المؤلفان بالشكر ماريا فندق Monton، جولي Lebert، Jessamyn ليتل، شين قه ولورا Lautens للمساعدة في تطوير ميكروأرس البروتين. كما نشكر واضعي العلوم الطبيعية والهندسة مجلس البحوث كندا (NSERC) لتمويل هذا العمل. كما نشكر واضعي مؤسسة كندا للإبداع والابتكار أونتاريو الاستئماني لدعم هذا العمل. مجلس الدفاع المشترك يحمل كرسي أبحاث كندا في الكيمياء Bioanalytical ونظام BioInterfaces.

<ol>
	<li>Schena, M. M., Shalon, D. D., Davis, R. W. R., Brown, P. O. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+monitoring+of+gene+expression+patterns+with+a+complementary+DNA+microarray.">Quantitative monitoring of gene expression patterns with a complementary DNA microarray.</a> Science (New York, N.Y.). 270 (5235), 467-470 (1995).</li><li>MacBeath, G., Schreiber, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Printing+proteins+as+microarrays+for+high-throughput+function+determination.">Printing proteins as microarrays for high-throughput function determination.</a> Science (New York, N.Y.). 289 (5485), 1760-1763 (2000).</li><li>Zhu, H. H., Bilgin, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+analysis+of+protein+activities+using+proteome+chips.">Global analysis of protein activities using proteome chips.</a> Science (New York, N.Y.). 293 (5537), 2101-2105 (2001).</li><li>Hook, A. L., Chang, C. -. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combinatorial+discovery+of+polymers+resistant+to+bacterial+attachment.">Combinatorial discovery of polymers resistant to bacterial attachment.</a> Nature Biotechnology. , (2012).</li><li>Monton, M. R. N., Lebert, J. M., Little, J. R. L., Nair, J. J., McNulty, J., Brennan, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Sol-Gel-Derived+Acetylcholinesterase+Microarray+for+Nanovolume+Small-Molecule+Screening.">A Sol-Gel-Derived Acetylcholinesterase Microarray for Nanovolume Small-Molecule Screening.</a> Analytical Chemistry. 82 (22), 9365-9373 (2010).</li><li>Cho, E. J., Tao, Z., Tehan, E. C., Bright, F. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multianalyte+pin-printed+biosensor+arrays+based+on+protein-doped+xerogels.">Multianalyte pin-printed biosensor arrays based on protein-doped xerogels.</a> Analytical Chemistry. 74 (24), 6177-6184 (2002).</li><li>Cho, E. J., Tao, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tools+to+Rapidly+Produce+and+Screen+Biodegradable+Polymer+and+Sol-Gel-Derived+Xerogel+Formulations.+Applied+Spectroscopy.">Tools to Rapidly Produce and Screen Biodegradable Polymer and Sol-Gel-Derived Xerogel Formulations. Applied Spectroscopy.</a> Society for Applied Spectroscopy. 56 (11), 1385-1389 (2002).</li><li>Ge, X., Lebert, J. M., Monton, M. R. N., Lautens, L. L., Brennan, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Materials+Screening+for+Sol-Gel-Derived+High-Density+Multi-Kinase+Microarrays.">Materials Screening for Sol-Gel-Derived High-Density Multi-Kinase Microarrays.</a> Chemistry of Materials. 23 (16), 3685-3691 (2011).</li><li>Rupcich, N., Green, J. R. A., Brennan, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanovolume+Kinase+Inhibition+Assay+Using+a+Sol-Gel-Derived+Multicomponent+Microarray.">Nanovolume Kinase Inhibition Assay Using a Sol-Gel-Derived Multicomponent Microarray.</a> Analytical Chemistry. 77 (24), 8013-8019 (2005).</li><li>Rupcich, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coupled+enzyme+reaction+microarrays+based+on+pin-printing+of+sol-gel+derived+biomaterials.">Coupled enzyme reaction microarrays based on pin-printing of sol-gel derived biomaterials.</a> Analytica Chimica Acta. 500 (1-2), 3-12 (2003).</li><li>MacBeath, G. G., Schreiber, S. L. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Printing+proteins+as+microarrays+for+high-throughput+function+determination.">Printing proteins as microarrays for high-throughput function determination.</a> Science (New York, N.Y.). 289 (5485), 1760-1763 (2000).</li><li>Stillman, B. A. B., Tonkinson, J. L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FAST+slides:+a+novel+surface+for+microarrays.">FAST slides: a novel surface for microarrays.</a> BioTechniques. 29 (3), 630-635 (2000).</li><li>Rupcich, N., Goldstein, A., Brennan, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+sol-gel+formulations+and+surface+treatments+for+the+development+of+pin-printed+protein+microarrays.">Optimization of sol-gel formulations and surface treatments for the development of pin-printed protein microarrays.</a> Chemistry of Materials. 15 (9), 1803-1811 (2003).</li><li>Gill, I., Ballesteros, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Encapsulation+of+biologicals+within+silicate,+siloxane,+and+hybrid+sol-gel+polymers:+An+efficient+and+generic+approach.">Encapsulation of biologicals within silicate, siloxane, and hybrid sol-gel polymers: An efficient and generic approach.</a> Journal of the American Chemical Society. 120 (34), 8587-8598 (1998).</li><li>Brook, M. A., Chen, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proteins+entrapped+in+silica+monoliths+prepared+from+glyceroxysilanes.">Proteins entrapped in silica monoliths prepared from glyceroxysilanes.</a> Journal of Sol-gel Science and Technology. 31 (1), 343-348 (2004).</li><li>Brook, M. A., Chen, Y., Guo, K., Zhang, Z., Brennan, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sugar-modified+silanes:+precursors+for+silica+monoliths.">Sugar-modified silanes: precursors for silica monoliths.</a> Journal of Materials Chemistry. 14 (9), 1469 (2004).</li><li>Zhang, J., Chung, T., Oldenburg, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Simple+Statistical+Parameter+for+Use+in+Evaluation+and+Validation+of+High+Throughput+Screening+Assays.">A Simple Statistical Parameter for Use in Evaluation and Validation of High Throughput Screening Assays.</a> Journal of Biomolecular Screening. 4 (2), 67-73 (1999).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Next+generation+of+protein+microarray+support+materials:+Evaluation+for+protein+and+antibody+microarray+applications.">Next generation of protein microarray support materials: Evaluation for protein and antibody microarray applications.</a> Journal of Chromatography A. , 1-8 (2013).</li><li>Bhatia, R. B., Brinker, C. J., Gupta, A. K., Singh, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aqueous+Sol-Gel+Process+for+Protein+Encapsulation.">Aqueous Sol-Gel Process for Protein Encapsulation.</a> Chemistry of Materials. 12 (8), 2434-2441 (2000).</li></ol>

ليس لدينا شيء في الكشف عنها.

وقد تم اختيار المنهجية الموصوفة هنا باعتباره الأنسب لتحديد طباعة سول جل المواد المشتقة مع طابعة الاتصال، مما ينتج عنه وقت وإجراء فعال من حيث التكلفة لتحديد بسرعة المواد الأمثل دون الحاجة لفحص أعداد كبيرة من مواد. من إجمالي 20،000 ~ المواد المحتملة، وكان من الممكن تحديد ~ 200 المواد التي كانت مناسبة للطباعة على أساس الوقت دبق وحدها. هذا إلى خفض كبير في عدد من المواد اللازمة لتكون على استعداد للمحاكمات الطباعة اللاحقة. ثم تم طبع هذه المواد قابلة للطباعة على السطوح الشريحة 4 ليصبح المجموع 768 تركيبات المواد الشريحة. في المتوسط، 50 اماكن ل/ مكرر من مادة واحدة يمكن أن تكون مطبوعة في ~ 3 دقائق، بما في ذلك تحميل عينة، ترسب بقعة والتنظيف دبوس. من هؤلاء، 155 مواد، أو ما يقرب من 20٪، سمح لطباعة أكبر عدد ممكن من النقاط في امتصاص حل وتنتج أحجام بقعة استنساخه. وتجدر الإشارة إلى أن من ال 4 SLالسطوح IDE اختبارها، وطبع مواد أفضل في الترتيب: أمين&gt; الايبوكسي&gt; ألدهيد&gt; PMMA؛ لم الشرائح PMMA لا تنتج صفائف مفيدة لأي مواد. وكان من المحتمل يعزى ذلك إلى قطبية طلاء السطح. مقارنة أسطح الشرائح المذكورة آنفا، وأمين أكثر القطبية والايبوكسي وأكثر ملاءمة للSOLS مائي مقارنة مع الشرائح PMMA. وعلاوة على ذلك، من السطوح اختبارها، والشرائح المغلفة أمين توفير إمكانات سطح موجبة لتودع أنيوني سول إلى السندات. نشك، والسيليكا النانوية في مجال التفاعل بين الشريحة وسول التفاعل على طول السطح. كل من الايبوكسي والسطوح الشريحة ألدهيد تفتقر إلى نفس التفاعل الأولي على أساس تهمة. لضمان الأمثل ترسب بقعة ينصح بشدة لاستخدام الشرائح قبل المغلفة من مورد مثل Arrayit. طلاء في المنزل تنتج أسطح غير متناسقة التي تؤدي إلى سوء بقعة استنساخ 13 و، في بعض الحالات، قد يؤدي إلى مشكله الكميLEMS 18 من نفس القدر من الأهمية، ودرجة الحرارة والرطوبة تؤثر على &quot;القابلية&quot; من ​​المواد. بينما لم تجر أي دراسات تفصيلية عن الآثار الناجمة عن درجة الحرارة خارج، ونفذت الطباعة دائما في درجة حرارة الغرفة (23 ± 3 درجة مئوية). وتمت السيطرة الرطوبة (أكبر من 80٪) أيضا داخل غرفة الطباعة لمنع عدم انتظام ترسب شكل بسبب ترسب كميات صغيرة (0،7-2،3 NL) والتبخر. في حين استرشدت شاشة المواد نحو تحديد المواد المشتقة سول جل الأمثل خصيصا لطباعة أستيلكولينستراز وتحركات، مجموعة صغيرة من مواد تم تحديد أن عملت لكلا النوعين من البروتينات. والحقيقة أن كلا من المواد التي تم تحديدها لكيناز ميكروأري تلفيق استندت SS + + PVA الجلسرين، وحددت أيضا كل من المواد في المواد 26 التي اختيرت لميكروأرس الألم. هذه المواد &quot;الأمثل&quot; قد تقدم نقطة انطلاق عام لتطوير مزيد المتواجدفي مخدر سول جل ميكروأرس مقرها، والشاشات الصغيرة تتمحور حول هذه المؤلفات قد تحدد المواد حتى أفضل لميكروأري تلفيق. والنقطة الثانية هو أن نلاحظ أهمية انزيم المستخدمة. في حالة أستيلكولينستراز (انزيم قوية نوعا ما)، 26 (أو ما يقرب من 40٪) من الاصل و66 مواد على النحو المحدد مقايسة المتوافقة مع الإبقاء على النشاط من أستيلكولينستراز شرك. ومع ذلك، لتحركات أكثر حساسية، وكانت قادرة على الإبقاء على نشاط كل تحركات 2 فقط من التراكيب مقايسة متوافق مع 69، أو ما يقرب من 3٪ من المواد،. في حين لم تدرس أعداد كافية من الإنزيمات المختلفة في الإدلاء ببيانات قاطعة، يبدو أن تلفيق مجموعة الأمثل مع الانزيمات مستقرة نسبيا قد تؤدي إلى كشف هوية المواد التي يمكن أن اصطاد مجموعة واسعة من البروتينات للسماح mutliplexed ميكروأري تلفيق. مستقلة من البروتين المختار، كان العامل قطع رئيسية لتحديد المواد القابلة للطباعة الحاجة لفترة طويلةمرات دبق المادة (&gt; 2.5 ساعة). عند وضع SS القائمة على المواد سول جل، فمن المهم جدا أن يكفل، بعد التبادل الأيوني والترشيح، وسول هو في حوالي درجة الحموضة 4. SOLS مع الرقم الهيدروجيني أقل الأولية قد يؤدي إلى المواد مع الرقم الهيدروجيني أقل مما كان محايدا، والتي يمكن أن تؤثر على نشاط الإنزيم. 19 ضبط كمية من Dowex (راتنج التبادل الأيوني) إلى SS يمكن أن تغير درجة الحموضة النهائية لسول. عندما يتم إعداد دفعة جديدة من الراتنج نسبة الراتنج لSS يحتاج إلى تعديل وذلك لإنتاج حوالي SOLS في درجة الحموضة 4 بعد الإجراء الموجود في المقطع 2 من البروتوكول. وبالمثل، فإن إعداد DGS البلورية وغالبا ما يكون مصدر الخطأ المرتبط فشل المواد عند استخدام DGS SOLS مقرها لانحباس جزيء حيوي. على الرغم من عدم ذكر هنا بالتفصيل، يحتاج إلى رعاية كبيرة الواجب اتخاذها أثناء تركيب بلوري أسهم دبي للذهب، ولا سيما ضرورة تجنب وجود الماء خلال التوليف، والتي يمكن أن تنتج السيليكا polyglyceratedقسم التدريب والامتحانات بدلا من DGS أحادى. أيضا، نظرا لطبيعة استرطابي من أسهم دبي للذهب، يحتاج العينة البلورية ليتم تخزينها المجفف واستخدامها في غضون 6 أشهر بعد التوليف. أسهم دبي للذهب بلوري تزيد أعمارهم عن 6 أشهر قد لا تذوب تماما (بسبب المختصرة جزئيا مادة سيليكات polyglyceryl) حتى مع صوتنة في بيئة حمضية. أسهم دبي للذهب غير مكتملة حل تنتج SOLS مع محتوى السيليكا غير معروف ويمكن السيطرة عليها، وبالتالي، مواد أقل قوة. نقطة مهمة أن نلاحظ مع الطباعة الاتصال هي نوعية المسامير. سوف دبابيس تلف أو أسيء التعامل معها (الشكل 9) أبدا إنتاج صفائف استنساخه مستقلة عن المواد التي يجري طباعتها. فمن المستحسن للتحقق من جودة دبوس باستخدام مجهر تشريح لضمان عدم استخدام دبابيس كسر أو انسداد. معالجة متأنية يضمن حياة طويلة للدبابيس. الحركة الحرة للدبوس مهم أيضا. في الحالات التي يتم فيها محاصرة الرطوبة في رأس الطباعة بين الرأس ودبوس، دبوسولن مقعد بشكل صحيح، وبالتالي لا تجعل الاتصال السليم مع السطح، مما أدى إلى عدم وجود ترسب المواد. في الختام، لقد قدمنا، نهج مفصل الفرز متعددة الخطوات لتطوير عالي الكثافة البروتين مخدر ميكروأرس دبوس المطبوعة. الفحص ينطوي على تعظيم الاستفادة من خصائص المواد (الوقت دبق والقابلية) للسماح للطباعة مواد، تليها فحص أكثر تركيزا على تحديد المواد التي تتوافق مع فحص معين وقادرة على الاحتفاظ نشاط انزيم. ويمكن تطبيق هذا النهج فحص المواد الموجهة إلى صيغ ميكروأري إضافية لخفض الوقت والتكلفة المرتبطة بإنتاج ميكروأرس الكثافة كفاءة عالية.

اكتسبت ميكروأرس شعبية داخل المجتمع العلمي كوسيلة لزيادة الإنتاجية مقايسة. منذ تطوير تكنولوجيا متطورة لتقييم التعبير الجيني 1 في منتصف 1990s، وقد وجدت ميكروأرس استخدامها في تطوير فحوصات عالية الإنتاجية لتحديد البروتين البروتين والبروتين التفاعلات جزيء صغير، والعثور على مواد جديدة ذات خصائص فريدة من نوعها. 2-5 وفي الآونة الأخيرة، تم تطوير ميكروأرس حيث يتم استخدام مواد معينة لشل حركة بروتينات وظيفية، وتنتج عنصرا ميكروأري ثلاثي الأبعاد الذي يتم فيه شرك البروتينات، والسماح لقياس السطحية من النشاط الأنزيمي وتثبيط على ميكروأري نفسها باستخدام مضان مناسبة مقايسة أن يقترن إلى دوران الركيزة. 5-10 الأهم من ذلك، مثل ميكروأرس يمكن أن تكون مصممة لتشمل جميع المكونات اللازمة لعينات الشاشة والضوابط معا بطريقة يتوازى للغاية. 5،8 &lt;/ P&gt; الأمثلة في وقت مبكر من ميكروأرس البروتين عادة أعدت باستخدام الطرق القياسية لتجميد البروتين على دعامات صلبة، مثل التعلق التساهمية، 11 تقارب التقاط 3 والامتزاز المادية. 12 في حين أن هذه الأساليب من الشلل الحيوية تسمح لزيادة تركيز العينة وحركية التفاعل المعجل المطلوبة لل التصغير فحص، فإنها تعاني كل السلبيات. بشكل عام، كل يسبب انخفاضا في وظيفة جزيء حيوي الأصلي بسبب التعديل الكيميائي للسطح، أعاقت الوصول إلى مواقع نشطة، أو التوجه غير لائق بسبب الشلل غير محددة. وهكذا، كل أساليب نتيجة في أقل حساسية الفحص على الرغم من الزيادة في ترسب جزيء حيوي، استجابة المرجح أن ينشأ بسبب الحاجة إلى ربط مصطنع الجزيئات الحيوية إلى السطح. نهج الناشئة لإنتاج ميكروأرس جزيء حيوي وظيفية من خلال دبوس الطباعة من البروتين مخدرSOLS السيليكا على دعامات صلبة، والتي عادة ما تكون الشرائح الزجاجية إما functionalized أو الآبار الفردية من لوحات microwell. عملية سول جل نفسه يحدث في بيئة مائي في درجة حرارة الغرفة، وأنه هو مقدمة السائلة التي يتم طباعتها ثم المواد الهلامية إلى الجزيئات الحيوية إيقاع داخل المصفوفة 3D، والسماح لنسبة عالية من البروتين التحميل 13 وكذلك انحباس مكونات متعددة داخل العنصر ميكروأري نفسه. ويمكن أن يتم 13،14 خياطة من المواد سول جل المستمدة من خلال الاختيار الدقيق السلائف السيليكا مختلفة، وكذلك عن طريق تغيير عنصر مائي من خلال استخدام مخازن مختلفة (درجة الحموضة، والقوة الأيونية)، وإدراج المضافات المختلفة (البوليمرات، الجزيئات الصغيرة) لتحقيق مادة الأمثل، وطبيعة محددة من الذي يعتمد على جزيء حيوي أن يتم شرك. 10 وجود قيود المحتملة المرتبطة النامية سول جل ميكروأرس بروتين مشتق عبر دبوس الطباعةالحاجة إلى تحديد المواد المركبة القائمة على سول جل التي يمكن طباعتها دون التبلور في دبوس أو إظهار خصائص غير مرغوب فيه (أحجام irreproducible بقعة، وتكسير، وضعف التصاق، مع عدم توافق مكونات مقايسة، وضعف نشاط بروتين) مرة واحدة مطبوعة على السطح. 5 في وقت واحد الاستفادة المثلى من كل من هذه المعلمات يمنع والمواد حيث النهج ويمكن تصميم دي نوفو، أو فحص ببطء بطريقة تسلسلية. من ناحية أخرى، وفحص عشوائي من عدة آلاف أو عشرات الآلاف من المواد ليس الوقت ولا فعالة من حيث التكلفة. في هذه المقالة، ونحن تصف نهج الفرز الموجهة التي تتيح التعرف السريع على المواد المناسبة لإنتاج ميكروأرس البروتين دون الحاجة لفحص عشوائي أعداد كبيرة من مواد. باستخدام نهج الموجهة، ويتم تحديد المواد المناسبة للطباعة ميكروأري الأولى، تليها سلسلة من الشاشات الصغيرة لتحديد الأمثل سول جل المستمدة العتادمجموعات القاعدة، والتي يمكن طباعتها بتكاثر، دون تكسير ومتوافقة مع فحص معين. وأخيرا، يتم تحديد المواد الأمثل على أساس الإبقاء على نشاط انزيم والأداء في جزيء صغير الفحص الفحص النهائي. في هذه الطريقة، ويمكن تحديد المواد الأمثل من عدة آلاف من المرشحين باستخدام سوى بضع مئات من الخطوات مقايسة. ونحن لشرح هذا النهج لتصنيع كلا أستيل عالية الكثافة وميكروأرس multikinase واستخدام مثل هذه ميكروأرس لفحص جزيء صغير.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Reagent/Material</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly(vinyl alcohol) (PVA)</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>360627</td>
			<td>80% hydrolozyed, Mw 600</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylene glycol 600 (PEG)</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>87333</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylenimine (PEI)</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>482595</td>
			<td>50% (w/w) solution in water</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carboxyethylsilanetriol (Si-COOH)</td>
			<td>Gelest, Inc.</td>
			<td>SIC2263.0</td>
			<td>25% in water</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-(3-triethoxysilylpropyl) gluconamide(GLS)</td>
			<td>Gelest, Inc.</td>
			<td>SIT8189.0</td>
			<td>50% in ethanol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>bis[(3-methyldimethoxysilyl)propyl]polypropylene oxide (MDSPPO)</td>
			<td>Gelest, Inc.</td>
			<td>SIB1660.0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methyltrimethoxysilane (MTMS)</td>
			<td>Gelest, Inc.</td>
			<td>SIM6560.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bis(triethoxysiyly)ethane (Bis-TEOS)</td>
			<td>Gelest, Inc.</td>
			<td>SIB1817.0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-Aminopropyltriethoxysilane (APTES)</td>
			<td>Gelest, Inc.</td>
			<td>SIA0610.0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycerol</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>49767</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-Sorbitol</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>240850</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-(+)-Trehalose dihydrate</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>T9531</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-100</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>X-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N&#949;-Acetyl-L-lysine</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>A4021</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tris(hydroxymethyl)aminomethane</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>154563</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>H3375</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium hydroxide, 1.0 N</td>
			<td>LabChem Inc.</td>
			<td>LC24350-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric Acid, 1.0 N/0.1 N</td>
			<td>LabChem Inc.</td>
			<td>LC15300-2/LC152220-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium chloride</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>M8266</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diglycerolsilane (DGS)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Prepared in laboratory</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium silicate solution</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>SS338-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dowex 50WX8-100 ion exchance resin</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>217492</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetylthiocholine iodide</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>1480</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetylcholinesterase from Electrophorus electricus (electric eel)</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>C2888</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BODIPY FL L-Cystine</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>B-20340</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pro-Q Diamond Phosphoprotein/Phosphopeptide Microarray Stain Kit</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>P33706</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adenosine 5&#39;triphosphate disodium salt (ATP) solution</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>A6559</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MAP Kinase 2 (MAPK2)</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td>454850</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>p38&#945;/SAPK2a (T106M), active</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td>14-687M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Epidermal growth factor (EGFR)</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td></td>
			<td>Donated by Millipore</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycogen synthase kinase 3&#946; (GSK-3&#946;)</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td>14-306</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Myelin basic protein (MBP)</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td></td>
			<td>Substrate for MAPK2 and p38&#945;, Donated by Millipore</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GSM</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td>12-533</td>
			<td>Substrate for GSK-3&#946;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly-glu-tyr polypeptide p(E4Y)</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td>12-440</td>
			<td>Substrate for EGFR</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stealth pin</td>
			<td>ArrayIt</td>
			<td>SMP3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stealth pin</td>
			<td>ArrayIt</td>
			<td>SMP7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amine coated slides</td>
			<td>ArrayIt</td>
			<td>SMM2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aldehyde coated slides</td>
			<td>ArrayIt</td>
			<td>SMA2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Exposy coated slides</td>
			<td>ArrayIt</td>
			<td>SME2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly(methylmethacrylate) (PMMA) coated slides</td>
			<td>Exakt Technologies Inc.</td>
			<td>41500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.2-&#956;m syringe filter</td>
			<td>PALL Life Sciences</td>
			<td>4612</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Virtek Contact Printer</td>
			<td>BioRad</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Novaray Fluorescence Slide Imager</td>
			<td>Alpha Innotech Corporation</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Desktop microarray centrifuge</td>
			<td>ArrayIt</td>
			<td>MHC110V</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MilliQ Synthesis A10</td>
			<td>Millipore</td>
			<td></td>
			<td>Used to filter all water required for experiments</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a guided materials screening approach for developing quantitative sol-gel derived protein microarrays

وقد وجدت ميكروأرس استخدامها في تطوير فحوصات عالية الإنتاجية لمواد جديدة واكتشاف جزيء صغير يؤدي المخدرات. نحن هنا وصف نهج فحص المواد الإرشادية لتحديد المواد مقرها سول جل التي هي مناسبة لإنتاج ميكروأرس بروتين ثلاثي الأبعاد. النهج أولا بتحديد المواد التي يمكن طباعتها كما ميكروأرس، يضيق على عدد من المواد عن طريق تحديد تلك التي تتوافق مع فحص انزيم معين، ومن ثم يشحذ في على مواد الأمثل على أساس الإبقاء على نشاط انزيم أقصى. يتم تطبيق هذا النهج لتطوير ميكروأرس مناسبة لاثنين من المقايسات انزيم مختلفة، واحد باستخدام أستيل والآخر باستخدام مجموعة من أربعة تحركات الرئيسيين المشاركين في السرطان. في كل حالة، كان من الممكن أن ينتج ميكروأرس التي يمكن استخدامها لكمي المقايسات فحص جزيء صغير وإنتاج تعتمد على الجرعة منحنيات استجابة المانع. الأهم من ذلك، هو القدرة على فرز العديد من زميلهأنتجت ريال معلومات عن أنواع من المواد التي تناسب أفضل كل من الانتاج ميكروأري والاحتفاظ نشاط انزيم. توفير البيانات مواد ثاقبة الاحتياجات من المواد الأساسية اللازمة لتفصيل الأمثل، ذات الكثافة العالية سول جل ميكروأرس مشتقة.

عن طريق إجراء تحليل العوامل الموجهة للشاشة المواد، كنا قادرين على تقليل عدد المواد اختبارها من ~ 20،000 إلى بضع مئات من أن زيارتها مرة دبق مناسبة للطباعة. عن طريق تطبيق المبدأ التوجيهي تتطلب مواد زمنية صارمة من دبق 2.5 ساعة أو أكثر، والمواد المحتمل أن تسد دبابيس الطباعة أو إنتاج صفائف irreproducible طبعت أبدا. طبعت مواد قابلة للطباعة التي تم تحديدها لديك ما يكفي من (&gt; 2.5 ساعة) مرات دبق على السطوح 4 شريحة زجاجية functionalized مختلفة. من أجل أن يعتبر &quot;طباعة&quot;، وكان الحد الأقصى لعدد البقع في حجم الإقبال على دبوس المراد طباعتها (SMP3 = 200). تم تقييم البقع أيضا لمورفولوجيا بقعة لضمان ان لا تكسير أو غير مرغوب فيه مرحلة الانفصال وقعت باستخدام المجهر brightfield بسيط كما هو مبين في الشكل 2. من هذه المرحلة من مواد قابلة للطباعة التي تم تحديدها، وأنتجت ميكروأرس مع أستيلكولينستراز وتحركات إدراجها في عنصر مائي مخزنة. تم تحديد المواد التي كانت متوافقة مع هذا الإجراء فحص (بما في ذلك الطباعة الفوقية المحتملة وغسل أو تلطيخ الخطوات) من خلال مراقبة الاحتفاظ اماكن ميكروأري (لا تكسير، وفقدان بقع أو أنماط غير عادية مضان) والسيطرة الايجابية (PC) إلى السيطرة السلبية (NC ) نسبة أكبر من 1 كما لوحظ من خلال الصورة. كما كان هذا حوالي 50٪ من المواد، وهو أكبر PC / NC نسبة 3 كان يستخدم لتحديد المواد الأمثل مع الإبقاء على نشاط البروتين. من خلال هذه الطريقة، 26 مواد سول جل مشتقة تحتوي على مواد أستيلكولينستراز و 2 تحتوي على تحركات راض المعايير&gt; 3 PC / NC. الشكل 3 والشكل 4 تظهر انهيار رسومية من 5 خطوات موجهة مادة الشاشة لتحديد أستيلكولينستراز الأمثل وكيناز ميكروأرس، على التوالي. ويمكن أيضا للفحوصات يمكن التحقق من صحة من خلال توليد يسجل Z &#39;17 </sup&gt; وقد تم ذلك باستخدام المواد التي تنتج أعلى PC / NC النسبة. الشكل 5 يظهر مؤامرة Z &#39;تم الحصول عليها من خلال مقارنة إشارة ولدت من 200 البقع، 100 جهاز كمبيوتر و 100 NC بعد الطباعة الفوقية الصبغة مؤشر والركيزة على مجموعة الألم. نتج من آلام وصفائف كيناز في عشرات Z &#39;كل من 0.60 و 0.67، مما يدل على مقايسة ممتازة. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أنه قبل التحقق من صحة الفحص، كان تركيز الانزيم، صبغ، الركيزة والعامل المساعد على مجموعة إلى أن يكون الأمثل من قبل الطباعة الفوقية مجموعة من تركيزات من كل مكون واختيار التركيز التي أنتجت أعلى إشارة، كما هو موضح بالتفصيل في مكان آخر 5 للتحقق من صحة المقايسات، تم الحصول على بيانات تثبيط الكمي باستخدام مثبطات أستيلكولينستراز المعروفة وغير المعروفة، وكانت النتائج التي أجريت في مكررة والمستخدمة لإنتاج المؤامرات مكررة (الشكل 6A) والمنحنيات تثبيط (أرقام 6B و 6C). &lt;وموشحة اماكن&gt; القوي الأول مع خليط من المعروف مثبطات جزيء صغير نشطة بيولوجيا ثم مع صبغ والركيزة، وأدرجت مخاليط التحكم التي تحتوي على مثبطات سواء المعروفة أو لا المانع. وقد تم توليد المؤامرات مكررة لتقييم نشاط انزيم، واعتبرت أي مخاليط التي أسفرت في أقل من 25 نشاط انزيم٪ إيجابي لتثبيط. تم اختبار مركبات فرد من هذه الخلائط ثم في تكرار لتحديد جزيء صغير محددة (ق) المسؤولة عن تثبيط. وبمجرد تحديدها، وقد استخدمت هذه الجزيئات الصغيرة لتوليد منحنيات تثبيط كمي لتحديد IC 50 القيم والثوابت تثبيط. وتم الحصول على نتائج نوعية مماثلة باستخدام مجموعة multikinase مع مثبط كيناز المشتركة، staurosporine. 7A الشكل 7B وتظهر صورة ميكروأري وتشير إلى أن شدة إشارة بعد الطباعة الفوقية وتلطيخ multikinaseمجموعة كما هو متوقع لعنصر تحكم السالب (- ATP)، مراقبة إيجابية (+ ATP) والمانع المعروفة (ATP + + INH). لإثبات القدرة على الحصول على البيانات تثبيط كمية من ميكروأرس، وقد تم تركيز تعتمد مقايسة تثبيط لكيناز واحد. كما هو مبين في الأرقام و8A 8B، كثافة إشارة تتناقص مع تزايد تركيز مثبط، واستجابة يتبع منحنى تركيز تثبيط تعتمد المتوقعة للكيناز / الركيزة نظام p38α/MBP. <img alt="الشكل 1" src="/files/ftp_upload/50689/50689fig1.jpg" /> الشكل 1. التخطيطي العام للمواد نهج الفرز الموجهة. كل كتلة تمثل خطوة من الشاشة في ترتيب تسلسلي. أرقام على اليسار تمثل العدد الإجمالي من المواد المعدة للتحليل. باستخدام الوقت دبق أكبر من 2.5 ساعة (المواد مع أوقات دبق أقل من 2.5 ساعة عه المشار إليها بواسطة قذفة)، وأشار عدد من المواد التي مرت كل مرحلة والتي رحلت خلال شاشة المواد من قبل عدد على اليمين. * تمثل المواد مع أقل من المستوى الأمثل مرحلة الانفصال. <img alt="الشكل 2" src="/files/ftp_upload/50689/50689fig2.jpg" /> الشكل 2. الصور البصرية تظهر وسائط مختلفة من المواد فشل في الخطوة القابليه من الشاشة. يظهر أيضا صورة من مادة &quot;جيد&quot; (الصف الثاني، العمود الثالث) للمقارنة. أعيد طبعها بإذن من المرجع 8، حقوق الطبع والنشر 2013 الجمعية الكيميائية الأمريكية. <img alt="الشكل (3)" src="/files/ftp_upload/50689/50689fig3.jpg" /> الشكل (3). نهج فحص المواد الموجهة لتحديد المواد الأمثل لافتعال سول جل المستمدة ميكروأرس الألم. أعيد طبعها بيرمission من المرجع 5، حقوق الطبع والنشر 2013 الجمعية الكيميائية الأمريكية. <img alt="الشكل 4" src="/files/ftp_upload/50689/50689fig4.jpg" /> الشكل 4. A مواد نهج الفرز الموجهة لتحديد المواد الأمثل لافتعال ميكروأرس كيناز سول جل المشتقة. أعيد طبعها بإذن من المرجع 8، حقوق الطبع والنشر 2013 الجمعية الكيميائية الأمريكية. <img alt="الرقم 5" src="/files/ftp_upload/50689/50689fig5.jpg" /> الشكل 5. (أ) قسم من ميكروأري أستيلكولينستراز تظهر HC (خضراء زاهية) وLC (الضوء الأخضر) بقع (تم تطبيق لوحة الأسود والأخضر وpseudocolor أجل وضوح العرض)، (B) نسخة مكبرة من منطقة محاصر لتسليط الضوء على بقعة مورفولوجيا والمواءمة؛ و (C) مؤامرة Z &#39;خطوط الصلبة تشير إلى متوسط ​​لل<html> يعيد، في حين الخطوط المتقطعة تتوافق مع 3SD. أعيد طبعها بإذن من المرجع 5، حقوق الطبع والنشر 2013 الجمعية الكيميائية الأمريكية. <img alt="الشكل (6)" src="/files/ftp_upload/50689/50689fig6.jpg" /> الشكل (6). (A) تكرار مؤامرة للفحص على مجموعة من النظير الاصطناعية من قلويدات Amaryllidaceae؛ (B) IC 50 قطع من مثبطات المحتملة التي تم تحديدها وضعت مركبات 1 و (C) مركب 2، مع أشرطة الخطأ تمثل واحدة الانحراف المعياري للمتوسط ​​من 25 مكررات. وتظهر البقع الممثل لتوضيح الاختلافات في إشارة النسبي لتركيزات مثبط. أعيد طبعها بإذن من المرجع 5، حقوق الطبع والنشر 2013 الجمعية الكيميائية الأمريكية. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50689/50689fig6large.jpg" target="_blank">انقر هنا لعرض أكبر شخصية</a> . NT &quot;FO: المحافظة على together.within الصفحات =&quot; دائما &quot;&gt; <img alt="الرقم 7" src="/files/ftp_upload/50689/50689fig7.jpg" /> الرقم 7. مقايسة على مجموعة من أربعة تحركات باستخدام 1.4SS/1.0PVA لانحباس وطباعتها على شريحة AMINE-derivatized. (A) صورة لقسم من ميكروأري التي تم موشحة البقع مع تحركات شارك في شرك مع ركائز كل منهما مع العازلة (NC، الصف العلوي)، أو محاليل تحتوي على ATP (PC، صف الأوسط) أو ATP + staurosporine (الصف السفلي). (B) الرسوم البيانية المقارنة بين شدة إشارة بين مستعمل وردود الفعل غير مأهولة، بعد الطرح من الإشارات الخلفية وأشرطة الخطأ تمثل واحدة الانحراف المعياري للمتوسط ​​من 25 مكررات. أعيد طبعها بإذن من المرجع 8، حقوق الطبع والنشر 2013 الجمعية الكيميائية الأمريكية. <img alt="الرقم 8" src="/files/ftp_upload/50689/50689fig8.jpg" /> الرقم 8. Inhibiti. على فحص على ميكروأري p38a/MBP (A) أقسام ميكروأرس تظهر بقع ممثل overspotted مع تركيزات staurosporine متفاوتة، كما هو مبين (تم الحصول على الصور عن طريق فحص واحد من نفس الشريحة؛ يظهر صورة مركبة لوضوح). (B) IC 50 منحنى ولدت من الصور مجموعة تحليلها. تم طرح كثافة الحصول على 100 ملي من جميع الصور؛ تم تطبيع جميع كثافات أخرى عن طريق تعيين كثافة تم الحصول عليها في 10 نانومتر إلى قيمة النشاط بنسبة 100٪. أعيد طبعها بإذن من المرجع 8، حقوق الطبع والنشر 2013 الجمعية الكيميائية الأمريكية. <img alt="الرقم 9" src="/files/ftp_upload/50689/50689fig9.jpg" /> الشكل 9. صور مجهرية دبوس الشبح المستخدمة للاتصال دبوس الطباعة تظهر مختلف عيوب: (أ) انسداد، (B) عازمة.

Watch this Scientific Journal Video about A Guided Materials Screening Approach for Developing Quantitative Sol-gel Derived Protein Microarrays at JoVE.com

A Guided Materials Screening Approach for Developing Quantitative Sol-gel Derived Protein Microarrays

ووصف نهج فحص المواد الموجهة لتطوير سول جل المستمدة من البروتين ميكروأرس مخدر باستخدام طريقة الناشئة دبوس الطباعة من تلفيق. ويتجلى هذا من خلال منهجية تطوير أستيل وmultikinase ميكروأرس، والتي تستخدم لفحص جزيء صغير فعالة من حيث التكلفة.

A مواد إرشادية النهج فحص لتطوير الكمي سول جل ميكروأرس بروتين المشتقة

Microarrays have found use in the development of high-throughput assays for new materials and discovery of small-molecule drug leads. Herein we describe a ...

a-guided-materials-screening-approach-for-developing-quantitative-sol

Research

JoVE Journal

Chemistry

14.0K Views.  McMaster University.  ووصف نهج فحص المواد الموجهة لتطوير سول جل المستمدة من البروتين ميكروأرس مخدر باستخدام طريقة الناشئة دبوس الطباعة من تلفيق. ويتجلى هذا من خلال منهجية تطوير أستيل وmultikinase ميكروأرس، والتي تستخدم لفحص جزيء صغير فعالة من حيث التكلفة. 

Video: A Guided Materials Screening Approach for Developing Quantitative Sol-gel Derived Protein Microarrays

Seeded Synthesis of CdSe/CdS Rod and Tetrapod Nanocrystals

We demonstrate a method for the synthesis of multicomponent nanostructures consisting of CdS and CdSe with rod and tetrapod morphologies. A seeded synthesis strategy is used in which spherical seeds of CdSe are prepared first using a hot-injection technique. By controlling the crystal structure of the seed to be either wurtzite or zinc-blende, the subsequent hot-injection growth of CdS off of the seed results in either a rod-shaped or tetrapod-shaped nanocrystal, respectively. The phase and morphology of the synthesized nanocrystals are confirmed using X-ray diffraction and transmission electron microscopy, demonstrating that the nanocrystals are phase-pure and have a consistent morphology. The extinction coefficient and quantum yield of the synthesized nanocrystals are calculated using UV-Vis absorption spectroscopy and photoluminescence spectroscopy. The rods and tetrapods exhibit extinction coefficients and quantum yields that are higher than that of the bare seeds. This synthesis demonstrates the precise arrangement of materials that can be achieved at the nanoscale by using a seeded synthetic approach.

A protocol for the seeded synthesis of rod-shaped and tetrapod-shaped multicomponent nanostructures consisting of CdS and CdSe is presented.

We demonstrate a method for the synthesis of multicomponent nanostructures consisting of CdS and CdSe with rod and tetrapod morphologies. A seeded ...

Covalent Binding of BMP-2 on Surfaces Using a Self-assembled Monolayer Approach

Bone morphogenetic protein 2 (BMP-2) is a growth factor embedded in the extracellular matrix of bone tissue. BMP-2 acts as trigger of mesenchymal cell differentiation into osteoblasts, thus stimulating healing and de novo bone formation. The clinical use of recombinant human BMP-2 (rhBMP-2) in conjunction with scaffolds has raised recent controversies, based on the mode of presentation and the amount to be delivered. The protocol presented here provides a simple and efficient way to deliver BMP-2 for in vitro studies on cells. We describe how to form a self-assembled monolayer consisting of a heterobifunctional linker, and show the subsequent binding step to obtain covalent immobilization of rhBMP-2. With this approach it is possible to achieve a sustained presentation of BMP-2 while maintaining the biological activity of the protein. In fact, the surface immobilization of BMP-2 allows targeted investigations by preventing unspecific adsorption, while reducing the amount of growth factor and, most notably, hindering uncontrolled release from the surface. Both short- and long-term signaling events triggered by BMP-2 are taking place when cells are exposed to surfaces presenting covalently immobilized rhBMP-2, making this approach suitable for in vitro studies on cell responses to BMP-2 stimulation.

We describe a method for accomplishing efficient immobilization of BMP-2 on surfaces. Our approach is based on the formation of a self-assembled monolayer to achieve the covalent binding of BMP-2 via its free amine residues. This method is a useful tool to study signaling at the cell membrane.

التساهمية تجليد BMP-2 على السطوح باستخدام نهج أحادي الطبقة تجميعها الذاتي

Bone morphogenetic protein 2 (BMP-2) is a growth factor embedded in the extracellular matrix of bone tissue. BMP-2 acts as trigger of mesenchymal cell ...

Synthesis and Purification of Iodoaziridines Involving Quantitative Selection of the Optimal Stationary Phase for Chromatography

The highly diastereoselective preparation of cis-N-Ts-iodoaziridines through reaction of diiodomethyllithium with N-Ts aldimines is described. Diiodomethyllithium is prepared by the deprotonation of diiodomethane with LiHMDS, in a THF/diethyl ether mixture, at -78 &#176;C in the dark. These conditions are essential for the stability of the LiCHI2 reagent generated. The subsequent dropwise addition of N-Ts aldimines to the preformed diiodomethyllithium solution affords an amino-diiodide intermediate, which is not isolated. Rapid warming of the reaction mixture to 0 &#176;C promotes cyclization to afford iodoaziridines with exclusive cis-diastereoselectivity. The addition and cyclization stages of the reaction are mediated in one reaction flask by careful temperature control.
Due to the sensitivity of the iodoaziridines to purification, assessment of suitable methods of purification is required. A protocol to assess the stability of sensitive compounds to stationary phases for column chromatography is described. This method is suitable to apply to new iodoaziridines, or other potentially sensitive novel compounds. Consequently this method may find application in range of synthetic projects. The procedure involves firstly the assessment of the reaction yield, prior to purification, by 1H NMR spectroscopy with comparison to an internal standard. Portions of impure product mixture are then exposed to slurries of various stationary phases appropriate for chromatography, in a solvent system suitable as the eluent in flash chromatography. After stirring for 30 min to mimic chromatography, followed by filtering, the samples are analyzed by 1H NMR spectroscopy. Calculated yields for each stationary phase are then compared to that initially obtained from the crude reaction mixture. The results obtained provide a quantitative assessment of the stability of the compound to the different stationary phases; hence the optimal can be selected. The choice of basic alumina, modified to activity IV, as a suitable stationary phase has allowed isolation of certain iodoaziridines in excellent yield and purity.

A protocol for the diastereoselective one-pot preparation of cis-N-Ts-iodoaziridines is described. The generation of diiodomethyllithium, addition to N-Ts aldimines and cyclization of the amino gem-diiodide intermediate to iodoaziridines is demonstrated. Also included is a protocol to rapidly and quantitatively assess the most appropriate stationary phase for purification by chromatography.

التوليف وتنقية Iodoaziridines إشراك الكمي التحديد الأمثل للقرطاسية المرحلة اللوني لل

The highly diastereoselective preparation of cis-N-Ts-iodoaziridines through reaction of diiodomethyllithium with N-Ts aldimines is described. ...

Glycan Node Analysis: A Bottom-up Approach to Glycomics

Synthesized in a non-template-driven process by enzymes called glycosyltransferases, glycans are key players in various significant intra- and extracellular events. Many pathological conditions, notably cancer, affect gene expression, which can in turn deregulate the relative abundance and activity levels of glycoside hydrolase and glycosyltransferase enzymes. Unique aberrant whole glycans resulting from deregulated glycosyltransferase(s) are often present in trace quantities within complex biofluids, making their detection difficult and sometimes stochastic. However, with proper sample preparation, one of the oldest forms of mass spectrometry (gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS) can routinely detect the collection of branch-point and linkage-specific monosaccharides ("glycan nodes") present in complex biofluids. Complementary to traditional top-down glycomics techniques, the approach discussed herein involves the collection and condensation of each constituent glycan node in a sample into a single independent analytical signal, which provides detailed structural and quantitative information about changes to the glycome as a whole and reveals potentially deregulated glycosyltransferases. Improvements to the permethylation and subsequent liquid/liquid extraction stages provided herein enhance reproducibility and overall yield by facilitating minimal exposure of permethylated glycans to alkaline aqueous conditions. Modifications to the acetylation stage further increase the extent of reaction and overall yield. Despite their reproducibility, the overall yields of N-acetylhexosamine (HexNAc) partially permethylated alditol acetates (PMAAs) are shown to be inherently lower than their expected theoretical value relative to hexose PMAAs. Calculating the ratio of the area under the extracted ion chromatogram (XIC) for each individual hexose PMAA (or HexNAc PMAA) to the sum of such XIC areas for all hexoses (or HexNAcs) provides a new normalization method that facilitates relative quantification of individual glycan nodes in a sample. Although presently constrained in terms of its absolute limits of detection, this method expedites the analysis of clinical biofluids and shows considerable promise as a complementary approach to traditional top-down glycomics.

This article presents an enhanced form of a novel bottom-up glycomics technique designed to analyze the pooled compositional profile of glycans in unfractionated biofluids through the chemical breakdown of glycans into their constituent linkage-specific monosaccharides for detection by GC-MS. Potential applications include early detection of cancer and other glycan-affective disorders.

غليكان تحليل عقدة: نهج من أسفل إلى أعلى لGlycomics

Synthesized in a non-template-driven process by enzymes called glycosyltransferases, glycans are key players in various significant intra- and ...

Microfluidic Pneumatic Cages: A Novel Approach for In-chip Crystal Trapping, Manipulation and Controlled Chemical Treatment

The precise localization and controlled chemical treatment of structures on a surface are significant challenges for common laboratory technologies. Herein, we introduce a microfluidic-based technology, employing a double-layer microfluidic device, which can trap and localize in situ and ex situ synthesized structures on microfluidic channel surfaces. Crucially, we show how such a device can be used to conduct controlled chemical reactions onto on-chip trapped structures and we demonstrate how the synthetic pathway of a crystalline molecular material and its positioning inside a microfluidic channel can be precisely modified with this technology. This approach provides new opportunities for the controlled assembly of structures on surface and for their subsequent treatment.

Herein, we describe the fabrication and operation of a double-layer microfluidic system made of polydimethylsiloxane (PDMS). We demonstrate the potential of this device for trapping, directing the coordination pathway of a crystalline molecular material and controlling chemical reactions onto on-chip trapped structures.

أقفاص الهوائية ميكروفلويديك: مقاربة رواية لفي رقاقة كريستال الاصطياد، التلاعب والتحكم المعالجة الكيميائية

The precise localization and controlled chemical treatment of structures on a surface are significant challenges for common laboratory technologies. ...

Synthesis of a Water-soluble Metal&#8211;Organic Complex Array

We demonstrate a method for the synthesis of a water-soluble multimetallic peptidic array containing a predetermined sequence of metal centers such as Ru(II), Pt(II), and Rh(III). The compound, named as a water-soluble metal-organic complex array (WSMOCA), is obtained through 1) the conventional solution-chemistry-based preparation of the corresponding metal complex monomers having a 9-fluorenylmethyloxycarbonyl (Fmoc)-protected amino acid moiety and 2) their sequential coupling together with other water-soluble organic building units on the surface-functionalized polymeric resin by following the procedures originally developed for the solid-phase synthesis of polypeptides, with proper modifications. Traces of reactions determined by mass spectrometric analysis at the representative coupling steps in stage 2 confirm the selective construction of a predetermined sequence of metal centers along with the peptide backbone. The WSMOCA cleaved from the resin at the end of stage 2 has a certain level of solubility in aqueous media dependent on the pH value and/or salt content, which is useful for the purification of the compound.

Synthesis of a Water-soluble Metal&amp;#8211;Organic Complex Array

A potential general method for the synthesis of water-soluble multimetallic peptidic arrays containing a predetermined sequence of metal centers is presented.

توليف مجموعة معقدة للذوبان في الماء المعدنية العضوية

We demonstrate a method for the synthesis of a water-soluble multimetallic peptidic array containing a predetermined sequence of metal centers such as ...

Facet-to-facet Linking of Shape-anisotropic Colloidal Cadmium Chalcogenide Nanostructures

Here, we describe a protocol that allows for shape-anisotropic cadmium chalcogenide nanocrystals (NCs), such as nanorods (NRs) and tetrapods (TPs), to be covalently and site-specifically linked via their end facets, resulting in polymer-like linear or branched chains. The linking procedure begins with a cation-exchange process in which the end facets of the cadmium chalcogenide NCs are first converted to silver chalcogenide. This is followed by the selective removal of ligands at their surface. This results in cadmium chalcogenide NCs with highly reactive silver chalcogenide end facets that spontaneously fuse upon contact with each other, thereby establishing an interparticle facet-to-facet attachment. Through the judicious choice of precursor concentrations, an extensive network of linked NCs can be produced. Structural characterization of the linked NCs is carried out via low- and high-resolution transmission electron microscopy (TEM), as well as energy-dispersive X-ray spectroscopy, which confirm the presence of silver chalcogenide domains between chains of cadmium chalcogenide NCs.

A protocol detailing how shape-anisotropic colloidal cadmium chalcogenide nanocrystals can be covalently linked via their end facets is presented here.

جانبا إلى جانب ربط النانو تشالكوجينيدي شكل متباين الكادميوم غرواني

Here, we describe a protocol that allows for shape-anisotropic cadmium chalcogenide nanocrystals (NCs), such as nanorods (NRs) and tetrapods (TPs), to be ...

Chemical Synthesis of Porous Barium Titanate Thin Film and Thermal Stabilization of Ferroelectric Phase by Porosity-Induced Strain

Barium titanate (BaTiO3, hereafter BT) is an established ferroelectric material first discovered in the 1940s and still widely used because of its well-balanced ferroelectricity, piezoelectricity, and dielectric constant. In addition, BT does not contain any toxic elements. Therefore, it is considered to be an eco-friendly material, which has attracted considerable interest as a replacement for lead zirconate titanate (PZT). However, bulk BT loses its ferroelectricity at approximately 130 &#176;C, thus, it cannot be used at high temperatures. Because of the growing demand for high-temperature ferroelectric materials, it is important to enhance the thermal stability of ferroelectricity in BT. In previous studies, strain originating from the lattice mismatch at hetero-interfaces has been used. However, the sample preparation in this approach requires complicated and expensive physical processes, which are undesirable for practical applications.
In this study, we propose a chemical synthesis of a porous material as an alternative means of introducing strain. We synthesized a porous BT thin film using a surfactant-assisted sol-gel method, in which self-assembled amphipathic surfactant micelles were used as an organic template. Through a series of studies, we clarified that the introduction of pores had a similar effect on distorting the BT crystal lattice, to that of a hetero-interface, leading to the enhancement and stabilization of ferroelectricity. Owing to its simplicity and cost effectiveness, this fabrication process has considerable advantages over conventional methods.

Here, we present a protocol for the synthesis of porous barium titanate (BaTiO3) thin film by a surfactant-assisted sol-gel method, in which self-assembled amphipathic surfactant micelles are used as an organic template.

التوليف الكيميائي الفيلم رقيقة تيتانات باريوم المسامية والاستقرار الحراري للمرحلة فيرويليكتريك من الإجهاد الناجم عن المسامية

Barium titanate (BaTiO3, hereafter BT) is an established ferroelectric material first discovered in the 1940s and still widely used because of its ...

Exfoliation and Analysis of Large-area, Air-Sensitive Two-Dimensional Materials

We describe methods for producing and analyzing large, thin flakes of air-sensitive two-dimensional materials. Thin flakes of layered or van der Waals crystals are produced using mechanical exfoliation, in which layers are peeled off a bulk crystal using adhesive tape. This method produces high-quality flakes, but they are often small and can be hard to find, particularly for materials with relatively high cleavage energies such as black phosphorus. By heating the substrate and the tape, two-dimensional material adhesion to the substrate is promoted, and the flake yield can be increased by up to a factor of ten. After exfoliation, it is necessary to image or otherwise analyze these flakes but some two-dimensional materials are sensitive to oxygen or water and will degrade when exposed air. We have designed and tested a hermetic transfer cell to temporarily maintain the inert environment of a glovebox so that air-sensitive flakes can be imaged and analyzed with minimal degradation. The compact design of the transfer cell is such that optical analysis of sensitive materials can be performed outside of a glovebox without specialized equipment or modifications to existing equipment.

A method for exfoliating large thin flakes of air sensitive two-dimensional materials and safely transporting them for analysis outside of a glovebox is presented.

تقشير وتحليل للمساحة الكبيرة، مواد حساسة للهواء ثنائي الأبعاد

We describe methods for producing and analyzing large, thin flakes of air-sensitive two-dimensional materials. Thin flakes of layered or van der Waals ...

Technical Aspect of the Automated Synthesis and Real-Time Kinetic Evaluation of [11C]SNAP-7941

Positron emission tomography (PET) is an essential molecular imaging technique providing insights into pathways and using specific targeted radioligands for in vivo investigations. Within this protocol, a robust and reliable remote-controlled radiosynthesis of [11C]SNAP-7941, an antagonist to the melanin-concentrating hormone receptor 1, is described. The radiosynthesis starts with cyclotron produced [11C]CO2 that is subsequently further reacted via a gas-phase transition to [11C]CH3OTf. Then, this reactive intermediate is introduced to the precursor solution and forms the respective radiotracer. Chemical as well as the radiochemical purity are determined by means of RP-HPLC, routinely implemented in the radiopharmaceutical quality control process. Additionally, the molar activity is calculated as it is a necessity for the following real-time kinetic investigations. Furthermore, [11C]SNAP-7941 is applied to MDCKII-WT and MDCKII-hMDR1 cells for evaluating the impact of P-glycoprotein (P-gp) expression on cell accumulation. For this reason, the P-gp expressing cell line (MDCKII-hMDR1) is either used without or with blocking prior to experiments by means of the P-gp substrate (&#177;)-verapamil and the results are compared to the ones observed for the wildtype cells. The overall experimental approach demonstrates the importance of a precise time-management that is essential for every preclinical and clinical study using PET tracers radiolabelled with short-lived nuclides, such as carbon-11 (half-life: 20 min).

Technical Aspect of the Automated Synthesis and Real-Time Kinetic Evaluation of [11C]SNAP-7941

Here, we represent a protocol for the fully automated radiolabelling of [11C]SNAP-7941 and the analysis of the real-time kinetics of this PET-tracer on P-gp expressing and non-expressing cells.

الجانب التقني من التوليف الآلي والتقييم الحركي في الوقت الحقيقي من [11C] SNAP-7941

Positron emission tomography (PET) is an essential molecular imaging technique providing insights into pathways and using specific targeted radioligands ...