopartiküllerinin epoksi gömülü insan patoloji dokusunun korelasyon immünositokimyasal çalışmaları için kullanılabileceği bir yöntem tanımlanmıştır. Geniş alan floresan ışık mikroskobu ve transmisyon elektron mikroskobu ile görselleştirilen ticari antikor fragmanı konjuge QD'ler kullanıyoruz.

Kuantum Nokta Nanopartiküller kullanma Korelatif Işık- ve Elektron Mikroskobu

Bir tek kendi kendine monte kuantum nokta rezonans uyarma Floresans koleksiyon modu için dik bir uyarma modu kullanılarak elde edilebilir. Biz dalga kılavuzu ve kuantum nokta çevreleyen bir düzlemsel microcavity Fabry-Perot modları kullanarak bir yöntem göstermek. Yöntemi tam bir özgürlük içinde algılama polarizasyon sağlar.

Rezonans Floresans ortogonal uyarma ve algılama kullanarak düzlemsel boşluğunda bir InGaAs kuantum nokta

Kuantum nokta etiketli DNA ve toplam iç yansıma floresan mikroskobu kullanarak, etiketlenmemiş protein kullanırken kısıtlama endonükleazlarının reaksiyon mekanizmasını araştırabiliriz. Bu tek moleküllü teknik, bireysel protein-DNA etkileşimlerinin büyük ölçüde çoğullanmış gözlemine izin verir ve veriler, iyi doldurulmuş bekleme süresi dağılımları oluşturmak için bir araya getirilebilir.

Restriksiyon endonükleaz aracılı DNA bölünmesinin tek moleküllü bekleme süresi analizi

Bu protokolde, rekombinant SARS-CoV-2 spike'a konjuge edilen kuantum noktaları, hücre bazlı testlerin, plazma zarındaki hACE2'ye ve ardından bağlı proteinlerin sitoplazmaya endositozunu izlemek için hücre bazlı tahlilleri izlemesini sağlar.

HEK293T Hücrelerinde Bağlanma ve Endositozu İzlemek için Kuantum Nokta Konjuge SARS-CoV-2 Spike Trimerlerinin Yüksek Verimli Konfokal Görüntülemesi

Mevcut protokol, kuantum noktaları kullanarak kalp dokusu bölümlerindeki bir proteini immüno-etiketleme yöntemini açıklamaktadır. Bu teknik, herhangi bir proteinin hücre altı lokalizasyonunu ve ekspresyonunu ultrayapısal düzeyde görselleştirmek için yararlı bir araç sağlar.

Kuantum Noktaları Aracılı İmmüno-Etiketleme ve ardından İletim Elektron Mikroskobu ile Kalpteki Bir Proteinin Hücre Altı Lokalizasyonunu Görselleştirme

Burada, kuantum nokta nanoboncukların (QDNB) hazırlanması ve QDNB bazlı yanal akış immünoassay şeritleri kullanılarak hastalık biyobelirteçlerinin tespiti için bir protokol açıklıyoruz. Test sonuçları, UV ışığı aydınlatması altında kalitatif olarak değerlendirilebilir ve 15 dakika içinde bir floresan şerit okuyucu kullanılarak kantitatif olarak ölçülebilir.

Kuantum Noktaları Nano Boncuklara Dayalı Floresan Yanal Akış İmmünoassay

Öğrenin, tek molekül görüntüleme için parlaklık ve kararlılığı optimize edilmiş, boyutu ve spesifik olmayan bağlanması minimize edilmiş floresan kuantum noktaları hazırlama yöntemini.

Tek molekül Görüntüleme için kompakt Kuantum Noktaları

Daha fazla video keşfet