The authors would like to acknowledge Ph.D. grant of LANEF in Grenoble for support of Laurie-Amandine Gar&#231;on. This work was financially supported by the French National Research Agency (ANR-grant 06-NANO-045).

.1 הכנת פתרונות שונים ודוגמאות חלבון <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן של פתרון פוספט חיץ (PBS-G) המכיל 50 מ&quot;מ לאא 2 PO 4, 50 mM NaCl 100 מ&quot;ל, וגליצרול% 10 בpH 6.8. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן 250 מ&quot;ל של תמיסת חיץ HEPES מכיל 10 HEPES מ&quot;מ, 150 mM NaCl, 0.005% Tween 20 בpH 7.4. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן פתרון מניות של אבן בניין 1 (BB1) לחסום לקטוז ובניית 2 (BB2) הגופריתית לקטוז (איור 1) ב0.2 מ&quot;מ בPBS-G. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן 1 מ&quot;ל של פתרונות חלבון בHEPES: לקטינים hypogaea rachis (AHL) בשעה 500 ננומטר, מיוגלובין ב1 מיקרומטר, ויזוזים ב500 ננומטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן 20 מ&quot;ל של 1% SDS במי ultrapure. </li></ol> 2 הכנת מערך CoCRR <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה את משטח הזהב של hr פריזמה 48 לפני שימוש עם שואב פלזמה למשך 3 דקות בתנאים אלה: חמצן 75%, 25% ארגון, 0.6 mbar, כוח 40 W. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן solutio הטהור ומעורב אחד עשרהns של BB1 וBB2 עם [BB1] / ([BB1] + [BB2]) יחסים בין 0 ל 100% במרווחים של 10% בריכוז BB כולל של 0.1 מ&quot;מ בPBS-G. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפקדה 8 טיפות NL של פתרונות טהורים ומעורבים אלה על פני השטח המנסרה באמצעות ללא מגע צופה בארבעה העתקים עבור כל יחס עם 44 נקודות בסך הכל (איור 2). הערה: 10 גליצרול% הוסיף בPBS-G הוא מאוד חשובה כדי להפחית את האידוי ממס והשינוי של ריכוז BB לאחר בתצהיר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח את הפריזמה בתוך צלחת פטרי המכילה 1 מ&quot;ל של מים ultrapure ולהשאיר אותה O / N ב RT להרכבה עצמית של BB1 וBB2 על משטח הזהב. במסמך זה, הנחה היא כי הרכב פני השטח הממוצע בסאמס המעורב משקף את הרכב הפתרון המעורב בתצהיר (איור 3) 11. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שטוף ביסודיות את הפריזמה עם מים ultrapure ולאחר מכן לייבש אותו תחת זרם של ארגון. </li></ol> .3 חלבון חישה על ידי spri <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את incubator שבו מנגנון spri ממוקם ב25 ° C כדי למנוע שינויי מקדם שבירה הנגרמים על ידי שינויי טמפרטורה במהלך חישת חלבון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס פריזמה שטיפה-פונקציונליות שאינו בקיטון אתר Polyether 10 μl (פיק) לזרום תא מחובר למשאבה בשליטת מחשב מזרק, מסלק גזים ושסתום הזרקה בלחץ בינוני 6 יציאות (איור 4). מלא את מערכת הזרימה עם מסונן טרי וdegassed פועל HEPES חיץ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את הפריזמה השטיפה והכנס את הפריזמה המכילה את מערך CoCRR בתא הזרימה. הפעלת HEPES ב100 μl / קצב זרימה דק &#39;. בעזרתו של מצלמת CCD להסיר בועות אוויר על פני השטח פריזמה על ידי העברת מאגר פועל במהירות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את אזור מחקר לכל מקום על ידי ציור עיגול עם הקוטר זהה לתחום עניין של מבוסס על תמונה בניגוד היטב של המערך ועם העזרה של תוכנה משולבת במערכת spri. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עקוב אחר עקומות plasmon, המייצגות משקפיםעקומות ivity בפונקציה של זווית האירוע, לכל המקומות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר את הזווית (מיקום שבו יירשמו עקומות קינטית) עובד במדרון הגבוה ביותר של עיקולי רפלקטיביות. סובב את מראה הסריקה כדי לתקן את זווית עבודה שנבחרה למדידות קינטית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תמשיך לפעול HEPES באמצעות מערכת הזרימה עד אות רפלקטיביות עבור כל הנקודות היא יציבה וקבועה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזרק 1 מ&quot;ל פתרון AHL עם מזרק לתוך לולאת המדגם (500 μl) עם שסתום ההזרקה ב&quot; עומס &quot;עמדה. ואז לשים את שסתום ההזרקה למצב את &quot;זריקה&quot;. קצב הזרימה המשמש לכל הזרקת החלבון היה 100 μl / דקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל מדידות קינטית על ידי ניטור שינויי רפלקטיביות נגד הזמן בו זמנית בכל המקומות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בסופו של הזרקת חלבון, לשטוף את המערך עם הפעלת מאגר ל8 דקות. לבסוף, להזריק 1 מ&quot;ל 1% SDS להתחדש זה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על אותו התהליך p האחרroteins. </li></ol> .4 עיבוד נתונים וניתוח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעקבות כניסתו של פתרון חלבון לתוך תא הזרימה, מולקולרי מחייב מתרחש וגורם לתזוזה של עקומות plasmon ווריאציה של רפלקטיביות. תוכנת רכישת התמונה ממירה את ערכי עוצמת אור הנמדדים לאפור רמות גוניות, נותנת תמונות SPR איור 5A, ויוצרת וריאציה של רפלקטיביות לעומת זמן, נותן sensorgrams (איור 5). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בתוכנת מחשוב מתמטיקה לתכנן רפלקטיביות (% R) בסוף כל הזרקת חלבון לעומת [BB1] / ([BB1] + [BB2]) יחס כדי ליצור פרופיל 2D רציף אבולוציה (CEP) עבור כל דגימה (איור 5C). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף את [BB1] / ([BB1] + [BB2]) יחס בsensorgrams (איור 5) כדי ליצור נוף 3D רציף אבולוציה (CEL) עבור כל חלבון (איור 5D). </li></ol>

<ol>
	<li>Margulies, D., Hamilton, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combinatorial+protein+recognition+as+an+alternative+approach+to+antibody-mimetics.">Combinatorial protein recognition as an alternative approach to antibody-mimetics.</a> Current Opinion in Chemical Biology. 14, 705-712 (2010).</li><li>Umali, A. P., Anslyn, E. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+general+approach+to+differential+sensing+using+synthetic+molecular+receptors.">A general approach to differential sensing using synthetic molecular receptors.</a> Current Opinion in Chemical Biology. 14, 685-692 (2010).</li><li>Baldini, L., Wilson, A. J., Hong, J., Hamilton, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pattern-based+detection+of+different+proteins+using+an+array+of+fluorescent+protein+surface+receptors.">Pattern-based detection of different proteins using an array of fluorescent protein surface receptors.</a> J. Am. Chem. Soc. 126, 5656-5657 (2004).</li><li>Zhou, H. C., Baldini, L., Hong, J., Wilson, A. J., Hamilton, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pattern+recognition+of+proteins+based+on+an+array+of+functionalized+porphyrins.">Pattern recognition of proteins based on an array of functionalized porphyrins.</a> J. Am. Chem. Soc. 128, 2421-2425 (2006).</li><li>Wright, A. T., Griffin, M. J., Zhong, Z., McCleskey, S. C., Anslyn, E. V., McDevitt, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+receptors+create+patterns+that+distinguish+various+proteins.">Differential receptors create patterns that distinguish various proteins.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 44, 6375-6378 (2005).</li><li>Wright, A. T., Anslyn, E. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+receptor+arrays+and+assays+for+solution-based+molecular+recognition.">Differential receptor arrays and assays for solution-based molecular recognition.</a> Chem. Soc. Rev. 35, 14-28 (2006).</li><li>You, C. C., 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=Detection+and+identification+of+proteins+using+nanoparticle&#8211;fluorescent+polymer+&#8216;chemical+nose&#8217;+sensors.">Detection and identification of proteins using nanoparticle&#8211;fluorescent polymer &#8216;chemical nose&#8217; sensors.</a> Nature Nanotechnology. 2, 318-323 (2007).</li><li>De, 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=Sensing+of+proteins+in+human+serum+using+conjugates+of+nanoparticles+and+green+fluorescent+protein.">Sensing of proteins in human serum using conjugates of nanoparticles and green fluorescent protein.</a> Nature Chemistry. 1, 461-465 (2009).</li><li>Hou, 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=Continuous+evolution+profiles+for+electronic-tongue-based+analysis.">Continuous evolution profiles for electronic-tongue-based analysis.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 51, 10394-10398 (2012).</li><li>Campbell, C. T., Kim, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SPR+microscopy+and+its+applications+to+high-throughput+analyses+of+biomolecular+binding+events+and+their+kinetics.">SPR microscopy and its applications to high-throughput analyses of biomolecular binding events and their kinetics.</a> Biomaterials. 28, 2380-2392 (2007).</li><li>Stranick, S. J., 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=Nanometer-scale+phase+separation+in+mixed+composition+self-assembled+monolayers.">Nanometer-scale phase separation in mixed composition self-assembled monolayers.</a> Nanotechnology. 7, 438-442 (1996).</li></ol>

The authors have no conflicts of interest to declare.

<html> השלבים הקריטיים ביותר לבנייה של ET זה מוקדשים כדי להבטיח שחזור טוב של המערכת. לדוגמא, לנקות את משטח הזהב של פריזמה עם הליך סטנדרטי לפני השימוש, הוספת 10% מגליצרול באחד עשרה פתרונות טהורים ומעורבים של BB1 וBB2 לחסל אידוי ממס במהלך BBs עצמי הרכבה על משטח הזהב של פריזמה, הפקד...

שיטות חישת חלבון מדויקות ומהירים הן חשובות מאוד באבחון רפואי ופרוטאומיקה. מערכים קלאסיים לגילוי חלבון, כגון שבבים, המבוססים על עיקרון ההכרה &quot;המפתח לנעול-and-&quot; ודורשים קולטנים ספציפיים כגון aptamers, נוגדנים, או mimetics. בשנים האחרונות, חישת ההפרש בהשראת olfaction וgustation האנושיים התפתחה כ1 חלופי. האף / לשון אלקטרונית זה גישה (en / ET) מבוססת על ההפרש המחייב של analytes למערך של קולטנים צלב-reactive (CRRs), שלא צריך להיות מאוד ספציפי או סלקטיבית למולקולות המטרה ובכך לאפשר להתגבר מייגע תהליך של פיתוח קולטנים בררנים במיוחד. זה התגובה המשולבת של כל הקולטנים שיוצר דפוס מובהק עבור כל דגימה, כמו טביעת אצבע, המאפשר זיהוי שלו. שני אתגרים מרכזיים לפיתוח elecהאף / לשון tronic לחישת חלבון יעילה היא הייצור של רכיבי חישה כי יש את היכולת להבחין בין analytes מבני דומה ומערכת התמרה המתאימה לאירוע המחייב. עד עכשיו, מחקרים דיווחו גישות שונות לפיתוח מערך 2. לדוגמא במחקר אחד מבוסס זיהוי מערך של חלבונים שפותח באמצעות CRRs הוכן מנגזרי טטרה-carboxyphenylporphyrin על ידי צימוד קבוצות carboxyl לחומצות אמינו שונים או dipeptides לספק קולטנים ההפרש בעל ליבה הידרופובי לזיקה לחלבונים ופריפריה טעונה ברורה ל ההפרש הקניית מחייבת. באמצעות מערכת זו, חלבונים שונים ותערובות חלבון זוהו על ידי מדידת מרווה הקרינה של קולטנים על אינטראקציה עם analytes 3,4. במחקר אחר, ספרייה של 29 CRRs מכיל tripeptide וmoieties חומצת boronic המסונתזת בדרך קומבינטורית על hexasubstiפיגום בנזן tuted פותח עבור חישת חלבונים עם גילוי colorimetric מחוון הספיגה 5,6. עם עיצוב כזה, כל קולטן הראה יכולת מחייבת ההפרש עם חלבונים המבוססים על השונות בזרועות פפטיד, וחומצות boronic סייעו בבידול של חלבונים מגליקופרוטאינים. לאחרונה, מערך המורכב של חלקיקי זהב שונים קטיוני פונקציונליות מצומדות עם פולי אניוני ניאון פולימר (p-phenyleneethynylene) (PPE) נוצר כדי לאתר ולזהות חלבונים 7. התחרותי מחייב בין analytes החלבון ורווית מתחמי nanoparticle / זהב PPE מחדש הקרינה, ייצור תבניות הכרה ברורות לחלבונים. במחקר זה, אינטראקציות חלקיק החלבון פונקציונליות היו מכוונת על ידי שינוי מאפייני physicochemical של קבוצות קצה חלקיק. יתר על כן, הם הראו שגישה זו היא יעילה לניתוח חלבונים במדיום עשיר חלבון מורכב וכאלהכסרום אנושי בריכוזים רלוונטיים מבחינה פיזיולוגית, ובכך מראה את הפוטנציאל של ET בפרופיל דוגמאות אמיתיות לאבחון מצבי מחלה 8. למרות שמאוד מבטיח, יש לי מערכות אלה כמה מגבלות מובנות. הם דורשים עיצוב וסינתזת 5-29 CRRs עם מבנים מורכבים למדי. בנוסף, בניגוד למערכת חוש הריח שמתאפסת לאחר כל מדידה, חישת חלבון דורשת הכנת מערך לדגימה. לבסוף, אירועים המחייבים ניטור בזמן אמת קשים מאוד. בהקשר זה, גישה קומבינטורית הוצעה על ידי שימוש במספר קטן של מולקולות פשוטות ונגישים בקלות עם מאפייני physicochemical שונים (הידרופילי, הידרופובי, מטען חשמלי חיובי, מטען שלילי, ניטראלי, וכו &#39;.) כאבני בניין (BBS) 9. על ידי ערבוב הביבי במשתנה ופרופורציות מבוקרות ומאפשר תערובות לעצמיות להרכיב על משטח הזהב שלפריזמה, מערך של משטחים קומבינטורית הכוללים תכונות מתאימות לכריכה חלבון נוצר. יש לציין, monolayers העצמי התאספו במערכת זו מאפשר כוונון קל של מגוון רחב של מאפייני פני השטח באופן סוטה ביותר, המאפשר לקולטנים שונים קומבינטורית צלב-reactive (CoCRRs) להיות מיוצר במהירות וביעילות. חישת חלבון בוצעה באמצעות מערכת זיהוי אופטית, משטח הדמיה בתהודה plasmon (spri). בקצרה, אור מקוטב מונוכרומטי רחב קרן מLED מאיר את כל אזור מערך CoCRR על פני השטח של פריזמה. מצלמת וידאו CCD ברזולוציה גבוהה מספקת תמונות הבדל בזמן אמת בכל הנקודות של מערך CoCRR. היא לוכדת את כל השינויים המקומיים על פני השטח של מערך CoCRR מתן מידע מפורט על אירועים מחייבים ותהליכים הקינטית 10. בינתיים, בעזרת תוכנת הדמיה, תמונות SPR המתאימות לכתמים תומרנה אוטומטית לווריאציות של versu רפלקטיביותזה זמן, שהניבו סדרה של עקומות מחייבות הקינטית נקראות sensorgrams. לפיכך, spri מאפשר התבוננות תווית חופשית, סינכרוני, מקבילה, בזמן אמת של אירועים מחייבים. בנוסף, מערך CoCRR המתקבל הוא regenerable וניתן לשימוש חוזר לניתוח חלבונים. פרוטוקול זה מתאר את הבנייה של הלשון האלקטרונית באמצעות מולקולות קטנות רק שני כאבני בניין וממחיש את בקשתה לניתוח של חלבונים נפוצים המבוססים על דפוסי הכרה מתמשכים שהושגו עם spri.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1511">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:203px;">Company</td>
			<td style="width:225px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:799px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">SPRi apparatus&#160;</td>
			<td>Horiba Scientific-GenOptics</td>
			<td style="width:225px;"></td>
			<td>SPRi apparatus is placed in a temperature regulated incubator at 25&#176;C.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Incubator</td>
			<td>Memmert</td>
			<td style="width:225px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Syringe pump&#160;</td>
			<td>Cavro scientific instruments</td>
			<td style="width:225px;">Cavro XLP 6000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Micro Elite Degasser&#160;</td>
			<td style="width:203px;">Alltech</td>
			<td style="width:225px;">AT590507</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">6-port medium pressure injection valve</td>
			<td>Upchurch Scientific</td>
			<td style="width:225px;"></td>
			<td>The volume of injection loop used is 500 &#181;l.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Femto plasma cleaner (version 7)</td>
			<td>Diener Electronic</td>
			<td style="width:225px;"></td>
			<td>On-line degassing system with 2 channel.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Spotter</td>
			<td style="width:203px;">Siliflow</td>
			<td style="width:225px;"></td>
			<td>&#160;It is a non-contact piezoelectric spotter.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">SPRi-Biochip</td>
			<td>Horiba Scientific-GenOptics</td>
			<td align="right" style="width:225px;">36000067</td>
			<td>The prism is made of a high refractive index glass prism coated with a thin gold film (45 nm) and specially developed for imaging purposes.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">erythrina cristagalli lectin&#160;</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:225px;">L5390</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">arachis hypogaea lectin&#160;</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:225px;">L0881</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">myoglobin</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:225px;">M1882</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">lysozyme</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:225px;">L6876</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">CXCL12&#945;</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:225px;"></td>
			<td>Provided by Dr. Hugues Lortat-Jacob, for preparation details, see supporting information in reference 9</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">CXCL12&#947;&#160;</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:225px;"></td>
			<td>Provided by Dr. Hugues Lortat-Jacob, for preparation details, see supporting information in reference 9</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">lactose</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:225px;"></td>
			<td>Provided by Prof. David Bonnaff&#233;, for preparation details, see supporting information in reference 9</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">sulfated lactose</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:225px;"></td>
			<td>Provided by Prof. David Bonnaff&#233;, for preparation details, see supporting information in reference 9</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">glycerol</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:225px;">G5150</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">SDS</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:225px;">L4509</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">tween 20</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:225px;">274348</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">HEPES</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:225px;">H3375</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">sodium phosphate monobasic</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:225px;">S0751</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">sodium chloride</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:225px;">S3014</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

electronic tongue generating continuous recognition patterns for protein analysis

In current protocol, a combinatorial approach has been developed to simplify the design and production of sensing materials for the construction of electronic tongues (eT) for protein analysis. By mixing a small number of simple and easily accessible molecules with different physicochemical properties, used as building blocks (BBs), in varying and controlled proportions and allowing the mixtures to self-assemble on the gold surface of a prism, an array of combinatorial surfaces featuring appropriate properties for protein sensing was created. In this way, a great number of cross-reactive receptors can be rapidly and efficiently obtained. By combining such an array of combinatorial cross-reactive receptors (CoCRRs) with an optical detection system such as surface plasmon resonance imaging (SPRi), the obtained eT can monitor the binding events in real-time and generate continuous recognition patterns including 2D continuous evolution profile (CEP) and 3D continuous evolution landscape (CEL) for samples in liquid. Such an eT system is efficient for discrimination of common purified proteins.

<html> לחקור את היכולת של הלשון האלקטרונית לניתוח חלבונים נפוץ, שלושה חלבונים היו בשימוש: AHL, מיוגלובין ויזוזים. לכל חלבון, פרופיל שונה 2D רציף אבולוציה, CEP, נוצר על ידי ET, כפי שמוצג באיור 6. בנוסף, הודות לspri, שהוא מסוגל לעקוב אחר ...

Watch this Scientific Journal Video about Electronic Tongue Generating Continuous Recognition Patterns for Protein Analysis at JoVE.com

Electronic Tongue Generating Continuous Recognition Patterns for Protein Analysis

A novel approach is described for construction of electronic tongue (eT), which greatly simplifies the design and production of sensing materials, and allows the eT to generate continuous evolution profiles and landscapes for samples in liquid. The obtained eT is efficient for common protein analysis such as discrimination.

לשון אלקטרונית יצירת דפוסי הכרה רציפה לניתוח חלבון

In current protocol, a combinatorial approach has been developed to simplify the design and production of sensing materials for the construction of ...

electronic-tongue-generating-continuous-recognition-patterns-for

Research

JoVE Journal

Bioengineering

7.8K Views.  Institut Nanosciences et Cryogénie, CEA-Grenoble. A novel approach is described for construction of electronic tongue (eT), which greatly simplifies the design and production of sensing materials, and allows the eT to generate continuous evolution profiles and landscapes for samples in liquid. The obtained eT is efficient for common protein analysis such as discrimination. 

Video: Electronic Tongue Generating Continuous Recognition Patterns for Protein Analysis

Studying Cell Rolling Trajectories on Asymmetric Receptor Patterns

Lateral displacement of cells orthogonal to a flow stream by rolling on asymmetric receptor patterns presents an opportunity for development of new devices for label-free separation and analysis of cells1. Such devices may use lateral displacement for continuous-flow separation, or receptor patterns that modulate adhesion to distinguish between different cell phenotypes or levels of receptor expression. Understanding the nature of cell rolling trajectories on receptor-patterned substrates is necessary for engineering of the substrates and design of such devices.
Here, we demonstrate a protocol for studying cell rolling trajectories on asymmetric receptor patterns that support cell rolling adhesion2. Well-defined, &mu;m-scale patterns of P-selectin receptors were fabricated using microcontact printing on gold-coated slides that were incorporated in a flow chamber. HL60 cells expressing the PSGL-1 ligand 3were flowed across a field of patterned lines and visualized on an inverted bright field microscope. The cells rolled and tracked along the inclined edges of the patterns, resulting in lateral deflection1. Each cell typically rolled for a certain distance along the pattern edges (defined as the edge tracking length), detached from the edge, and reattached to a downstream pattern. Although this detachment makes it difficult to track the entire trajectory of a cell from entrance to exit in the flow chamber, particle-tracking software was used to analyze and yield the rolling trajectories of the cells during the time when they were moving on a single receptor-patterned line. The trajectories were then examined to obtain distributions of cell rolling velocities and the edge tracking lengths for each cell for different patterns.
This protocol is useful for quantifying cell rolling trajectories on receptor patterns and relating these to engineering parameters such as pattern angle and shear stress. Such data will be useful for design of microfluidic devices for label-free cell separation and analysis.

We describe a protocol to observe and analyze cell rolling trajectories on asymmetric receptor-patterned substrates. The resulting data are useful for engineering of receptor-patterned substrates for label-free cell separation and analysis.

מסלולי לימוד Cell רולינג על דפוסי קולטן אסימטרית

Lateral displacement of cells orthogonal to a flow stream by rolling on asymmetric receptor patterns presents an opportunity for development of new ...

Bridging the Bio-Electronic Interface with Biofabrication

Advancements in lab-on-a-chip technology promise to revolutionize both research and medicine through lower costs, better sensitivity, portability, and higher throughput. The incorporation of biological components onto biological microelectromechanical systems (bioMEMS) has shown great potential for achieving these goals. Microfabricated electronic chips allow for micrometer-scale features as well as an electrical connection for sensing and actuation. Functional biological components give the system the capacity for specific detection of analytes, enzymatic functions, and whole-cell capabilities. Standard microfabrication processes and bio-analytical techniques have been successfully utilized for decades in the computer and biological industries, respectively. Their combination and interfacing in a lab-on-a-chip environment, however, brings forth new challenges. There is a call for techniques that can build an interface between the electrode and biological component that is mild and is easy to fabricate and pattern.
Biofabrication, described here, is one such approach that has shown great promise for its easy-to-assemble incorporation of biological components with versatility in the on-chip functions that are enabled. Biofabrication uses biological materials and biological mechanisms (self-assembly, enzymatic assembly) for bottom-up hierarchical assembly. While our labs have demonstrated these concepts in many formats 1,2,3, here we demonstrate the assembly process based on electrodeposition followed by multiple applications of signal-based interactions. The assembly process consists of the electrodeposition of biocompatible stimuli-responsive polymer films on electrodes and their subsequent functionalization with biological components such as DNA, enzymes, or live cells 4,5. Electrodeposition takes advantage of the pH gradient created at the surface of a biased electrode from the electrolysis of water 6,7,. Chitosan and alginate are stimuli-responsive biological polymers that can be triggered to self-assemble into hydrogel films in response to imposed electrical signals 8. The thickness of these hydrogels is determined by the extent to which the pH gradient extends from the electrode. This can be modified using varying current densities and deposition times 6,7. This protocol will describe how chitosan films are deposited and functionalized by covalently attaching biological components to the abundant primary amine groups present on the film through either enzymatic or electrochemical methods 9,10. Alginate films and their entrapment of live cells will also be addressed 11. Finally, the utility of biofabrication is demonstrated through examples of signal-based interaction, including chemical-to-electrical, cell-to-cell, and also enzyme-to-cell signal transmission. 
Both the electrodeposition and functionalization can be performed under near-physiological conditions without the need for reagents and thus spare labile biological components from harsh conditions. Additionally, both chitosan and alginate have long been used for biologically-relevant purposes 12,13. Overall, biofabrication, a rapid technique that can be simply performed on a benchtop, can be used for creating micron scale patterns of functional biological components on electrodes and can be used for a variety of lab-on-a-chip applications.

This article describes a biofabrication approach: deposition of stimuli-responsive polysaccharides in the presence of biased electrodes to create biocompatible films which can be functionalized with cells or proteins. We demonstrate a bench-top strategy for the generation of the films as well as their basic uses for creating interactive biofunctionalized surfaces for lab-on-a-chip applications.

גישור ממשק ביו אלקטרונית עם Biofabrication

Advancements in lab-on-a-chip technology promise to revolutionize both research and medicine through lower costs, better sensitivity, portability, and ...

Fabrication and Characterization of a Conformal Skin-like Electronic System for Quantitative, Cutaneous Wound Management

Recent advances in the development of electronic technologies and biomedical devices offer opportunities for non-invasive, quantitative assessment of cutaneous wound healing on the skin. Existing methods, however, still rely on visual inspections through various microscopic tools and devices that normally include high-cost, sophisticated systems and require well trained personnel for operation and data analysis. Here, we describe methods and protocols to fabricate a conformal, skin-like electronics system that enables conformal lamination to the skin surface near the wound tissues, which provides recording of high fidelity electrical signals such as skin temperature and thermal conductivity. The methods of device fabrication provide details of step-by-step preparation of the microelectronic system that is completely enclosed with elastomeric silicone materials to offer electrical isolation. The experimental study presents multifunctional, biocompatible, waterproof, reusable, and flexible/stretchable characteristics of the device for clinical applications. Protocols of clinical testing provide an overview and sequential process of cleaning, testing setup, system operation, and data acquisition with the skin-like electronics, gently mounted on hypersensitive, cutaneous wound and contralateral tissues on patients.

This article presents methods to fabricate and characterize a conformal, skin-like electronic system and protocols for the use in clinical applications, particularly on cutaneous wound management.

ייצור ואפיון של מערכת אלקטרונית כמו-עור קונפורמי לניהול כמותי, עורית פצע

Recent advances in the development of electronic technologies and biomedical devices offer opportunities for non-invasive, quantitative assessment of ...

Single Molecule Fluorescence Microscopy on Planar Supported Bilayers

In the course of a single decade single molecule microscopy has changed from being a secluded domain shared merely by physicists with a strong background in optics and laser physics to a discipline that is now enjoying vivid attention by life-scientists of all venues 1. This is because single molecule imaging has the unique potential to reveal protein behavior in situ in living cells and uncover cellular organization with unprecedented resolution below the diffraction limit of visible light 2. Glass-supported planar lipid bilayers (SLBs) are a powerful tool to bring cells otherwise growing in suspension in close enough proximity to the glass slide so that they can be readily imaged in noise-reduced Total Internal Reflection illumination mode 3,4. They are very useful to study the protein dynamics in plasma membrane-associated events as diverse as cell-cell contact formation, endocytosis, exocytosis and immune recognition. Simple procedures are presented how to generate highly mobile protein-functionalized SLBs in a reproducible manner, how to determine protein mobility within and how to measure protein densities with the use of single molecule detection. It is shown how to construct a cost-efficient single molecule microscopy system with TIRF illumination capabilities and how to operate it in the experiment.

Preparation of protein-functionalized planar glass-supported lipid bilayers, determination of protein mobility within and measurement of protein densities is shown here. A roadmap to building a noise-reduced Total Internal Reflection microscope is outlined, which allows visualizing single bilayer-resident fluorochromes with high spatiotemporal resolution.

המולקולה בודדת מיקרוסקופ פלואורסצנטי במישורים נתמך bilayers

In the course of a single decade single molecule microscopy has changed from being a secluded domain shared merely by physicists with a strong background ...

Engineering Molecular Recognition with Bio-mimetic Polymers on Single Walled Carbon Nanotubes

Semiconducting single-wall carbon nanotubes (SWNTs) are a class of optically active nanomaterial that fluoresce in the near infrared, coinciding with the optical window where biological samples are most transparent. Here, we outline techniques to adsorb amphiphilic polymers and polynucleic acids onto the surface of SWNTs to engineer their corona phases and create novel molecular sensors for small molecules and proteins. These functionalized SWNT sensors are both biocompatible and stable. Polymers are adsorbed onto the nanotube surface either by direct sonication of SWNTs and polymer or by suspending SWNTs using a surfactant followed by dialysis with polymer. The fluorescence emission, stability, and response of these sensors to target analytes are confirmed using absorbance and near-infrared fluorescence spectroscopy. Furthermore, we demonstrate surface immobilization of the sensors onto glass slides to enable single-molecule fluorescence microscopy to characterize polymer adsorption and analyte binding kinetics.

We present a protocol for engineering the corona phase of near infrared fluorescent single walled carbon nanotubes (SWNTs) using amphiphilic polymers and DNA to develop sensors for molecular targets without known recognition elements.

הכרה מולקולרית הנדסה עם פולימרים ביו-מימטיים על פחמן Walled יחיד

Semiconducting single-wall carbon nanotubes (SWNTs) are a class of optically active nanomaterial that fluoresce in the near infrared, coinciding with the ...

Microfluidic Platform with Multiplexed Electronic Detection for Spatial Tracking of Particles

Microfluidic processing of biological samples typically involves differential manipulations of suspended particles under various force fields in order to spatially fractionate the sample based on a biological property of interest. For the resultant spatial distribution to be used as the assay readout, microfluidic devices are often subjected to microscopic analysis requiring complex instrumentation with higher cost and reduced portability. To address this limitation, we have developed an integrated electronic sensing technology for multiplexed detection of particles at different locations on a microfluidic chip. Our technology, called Microfluidic CODES, combines Resistive Pulse Sensing with Code Division Multiple Access to compress 2D spatial information into a 1D electrical signal. In this paper, we present a practical demonstration of the Microfluidic CODES technology to detect and size cultured cancer cells distributed over multiple microfluidic channels. As validated by the high-speed microscopy, our technology can accurately analyze dense cell populations all electronically without the need for an external instrument. As such, the Microfluidic CODES can potentially enable low-cost integrated lab-on-a-chip devices that are well suited for the point-of-care testing of biological samples.

We demonstrate a microfluidic platform with an integrated surface electrode network that combines resistive pulse sensing (RPS) with code division multiple access (CDMA), to multiplex detection and sizing of particles in multiple microfluidic channels.

פלטפורמת microfluidic עם איתור Multiplexed אלקטרוני למערכות מעקב מרחבית של חלקיקים

Microfluidic processing of biological samples typically involves differential manipulations of suspended particles under various force fields in order to ...

A Simple and Scalable Fabrication Method for Organic Electronic Devices on Textiles

Today, wearable electronics devices combine a large variety of functional, stretchable, and flexible technologies. However, in many cases, these devices cannot be worn under everyday conditions. Therefore, textiles are commonly considered the best substrate to accommodate electronic devices in wearable use. In this paper, we describe how to selectively pattern organic electroactive materials on textiles from a solution in an easy and scalable manner. This versatile deposition technique enables the fabrication of wearable organic electronic devices on clothes.

In this paper, we present a protocol to selectively deposit organic materials on textiles, which allows for the direct integration of organic electronic devices with wearables. The fabricated devices can be fully integrated in textiles, respecting their mechanical appearance and enabling sensing capabilities.

שיטת ייצור פשוט Scalable עבור מכשירים אלקטרוניים אורגניים על טקסטיל

Today, wearable electronics devices combine a large variety of functional, stretchable, and flexible technologies. However, in many cases, these devices ...

Optimized Setup and Protocol for Magnetic Domain Imaging with In Situ Hysteresis Measurement

This paper elaborates the sample preparation protocols required to obtain optimal domain patterns using the Bitter method, focusing on the extra steps compared to standard metallographic sample preparation procedures. The paper proposes a novel bespoke rig for dynamic domain imaging with in situ BH (magnetic hysteresis) measurements and elaborates the protocols for the sensor preparation and the use of the rig to ensure accurate BH measurement. The protocols for static and ordinary dynamic domain imaging (without in situ BH measurements) are also presented. The reported method takes advantage of the convenience and high sensitivity of the traditional Bitter method and enables in situ BH measurement without interrupting or interfering with the domain wall movement processes. This facilitates establishing a direct and quantitative link between the domain wall movement processes&#8211;microstructural feature interactions in ferritic steels with their BH loops. This method is anticipated to become a useful tool for the fundamental study of microstructure&#8211;magnetic property relationships in steels and to help interpret the electromagnetic sensor signals for non-destructive evaluation of steel microstructures.

Optimized Setup and Protocol for Magnetic Domain Imaging with In Situ Hysteresis Measurement

This paper elaborates the sample and sensor preparation procedures and the protocols for using the test rig particularly for dynamic domain imaging with in situ BH measurements in order to achieve optimal domain pattern quality and accurate BH measurements.

פרוטוקול עבור הדמיה מגנטית תחום עם בחיי עיר היסטרזיס מדידת וההתקנה ממוטבת

This paper elaborates the sample preparation protocols required to obtain optimal domain patterns using the Bitter method, focusing on the extra steps ...

In Vitro Multiparametric Cellular Analysis by Micro Organic Charge-modulated Field-effect Transistor Arrays

Modern electrophysiology has been constantly fueled by the parallel development of increasingly sophisticated tools and materials. In turn, discoveries in this field have driven technological progress in a back-and-forth process that ultimately determined the impressive achievements of the past 50 years. However, the most employed devices used for cellular interfacing (namely, the microelectrode arrays and microelectronic devices based on transistors) still present several limitations such as high cost, the rigidity of the materials, and the presence of an external reference electrode. To partially overcome these issues, there have been developments in a new scientific field called organic bioelectronics, resulting in advantages such as lower cost, more convenient materials, and innovative fabrication techniques.
Several interesting new organic devices have been proposed during the past decade to conveniently interface with cell cultures.&#160;This paper presents the protocol for the fabrication of devices for cellular interfacing based on the organic charge-modulated field-effect transistor (OCMFET). These devices, called micro OCMFET arrays (MOAs), combine the advantages of organic electronics and the peculiar features of the OCMFET to prepare transparent, flexible, and reference-less tools with which it is possible to monitor both the electrical and the metabolic activities of cardiomyocytes and neurons in vitro, thus allowing a multiparametric evaluation of electrogenic cell models.

In Vitro Multiparametric Cellular Analysis by Micro Organic Charge-modulated Field-effect Transistor Arrays

Here, we present the fabrication protocol of an organic charge-modulated field-effect transistor (OCMFET)-based device for in vitro cellular interfacing. The device, called a micro OCMFET array, is a flexible, low-cost, and reference-less device, which will enable the monitoring of the electrical and metabolic activities of electroactive cell cultures.

במבחנה ניתוח תאי רב-פרמטרי על-ידי מערכי טרנזיסטור מיקרו אורגניים המווסתים בטעינה

Modern electrophysiology has been constantly fueled by the parallel development of increasingly sophisticated tools and materials. In turn, discoveries in ...

ניתוח דפוסי התפשטות מ- SARPE באמצעות מודלים של אלמנטים סופיים

Finite Element Analysis Model for Assessing Expansion Patterns from Surgically Assisted Rapid Palatal Expansion

Surgically assisted rapid palatal expansion (SARPE) was introduced to release bony resistance to facilitate skeletal expansion in skeletally mature patients. However, asymmetric expansion between the left and right sides has been reported in 7.52% of all SARPE patients, of which 12.90% had to undergo a second surgery for correction. The etiologies leading to asymmetric expansion remain unclear. Finite element analysis has been used to evaluate the stress associated with SARPE in the maxillofacial structures. However, as a collision of the bone at the LeFort I osteotomy sites occurs only after a certain amount of expansion, most of the existing models do not truly represent the force distribution, given that the expansion amount of these existing models rarely exceeds 1 mm. Therefore, there is a need to create a novel finite element model of SARPE that could perform a clinically required amount of expander activation for further analysis of the expansion patterns of the hemimaxillae in all three dimensions. A three-dimensional (3D) skull model from cone beam computed tomography (CBCT) was imported into Mimics and converted into mathematical entities to segment the maxillary complex, maxillary first premolars, and maxillary first molars. These structures were transferred into Geomagic for surface smoothing and cancellous bone and periodontal ligament creation. The right half of the maxillary complex was then retained and mirrored to create a perfectly symmetrical model in SolidWorks. A Haas expander was constructed and banded to the maxillary first premolars and first molars. Finite element analysis of various combinations of buccal osteotomies at different angles with 1 mm clearance was performed in Ansys. A convergence test was conducted until the desired amount of expansion on both sides (at least 6 mm in total) was achieved. This study lays the foundation for evaluating how buccal osteotomy angulation influences the expansion patterns of SARPE.

מחבר זרקור: פיתוח מודל חדשני לניתוח אלמנטים סופיים לשיפור טכניקות כירורגיות אורתוגנטיות 

A set of novel finite element models of surgically assisted rapid palatal expansion (SARPE) that could perform a clinically required amount of expander activation with various angles of buccal osteotomy was created for further analysis of the expansion patterns of the hemimaxillae in all three dimensions.

מודל ניתוח אלמנטים סופיים להערכת דפוסי התפשטות מהתרחבות מהירה בסיוע כירורגי

Surgically assisted rapid palatal expansion (SARPE) was introduced to release bony resistance to facilitate skeletal expansion in skeletally mature ...