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April 11, 2020
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अकार्बनिक सामग्री के साथ प्रोटीन और पेप्टाइड्स का परस्पर क्रिया नैनो, बायोमैटेरियल्स और जैव प्रौद्योगिकी के लिए निहितार्थ के साथ एक मौलिक घटना है। इस तरह की घटना को समझने में पहला कदम मौलिक भौतिक-रासायनिक स्थिर ों जैसे सोखने स्थिर, गिब्स मुक्त ऊर्जा, enthalpy, entropy, और सीमित सोखें जो सोखने की स्थापना के माध्यम से मूल्यांकन किया जा सकता है खुलासा है । हालांकि, तरल चरण से सोखना काइनेटिक्स, सतह क्षमता, पीएच और तुलनात्मक सोखें के साथ प्रतिबंधित है, जिसे प्रयोग स्थापित करने से पहले सभी पर जानबूझकर विचार किया जाना चाहिए।
इस वीडियो में, मेरे सहयोगियों ऐलेना कोरिना और सर्जी Neifert समाधान पर डिपेप्टाइड सोखने के भौतिक-रासायनिक अध्ययन प्रस्तुत करेंगे तैयार करने की सुविधाओं को कवर टाइटेनियम डाइऑक्साइड है कि छिपा जोखिम है जो शोधकर्ताओं का सामना कर सकते है जबकि प्रासंगिक प्रयोगों प्रदर्शन से बचने में मदद मिलेगी । बाँझ बहुलक परीक्षण ट्यूब में 183 मिलीग्राम डिपेप्टाइड रखें और डबल आसुत पानी के साथ लगभग 35 मिलीलीटर तक पतला करें और जोरदार सरगर्मी के तहत कमरे के तापमान पर भंग करें। यदि डिपेप्टाइड डबल आसुत पानी और सरगर्मी में भंग नहीं होता है, तो डिपेप्टाइड समाधान को अल्ट्रासोनिक बाथ में रखें और कुछ मिनटों के लिए सोनिकेट करें।
कमरे के तापमान पर सरगर्मी और पीएच मीटर के साथ पीएच की निगरानी करने पर डिपपेटाइड समाधान के लिए एमईएस या सोडियम हाइड्रोक्साइड के समाधान को सावधानी से जोड़कर पेप्टाइड के पूर्व-भंग समाधान के पीएच को समायोजित करें। पीएच को समायोजित करने के बाद, समाधान को मापने वाले सिलेंडर में डालें। टेस्ट ट्यूब कुल्ला और 16 मिलीमोलर की अंतिम एकाग्रता बनाने के लिए 40 मिलीलीटर तक डबल आसुत पानी के साथ मापने सिलेंडर भरें।
डबल आसुत पानी के साथ 16 मिलीमोलर डिपेप्टाइड समाधान को कमजोर करके 0.4 और 12 मिलीमोलर के बीच सांद्रता के साथ डिपेप्टाइड कमजोरी तैयार करें। उदाहरण के लिए, आठ मिलीमोलर डिपेप्टाइड समाधान तैयार करने के लिए, 16 मिलीमोलर डिपेप्टाइड समाधान के 10 मिलीलीटर में सात मिलीलीटर डबल आसुत पानी जोड़ें। कमजोर पड़ने के बाद, एमईएस या सोडियम हाइड्रोक्साइड के ड्रॉप-वार समाधान को डिपेप्टाइड समाधान में जोड़कर पीएच को 7.4 में समायोजित करें।
पीएच को समायोजित करने के बाद, समाधान को मापने वाले सिलेंडर में डालें। टेस्ट ट्यूब कुल्ला और आठ मिलीमोलर की एकाग्रता बनाने के लिए डबल आसुत पानी के साथ 20 मिलीलीटर तक मापने सिलेंडर भरें। डिपेप्टाइड स्टॉक समाधान के अन्य कमजोर पड़ने तदनुसार तैयार किए जाते हैं।
अंत में, हमें सोखने के अध्ययन के लिए तैयार डिपेप्टाइड कमजोर पड़ने की एक पंक्ति मिलती है। 10 मिलीमोलर एमईएस बफर सॉल्यूशन तैयार करें। पीएच मीटर के साथ पीएच को हिलाने और निगरानी करने पर ट्राइसोडियम हाइड्रोक्साइड के साथ पीएच को 7.4 तक समायोजित करें।
इस समाधान का उपयोग एकमात्र तैयारी के लिए किया जाएगा। कम से कम पांच मिनट के लिए एक मोर्टार में नैनोक्रिस्टलाइन टाइटेनियम ऑक्साइड के लगभग 200 मिलीग्राम पीसें। टाइटेनियम डाइऑक्साइड नैनोकणों को पीसने के 40 मिलीग्राम का वजन करें।
प्रयोगशाला स्टैंड का उपयोग कर सोनीशन स्नान में फ्लास्क रखो। ग्लास कीप का उपयोग करके फ्लास्क में एमईएस बफर के 20 मिलीलीटर में पीस टाइटेनियम डाइऑक्साइड जोड़ें और 20 मिनट के लिए अल्ट्रासोनिक स्नान में सोनिकेट करें। थर्मोस्टेट को वांछित तापमान पर सेट करें।
चिह्नित सोखने की शीशियों में टाइटेनियम डाइऑक्साइड के सोनिकेटेड एकमात्र का एक मिलीलीटर जोड़ें। स्टायरोफोम से बने एक तात्कालिक फ्लोटिंग डिवाइस में इसी कमजोर पड़ने के खिलाफ चिह्नित सोखने की शीशियों को रखें और इसे कम से कम पांच मिनट के लिए तापमान को बराबर करने के लिए थर्मोस्टेट में डाल दें। उसके बाद, इसी चिह्नित सोखने वाली शीशी में डिपेप्टाइड कमजोर पड़ने का एक मिलीलीटर जोड़ें जिससे यह सुनिश्चित हो सके कि सभी मिश्रण समाधानों में एक ही तापमान हो।
सोखने के संतुलन को प्राप्त करने के लिए प्राप्त सोखने के नमूनों की श्रृंखला को थर्मोस्टेट में 24 घंटे तक रखें। थर्मोकिंग के दौरान कभी-कभी टाइटेनियम ऑक्साइड फैलाव को उत्तेजित करता है। तापमान-प्रेरित पुनः संतुलन से बचने के लिए, एक समय में छानने के लिए थर्मोस्टेट से एक नमूना निकालें।
सिरिंज के साथ प्रत्येक कांच की शीशी से डिपेंप्टाइड समाधान का नमूना लें। सिरिंज से सुई निकालें और सिरिंज फिल्टर पर डाल करने के लिए कांच की शीशी में dipeptide समाधान फिल्टर। अन्य सांद्रता के नमूनों के साथ छानने का काम दोहराएं।
अब ये नमूने विश्लेषण के लिए तैयार हैं। एसीटोनीट्रिल में टीएफए का 50 मिलीलीटर घोल बनाएं। मापने वाले सिलेंडर में टीएफए के स्पाइक 0.34 मिलीलीटर और कमरे के तापमान पर एसीटोनिट्रील के साथ 50 मिलीलीटर के लिए समाधान की मात्रा को समायोजित करें।
व्युत्पन्न समाधान तैयार करें। स्पाइक 299 माइक्रोलीटर फेनिसोथियोसायनेट के और मापने वाले सिलेंडर में ट्राइथिलमाइन के 347 माइक्रोलीटर और एसिटोनिट्रिल के साथ 50 मिलीलीटर तक सिलेंडर भरें। उच्च प्रदर्शन तरल क्रोमेटोग्राफी विश्लेषण से पहले, क्रोमेटोग्राफी शीशियों में एडमैन के रिएजेंट्स के साथ नमूनों को प्राप्त करें।
नमूने के 400 माइक्रोलीटर को व्युत्पन्न रिएजेंट के 400 माइक्रोलीटर के साथ मिलाएं। नमूनों को 15 मिनट के लिए 60 डिग्री पर रखें। हीटिंग के बाद, टीएफए समाधान के 225 माइक्रोलीटर के साथ नमूनों को बेअसर करें और कमरे के तापमान के लिए नमूना ठंडा करने के लिए कुछ मिनट ों की प्रतीक्षा करें।
सोखने से पहले और बाद में डिपेप्टाइड समाधान की एकाग्रता निर्धारित करने के लिए एचपीएलसी विश्लेषण का उपयोग करें। सॉफ्टवेयर द्वारा निर्धारित आवश्यक शर्तों के साथ नमूनों का विश्लेषण शुरू करें। सोखने के बाद संतुलन डिपेप्टाइड एकाग्रता से एसोढ़ी की निर्भरता, सोखना आईएसऑथरम प्राप्त प्रायोगिक आंकड़ों के अनुसार प्लॉट किए गए थे।
हेनरी मॉडल का उपयोग करके डिपेप्टाइड सोखने के माप डेटा को संसाधित किया गया था। संतुलन बाध्यकारी स्थिर डिपेप्टाइड संतुलन एकाग्रता पर डिपेप्टाइड सोखने की निर्भरता की ढलान से प्राप्त किया गया था। वैन हॉफ समीकरण प्रत्येक तापमान के लिए मानक गिब्स मुक्त ऊर्जा का निर्धारण करने के लिए इस्तेमाल किया गया था ।
मुक्त ऊर्जा बनाम तापमान के ग्राफ में प्लॉट, हमने डाइपेप्टाइड के लिए एक मुक्त ऊर्जा धुरी के साथ रैखिक ग्राफ के अवरोधन के रूप में अंतायी निर्धारित किया। प्रत्येक तापमान के लिए एंट्रोपी में परिवर्तन मौलिक समीकरण से निर्धारित किया गया था। संतुलन बाध्यकारी स्थिर, मानक गिब्स मुक्त ऊर्जा, enthalpy और dipeptide के लिए entropy के गणना मूल्यों तालिका एक में प्रस्तुत कर रहे हैं ।
कमी डेटा से सोखने आइसोर्म निर्माण सबसे उपलब्ध पद्धति है कि महंगे सेटअप की आवश्यकता नहीं है, सचमुच हर घुलनशील सोबेट के लिए संपूर्ण भौतिक-रासायनिक डेटा प्रदान करने के लिए रहता है । स्पेक्ट्रोस्कोपिक या कंप्यूटर आधारित डेटा के साथ संयुक्त, यह अकार्बनिक नैनोकणों से संपर्क करने पर जैव अणुओं के जटिल व्यवहार की मौलिक संरचनात्मक विशेषताओं को प्रकट कर सकता है।
जैव अणु-अकार्बनिक ठोस चरण बातचीत को समझने में पहला कदम मौलिक भौतिक रासायनिक स्थिरांक का खुलासा कर रहा है जिसका मूल्यांकन सोखने वाले आइसोथर्म स्थापित करके किया जा सकता है। तरल चरण से सोखने को काइनेटिक्स, सतह क्षमता, पीएच और प्रतिस्पर्धी सोखने द्वारा प्रतिबंधित किया जाता है, जिसे सोखने का प्रयोग स्थापित करने से पहले सभी पर सावधानी से विचार किया जाना चाहिए।
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Korina, E., Naifert, S., Morozov, R., Potemkin, V., Bol'shakov, O. Study of Short Peptide Adsorption on Solution Dispersed Inorganic Nanoparticles Using Depletion Method. J. Vis. Exp. (158), e60526, doi:10.3791/60526 (2020).
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