Name: Tek metalik nanopartiküller yüksek çözünürlüklü fiziksel karakterizasyonu (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-06-28T11:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 56 s
Description: Öğrenin tek metalik nanopartiküllerin yüksek çözünürlüklü fiziksel karakterizasyonu için nanopore tabanlı algılama yöntemini. Bu teknik polioksometalatları tek molekül düzeyinde tespit ederek analitik kimyada hız ve hassasiyet sağlar.

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

Biz bir doktora sonrası bursu için Avrupa Moleküler Biyoloji Örgütü (JE) ve NIH NHGRI (J.J.K. için) bir hibe için mali destek için minnettarız. Biz profesörlerin Jingyue Ju ve Sergey Kalachikov (Columbia Üniversitesi) heptameric αHL sağlamak için yardım ve Profesör Joseph Reiner (Virginia Commonwealth University) ile ilham verici tartışmalar için teşekkür ederiz.

Not: Aşağıdaki protokol elektronik BioSciences (EBS) Nanopatch DC sistemi 'ne özeldir. Bununla birlikte, düzlemsel lipid fosfolipid membranlar (Standart lipid fosfolipid membran odası, U-tüp geometrisi, çekilen mikrokapillarler vb.) ile akımı ölçmek için kullanılan diğer Elektrofizyoloji cihazlarına kolaylıkla adapte edilebilir. Ticari malzemelerin ve kaynaklarının tanımlanması deneysel sonuçları açıklamak için verilir. Hiçbir durumda bu kimlik ulusal standartlar ve Teknoloji Enstitüsü tarafından öneri anlamına gelmez, ne de malzemelerin kullanılabilir en iyi olduğunu ima etmiyor.
1. çözüm ve analit hazırlığı
<ol><li>Bir tip-1 su arıtma sisteminden 18 MΩ-cm su ile tüm elektrolit solüsyonları hazırlayın ve organik türler izleyin ve ardından iyon kanalı kayıtlarından hemen önce 0,22 μm vakum filtresinden tüm elektrolit çözümlerini filtreleyin. Not: Su kalitesi, membran nanopore sisteminin istikrar ve uzun ömürlü olması için kritik bir faktördür.</li>
	<li>Vahşi tip αHL.<ol>
<li>ΑHL toksin proteini ele aldığınızda MSDS önlemlerini takip edin.</li>
		<li>1 mg/ml 'de 18 MΩ-cm su ile liyofilize vahşi tip monomerik S. aureus α-hemolysin (αHL) tozu karıştırın. Numune, 10 ila 30 μL plakaya Cryo-Safe santrifüjler içine dağıtma hızlı bir şekilde sıvı nitrojen dondurmak ve daha sonra-80 °c saklayın. Alternatif olarak, saflaştırılmış önceden biçimlendirilmiş heptamerik αHL31kullanın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Lipid 1, 2-Diphytanoyl-sn-Glisero-3-Fosfokolin (DPhyPC) için 0,2 mg/mL n-decane bir polytetraflororoethyleneeflon kaplı Cap Ile 4 ml cam scintilasyon şişede çözülür. Bir aya kadar tekrarlanan kullanım için çözümü 4 °C ' de saklayın.</li>
	<li>Foshotungstic asit çözeltileri hazırlayın.<ol>
<li>Foshotungstic asit tozunu işlerken MSDS önlemlerini takip edin ve 57,6 mg H3PW12O40 ' i 1 M NaCl ve 10 mm Nah2Po4 ' e sökerek 2 mm foshotungstic asit stok çözeltisi hazırlayın çözüm, stok çözümü oluşturmaktadır.</li>
		<li>Bu çözelti 5 mL alın ve 3 M NaOH ile 5,5 için pH ayarlayın. 3 M NaOH ile 7,5 için hisse senedi çözümü diğer 5 mL pH ayarlayın. Not: PH 5,5, 12-foshotungstic asit (PTA, H3PW12O40), öncelikle monovacant anyon [pw11O39]7-içinde parçalanır.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. test hücresi montajı
<ol><li>Test hücresini üreticinin talimatlarına göre birleştirin.</li>
	<li>600 kum zımpara ile abrading sonra 10 dakika için çamaşır suyu (sodyum hipoklorit) bir Ag/AgCl tel emmek. Elektrodu Quartz nano opore membranı (QNM) içine konumlandırın.</li>
	<li>QNM dışında bir gümüş tel gömülü bir silindirik AgCl Pelet elektrot yerleştirin.</li>
	<li>Test hücresi kurulduktan sonra, güç kaynağını ve veri edinme programını açın. Test hücresindeki çözümün yokluğunda DC geçerli okuma 0 pA olduğundan emin olun.</li>
	<li>QNM 'nin yüzündeki tamponlu elektrolit çözeltisi eklemek ve iyonik akının amplifikatörünü doyurduğundan emin olmak için bir sıvı hattı üzerinden test hücresine bağlı bir şırınga kullanın. Yoksa, QNM tıkanmış olabilir. Bir pop voltajı (± 1 V) ve/veya 300 mm Hg 'den büyük bir basınç uygulayın. Eğer bu işe yararsa, gerilimi ve basıncı azaltın.</li>
</ol>3. lipid bilayer oluşumu
<ol><li>Çözüm düzeyi QNM yüzünde iyi olması için test hücresindeki çözümü doldurun. Daha sonra, akım sıfıra düştüğünde, şırınga yoluyla çözüm seviyesini yüzün altına doğru alçaltın.</li>
	<li>10 μL pipet ucunu lipid şişesinin içine daldırın. Pipet ucunun arka ucunu itin ve tüm görünür lipid kaldırmak için şişenin tarafında dokunun.</li>
	<li>Çözüm seviyesi QNM 'nin yüzünün üstünde olduğunda ve lipid için iki ila beş dakika bekleyince, Pipet ucunu test hücresindeki çözümün hava su arayüzüne dokunun.</li>
	<li>Akım doygunlaşıncaya kadar QNM 'nin yüzünün altındaki çözüm seviyesini yavaşça azaltın ve daha sonra, bir lipid fosfolipid membranı oluşturmak için QNM 'nin yüzüne yavaşça çözüm seviyesini yükseltin.<ol>
<li>Bir kez bir fosfolipid (Yani, geçerli sıfır gider) şeklinde görünür, basıncı artırarak birkaç kez haşhaş deneyin ve QNM tıkalı olmadığından emin olun. Lipid fosfolipid membranının reformu için, QNM 'nin yüzündeki çözüm seviyesini azaltın ve yavaşça yükseltin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Lipid fosfolipid membran ilk kez oluşturmadı ise, yüzün altında çözüm aşağı ve tekrar yükseltmek. 3 denemelerinden sonra form yoksa 3,2 ve 3,3 'de açıklandığı gibi daha fazla lipidler ekleyin.</li>
	<li>Bir membran oluşturduktan sonra, uygulanan potansiyel sıfır olduğunda geçerli uzaklığı sıfıra ayarlayın.</li>
</ol>4. αHL gözenek oluşumu
<ol><li>Kanal oluşumunu sağlamak için 2,5 NG 'nin saflaştırılmış önceden biçimlendirilmiş αHL heptamerik protein numunesi (veya 250 ng monomerik αhl) test hücresine (hacim ≈ 200 μL) ekleyin.</li>
	<li>Bir fosfolipid oluşduktan sonra, gaz geçirmez bir şırınga ile fosfolipid üzerindeki basıncı artırın (Şekil 1), QNM membranı genişletmek için, ve nanopore ekleme kolaylaştırır. Uygulanan arka basıncı genellikle 40 arasında 200 mmHg, her QNM bağlı olarak yükseltin. Not: EBS yazılımı, gözenek oluşumunu teşvik etmek için daha yüksek bir önyargı (genellikle 200 400 mV) uygulanan otomatik bir ekleme özelliğine sahiptir ve sonra tek bir kanal formları bir kez otomatik olarak ölçüm önyargı için istenen voltajı azaltır.</li>
	<li>Bir nanopore formları sonra, yaklaşık 1 ⁄ 2 ekleme basıncı için arka basıncı azaltın. Birden fazla kanal gözlemlenirse, basıncı önemli ölçüde azaltarak kaldırın.</li>
</ol>5. nanopore içinde metalik küme bölümleme
<ol><li>Elektrotlu dengesizlikleri hesaba eklemek için, uygulanan potansiyel sıfıra ayarlandığında ölçülen akım olmadığı için DC ofset gerilimini ayarlayın.</li>
	<li>POM örneğini eklemeden önce, rezervuar içinde hiçbir kirletici olmadığından emin olmak için bir kontrol deneyi gerçekleştirin (örn.bir önceki denemede poms izleme). Özellikle, herhangi bir spontan geçerli ablukalar mevcut olduğunu doğrulamak için herhangi bir poms yokluğunda + 120 MV-120 MV uygulanan bir potansiyeli altında iyonik bir akım izleme elde. Not: ΑHL kanalının asimetrik yapısı nedeniyle (Şekil 1), iyonik akının büyükleri pozitif ve negatif uygulanan potansiyeller için farklılık gösterecektir. Bu uygulanan voltajın üzerinde ölçülen akının oranı, membran içinde αHL nanopore oryantasyonu göstergesidir.</li>
	<li>1 ila 5 mM konsantrasyonda metalik küme çözeltisi ile rezervuar yıkama tarafından POM örnek ekleyin. Alternatif olarak, POMs 'un αHL kanalının diğer ucunda Bölümlenmesinin incelenmesi için örneği hücre montajından önce kapiller içine yükleyin.</li>
	<li>Bireysel POMs 'un nanopore bölümlendirilmesinin neden olduğu geçici akım blokajlarını algılamak için üreticinin yazılımını kullanarak iyonik akımı kaydedin. İyonik akım blokajı derinliği, olay frekansı ve blokajların ikamet süresi dağılımının molekülün fiziksel ve kimyasal özelliklerini tahmin edin.</li>
</ol>6. iyon kanal kayıtları ve veri analizi
<ol><li>Yüksek empedans, düşük gürültü amplifikatörü ve veri toplama sistemi kullanarak iyonik akım zaman serisi ölçümlerini edinin. Her pH için-120 mV (kanal BDT tarafına göre) uygulanan voltajda ölçümleri gerçekleştirin.</li>
	<li>Daha sonra 500 kHz 'de (örn. 2 ms/nokta) dijitleştirilmiş olan sinyale düşük geçişli 100 kHz 8 kutuplu Bessel filtre uygulayın. Zaman serisinden olayları ayıklayın ve MOSAIC yazılım paketinde32,33Adept algoritmasını kullanarak olayları analiz edin.</li>
</ol>

<ol><li>Ettedgui, J., Kasianowicz, J. J., Balijepalli, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single+molecule+discrimination+of+heteropolytungstates+and+their+Isomers+in+solution+with+a+nanometer-scale+pore%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Single molecule discrimination of heteropolytungstates and their Isomers in solution with a nanometer-scale pore.</a> Journal of the American Chemical Society. 138 (23), 7228-7231 (2016).</li>
<li>Bezrukov, S., Kasianowicz, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+noise+reveals+protonation+kinetics+and+number+of+ionizable+sites+in+an+open+protein+ion+channel%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Current noise reveals protonation kinetics and number of ionizable sites in an open protein ion channel.</a> Physical Review Letters. 70 (15), 2352-2355 (1993).</li>
<li>Kasianowicz, J. J., Bezrukov, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protonation+dynamics+of+the+alpha-toxin+ion+channel+from+spectral+analysis+of+pH-dependent+current+fluctuations%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysj%22%5BJournal%5D)">Protonation dynamics of the alpha-toxin ion channel from spectral analysis of pH-dependent current fluctuations.</a> Biophysj. 69 (1), 94-105 (1995).</li>
<li>Please, T. R., Ayub, M. Solid-State Nanopore. <a target="_blank" href="https://www.elsevier.com/books/engineered-nanopores-for-bioanalytical-applications/edel/978-1-4377-3473-7">Engineered Nanopores for Bioanalytical Applications</a>. , Elsevier Inc. 121-140 (2013).</li>
<li>Dekker, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solid-state+nanopores%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Solid-state nanopores.</a> Nature Nanotechnology. 2 (4), 209-215 (2007).</li>
<li>Kasianowicz, J. J., Brandin, E., Branton, D., Deamer, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+individual+polynucleotide+molecules+using+a+membrane+channel%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Characterization of individual polynucleotide molecules using a membrane channel.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 93 (24), 13770-13773 (1996).</li>
<li>Akeson, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microsecond+time-scale+discrimination+among+polycytidylic+acid%2C+polyadenylic+acid%2C+and+polyuridylic+acid+as+homopolymers+or+as+segments+within+single+RNA+molecules%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">Microsecond time-scale discrimination among polycytidylic acid, polyadenylic acid, and polyuridylic acid as homopolymers or as segments within single RNA molecules.</a> Biophysical Journal. 77 (6), 3227-3233 (1999).</li>
<li>Singer, A., Meller, A. <a target="_blank" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1560/IJC.49.3-4.323">Nanopore-based Sensing of Individual Nucleic Acid Complexes.</a> Israel Journal of Chemistry. 49 (3-4), 323-331 (2010).</li>
<li>Jin, Q., Fleming, A. M., Burrows, C. J., White, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unzipping+kinetics+of+duplex+DNA+containing+oxidized+lesions+in+an+%CE%B1-hemolysin+nanopore%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Unzipping kinetics of duplex DNA containing oxidized lesions in an α-hemolysin nanopore.</a> Journal of the American Chemical Society. 134 (26), 11006-11011 (2012).</li>
<li>Halverson, K. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anthrax+biosensor%2C+protective+antigen+ion+channel+asymmetric+blockade%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biological+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Anthrax biosensor, protective antigen ion channel asymmetric blockade.</a> Journal of Biological Chemistry. 280 (40), 34056-34062 (2005).</li>
<li>Oukhaled, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unfolding+of+proteins+and+long+transient+conformations+detected+by+single+nanopore+recording%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Unfolding of proteins and long transient conformations detected by single nanopore recording.</a> Physical Review Letters. 98 (15), 158101(2007).</li>
<li>Reiner, J. E., Kasianowicz, J. J., Nablo, B. J., Robertson, J. W. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theory+for+polymer+analysis+using+nanopore-based+single-molecule+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Theory for polymer analysis using nanopore-based single-molecule mass spectrometry.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (27), 12080-12085 (2010).</li>
<li>Robertson, J. W. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-molecule+mass+spectrometry+in+solution+using+a+solitary+nanopore%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Single-molecule mass spectrometry in solution using a solitary nanopore.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 104 (20), 8207-8211 (2007).</li>
<li>Baaken, G., Ankri, N., Schuler, A. -K., Rühe, J., Behrends, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanopore-based+single-molecule+mass+spectrometry+on+a+lipid+membrane+microarray%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Nanopore-based single-molecule mass spectrometry on a lipid membrane microarray.</a> ACS Nano. 5 (10), 8080-8088 (2011).</li>
<li>Angevine, C. E., Chavis, A. E., Kothalawala, N., Dass, A., Reiner, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+single+molecule+mass+spectrometry+via+charged+metallic+clusters%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Enhanced single molecule mass spectrometry via charged metallic clusters.</a> Analytical Chemistry. 86 (22), 11077-11085 (2014).</li>
<li>Astier, Y., Uzun, O., Stellacci, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrophysiological+study+of+single+gold+nanoparticle%2Falpha-Hemolysin+complex+formation%3A+a+nanotool+to+slow+down+ssDNA+through+the+alpha-Hemolysin+nanopore%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Electrophysiological study of single gold nanoparticle/alpha-Hemolysin complex formation: a nanotool to slow down ssDNA through the alpha-Hemolysin nanopore.</a> Small. 5 (11), 1273-1278 (2009).</li>
<li>Chavis, A. E., Brady, K. T., Kothalawala, N., Reiner, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Voltage+and+blockade+state+optimization+of+cluster-enhanced+nanopore+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">Voltage and blockade state optimization of cluster-enhanced nanopore spectrometry.</a> Analyst. 140 (22), 7718-7725 (2015).</li>
<li>Campos, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensing+single+mixed-monolayer+protected+gold+nanoparticles+by+the+%CE%B1-hemolysin+nanopore%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Sensing single mixed-monolayer protected gold nanoparticles by the α-hemolysin nanopore.</a> Analytical Chemistry. 85 (21), 10149-10158 (2013).</li>
<li>Campos, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+Lys147+in+the+interaction+between+MPSA-gold+nanoparticles+and+the+%CE%B1-hemolysin+nanopore%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">The role of Lys147 in the interaction between MPSA-gold nanoparticles and the α-hemolysin nanopore.</a> Langmuir. 28 (44), 15643-15650 (2012).</li>
<li>Baaken, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-Resolution+Size-Discrimination+of+Single+Nonionic+Synthetic+Polymers+with+a+Highly+Charged+Biological+Nanopore%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">High-Resolution Size-Discrimination of Single Nonionic Synthetic Polymers with a Highly Charged Biological Nanopore.</a> ACS Nano. 9 (6), 6443-6449 (2015).</li>
<li>Berzelius, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Beitrag+zur+n%C3%A4heren+Kenntniss+des+Molybd%C3%A4ns%5BTitle%5D)+AND+%22Annalen+Der+Physik%22%5BJournal%5D)">Beitrag zur näheren Kenntniss des Molybdäns.</a> Annalen Der Physik. 82 (1), 369-392 (1826).</li>
<li>Long, D. -L., Burkholder, E., Cronin, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polyoxometalate+clusters%2C+nanostructures+and+materials%3A+from+self+assembly+to+designer+materials+and+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Society+Reviews%22%5BJournal%5D)">Polyoxometalate clusters, nanostructures and materials: from self assembly to designer materials and devices.</a> Chemical Society Reviews. 36 (1), 105-121 (2007).</li>
<li>Muller, A., et al. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ic9703641">Polyoxovanadates: High-nuclearity spin clusters with interesting host-guest systems and different electron populations. Synthesis, spin organization, magnetochemistry, and spectroscopic studies.</a> Inorganic Chemistry. 36 (23), 5239-5250 (1997).</li>
<li>Rausch, B., Symes, M. D., Chisholm, G., Cronin, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Decoupled+catalytic+hydrogen+evolution+from+a+molecular+metal+oxide+redox+mediator+in+water+splitting%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Decoupled catalytic hydrogen evolution from a molecular metal oxide redox mediator in water splitting.</a> Science. 345 (6202), 1326-1330 (2014).</li>
<li>Dolbecq, A., Dumas, E., Mayer, C. R., Mialane, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hybrid+organic-inorganic+polyoxometalate+compounds%3A+from+structural+diversity+to+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Hybrid organic-inorganic polyoxometalate compounds: from structural diversity to applications.</a> Chemical Reviews. 110 (10), 6009-6048 (2010).</li>
<li>Busche, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+fabrication+of+memory+devices+based+on+nanoscale+polyoxometalate+clusters%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Design and fabrication of memory devices based on nanoscale polyoxometalate clusters.</a> Nature. 515 (7528), 545-549 (2014).</li>
<li>Pope, M., Müller, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPope%2C+M+%22Polyoxometalates%3A+From+Platonic+Solids+to+Anti-Retroviral+Activity%22">Polyoxometalates: From Platonic Solids to Anti-Retroviral Activity</a>. 10, Springer Science & Business Media. Dordrecht. (2012).</li>
<li>Rhule, J. T., Hill, C. L., Judd, D. A., Schinazi, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polyoxometalates+in+medicine%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Polyoxometalates in medicine.</a> Chemical Reviews. 98 (1), 327-358 (1998).</li>
<li>Gao, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transition-metal-substituted+polyoxometalate+derivatives+as+functional+anti-amyloid+agents+for+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Transition-metal-substituted polyoxometalate derivatives as functional anti-amyloid agents for Alzheimer's disease.</a> Nature Communications. 5, 3422(2014).</li>
<li>Pope, M. T. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPope%2C+MT+%22Heteropoly+and+Isopoly+Oxometalates%22">Heteropoly and Isopoly Oxometalates</a>. 8, Springer-Verlag. Berlin Heidelberg. (1983).</li>
<li>Braha, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Designed+protein+pores+as+components+for+biosensors%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry+%26+Biology%22%5BJournal%5D)">Designed protein pores as components for biosensors.</a> Chemistry & Biology. 4 (7), 497-505 (1997).</li>
<li>Forstater, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MOSAIC%3A+A+modular+single-molecule+analysis+interface+for+decoding+multistate+nanopore+data%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">MOSAIC: A modular single-molecule analysis interface for decoding multistate nanopore data.</a> Analytical Chemistry. 88 (23), 11900-11907 (2016).</li>
<li>Balijepalli, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantifying+Short-Lived+Events+in+Multistate+Ionic+Current+Measurements%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Quantifying Short-Lived Events in Multistate Ionic Current Measurements.</a> ACS Nano. 8, 1547-1553 (2014).</li>
<li>Misakian, M. M., Kasianowicz, J. J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrostatic+influence+on+ion+transport+through+the+alphaHL+channel%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Membrane+Biology%22%5BJournal%5D)">Electrostatic influence on ion transport through the alphaHL channel.</a> Journal of Membrane Biology. 195 (3), 137-146 (2003).</li>
<li>Piguet, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+of+single+amino+acid+differences+in+uniformly+charged+homopolymeric+peptides+with+aerolysin+nanopore%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communication%22%5BJournal%5D)">Identification of single amino acid differences in uniformly charged homopolymeric peptides with aerolysin nanopore.</a> Nature Communication. 9 (966), (2018).</li>
</ol>

Onların Anionik şarj nedeniyle, poms muhtemelen elektrostatik etkileşimler aracılığıyla organik karşı özellikler ile ilişkilendirmek. Bu nedenle, POMs ile karmaşık oluşumu önlemek için uygun çözüm koşullarını ve doğru elektrolit ortamları (özellikle çözelti içinde) belirlemek önemlidir. Tampon seçiminde özel bakım gereklidir. Örneğin, Tris ile POMs yakalama oranı (hidrokmetil) aminomethane ve sitrik asit-tamponlu çözümler önemli ölçüde daha düşük fosfat tamponlu çözüm, muhtemelen çünkü ya ilk iki tamponlar değil POM ile ...

Tek molekül seviyesinde Biomoleküler analitlerin tespiti Nanopores kullanılarak ve iyonik akım modülasyonlarının ölçülmesi ile gerçekleştirilebilir. Tipik olarak, Nanopores kendi imalat dayalı iki kategoriye ayrılmıştır: biyolojik (kendi kendine protein veya DNA origami monte)1,2,3, veya Solid-State (örn.ile imal Yarıiletken işleme aletleri)4,5. Solid-State Nanopores potansiyel olarak daha fiziksel olarak sağlam olarak önerilen ve çözüm koşulları geniş bir yelpazede üzerinde kullanılabilir iken, protein Nanopores şimdiye kadar daha fazla hassasiyet sunmak, daha fazla direnç kirlenme, daha fazla bant genişliği, daha iyi kimyasal ve gürültü oranı daha büyük bir sinyal.
Staphylococcus aureus α-hemolysin (αhl) tarafından oluşturulan bir çeşit protein iyon kanalları, iyonların (örn.H+ ve D+)2,3, polinükleotidler (DNA) dahil olmak üzere tek molekülleri algılamak için kullanılabilir. ve RNA)6,7,8, hasarlı DNA9, polipeptit10, proteinler (katlanmış ve kıvrımlı)11, polimerler (Polietilen glikol ve diğerleri)12,13 , 14, altın nanopartiküller15,16,17,18,19, ve diğer sentetik moleküller20.
Son zamanlarda, αHL nanopore 'nin metalik kümeleri, polyoxometalates (POMs) ve tek molekül seviyesinde kolayca algılayıp karakterize ettiğini göstermiştir. POMs 1826 yılında keşfedilen ayrık Nanoölçek anyonik metal oksijen kümeleri vardır21, ve o zamandan beri, çok daha fazla türde sentezlenmiş. Artık mevcut olan polyoxometalates farklı boyutları, yapıları ve Elemental kompozisyonlar Kimya dahil özellikleri ve uygulamaları geniş bir yelpazede yol açtı22,23, kataliz24, malzeme bilimi25 ,26, ve Biyomedikal araştırma27,28,29.
POM sentezini genellikle monomerik metal tuzları stoichiometrik gerekli miktarlarda karıştırarak suda yürütülen bir Self-montaj süreçtir. Bir kez oluşmuş, POMs boyutları ve şekiller büyük bir çeşitlilik sergiler. Örneğin, keggin polianyon yapısı, XM12O40q- bir tetrahedron (q şarj) oluşturmak için dört oksijenler ile çevrili bir heteroatom (X) oluşur. Heteroatom, komşu paylaşımlı oksijen atomları ile birbirleriyle bağlantılı olan 12 sekiztahedral MO6 ünite (yüksek oksidasyon durumlarında M = geçiş metalleri) tarafından oluşturulan bir kafes içinde merkezi bir konuma sahiptir. Tungsten polyoxometalates yapısı asidik koşullarda kararlı iken, hidroksit iyonlarının metal oksijen (M-O) tahvil30hidrolitik bölünmesine yol açar. Bu karmaşık süreç bir veya daha fazla Mo6 sekizyüzlü subunits kaybına neden, monovacant ve trivacant türlerin oluşumuna yol ve sonunda poms tam ayrışma. Burada tartışmamız, pH 5,5 ve 7,5 'de 12-foshotungstic asit kısmi dekompozisyon ürünleri ile sınırlı olacaktır.
Bu protokolün amacı, biyolojik nanopore bazlı elektronik platform kullanılarak tek molekül limitinde ayrık metal oksijen kümelerini tespit etmektir. Bu yöntem, solüsyonda metalik kümelerin algılanmasını sağlar. Çözelti içinde birden fazla tür konvansiyonel analitik yöntemleri33daha fazla hassasiyet ile ayrımcılık olabilir. Bununla birlikte, POM yapısında ince farklılıklar, NMR spektroskopisi için gerekli olandan daha düşük konsantrasyonlarda ve yoğunlukta olabilir. Daha da önemlisi, bu yaklaşım na8HPW9O341isomerik formları ayrımcılık sağlar.

<table><tbody><tr><td>Nanopatch DC Sistemi</td><td>Electronic Biosciences, Inc., EBS</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Millipore LC-PAK</td><td>Millipore vakum filtresi</td><td></td><td></td></tr><tr><td>1,2-Difitanoyl-sn- Glisero-3-Fosfokolin (DPhPC)</td><td>Avanti Polar Lipidler, Alabaster, AL</td><td>850356P</td><td></td></tr><tr><td>Dekan, ReagentPlus, & % 99, </td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>D901</td><td></td></tr> <tr><td>ve alfa; HL</td><td>Listesi Biyolojik Laboratuvarları, Campbell, CA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ag tel</td><td>Alfa Aesar</td><td></td><td></td></tr><tr><td>2 mm Ag / AgCl disk elektrot</td><td>In Vivo Metrik</td><td>E202</td><td></td></tr><tr><td>Yüksek empedanslı amplifikatör sistemi</td><td>Electronic Biosciences, San Diego, CA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>kuvars kılcal damarlar</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>özel polikarbonat test hücresi</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Veri İşleme ve Analiz MOZAİK</td><td>https://pages.nist.gov/mosaic/</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>Fosfotungstik asit hidrat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>455970</td><td></td></tr><tr><td>Sodyum Klorür</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S3014</td><td></td></tr><tr><td>sodyum fosfat monobazik monohidrat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>71507</td><td></td></tr></tbody></table>

tek metalik nanopartiküller yüksek çözünürlüklü fiziksel karakterizasyonu

High Resolution Physical Characterization of Single Metallic Nanoparticles

Bireysel moleküller tespit edilebilir ve tek bir nanometre ölçekli gözenek akan iyonik akım azaltmak hangi derecesi ölçme tarafından karakterize. Sinyal, molekülün fizikokimyasal özelliklerinin ve gözenek ile etkileşiminin karakteristik özelliğidir. Biz bakteriyel protein exotoksin Staphylococcus aureus Alfa hemolysin (αhl) tarafından oluşturulan nanopore tek molekül limitinde, polyoxometalates (poms, anyonik metal oksijen kümeleri) tespit edebilirsiniz göstermektedir. Ayrıca, çözelti içinde 12-foshotungstic asit POM (PTA, H3PW12O40) çoklu bozulma ürünleri aynı anda ölçülür. Nanopore yönteminin tek molekül duyarlılığı, POMs 'un nükleer manyetik rezonans (NMR) spektroskopisi için gerekli olandan önemli ölçüde daha düşük konsantrasyonlarda karakterize edilmesini sağlar. Bu teknik, daha iyi POM sentetik süreçleri anlamak için, polyoxometalates veya diğer metalik kümeleri moleküler özelliklerini incelemek için kimyacılar için yeni bir araç olarak hizmet verebilir ve muhtemelen onların verim geliştirmek. Varsayımsal olarak, belirli bir atomun konumu veya molekül içindeki bir parçanın dönüşü ve metal oksidasyon durumu bu yöntemle incelenebilir. Buna ek olarak, bu yeni teknik solüsyonda moleküllerin gerçek zamanlı izlenmesi izin avantajı vardır.

Son yirmi yıl içinde, membran bağlı protein nanometre ölçekli gözenekler çok yönlü tek molekül sensörleri olarak gösterilmiştir. Nanopore tabanlı ölçümler yürütmek için nispeten basittir.  Elektrolit çözeltisi ile dolu iki odası, elektriksel olarak izolasyonlu bir lipid membranında gömülü bir nanopore ile ayrılır. Bir yama kelepçe amplifikatörü veya harici bir güç kaynağı, elektrolit rezervuarında yer alan Ag/AgCl elektrotları üzerinden nanopore genelinde elektrostatik potansiyel...

Burada, ayrı metal oksijen kümeleri, polyoxometalates (POMs), biyolojik nanopore tabanlı elektronik platform kullanarak tek molekül limitinde tespit etmek için bir protokol sunuyoruz. Bu yöntem, bu moleküllerin çalışmada kullanılan geleneksel analitik kimya araçlarına tamamlayıcı bir yaklaşım sağlar.

Tek metalik nanopartiküller yüksek çözünürlüklü fiziksel karakterizasyonu

Individual molecules can be detected and characterized by measuring the degree by which they reduce the ionic current flowing through a single ...

Bu nanopore tabanlı algılama yöntemi fiziksel olarak karakterize ve bireysel molekülleri tanımlamak için potansiyel göstermiştir. Bu videonun amacı olan metallo-nano partiküllerle çalışmak, ölçümün doğruluğunu ve hassasiyetini neyin sınırladığına ilişkin anlayışımızı zorluyor. Bu tekniğin en büyük avantajı, bu cihazın geleneksel lipid çift katmanlı bellek kurulumundan daha fazla bant genişliğine sahip olmasıdır, bu da nanopore'da daha hızlı sonuçlar ve daha fazla reaksiyon görmemizi sağlar.Bu teknik mümkün kılındı çünkü 1990'ların başında protein nanogözeneklerinde gating, yani farklı durumlar arasında geçiş, kontrol edilebilir ve moleküller gözenek duvarına bağlanabilirsiniz gösterilmiştir. Bu teknik, en az örnek kullandığı için ticari DNA dizileme uygulamaları için geliştirilmektedir. Floresan etiketler gerektirmez ve geleneksel yöntemlere göre çok daha uzun okuma uzunlukları kullanır.Bu teknik aynı zamanda polimerler arasında jel elektroforez ve kromatografiden daha fazla doğruluk ve hıza göre büyüklüklerine göre ayrım yapmak için geliştirilmiştir. İlk olarak, elektrolit olarak ultrasaf suda tek molar sodyum klorür ve 10 milimolar monosodyum fosfat çözeltisi 500 mililitre hazırl

high-resolution-physical-characterization-single-metallic

Research

JoVE Journal

Chemistry

Kimya

Ince organ ve tümör dokusu üzerinde yapılan lazer kaynaklı arıza spektroskopi başarıyla Gd-tabanlı nanopartikülleri çıkarılacak doğal unsurlar ve yapay enjekte gadolinyum (Gd), tespit. Kimyasal elementlerin Görüntüler 100 mikron ve kantitatif alt mM hassasiyet çözünürlüğü ulaştı. Standart optik mikroskop ile kurulum uyumluluğu aynı biyolojik doku birden fazla görüntü sağlama potansiyelini vurguluyor.

Lazer kaynaklı Arıza Spektroskopisi: Organ Doku Nanopartikülün en Mapping ve Nicelik için Yeni Bir Yaklaşım

Üç boyutlu tek nanopartiküller içindeki element dağılımlarını karakterize etmek için taramalı transmisyon elektron mikroskobunda enerji dağıtıcı X-ışını tomografisinin kullanımı açıklanmaktadır.

Bireysel Nanopartiküller 3D Elemental Haritalama için Enerji Dağılımı X-ışını Tomografi

Çünkü paladyum, altın ve kobaltın önemi ve yaygın kullanımı   yüksek teknoloji ekipman metaller, onların kazanımı ve geri dönüştürülmesi önemli bir sanayi sorun oluşturmaktadır. Burada tarif edilen metal geri kazanım sistemi basit, düşük maliyetli, kentsel madeninden bu metallerin etkin algılama, kaldırma ve geri kazanımı için anlamına gelir.

Algılama ve Palladium Kurtarma Kentsel Madeninde Altın ve Kobalt Metal Nano Wagon tekerlekli şeklindeki Porların ile Belirlenmiş Yeni Sensörler / adsorbanlar kullanma

Gelişmiş karanlık alan mikroskobu ve spektral haritalama ile hiperspektral görüntüleme, geleneksel yöntemlere göre daha hızlı ve doğru bir şekilde histolojik örneklerdeki nano ölçekli malzemelerin taranmasını, lokalizasyonunu ve tanımlanmasını sağlar. Bu makalenin amacı, histolojik örneklerde metal oksit nanopartiküllerinin karanlık alan görüntüleme ve hiperspektral haritalaması için yöntemler sağlamaktır.

Gelişmiş Darkfield Mikroskopi ve Hiperspektral Haritalama ile histolojik Örneklerinde Metal Oksit Nanopartiküller Kimlik

İzole edilmiş plazmonik parçacıklarda doymuş ve ters doymuş saçılma keşfedildi ve süper çözünürlüklü mikroskopide yeni bir ağartıcı olmayan kontrast yöntemi olarak benimsendi. Burada, doğrusal olmayan saçılmayı tespit etmek ve çıkarmak için deneysel prosedürlerin yanı sıra, doymuş uyarma mikroskobu yardımıyla çözünürlüğün nasıl arttırılacağı ayrıntılı olarak açıklanmaktadır.

Tek plasmonik Nanoparçacığı gelen doğrusal olmayan Saçılma Ölçülmesi

CdS veya ZnS'nin yarı iletken kabukları ile kaplanmış tek tip altın nanoparçacıkların sentezi gerçekleştirilir. Yarı iletken kaplama, önce bir gümüş sülfür kabuğunun biriktirilmesi ve gümüş katyonlarının çinko veya kadmiyum katyonları ile değiştirilmesiyle gerçekleştirilir.

Sentezi, Karakterizasyonu ve Hibrid Au / CdS ve Au / ZnS Çekirdek / Shell Nanopartiküller işlevselleştirilmesi

Biz kimyasal elementler mevcut içinde in situ insan hücreleri hem de onların vitro miktar tespiti için açıklayınız. Yöntem herhangi bir hücre tipi için uygundur ve Tek Kişilik hücrelerde vitro metal oksit nano tanecikleri pozlama takip kantitatif kimyasal analizler için özellikle kullanışlıdır.

Situ Algılama ve Metal Oksit nano tanecikleri nükleer Microprobe analizi ile tek hücre miktar

Asil-metal tabanlı nanokompozitlerin sürekli ve ölçeklenebilir sentezi için bir roman Fotokatalitik reaktör geliştirilen ve yapısı, çalışma ilkeleri ve ürün kalitesi optimizasyon stratejileri açıklanmıştır.

Metalik nano tanecikleri tam kontrollü birikimi için sürekli akış Fotokatalitik reaktör

Bu çalışma, sonuçların numune hazırlanması, ölçümü ve analizi için H2020 ACEnano projesinin altı ortağı arasında ultraviyole görünür Spektroskopi (UV-Vis) ile karakterize altın (Au) kolloid dispersiyonları için geliştirilen standart çalışma prosedürünü (SÇP) test etmek için tasarlanmış bir detaylandırma karşılaştırması (ILC) için kıyaslama sonuçlarını sunun.

Sulu Medyada Nanomalzemelerin UV-Vis Spektroskopik Karakterizasyonu

Sıvıda ultra hızlı lazer ablasyonu, sıvı/hava ortamlarında nanomalzemeleri (nanopartiküller [NP'ler] ve nanoyapılar [NS'ler]) sentezlemek için hassas ve çok yönlü bir tekniktir. Lazerle ablasyonlu nanomalzemeler, NS'lerin / NP'lerin üzerine veya yakınına yerleştirilen analitlerin Raman sinyalini arttırmak için Raman aktif moleküllerle işlevselleştirilebilir.

Yüzeyi Geliştirilmiş Raman Saçılımı Tabanlı Algılama Uygulamaları için Ultra Hızlı Lazerle Kesilmiş Nanopartiküller ve Nanoyapılar

Burada, altın (Au) tohumlarının sentezi Turkevich yöntemi kullanılarak açıklanmaktadır. Bu tohumlar daha sonra ayarlanabilir plazmonik özelliklere sahip altın-kalay alaşımı (Au-Sn) nanopartiküllerini sentezlemek için kullanılır.

Plazmonik Altın-Kalay Alaşımı Nanopartiküllerinin Sulu Sentezi

Öğrenin tek metalik nanopartiküllerin yüksek çözünürlüklü fiziksel karakterizasyonu için nanopore tabanlı algılama yöntemini. Bu teknik polioksometalatları tek molekül düzeyinde tespit ederek analitik kimyada hız ve hassasiyet sağlar.

Tek metalik nanopartiküller yüksek çözünürlüklü fiziksel karakterizasyonu

Daha fazla video keşfet