Altın Nanopartikülleri ve Cucurbit [n]uril Agregaları İçinde Hassas Plazmonik Nanokavşakların Oluşumu Yoluyla Ürik Asidin Kantitatif SERS Tespiti

Bu protokol, ürik asidi yüksek hassasiyetle tespit etmek ve miktarını belirlemek için çok yönlü bir yöntem sunar. Bu nedenle, tanısal ve klinik uygulamalar için bir protokoldür. Bu protokol, vücut sıvıları gibi karmaşık bir matristeki biyobelirteçleri hızlı bir şekilde ölçebilir.

Bu teknik, gut, hipertansiyon ve kardiyovasküler hastalıklar gibi ürik asidi biyobelirteç olarak kullanan hastalıkları teşhis etmek için potansiyel olarak genişletilebilir. Çevresel izleme için diğer tehlikeli maddeleri tespit etmek ve ölçmek için de kullanılabilir. Protokolü ilk kez denerken, araştırmacılar CB7 ve altın nanopartiküllerin kararlı agregalarını oluşturmak için mücadele edebilirler.

Altın nanopartiküllerin CB7 çözeltilerinde sonikasyon kullanılarak karıştırılması, diğer tekniklerin agregasyon kinetiğini etkileyebileceği için önerilir. CB7 karışımı eklemenin kritik adımlarını gösteren bir video, sisteme yeni giren araştırmacılar için başarı ve tekrarlanabilirlik şansını artırabilir. Altın tohum sentezi için, bir cam şişede 25 milimolar aurik klorür çözeltisi ve 500 mikrolitre deiyonize su içinde 64.5 miligram sodyum sitrat tozu elde etmek için bir cam şişede 10 mililitre deiyonize su içinde 98.5 miligram aurik çözün.

Daha sonra, 0.25 milimolar aurik klorür çözeltisi elde etmek için bir mililitre aurik klorür çözeltisini 250 mililitrelik mavi kapaklı bir şişede 99 mililitre su ile seyreltin ve 99.5 mililitre 0.25 milimolar aurik klorür çözeltisi ekleyin 250 mililitrelik üç boyunlu yuvarlak tabanlı bir şişeye bir kondansatör ile donatılmıştır. Daha sonra, çözeltiyi 90 santigrat derecede ısıtın, 15 dakika boyunca kuvvetlice karıştırarak, 500 mikrolitre sodyum sitrat çözeltisini şişeye enjekte etmeden önce, çözelti yakut kırmızısına dönene kadar karıştırmaya devam edin. Altın nanopartiküllerin tohumlanmış büyümesini başlatmak için, 25 mililitre altın tohumu çözeltisini 50 mililitrelik bir tüpe aktarın ve çözeltiyi bir ThermoMixer'da 70 dereceye kadar soğutun.

Çözelti soğurken, üç mililitre Luer kilitli tek kullanımlık şırıngayı 2.5 mililitre 25 milimolar aurik klorür çözeltisi ile doldurun ve başka bir üç milimetre Luer kilitli tek kullanımlık şırıngayı 2.5 mililitre 60 milimolar sodyum sitrat çözeltisi ile doldurun. Şırıngaları şırınga pompalarına yerleştirin ve 150 mikromolar iç çaplı PEEK borusunu şırıngalara bağlamak için Luer-MicroTight Adaptörleri kullanın. Hortumu ThermoMixer'da soğutulmuş altın tohum çözeltisini içeren santrifüj tüpüne yerleştirin ve her iki şırınga pompasını da 20 dakika boyunca 167,5 mikrolitre çözelti dağıtacak şekilde ayarlayın.

ThermoMixer dönüş hızını dakikada 600 dönüşe ayarlayın ve 25 milimolar aurik klorür çözeltisi içeren şırınga pompasında Başlat'a basın. İki dakika sonra, 60 milimolar sodyum sitrat çözeltisi içeren şırınga pompasında Başlat'a basın. 30 dakika sonra, analiz için altın nanopartikül çözeltisinin bir kısmını çıkarın.

0.4 milimolar CB7 çözeltisi hazırlamak için, 15 mililitrelik bir cam şişeye 4.65 miligram CB7 ve şişeye 10 mililitre su ekleyin. Sıkıca kapattıktan sonra, CB7 katı tamamen çözülene kadar şişeyi oda sıcaklığında sonikasyona tabi tutun. 0.4 milimolar ürik asit çözeltisi hazırlamak için, 50 mililitrelik bir santrifüj tüpüne 2.69 miligram ürik asit ekleyin ve tüpe 40 mililitre su ekleyin.

Sıkıca kapattıktan sonra, karışımı iki saat boyunca 70 santigrat dereceye ve dakikada 800 devire ayarlanmış bir ThermoMixer'da döndürün. Çözelti oda sıcaklığına soğuduğunda, 0.04 milimolar ürik asit çözeltisi elde etmek için 0.04 milimolar ürik asit çözeltisinin bir mililitresini 15 mililitrelik bir cam şişede dokuz mililitre su ile seyreltin. Sıkıca kapattıktan sonra, şişeyi 30 saniye boyunca sonikasyona tabi tutun.

CB7-ürik asit komplekslerini hazırlamak için, 1.5 mililitrelik bir tüpe 750 mikrolitre 0.4 milimolar CB7 çözeltisi ve 750 mikrolitre 0.4 milimolar ürik asit çözeltisi ekleyin ve karışımı 30 saniye boyunca sonikleştirin. Daha sonra ev sahibi-misafir komplekslerinin oluşumunu sağlamak için tüpü oda sıcaklığında 30 dakika tutun. Raman sistem yazılımındaki spektroskopi uygulama sihirbazları simgesine tıklayın ve Raman'ı seçin.

Yeni bir satın alma başlatın ve entegrasyon süresini 30 saniyeye, taramaları ortalamaya beşe ve yük vagonunu sıfıra ayarlayın. Ardından arka plan spektrumunu saklayın ve lazer dalga boyunu girin. SERS substrat oluşumu için, 1.5 mililitrelik bir tüpe 900 mikrolitre 40 nanometre altın nanopartikül çözeltisi ve 100 mikrolitre önceden oluşturulmuş CB7-ürik asit kompleksi çözeltisi ekleyin ve çözelti yakut kırmızısından mora dönene kadar sonikat ekleyin.

Numune çözeltisini yarı mikro bir küvete aktarın ve küveti Raman numune tutucusuna yerleştirin. Kapağı kapatın ve ölçümü başlatın. Ardından, otomatik kaydetmeyi art arda beş SERS spektrumu kaydedecek şekilde ayarlayın.

Sentezlenen altın nanopartiküller için ultraviyole görünür spektrumlar, 10 büyüme adımından sonra lokalize yüzey plazmon rezonans zirvelerinin 521'den 529 nanometreye kaydığını gösterirken, dinamik ışık saçılma verileri, nanopartiküllerin boyutu 25.9'dan 42.8 nanometreye yükseldikçe dar bir boyut dağılımı göstermektedir. Transmisyon elektron görüntülerinden ölçülen ortalama G0, G5 ve G10 boyutları sırasıyla yaklaşık 20, 33 ve 40 nanometredir. Bu temsili analizlerde, SERS spektrumundaki karakteristik ürik asit sinyalleri tarafından desteklendiği gibi, altın nanopartikül CB7 nanoagregatları içinde hassas plazmonik nanoeklemlerin oluşumuna aracılık eden boş CB7 ile CB7 ve ürik asidin konak-konuk kompleksleri oluşturuldu.

Tersine, CB7'nin yokluğunda ürik asidin hiçbir SERS sinyali gözlenemez, bu da CB7'nin altın nanopartikül agregasyonunu tetiklemedeki kilit rolünü gösterir. Bu protokolde sunulan tespit şemasının yüksek hassasiyeti, 640 ve 1130 karşılıklı santimetredeki ürik asit piklerinden 0.2 mikromolar tespit sınırına kadar net SERS sinyallerinin gözlemlenmesiyle gösterilmiştir. Ek olarak, ürik asidin SERS yoğunluğu ve log konsantrasyonları arasında çok güçlü korelasyonlar, 0.2 ila 2 mikromolar aralığında bulunan doğrusal bölgelere sahip her iki tepe için güç yasası ile elde edildi.

Ürik asit suda düşük çözünürlüğe sahiptir, bu nedenle ürik asit tozunun bir sonraki adımdan önce yumuşak olduğundan emin olmak gerekir. Gelişmiş veri analizi gerçekleştirilebilir, bu da matriste bulunan birden fazla biyobelirteçin miktarını belirlemeyi mümkün kılar.