A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
ونحن نقدم وسيلة لالسريع، الشلل عكسها من جزيئات صغيرة والجمعيات جسيمات متناهية الصغر بين functionalized لسطح مأكل مثل الطحين الرنين (SPR) دراسات، وذلك باستخدام متسلسلة على رقاقة bioorthogonal الكيمياء إضافة حلقية والضد مستضد الالتقاط.
طرق للتجميد السريع سطح الجزيئات الصغيرة النشطة بيولوجيا مع التحكم في التوجيه والكثافة الشلل ومرغوب فيه للغاية لجهاز الاستشعار البيولوجي وميكروأري التطبيقات. في هذه الدراسة، ونحن نستخدم التساهمية bioorthogonal كفاءة عالية [4 +2] إضافة حلقية التفاعل بين العابرة للcyclooctene (TCO) و1،2،4،5-tetrazine (TZ) لتمكين الشلل ميكروفلويديك من الجزيئات TCO / TZ-derivatized . نحن نراقب هذه العملية في الوقت الحقيقي في ظل ظروف التدفق المستمر باستخدام سطح مأكل صدى (SPR). لتمكين الشلل عكسها وتوسيع نطاق التجريبية من سطح استشعار، ونحن الجمع بين القبض على عنصر مستضد الضد غير التساهمية مع رد فعل إضافة حلقية. من خلال تقديم بالتناوب TCO أو TZ الأنصاف إلى السطح الاستشعار، ومتعددة العمليات التقاط-إضافة حلقية هي الآن ممكنة على سطح استشعار واحد لتجميع والتفاعل على رقاقة دراسات من مجموعة متنوعة من هياكل متعددة المكونات. نحن طllustrate هذه الطريقة مع اثنين من تجارب مختلفة الشلل على شريحة وجهاز الاستشعار البيولوجي؛ جزيء صغير، AP1497 التي تربط ملزم FK506 بروتين 12 (FKBP12)، ونفس جزيء صغير كجزء من جسيمات متناهية الصغر بين functionalized الموضع يجمد و.
ردود الفعل اقتران الكفاءة هي أدوات قيمة لربط الجزيئات النشطة بيولوجيا على الأسطح لمجموعة متنوعة من تطبيقات التكنولوجيا الحيوية. في الآونة الأخيرة، تم استخدام bioorthogonal سريع جدا [4 +2] إضافة حلقية التفاعل بين العابرة للcyclooctene (TCO) و1،2،4،5-tetrazine (TZ) لتسمية سطوح الخلايا والهياكل التحت خلوية، والأجسام المضادة والجسيمات النانوية 1 - 7 هنا، ونحن نستخدم [4 +2] إضافة حلقية رد فعل في تركيبة مع التقاط المستضد / الأجسام المضادة (GST / مكافحة GST) لعكسها توليف على رقاقة هياكل متعددة المكونات لسطح مأكل مثل الطحين الرنين (SPR) تحليل التفاعل ورصد العملية في الوقت الحقيقي (الشكل 1). 8،9 تجدر الإشارة إلى أن استراتيجية التقاط-إضافة حلقية يمكن تجديد السطح باستخدام بروتوكول المعمول بها. 8 ونتيجة لذلك، والتجمع من السطوح استشعار مستقر مع السيطرة على التوجه يجند والكثافة لمجموعة متنوعة من مقايسة جديدة تنسيقات من الممكن الآن. باستخدامهذه الاستراتيجية ونحن لشرح تجميد الجزيئات الصغيرة TCO / TZ derivatized وتميز معدلات إضافة حلقية في مجموعة متنوعة من الظروف العازلة. اخترنا التفاعل معروفة بين FKBP12 وAP1497 جزيء التي تربط FKBP12 10-12 كمثال للتحقق من أن استراتيجية التقاط-إضافة حلقية يحافظ على قدرة جزيء صغير للتفاعل مع هدفه عندما تعلق إما مباشرة لمستضدات GST ثبتوا أو يجمد النانوية (NPS).
هذا الأسلوب يوفر العديد من الفوائد. أولا، تجميد عكسها من جزيئات صغيرة على رقائق استشعار هو ممكن الآن. الثانية، TCO / TZ تجميد جزيئات صغيرة يمكن أيضا دراسات التفاعل خالية من التسمية التي عكس اتجاه الدراسات SPR الكنسي، ويمكن تقديم وجهة نظر مكملة للتفاعل ملزمة. الثالثة، وهذه الطريقة تمكن من تخليق ميكروفلويديك النانوية المستهدفة، والتقييم الفوري للالمربوطة بهاز خصائص. هذه وعود لتحسين كفاءة تقييم أو فحص الجسيمات النانوية المستهدفة، وكذلك تقليل كميات من الجسيمات النانوية المطلوبة. 13-15 رابعا، يمكن هذا النهج قياس حركية التفاعل للتفاعلات إضافة حلقية bioorthogonal في الوقت الحقيقي تحت التدفق المستمر. أخيرا، والشلل الكيمياء TCO / TZ قوية في وجود المصل. أخذت معا، ونحن نتوقع أن هذا النهج تنوعا سيسهل على نطاق واسع بناء السطوح استشعار مستقرة لمجموعة واسعة من الدراسات ميكروفلويديك مع ذات الصلة في التجارب المختبرية والتطبيقات الخلوية الجسم الحي.
1. إعداد GST وجسيمات متناهية الصغر (NP) يصرف
2. تحضير السطح
يتم تنفيذ كافة فحوصات الرنين مأكل السطح على صك Biacore T100 (GE للرعاية الصحية) فيباستخدام رقاقة الاستشعار CM5 وPBS-P باعتبارها منطقة عازلة تشغيل ما لم يذكر خلاف ذلك 25 ° C. يعملون تحكم Biacore وبرامج التقييم المرفقة مع أداة لإعداد التجارب وتحليل البيانات. وسوف تستخدم وضعين للتشغيل، والمعالجات تطبيق وتشغيل اليدوي لإعداد السطح والرصد على رقاقة التقاط-إضافة حلقية. سيتم استخدام وضع طريقة البناء لإقامة التجارب ملزمة التوجه العكسي ولقياس معدلات التفاعل إضافة حلقية. البيانات هي إشارة مزدوجة تطرح ويتم تنفيذ التحليلات الحركية باستخدام نموذج انجميور ملزمة 1:1.
3. الرصد على رقاقة التقاط-إضافة حلقية من بين functionalized الجزيئات
4. Monitoring الكثافة تجميد وتحديد الأسعار إضافة حلقية
5. قياس ملزم من FKBP12 لAP1497 مشلول
دراسات ملزمة عكس التوجه نحو توظيف FKBP12 كما الحليلة ومجمع AP1497 كما يجند يجمد (الشكل 5). تم تعيين طريقة عامة لهذا الاختبار على النحو التالي باستخدام أداة أسلوب البناء:
6. قياس ملزم من FKBP12 لAP1497 المرفقة ليجمد مصادر القدرة النووية
الأسلوب العام لتجميد جسيمات متناهية الصغر والصغيرة واشتقاق جزيء FKBP12 مقايسة ملزمة يتم انشاء النحو التالي باستخدام أداة أسلوب البناء:
وقد تم تكييف البيانات والأرقام من المرجع 8.
تجميد عكسها كفاءة من الجزيئات الصغيرة النشطة بيولوجيا مع التحكم في التوجيه والكثافة يلعب دورا رئيسيا في تطوير تطبيقات الاستشعار البيولوجي جديدة. باستخدام تفاعل سريع بين bioorthogonal TCO وTZ، و...
طريقة التقاط-إضافة حلقية وصفها هنا تمكن السريع، والشلل عكسها النانوية المعدلة والجزيئات الصغيرة للتفاعل القائم على رقاقة خالية من التسمية والدراسات الحركية. بروتوكول الشلل لا يمكن أن يؤديها في دقيقة تتطلب <10 ميكرومتر تركيزات بروابط جزيء صغير. عن طريق تحوير تركيز ?...
يعلن الكتاب أنه ليس لديهم مصالح مالية المتنافسة.
نحن نعترف التمويل من المعاهد الوطنية للصحة (NHLBI العقد رقم HHSN268201000044C لRW، SH وSYS).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Reagent | |||
Sensor Chip CM5 | GE Healthcare | BR-1005-30 | |
Amine coupling kit | GE Healthcare | BR-1000-50 | |
GST capture kit | GE Healthcare | BR-1002-23 | |
NAP-10 Columns | GE Healthcare | 17-0854-01 | |
GST, lyophilized in 1X PBS | Genscript | Z02039 | 1 mg/ml |
rhFKBP12 | R&D Systems | 3777-FK | |
Surfactant P-20 | GE Healthcare | BR-1000-54 | |
Glycine 2.0 | GE Healthcare | BR-1003-55 | |
Zeba spin desalting column | Thermo | 89882 | 7 K MWCO |
Amicon Ultra 4 | Fisher | UFC810096 | 100 K centrifugal filter |
TCO-OH | Ref. 8 | Synthesized in-house | |
TCO-NHS | Ref. 8 | Synthesized in-house, *Commercially available from Click Chemistry Tools # 1016-25 | |
Tz-BnNH2 | Ref. 8 | Synthesized in-house | |
Tz-NHS | Ref. 8 | 764701 | Synthesized in-house, *Commercially available from Sigma Aldrich # 764701 |
NP-NH2 = CLIO-NH2 | Ref. 8 | Synthesized in-house | |
AP1497, AP1497-Tz | Ref. 8 | Synthesized in-house | |
Equipment | |||
SPR Biosensor | GE Healthcare | Biacore T100 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved