L’interaction des protéines et des peptides avec les matériaux inorganiques est un phénomène fondamental ayant des implications pour la nanotechnologie, les biomatériaux et la biotechnologie. La première étape dans la compréhension d’un tel phénomène est de révéler les constantes fondamentales physico-chimiques telles que l’adsorption constante, gibbs énergie libre, enthalpie, entropie, et l’adsorption limitée qui peut être évaluée par l’établissement d’isothermes adsorption. Cependant, l’adsorption de la phase liquide est limitée avec la cinétique, la capacité de surface, le pH, et l’adsorption comparative que tous devraient être consciemment considérés avant de définir l’expérience.
Dans cette vidéo, mes collègues Elena Korina et Sergei Neifert présenteront l’étude physico-chimique de l’adsorption dipeptide sur la solution disperser le dioxyde de titane couvrant les caractéristiques de préparation qui aideront à éviter les risques cachés auxquels les chercheurs peuvent faire face lors de l’exécution d’expériences pertinentes. Placer 183 milligrammes de dipeptide dans le tube à essai polymérique stérile et diluer jusqu’à environ 35 millilitres avec de l’eau distillée double et dissoudre à température ambiante en remuant vigoureusement. Si le dipeptide ne se dissout pas dans l’eau distillée double et en remuant, placez la solution dipeptide dans le bain ultrasonique et sonicate pendant quelques minutes.
Ajustez le pH de la solution prés dissoute d’un peptide à 7,4 en ajoutant prudemment une solution de MES ou d’hydroxyde de sodium à la solution dipeptide en remuant à température ambiante et en surveillant le pH à l’aide d’un compteur de pH. Après ajustement du pH, verser la solution dans le cylindre de mesure. Rincez le tube à essai et remplissez le cylindre de mesure avec l’eau distillée double jusqu’à 40 millilitres pour faire la concentration finale de 16 millimolar.
Préparer les dilutions de dipeptide avec des concentrations comprises entre 0,4 et 12 millimolaires en diluant la solution de dipeptide de 16 millimolaires avec de l’eau distillée double. Par exemple, afin de préparer une solution de dipeptide de huit millimolaires, ajouter sept millilitres d’eau distillée double à 10 millilitres de solution de dipeptide millimolaire. Après dilution, réglez le pH à 7,4 en ajoutant une solution goutte-à-goutte de MES ou d’hydroxyde de sodium à la solution de dipeptide.
Après ajustement du pH, verser la solution dans le cylindre de mesure. Rincer le tube à essai et remplir le cylindre de mesure jusqu’à 20 millilitres avec de l’eau distillée double pour faire une concentration de huit millimolaires. D’autres dilutions de la solution de stock de dipeptide sont préparées en conséquence.
En fin de compte, nous obtenons une rangée de dilutions dipeptide prêt pour les études d’adsorption. Préparez une solution tampon MES de 10 millimilliles. Réglez le pH à 7,4 avec de l’hydroxyde trisodique en remuant et en surveillant le pH à l’aide d’un compteur de pH.
Cette solution sera utilisée pour la seule préparation. Moudre environ 200 milligrammes d’oxyde de titane nanocrystallin dans un mortier pendant au moins cinq minutes. Pesez 40 milligrammes de nanoparticules de dioxyde de titane moudre.
Mettez le flacon dans le bain de sonication à l’aide du support de laboratoire. Ajouter le dioxyde de titane moudre dans 20 millilitres de tampon MES dans le flacon à l’aide de l’entonnoir en verre et sonicate dans un bain ultrasonique pendant 20 minutes. Réglez le thermostat à la température désirée.
Ajouter un millilitre de la semelle sonore de dioxyde de titane aux flacons d’adsorption marqués. Placez les flacons d’adsorption marqués contre les dilutions correspondantes dans un dispositif flottant improvisé en polystyrène et mettez-le dans le thermostat pour équilibrer la température pendant au moins cinq minutes. Après cela, ajouter un millilitre de dilution dipeptide à la fiole d’adsorption marquée correspondante en s’assurant que toutes les solutions de mélange ont la même température.
Gardez la série d’échantillons d’adsorption obtenus au thermostat pendant 24 heures pour atteindre l’équilibre d’adsorption. Agitent occasionnellement les dispersions d’oxyde de titane pendant le thermostatage. Afin d’éviter le rééd équilibre induit par la température, préduire un échantillon du thermostat pour la filtration à la fois.
Prélumez un échantillon de la solution dipeptide de chaque flacon de verre à l’aide d’une seringue. Retirer l’aiguille de la seringue et mettre sur le filtre à seringues pour filtrer la solution dipeptide dans le flacon de verre. Répétez la filtration avec des échantillons d’autres concentrations.
Maintenant, ces échantillons sont prêts pour l’analyse. Faire la solution de 50 millilitres de TFA en acétyonitrile. Pointe de 0,34 millilitres de TFA dans le cylindre de mesure et ajuster le volume de solution à 50 millilitres avec acétyonitrile à température ambiante.
Préparez la solution de dérivation. Spike 299 microlitres de phénylisothiocyanate et 347 microlitres de triethylamine dans le cylindre de mesure et remplir le cylindre jusqu’à 50 millilitres avec de l’acétyltrile. Avant l’analyse de chromatographie liquide haute performance, dérivation des échantillons avec les réagentineurs d’Edman dans les flacons de chromatographie.
Mélanger les 400 microlitres de l’échantillon avec 400 microlitres de réatteur de dérivation. Gardez les échantillons à 60 degrés pendant 15 minutes. Après le chauffage, neutraliser les échantillons avec 225 microlitres de solution TFA et attendre quelques minutes pour refroidir l’échantillon à température ambiante.
Utilisez l’analyse HPLC pour déterminer la concentration de la solution dipeptide avant et après l’adsorption. Commencez l’analyse des échantillons avec les conditions nécessaires qui sont définies par le logiciel. Les dépendances de l’adsorption de la concentration de dipeptide d’équilibre après adsorption, isothermes d’adsorption ont été tracées en conséquence aux données expérimentales obtenues.
Les mesures de l’adsorption dipeptide ont été traitées à l’aide du modèle Henry. La constante de liaison d’équilibre a été obtenue de la pente de la dépendance de l’adsorption de dipeptide sur la concentration d’équilibre de dipeptide. L’équation van’t Hoff a été utilisée pour déterminer l’énergie gibbs standard gratuite pour chaque température.
Parcelle dans un graphique de l’énergie libre par rapport à la température, nous avons déterminé l’enthalpie comme interception du graphique linéaire avec un axe d’énergie libre pour le dipeptide. Le changement d’entropie pour chaque température a été déterminé à partir de l’équation fondamentale. Les valeurs calculées de l’équilibre liant l’énergie libre de Gibbs, l’enthalpie et l’entropie pour le dipeptide sont présentées dans le tableau un.
Adsorption isotherm construction à partir de données d’épuisement reste d’être la méthodologie la plus disponible qui ne nécessite pas de configurations coûteuses, fournissant des données physico-chimiques exhaustives pour littéralement chaque sorbate soluble. Combiné avec des données spectroscopiques ou informatiques, il peut révéler des caractéristiques structurelles fondamentales du comportement complexe des biomolécules au contact des nanoparticules inorganiques.
