Questo lavoro è stato finanziato dal programma NSERC Discovery individuale, il NSERC / CIHR Collaborative Research Program Salute (CHRP), e la NSERC CREATE canadese Training Program Astrobiologia (CATP).

1. QD solubilizzazione Si tratta di un metodo appropriato per CdTe. Metodi simili possono essere utilizzati con altri tipi di QDs come InP / ZnS 20 e CdSe / ZnS 21. <ol><li> Preparare una soluzione di QDs CdTe in toluene a 15 pM (densità ottica = 2,5 al picco eccitonico prima). </li><li> Trasferire 200 ul di questo stock in un flaconcino di vetro. Non utilizzare in plastica! </li><li> Aggiungere 800 pl toluene, 1 ml di 200 mM tampone borato (pH 9) e 2 microlitri di 11,5 M di acido mercaptopropionico (MPA). </li><li> Chiudere la fiala ed agitare vigorosamente per 30-60 secondi. </li><li> Le fasi acquose di solventi organici e separerà spontaneamente. La fase acquosa diventerà il colore dei QD. Per evitare lo strato di toluene, toglierla e gettarla via. Poi trasferire la fase acquosa in una fiala pulita. </li><li> Purificare i QDs solubilizzati mediante lavaggio / filtraggio quattro volte utilizzando una 500 microlitri, 10000 molecolare cutoff del filtro di peso centrifuga. I filtri devono esserecentrifugato a 3000 xg per 13 minuti. Per almeno gli ultimi due lavaggi, lavare con il tampone finale desiderato. </li><li> Dopo l&#39;ultimo lavaggio, sospendere i QDs lavati in 50 mM di tampone borato a pH desiderato e conservare a 4 ° C. Saranno stabile per 1-2 settimane. </li><li> Misurare spettri di assorbimento e di emissione di stimare la concentrazione basato su formule pubblicate 22. </li></ol> Risultati rappresentativi: Figura 1 mostra un&#39;immagine di QDs CdTe sotto illuminazione della lampada UV, e gli spettri di emissione prima e dopo solubilizzazione acqua, mostrando variazione trascurabile dallo scambio tappo. I valori di dimensione sono il diametro misurato con microscopia elettronica. 2. Coniugazione QD agli antibiotici Questa parte del protocollo è applicabile a qualsiasi carica negativa acqua-solubilizzata nanoparticelle, compresi QDs più commerciali, particelle metalliche, e più 19. <ol><li> Ogni molecola che funziona either autoassembla ai QDs caricati negativamente solubilizzate, o che ha un gruppo reattivo che può essere coniugato, come una ammina primaria. In questo esempio, si utilizza polimixina B (PMB), che è caricato positivamente e autoassembla senza necessità di reagenti coniugazione. Sciogliere il PMB in H 2 O a 60 pM. (Se l&#39;antibiotico scelto non è solubile in H 2 O, si dissolvono in DMSO o etanolo ad una concentrazione di 0,1-1 mM). Questo sarà una soluzione 10x (in H 2 O) o una soluzione 100x (in solvente). </li><li> Calcolare quanta soluzione QD sarà necessario per gli esperimenti di tossicità batteriche. Per una piastra a 96 pozzetti con 0,3 ml per pozzetto in quadruplicato, 0,5 ml di 200 nM coniugato è necessaria. Preparare due provette contenenti 100 microlitri di 1 pM punti quantici in tampone borato 50 mM. </li><li> Se l&#39;accoppiamento con una ammina primaria, preparare un 19 mg / mL (100 mM) soluzione di 1-etil-3-[3-dimetilamminopropil] carbodiimmide cloridrato (EDC) in H 2 O. EDC in soluzione non è stabile; Usare immediatamente e gettare via il resto. </li><li> Aggiungere 50 pl della soluzione di antibiotico 10x (in H 2 O) o 5 pl della soluzione 100x (in solvente) al tubo coniugato. Per PMB: coniugazione CdTe al rapporto molare di 30:1, aggiungere 50 microlitri di 60 PMB pM. Aggiungi H 2 O o solventi per il tubo QD unico controllo. </li><li> Se necessario, aggiungere 1 ml di soluzione di riserva EDC al tubo coniugato. </li><li> Portare il volume coniugato a 0,5 mL con il tampone appropriato (borato buffer o PBS; non ammine contenenti tamponi quali Tris, in quanto inibisce EDC). </li><li> Tubi Shield dalla luce con un foglio di alluminio e posto su un nutator o rocker per 1 ora. Se l&#39;aggregazione si verifica, ripetere la coniugazione con concentrazioni più basse di antibiotici. Titolare concentrazione verso l&#39;alto fino a quando le particelle non si aggregano. </li><li> Lavare i coniugati passando attraverso un filtro appropriato. 10.000 taglio di peso molecolare funziona per la maggior parte degli antibiotici, ma non per le proteine ​​o anticorpi. </li&gt; <li> A seconda della molecola, diversi metodi possono essere utilizzati per stimare il numero di molecole di antibiotici per QD: spettroscopia di assorbanza o fluorescenza, elettroforesi su gel, o spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier (FTIR). </li></ol> Risultati rappresentativi. In questo esempio, coniugazione PMB è caratterizzato da variazioni spettro di emissione QD. Figura 2 mostra gli spettri di QDs CdTe con aggiunta PMB. 3. Preparazione dei batteri per lo schermo da 96 pozzetti, determinazione di antibiotici IC 50 Questo è applicabile a qualsiasi ceppo batterico coltivato nel mezzo appropriato 18. La durata esatta delle registrazioni dovrebbe continuare dipende dalla velocità di crescita batterica. Nel nostro esempio, usiamo Escherichia coli cresciute in brodo lisogenia (LB) media. <ol><li> Per scegliere le concentrazioni appropriate coniugate QD, è importante conoscere laIC 50 della antibiotico da coniugare e se le QDs sole sono tossici. Questo dovrebbe essere iniziato 2 giorni prima dell&#39;esperimento coniugazione. In serata, semi 10 ml di terreno di coltura batterica da una colonia fresca, con una corretta tecnica sterile e la biosicurezza. </li><li> Il giorno successivo, 1-2 ore prima dell&#39;esperimento, riempire ciascuno dei pozzetti di una chiara-bottom piastra a 96 pozzetti con una quantità quasi-massimale di terreno di crescita. Utilizzando una pipetta multicanale, semi di ogni pozzetto con 1-50 microlitri di coltura batterica (la concentrazione dipende da quanto velocemente il particolare ceppo cresce e dovrà essere calibrata dal laboratorio). </li><li> Mettere la piastra sulla lettore di piastre e impostare per leggere ogni 10 minuti per 2 ore ad una determinata lunghezza d&#39;onda (di solito 600 nm). Monitorare la piastra in modo che i batteri non crescono troppo denso troppo in fretta. </li><li> Quando le cellule raggiungono tutti OD = 0,1-0,15, rimuovere la piastra dal lettore di piastre e fermare la registrazione. </li><li> Aggiungi farmaco da solo e da solo a QDconcentrazioni differenti in almeno triplicato. Uso di un lato della piastra come un controllo &quot;scuro&quot; e una metà da illuminare. Un layout suggerito è data in Figura 3. Le concentrazioni devono abbracciano una vasta gamma sufficiente per includere una concentrazione che inibisce i batteri molto poco, e uno che li uccide tutti. </li><li> Proteggere il lato &quot;oscuro&quot; della piastra con un foglio di alluminio. Esporre l&#39;altro lato di una lampada a lunghezza d&#39;onda desiderata. Usiamo una consuetudine a 96 pozzetti, 440-nm lampada fatta di 2,4 mW LED (Figura 4) e irradiano per 30-60 min. Le piastre nere con pantaloni chiari aiutare proteggere i batteri non esposte dalla luce diffusa. Una colonna vuota può essere utilizzata anche tra i lati esposti e non-esposti. </li><li> Dopo l&#39;esposizione alla luce, mettere il piatto nel lettore di piastre e registrare OD 600 ogni 10 minuti per 5-12 ore a seconda tasso di crescita. Mantenere la temperatura &lt;32 ° C, se possibile, per evitare l&#39;essiccamento delle culture. </li><li> Tracciare le curve di crescitain un punto temporale selezionato vs log [concentrazione] e determinare l&#39;IC 50 di antibiotico utilizzando l&#39;equazione di Hill: </li></ol><img alt="Equazione 1" src="/files/ftp_upload/3969/3969eq1.jpg" /> dove H è il coefficiente di Hill, y max è il punto più alto di crescita (idealmente su un altopiano), e y min è il punto-zero, anche idealmente su un altopiano. E &#39;improbabile che QDs solo mostrerà tossicità molto alle cellule alle concentrazioni usate, quindi un valore non sarà determinato. Risultati rappresentativi. Al termine del periodo di registrazione, pozzetti trasparenti indicherà completa morte delle cellule, e un gradiente di densità cellulare dovrebbe apparire lungo concentrazioni crescenti del farmaco. I batteri dovrebbero mostrare S forma di curve di crescita (figura 5 A), la posizione del plateau massima può variare notevolmente da ceppo a ceppo e dipende anche dalla temperatura. Un punto di tempo determinato può esseree scelto come rappresentativo dei valori rilevati vs Log [antibiotico] per dare l&#39;IC 50 (Figura 5 B). Per valutare la tossicità QD, la sopravvivenza vs Log [QD] può anche essere tracciata, ma per ottenere una significativa uccisione batterica con QDs solo è raro (Figura 5 C). 4. Preparazione dei batteri per lo schermo da 96 pozzetti con antibiotico / QD <ol><li> Il giorno prima dell&#39;esperimento, seme 10 mL della cultura da una colonia fresca nel mezzo adeguato ricchi, corretta utilizzando una tecnica sterile e la biosicurezza. Il QD-antibiotico coniugato deve essere preparata in questo giorno, a meno che è altamente instabile. </li><li> 1-2 ore prima dell&#39;esperimento, riempire ciascuno dei pozzetti di una chiara-bottom piastra a 96 pozzetti con una quantità quasi-massimale di terreno di crescita. Utilizzando una pipetta multicanale, semi di ogni pozzetto con 1-50 microlitri di coltura batterica. </li><li> Mettere la piastra sulla lettore di piastre e impostare per leggere ogni 10 minuti per 2 ore alla stessa lunghezza d&#39;onda nella parte 3.</li><li> Quando le cellule raggiungono tutti OD = 0,1-0,15, rimuovere la piastra dal lettore di piastre e fermare la registrazione. </li><li> Aggiungi coniugati QD a diverse concentrazioni in almeno quattro esemplari. Uso di un lato della piastra come un controllo &quot;scuro&quot; e una metà da illuminare. Un layout suggerito è data in Figura 6. A batteri-only striscia di controllo deve essere sempre incluso in caso problemi con la temperatura cultura, ecc alterare le condizioni di crescita. Una singola striscia di farmaco e solo QD solo dovrebbero essere inclusi per garantire che corrispondano piastra di controllo fatto in precedenza. Il resto dei pozzetti sono dedicate coniugati per consentire buone statistiche. </li><li> Proteggere il lato &quot;oscuro&quot; della piastra con un foglio di alluminio. Esporre l&#39;altro lato di una lampada a lunghezza d&#39;onda desiderata. </li><li> Dopo l&#39;esposizione alla luce, mettere il piatto nel lettore di piastre e registrare OD 600 ogni 10 minuti per 5-12 ore. Mantenere la temperatura &lt;32 ° C, se possibile, per evitare drying delle culture. </li></ol> Rappresentativi dei risultati. La combinazione di QDs e antibiotici possono essere meno tossici di antibiotico da solo; altrettanto tossici, o più tossici. Questo può essere quantificato utilizzando le curve di crescita e di IC 50 misurazioni. Figura 7 mostra un esempio di coniugati che altrettanto tossici come antibiotico da solo, e un esempio di coniugati che sono più tossici. 5. Tenore di germi <ol><li> Scegliere uno o più pozzi del trattato piastra a 96 pozzetti da utilizzare per diluizioni seriali e conteggio delle colonie. </li><li> Effettuare una diluizione seriale di ciascuno dei campioni batterici selezionati con soluzione salina o PBS (0,9% NaCl). Trasferire 20 pl della soluzione batterica e diluirlo con 180 ul di soluzione fisiologica, cambiare la punta della pipetta, mix e trasferire 20 microlitri di una soluzione diluita batterica a 180 ul di soluzione salina. Ripetete 6 volte. </li><li> Prendere 10 microlitri da ogni diluizione e la piastra su un apposito<html> solido supporto piastra. Tutti 8 concentrazioni di un campione può essere posto su una piastra Petri 10 round centimetri, anche se piatti rettangolari sono preferiti in quanto è più facile per allineare le cose. </li><li> Lasciare asciugare in panchina per 15 minuti. poi incubare a temperatura adeguata per i vostri batteri per 16 ore. </li><li> Contare le colonie e calcolare unità formanti colonie (CFU) secondo (numero di colonie x fattore di diluizione) / volume cromato = CFU / mL. </li></ol> La figura 8 mostra una piastra CFU esempio. 6. Risultati rappresentativi <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/3969/3969fig1.jpg" /> Figura 1. QDs al tellururo di cadmio. (A) Otto preparazioni a base di CdTe QDs illuminato con una bacchetta UV (365 nm). (B) spettri di assorbanza ed emissione di cinque taglie selezionati prima e dopo l&#39;acqua, solubilizzazione. Le linee tratteggiate sono spettri in toluene, le linee continue sono in acqua. files/ftp_upload/3969/3969fig2.jpg &quot;/&gt; Figura 2. L&#39;analisi spettrale e gel di QD-PMB coniugati. Orange-emettitori QDs al tellururo di cadmio sono stati utilizzati per questo esempio, gli effetti su altri tipi di QDs dovranno essere valutati per ogni esperimento. (A) assorbanza Tipica (linea grigia) e spettri di emissione (linea nera) dei QDs prima della coniugazione PMB e l&#39;emissione (linea tratteggiata) dopo l&#39;aggiunta di 160 equivalenti molari di PMB. (B) Relazione tra il rapporto del PMB e l&#39;intensità di emissione QD (quadrati) e il picco di posizione lunghezza d&#39;onda (triangoli). <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/3969/3969fig3.jpg" /> Figura 3. Consigliato layout di piastra per piastra di controllo della crescita. Una vasta gamma di concentrazioni e PMB QD è rappresentata. Una metà della piastra viene irradiato (evidenziata in blu), e un mezzo identico è protetta dalla luce. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3969/3969fig3large.jpg" target="_blank">clic qui</a>per ingrandire figura. <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/3969/3969fig4.jpg" /> Figura 4. Misura 96-LED lampada per irraggiamento lastra uniforme, mostrando l&#39;aspetto spento e via. Un tipico portatile lampada UV possono anche essere utilizzati, ma non copre l&#39;intera piastra uniformemente. <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/3969/3969fig5.jpg" /> Figura 5. Risultati di esempio per piastra di controllo della crescita. (A) rappresentativi delle curve di crescita batterica con differenti concentrazioni di farmaco, da 0 a completare la morte cellulare. I simboli aperti sono PMB solo con concentrazioni dato; i simboli sono solidi CdTe-PMB senza irradiazione, e le mezze piene simboli sono CdTe-PMB con irradiazione. L&#39;irradiazione non ha avuto effetto sulle PMB-solo campioni, così queste curve sono stati omessi per chiarezza. Tutti i PMB-CdTe coniugati sono 30:1 PMB: rapporti QD. (B) Terreni di valori curva di crescita a 200 min vs Log [PMB] e si adatta a Eq. (1). Per control per gli effetti di luce, una curva viene fatto con antibiotici solo con 30 minuti di esposizione alla luce. (C) la sopravvivenza batterica a 200 min vs concentrazione QD, utilizzando QDs al tellururo di cadmio. Alcuni tossicità è visto con l&#39;esposizione alla luce, ma troppo poco per determinare un valore di IC 50. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3969/3969fig5large.jpg" target="_blank">Clicca qui per ingrandire la figura</a> . <img alt="Figura 6" src="/files/ftp_upload/3969/3969fig6.jpg" /> Figura 6. Consigliato layout per la piastra di prova coniugato. La metà blu evidenziata la piastra deve essere esposto alla luce, e la metà non evidenziato viene protetto. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3969/3969fig6large.jpg" target="_blank">Clicca qui per ingrandire la figura</a> . <img alt="Figura 7" src="/files/ftp_upload/3969/3969fig7.jpg" /> Figura 7. Esempio di risultati per piastra di prova coniugato. Valori di crescita della curva a 200 min erano plotted e in forma di Eq. (1). (A) CdTe-PMB coniugati mostrano un aumento della tossicità sulla PMB solo. (B) oro nanoparticelle Au-PMB coniugati non mostrano un aumento della tossicità sulla PMB solo. <img alt="Figura 8" src="/files/ftp_upload/3969/3969fig8.jpg" /> Figura 8. Esempio di una piastra CFU. E. coli seminate in una piastra a 96 pozzetti è stata trattata con QD-PMB con o senza irradiazione per 30 min. poi incubate a 32 ° C per 4 ore. Diluizioni seriali di ciascun campione sono state effettuate batterica con soluzione salina, e 10 pl di 100 X a 10 x 7 diluizioni sono state piastrate su piastre di agar. Le piastre sono state incubate a 37 ° C e le colonie sono state contate dopo 16 ore. La tavola mostra le diluizioni lungo le righe come indicato, le colonne sono: (A) 0,06 uM PMB + 2 nM CdTe, (B) 0,12 PMB pM + 4 nM CdTe (C) 0,2 pM PMB + 6,7 nM CdTe, (D) 0.06 pM PMB + 2 nM CdTe irradiati, (E) 0,12 uM PMB + 4 nM CdTe irradiati, (F) 0,2 pM PMB + 6,7 nM CdTe irrairraggiato.

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	<li>Michalet, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantum+dots+for+live+cells,+in+vivo+imaging,+and+diagnostics.">Quantum dots for live cells, in vivo imaging, and diagnostics.</a> Science. 307, 538-544 (2005).</li><li>Jamieson, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biological+applications+of+quantum+dots.">Biological applications of quantum dots.</a> Biomaterials. 28, 4717-4732 (2007).</li><li>Asokan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+heat+transfer+fluids+in+the+synthesis+of+high-quality+CdSe+quantum+dots,+core/shell+quantum+dots,+and+quantum+rods.">The use of heat transfer fluids in the synthesis of high-quality CdSe quantum dots, core/shell quantum dots, and quantum rods.</a> Nanotechnology. 16, 2000-2011 (2005).</li><li>Chan, W. C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Luminescent+quantum+dots+for+multiplexed+biological+detection+and+imaging.">Luminescent quantum dots for multiplexed biological detection and imaging.</a> Curr. Opin. Biotechnol. 13, 40-46 (2002).</li><li>Chan, W. C. W., Nie, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantum+dot+bioconjugates+for+ultrasensitive+nonisotopic+detection.">Quantum dot bioconjugates for ultrasensitive nonisotopic detection.</a> Science. 281, 2016-2018 (1998).</li><li>Biju, V., Itoh, T., Ishikawa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delivering+quantum+dots+to+cells:+bioconjugated+quantum+dots+for+targeted+and+nonspecific+extracellular+and+intracellular+imaging.">Delivering quantum dots to cells: bioconjugated quantum dots for targeted and nonspecific extracellular and intracellular imaging.</a> Chem. Soc. Rev. 39, 3031-3056 (2010).</li><li>Boucher, H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bad++bugs,+no+drugs:+no+ESKAPE!+An+update+from+the+Infectious+Diseases+Society+of+America.">Bad bugs, no drugs: no ESKAPE! An update from the Infectious Diseases Society of America.</a> Clin. Infect. Dis. 48, 1-12 (2009).</li><li>Morones, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+bactericidal+effect+of+silver+nanoparticles.">The bactericidal effect of silver nanoparticles.</a> Nanotechnology. 16, 2346-2353 (2005).</li><li>Mitoraj, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visible+light+inactivation+of+bacteria+and+fungi+by+modified+titanium+dioxide.">Visible light inactivation of bacteria and fungi by modified titanium dioxide.</a> Photochemical &#38; Photobiological Sciences. 6, 642-648 (2007).</li><li>Fu, G., Vary, P. S., Lin, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anatase+TiO2+nanocomposites+for+antimicrobial+coatings.">Anatase TiO2 nanocomposites for antimicrobial coatings.</a> J. Phys. Chem. B. 109, 8889-8898 (2005).</li><li>Chung, C. J., Lin, H. I., Tsou, H. K., Shi, Z. Y., He, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+antimicrobial+TiO2+coating+for+reducing+hospital-acquired+infection.">An antimicrobial TiO2 coating for reducing hospital-acquired infection.</a> J. Biomed. Mater. Res. B. Appl. Biomater. 85, 220-224 (2008).</li><li>Nair, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+size+scale+of+ZnO+nanoparticles+and+microparticles+on+toxicity+toward+bacteria+and+osteoblast+cancer+cells.">Role of size scale of ZnO nanoparticles and microparticles on toxicity toward bacteria and osteoblast cancer cells.</a> J. Mater. Sci. Mater. Med. 20, S235-S241 (2009).</li><li>Heinlaan, M., Ivask, A., Blinova, I., Dubourguier, H. C., Kahru, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toxicity+of+nanosized+and+bulk+ZnO,+CuO+and+TiO2+to+bacteria+Vibrio+fischeri+and+crustaceans+Daphnia+magna+and+Thamnocephalus+platyurus.">Toxicity of nanosized and bulk ZnO, CuO and TiO2 to bacteria Vibrio fischeri and crustaceans Daphnia magna and Thamnocephalus platyurus.</a> Chemosphere. 71, 1308-1316 (2008).</li><li>Rincon, A. G., Pulgarin, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+coaxial+photocatalytic+reactor+(CAPHORE)+in+the+TiO2+photo-assisted+treatment+of+mixed+Escherichia+coli+and+Bacillus+subtilis+and+the+bacterial+community+present+in+wastewater.">Use of coaxial photocatalytic reactor (CAPHORE) in the TiO2 photo-assisted treatment of mixed Escherichia coli and Bacillus subtilis and the bacterial community present in wastewater.</a> Catal. Today. 101, 331-344 (2005).</li><li>Neal, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+can+be+inferred+from+bacterium-nanoparticle+interactions+about+the+potential+consequences+of+environmental+exposure+to+nanoparticles.">What can be inferred from bacterium-nanoparticle interactions about the potential consequences of environmental exposure to nanoparticles.</a> Ecotoxicology. 17, 362-371 (2008).</li><li>Kovochich, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+toxicity+of+C60+aggregates+toward+mammalian+cells:+role+of+tetrahydrofuran+(THF)+decomposition.">Comparative toxicity of C60 aggregates toward mammalian cells: role of tetrahydrofuran (THF) decomposition.</a> Environ. Sci. Technol. 43, 6378-6384 (2009).</li><li>Hoshino, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physicochemical+properties+and+cellular+toxicity+of+nanocrystal+quantum+dots+depend+on+their+surface+modification.">Physicochemical properties and cellular toxicity of nanocrystal quantum dots depend on their surface modification.</a> Nano Letters. 4, 2163-2169 (2004).</li><li>Dumas, E. M., Ozenne, V., Mielke, R. E., Nadeau, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toxicity+of+CdTe+Quantum+Dots+in+Bacterial+Strains.">Toxicity of CdTe Quantum Dots in Bacterial Strains.</a> IEEE Trans. NanoBiosci. 8, 58-64 (2009).</li><li>Park, S., Chibli, H., Wong, J., Nadeau, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antimicrobial+activity+and+cellular+toxicity+of+nanoparticle-polymyxin+B+conjugates.">Antimicrobial activity and cellular toxicity of nanoparticle-polymyxin B conjugates.</a> Nanotechnology. 22, 185101 (2011).</li><li>Cooper, D. R., Dimitrijevic, N. M., Nadeau, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photosensitization+of+CdSe/ZnS+QDs+and+reliability+of+assays+for+reactive+oxygen+species+production.">Photosensitization of CdSe/ZnS QDs and reliability of assays for reactive oxygen species production.</a> Nanoscale. 2, 114-121 (2010).</li><li>Pong, B. K., Trout, B. L., Lee, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modified+ligand-exchange+for+efficient+solubilization+of+CdSe/ZnS+quantum+dots+in+water:+A+procedure+guided+by+computational+studies.">Modified ligand-exchange for efficient solubilization of CdSe/ZnS quantum dots in water: A procedure guided by computational studies.</a> Langmuir. 24, 5270-5276 (2008).</li><li>Narayanaswamy, A., Feiner, L. F., Meijerink, A., Zaag, P. J. v. a. n. d. e. r. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+temperature+and+dot+size+on+the+spectral+properties+of+colloidal+InP/ZnS+core-shell+quantum+dots.">The effect of temperature and dot size on the spectral properties of colloidal InP/ZnS core-shell quantum dots.</a> Acs Nano. 3, 2539-2546 (2009).</li></ol>

Non ci sono conflitti di interesse dichiarati.

Le nanoparticelle rappresentano un promettente approccio per la creazione di nuovi agenti antimicrobici. Analisi della curva di crescita è un modo per monitorare la densità delle cellule batteriche che distingue le cellule attivamente, in crescita da inibito la crescita delle cellule. Una volta accoppiato con conta su piastra, consente una analisi approfondita del potenziale antibiotico di un coniugato. Il formato a 96 pozzetti permette variazioni relativamente high-throughput di concentrazione e le altre condizioni, ...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome </td><td> Azienda </td><td> Numero di catalogo </td><td> Commenti (opzionale) </td></tr><tr><td> Componente tampone borato # 1 </td><td> Pescatore </td><td> L&#39;acido borico A-74-1 </td><td></td></tr><tr><td> Componente tampone borato # 2 </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> Sodio Tetraborato B9876 </td><td></td></tr><tr><td> MPA </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> M5801 </td><td></td></tr><tr><td> Vivaspin 500 </td><td> GE Healthcare </td><td> 28-9322 </td><td> Varie MWCO disponibili </td></tr><tr><td> Flaconcini di vetro </td><td> Pescatore </td><td> 03-338C </td><td></td></tr><tr><td> EDC </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> E6383 </td><td></td></tr><tr><td> Polimixina B </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> P1004 </td><td></td></tr><tr><td> Gr battericaowth medio (LB) Component # 1 </td><td> Pescatore </td><td> NaCl S271 </td><td></td></tr><tr><td> Crescita media batterica (LB) Component # 2 </td><td> BD </td><td> Triptone 211705 </td><td></td></tr><tr><td> Terreno di crescita batterica (LB) Component # 3 </td><td> BD </td><td> Estratto di lievito 211929 </td><td></td></tr><tr><td> Lampada per esposizione alla luce </td><td> Costume </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Clear-fondo piastre da 96 pozzetti </td><td> Pescatore </td><td> 07-200-567 o 07-200-730 </td><td></td></tr><tr><td> Spettrometro a fluorescenza </td><td> Molecular Devices </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Assorbanza lettore di piastre </td><td> Molecular Devices </td><td></td><td></td></tr><tr><td> BactoAgar per i supporti solidi </td><td> Bioshop </td><td> AGR001.1 </td><td></td></tr><tr><td> Piastre di Petri intorno </td><td> Pescatore </td><td> 08-75-12 </td><td></td></tr><tr><td> Piastre di Petri rettangolari </td><td> Pescatore </td><td> 08-757-11A </td><td></td></tr></tbody></table>

solubilization and bio-conjugation of quantum dots and bacterial toxicity assays by growth curve and plate count

Punti quantici (QD) sono fluorescenti nanoparticelle di semiconduttori con dimensioni-dipendente spettri di emissione che possono essere eccitati da una vasta scelta di lunghezze d&#39;onda. QDs hanno attirato molto interesse per l&#39;imaging, la diagnostica e la terapia a causa della loro luminosa, fluorescenza stabile 1,2 3,4,5. QDs può essere coniugata ad una varietà di molecole bioattive per l&#39;associazione di batteri e cellule di mammifero 6. QDs sono anche ampiamente studiato come agenti citotossici per l&#39;abbattimento mirato di batteri. L&#39;emergere di ceppi batterici resistenti si moltiplicano sta rapidamente diventando una crisi di salute pubblica, in particolare nel caso di patogeni Gram-negativi 7. A causa del ben noto effetto antimicrobico di alcuni nanomateriali, in particolare Ag, ci sono centinaia di studi che hanno esaminato la tossicità delle nanoparticelle ai batteri 8. Studi batterici sono stati condotti con altri tipi di nanoparticelle di semiconduttori anche, especbuona resa TiO 2 9,10-11, ma anche ZnO 12 e altri, compresi CuO 13. Alcuni confronti di ceppi batterici sono stati eseguiti in questi studi, solitamente confrontando un ceppo Gram negativo con un Gram positivi. Con tutte queste particelle, meccanismi di tossicità sono attribuite ad ossidazione: o la fotogenerazione di specie reattive dell&#39;ossigeno (ROS) dalle particelle o il rilascio diretto di ioni metallici che possono causare tossicità ossidativo. Anche con questi materiali, risultati di studi diversi variano notevolmente. In alcuni studi il ceppo batterico Gram positivo è riferito più sensibile del 10 Gram negativi, in altri è l&#39;opposto 14. Questi studi sono stati ben recensione 15. In tutti gli studi delle nanoparticelle, la composizione delle particelle, le dimensioni, la chimica di superficie, all&#39;invecchiamento dei campioni / guasto, e lunghezza d&#39;onda, la potenza e la durata di esposizione alla luce possono influenzare notevolmente i risultati. Inoltre, Synthesisottoprodotti s e solventi devono essere considerati 16 17. Ad alto rendimento tecniche di screening sono necessari per poter sviluppare efficaci agenti nanomedicina nuovi. QDs CdTe hanno effetti anti-microbici da soli 18 o in combinazione con gli antibiotici. In uno studio precedente, abbiamo dimostrato che l&#39;accoppiamento di antibiotici per CdTe può aumentare la tossicità ai batteri, ma diminuire la tossicità per le cellule di mammifero, a causa della diminuzione della produzione di specie reattive dell&#39;ossigeno dai coniugati 19. Anche se è improbabile che il cadmio contenenti composti saranno approvati per l&#39;uso nell&#39;uomo, tali preparazioni possono essere utilizzati per la disinfezione di superfici o sterilizzazione di acqua. In questo protocollo, diamo un approccio diretto per solubilizzare QDs CdTe con acido mercaptopropionico (MPA). I QD sono pronti all&#39;uso nel giro di un&#39;ora. Abbiamo poi dimostrano accoppiamento di un agente antimicrobico. La seconda parte del protocollodimostra un test di inibizione a 96 pozzetti batterica utilizzando i QD coniugati e non coniugata. La densità ottica è letta su molte ore, permettendo gli effetti di aggiunta QD e l&#39;esposizione alla luce di essere valutato immediatamente e dopo un periodo di recupero. Si illustrano anche un conteggio delle colonie per quantificare la sopravvivenza batterica.

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Solubilization and Bio-conjugation of Quantum Dots and Bacterial Toxicity Assays by Growth Curve and Plate Count

Nanoparticelle quali punti quantici di semiconduttori (QD) può essere utilizzato per creare agenti fotoattivabili per applicazioni anti-microbici o anti-cancro. Questa tecnica mostra come acqua, solubilizzazione di tellururo di cadmio (CdTe) QDs, coniugato ad un antibiotico, ed eseguire un test di inibizione batterica basata su curve di crescita e conta in piastra.

Solubilizzazione e Bio-coniugazione dei punti quantici e test di tossicità batterica curva di crescita e conta in piastra

Quantum dots (QDs) are fluorescent semiconductor nanoparticles with size-dependent emission spectra that can be excited by a broad choice of wavelengths. ...

solubilization-bio-conjugation-quantum-dots-bacterial-toxicity-assays

Research

JoVE Journal

Bioengineering

14.2K Views.  McGill University, Montreal, QC Canada. Nanoparticelle quali punti quantici di semiconduttori (QD) può essere utilizzato per creare agenti fotoattivabili per applicazioni anti-microbici o anti-cancro. Questa tecnica mostra come acqua, solubilizzazione di tellururo di cadmio (CdTe) QDs, coniugato ad un antibiotico, ed eseguire un test di inibizione batterica basata su curve di crescita e conta in piastra.

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Axon Stretch Growth: The Mechanotransduction of Neuronal Growth

During pre-synaptic embryonic development, neuronal processes traverse short distances to reach their targets via growth cone. Over time, neuronal somata are separated from their axon terminals due to skeletal growth of the enlarging organism (Weiss 1941; Gray, Hukkanen et al. 1992). This mechanotransduction induces a secondary mode of neuronal growth capable of accommodating continual elongation of the axon (Bray 1984; Heidemann and Buxbaum 1994; Heidemann, Lamoureux et al. 1995; Pfister, Iwata et al. 2004).
Axon Stretch Growth (ASG) is conceivably a central factor in the maturation of short embryonic processes into the long nerves and white matter tracts characteristic of the adult nervous system. To study ASG in vitro, we engineered bioreactors to apply tension to the short axonal processes of neuronal cultures (Loverde, Ozoka et al. 2011). Here, we detail the methods we use to prepare bioreactors and conduct ASG. First, within each stretching lane of the bioreactor, neurons are plated upon a micro-manipulated towing substrate. Next, neurons regenerate their axonal processes, via growth cone extension, onto a stationary substrate. Finally, stretch growth is performed by towing the plated cell bodies away from the axon terminals adhered to the stationary substrate; recapitulating skeletal growth after growth cone extension.
Previous work has shown that ASG of embryonic rat dorsal root ganglia neurons are capable of unprecedented growth rates up to 10mm/day, reaching lengths of up to 10cm; while concurrently resulting in increased axonal diameters (Smith, Wolf et al. 2001; Pfister, Iwata et al. 2004; Pfister, Bonislawski et al. 2006; Pfister, Iwata et al. 2006; Smith 2009). This is in dramatic contrast to regenerative growth cone extension (in absence of mechanical stimuli) where growth rates average 1mm/day with successful regeneration limited to lengths of less than 3cm (Fu and Gordon 1997; Pfister, Gordon et al. 2011). Accordingly, further study of ASG may help to reveal dysregulated growth mechanisms that limit regeneration in the absence of mechanical stimuli.

A unique tissue engineering method was developed to elongate numerous nerve fibers in culture by recapitulating axon stretch growth; a form of nervous system growth whereby nerves elongate in conjunction with growth of the enlarging body.

Axon crescita Stretch: Il meccanotrasduzione di crescita neuronale

During pre-synaptic embryonic development, neuronal processes traverse short distances to reach their targets via growth cone. Over time, neuronal somata ...

Ricerca

Bioingegneria

Bacterial Immobilization for Imaging by Atomic Force Microscopy

AFM is a high-resolution (nm scale) imaging tool that mechanically probes a surface. It has the ability to image cells and biomolecules, in a liquid environment, without the need to chemically treat the sample. In order to accomplish this goal, the sample must sufficiently adhere to the mounting surface to prevent removal by forces exerted by the scanning AFM cantilever tip. In many instances, successful imaging depends on immobilization of the sample to the mounting surface. Optimally, immobilization should be minimally invasive to the sample such that metabolic processes and functional attributes are not compromised. By coating freshly cleaved mica surfaces with porcine (pig) gelatin, negatively charged bacteria can be immobilized on the surface and imaged in liquid by AFM. Immobilization of bacterial cells on gelatin-coated mica is most likely due to electrostatic interaction between the negatively charged bacteria and the positively charged gelatin. Several factors can interfere with bacterial immobilization, including chemical constituents of the liquid in which the bacteria are suspended, the incubation time of the bacteria on the gelatin coated mica, surface characteristics of the bacterial strain and the medium in which the bacteria are imaged. Overall, the use of gelatin-coated mica is found to be generally applicable for imaging microbial cells.

Live Gram-negative and Gram-positive bacteria can be immobilized on gelatin-coated mica and imaged in liquid using Atomic Force Microscopy (AFM).

Immobilizzazione batterica per Imaging di microscopia a forza atomica

AFM is a high-resolution (nm scale) imaging tool that mechanically probes a surface.  It has the ability to image cells and biomolecules, in a liquid ...

Production and Targeting of Monovalent Quantum Dots

The multivalent nature of commercial quantum dots (QDs) and the difficulties associated with producing monovalent dots have limited their applications in biology, where clustering and the spatial organization of biomolecules is often the object of study. We describe here a protocol to produce monovalent quantum dots (mQDs) that can be accomplished in most biological research laboratories via a simple mixing of CdSe/ZnS core/shell QDs with phosphorothioate DNA (ptDNA) of defined length. After a single ptDNA strand has wrapped the QD, additional strands are excluded from the surface. Production of mQDs in this manner can be accomplished at small and large scale, with commercial reagents, and in minimal steps. These mQDs can be specifically directed to biological targets by hybridization to a complementary single stranded targeting DNA. We demonstrate the use of these mQDs as imaging probes by labeling SNAP-tagged Notch receptors on live mammalian cells, targeted by mQDs bearing a benzylguanine moiety.

We provide detailed instructions for the preparation of monovalent targeted quantum dots (mQDs) from phosphorothioate DNA of defined length. DNA wrapping occurs in high yield, and therefore, products do not require purification. We demonstrate the use of the SNAP tag to target mQDs to cell-surface receptors for live-cell imaging applications.

Produzione e Targeting di monovalente Quantum Dots

The multivalent nature of commercial quantum dots (QDs) and the difficulties associated with producing monovalent dots have limited their applications in ...

Correlative Light- and Electron Microscopy Using Quantum Dot Nanoparticles

A method is described whereby quantum dot (QD) nanoparticles can be used for correlative immunocytochemical studies of human pathology tissue using widefield fluorescence light microscopy and transmission electron microscopy (TEM). To demonstrate the protocol we have immunolabeled ultrathin epoxy sections of human somatostatinoma tumor using a primary antibody to somatostatin, followed by a biotinylated secondary antibody and visualization with streptavidin conjugated 585 nm cadmium-selenium (CdSe) quantum dots (QDs). The sections are mounted on a TEM specimen grid then placed on a glass slide for observation by widefield fluorescence light microscopy. Light microscopy reveals 585 nm QD labeling as bright orange fluorescence forming a granular pattern within the tumor cell cytoplasm. At low to mid-range magnification by light microscopy the labeling pattern can be easily recognized and the level of non-specific or background labeling assessed. This is a critical step for subsequent interpretation of the immunolabeling pattern by TEM and evaluation of the morphological context. The same section is then blotted dry and viewed by TEM. QD probes are seen to be attached to amorphous material contained in individual secretory granules. Images are acquired from the same region of interest (ROI) seen by light microscopy for correlative analysis. Corresponding images from each modality may then be blended to overlay fluorescence data on TEM ultrastructure of the corresponding region.

A method is described whereby quantum dot (QD) nanoparticles can be used for correlative immunocytochemical studies of epoxy embedded human pathology tissue. We employ commercial antibody fragment conjugated QDs that are visualized by widefield fluorescence light microscopy and transmission electron microscopy.

Correlativo luce e microscopia elettronica Utilizzando Quantum Dot nanoparticelle

A method is described whereby quantum dot (QD) nanoparticles can be used for correlative immunocytochemical studies of human pathology tissue using ...

20 mJ, 1 ps Yb:YAG Thin-disk Regenerative Amplifier

This is a report on a 100 W, 20 mJ, 1 ps Yb:YAG thin-disk regenerative amplifier. A homemade Yb:YAG thin-disk, Kerr-lens mode-locked oscillator with turn-key performance and microjoule-level pulse energy is used to seed the regenerative chirped-pulse amplifier. The amplifier is placed in airtight housing. It operates at room temperature and exhibits stable operation at a 5 kHz repetition rate, with a pulse-to-pulse stability less than 1%. By employing a 1.5 mm-thick beta barium borate crystal, the frequency of the laser output is doubled to 515 nm, with an average power of 70 W, which corresponds to an optical-to-optical efficiency of 70%. This superior performance makes the system an attractive pump source for optical parametric chirped-pulse amplifiers in the near-infrared and mid-infrared spectral range. Combining the turn-key performance and the superior stability of the regenerative amplifier, the system facilitates the generation of a broadband, CEP-stable seed. Providing the seed and pump of the optical parametric chirped-pulse amplification (OPCPA) from one laser source eliminates the demand of active temporal synchronization between these pulses. This work presents a detailed guide to set up and operate a Yb:YAG thin-disk regenerative amplifier, based on chirped-pulse amplification (CPA), as a pump source for an optical parametric chirped-pulse amplifier.

A protocol for the operation of a high-energy, high-power optical parametric chirped pulse amplifier pump source based on an Yb:YAG thin-disk regenerative amplifier is presented here.

20 mJ, 1 ps Yb: YAG Amplificatore rigenerativo a disco rigido

This is a report on a 100 W, 20 mJ, 1 ps Yb:YAG thin-disk regenerative amplifier. A homemade Yb:YAG thin-disk, Kerr-lens mode-locked oscillator with ...

Detection of Endotoxin in Nano-formulations Using Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) Assays

When present in pharmaceutical products, a Gram-negative bacterial cell wall component endotoxin (often also called lipopolysaccharide) can cause inflammation, fever, hypo- or hypertension, and, in extreme cases, can lead to tissue and organ damage that may become fatal. The amounts of endotoxin in pharmaceutical products, therefore, are strictly regulated. Among the methods available for endotoxin detection and quantification, the Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) assay is commonly used worldwide. While any pharmaceutical product can interfere with the LAL assay, nano-formulations represent a particular challenge due to their complexity. The purpose of this paper is to provide a practical guide to researchers inexperienced in estimating endotoxins in engineered nanomaterials and nanoparticle-formulated drugs. Herein, practical recommendations for performing three LAL formats including turbidity, chromogenic and gel-clot assays are discussed. These assays can be used to determine endotoxin contamination in nanotechnology-based drug products, vaccines, and adjuvants.

Detection of Endotoxin in Nano-formulations Using Limulus Amoebocyte Lysate LAL Assays

Detection of endotoxins in engineered nanomaterials represents one of the grand challenges in the field of nanomedicine. Here, we present a case study that describes the framework composed of three different LAL formats to estimate potential endotoxin contamination in nanoparticles.

Rilevamento dell'endotossina in Nano-formulazioni utilizzando dosaggi di Limulus Amoebocyte Lysate (LAL)

When present in pharmaceutical products, a Gram-negative bacterial cell wall component endotoxin (often also called lipopolysaccharide) can cause ...

Immobilization of Live Caenorhabditis elegans Individuals Using an Ultra-thin Polydimethylsiloxane Microfluidic Chip with Water Retention

Radiation is widely used for biological applications and for ion-beam breeding, and among these methods, microbeam irradiation represents a powerful means of identifying radiosensitive sites in living organisms. This paper describes a series of on-chip immobilization methods developed for the targeted microbeam irradiation of live individuals of Caenorhabditis elegans. Notably, the treatment of the polydimethylsiloxane (PDMS) microfluidic chips that we previously developed to immobilize C. elegans individuals without the need for anesthesia is explained in detail. This chip, referred to as a worm sheet, is resilient to allow the microfluidic channels to be expanded, and the elasticity allows animals to be enveloped gently. Also, owing to the self-adsorption capacity of the PDMS, animals can be sealed in the channels by covering the surface of the worm sheet with a thin cover film, in which animals are not pushed into the channels for enclosure. By turning the cover film over, we can easily collect the animals. Furthermore, the worm sheet shows water retention and allows C. elegans individuals to be subjected to microscopic observation for long periods under live conditions. In addition, the sheet is only 300 &#181;m thick, allowing heavy ions such as carbon ions to pass through the sheet enclosing the animals, thus allowing the ion particles to be detected and the applied radiation dose to be measured accurately. Because selection of the cover films used for enclosing the animals is very important for successful long-term immobilization, we conducted the selection of the suitable cover films and showed a recommended one among some films. As an application example of the chip, we introduced imaging observation of muscular activities of animals enclosing the microfluidic channel of the worm sheet, as well as the microbeam irradiation. These examples indicate that the worm sheets have greatly expanded the possibilities for biological experiments.

Immobilization of Live Caenorhabditis elegans Individuals Using an Ultra-thin Polydimethylsiloxane Microfluidic Chip with Water Retention

A series of immobilization methods has been established to allow the targeted irradiation of live Caenorhabditis elegans individuals using a recently developed ultra-thin polydimethylsiloxane microfluidic chip with water retention. This novel on-chip immobilization is also adequate for imaging observations. The detailed treatment and application examples of the chip are explained.

Immobilizzazione degli individui Live Caenorhabditis elegans utilizzando un Chip microfluidico Polydimethylsiloxane di ultra-sottile con ritenzione idrica

Radiation is widely used for biological applications and for ion-beam breeding, and among these methods, microbeam irradiation represents a powerful means ...

Growth and Characterization of Irradiated Organoids from Mammary Glands

Organoids derived from the digested tissue are multicellular three-dimensional (3D) constructs that better recapitulate in vivo conditions than cell monolayers. Although they cannot completely model in vivo complexity, they retain some functionality of the original organ. In cancer models, organoids are commonly used to study tumor cell invasion. This protocol aims to develop and characterize organoids from the normal and irradiated mouse mammary gland tissue to evaluate the radiation response in normal tissues. These organoids can be applied to future in vitro cancer studies to evaluate tumor cell interactions with irradiated organoids. Mammary glands were resected, irradiated to 20 Gy and digested in a collagenase VIII solution. Epithelial organoids were separated via centrifugal differentiation, and 3D organoids were developed in 96-well low-adhesion microplates. Organoids expressed the characteristic epithelial marker cytokeratin 14. Macrophage interaction with the organoids was observed in co-culture experiments. This model may be useful for studying tumor-stromal interactions, infiltration of immune cells, and macrophage polarization within an irradiated microenvironment.

Organoids developed from mouse mammary glands were irradiated and characterized to assess epithelial traits and interactions with immune cells. Irradiated organoids can be used to better evaluate cell-cell interactions that may lead to tumor cell recruitment in irradiated normal tissue.

Crescita e caratterizzazione di organoidi irradiati da ghiandole mammarie

Organoids derived from the digested tissue are multicellular three-dimensional (3D) constructs that better recapitulate in vivo conditions than cell ...

Biosensor-based High Throughput Biopanning and Bioinformatics Analysis Strategy for the Global Validation of Drug-protein Interactions

Receptors and enzyme proteins are important biomolecules that act as binding targets for bioactive small molecules. Thus, the rapid and global validation of the drug-protein interactions is highly desirable for not only understanding the molecular mechanisms underlying therapeutic efficacy but also for assessing drug characteristics, such as adsorption, distribution, metabolism, excretion, and toxicity (ADMET) for clinical use. Here, we present a biosensor-based high throughput strategy for the biopanning of T7 phage-displayed short peptides that can be easily displayed on the phage capsid. Subsequent analysis of the amino acid sequences of peptides containing short segments, as &#34;broken relics&#34;, of the drug-binding sites using bioinformatics programs in receptor ligand contact (RELIC) suite, is also shown. By applying this method to two clinically approved drugs, an anti-tumor irinotecan, and an anti-flu oseltamivir, the detailed process for collecting the drug-recognizing peptide sequences and highlighting the drug-binding sites of the target proteins are explained in this paper. The strategy described herein can be applied for any small molecules of interest.

This study aimed to present a strategy for identifying drug-peptide interactions. The strategy involves the biopanning of drug-recognizing short peptides based on a quartz-crystal microbalance (QCM) biosensor, followed by bioinformatics analysis for quantitatively assessing the information obtained for the drug recognition and annotation of the drug-binding sites on proteins.

Strategia di biopanning e analisi bioinformatica ad alta produttività basata su biosensore per la convalida globale delle interazioni farmaco-proteina

Receptors and enzyme proteins are important biomolecules that act as binding targets for bioactive small molecules. Thus, the rapid and global validation ...

Un sistema combinato di micro-dispositivi per promuovere e monitorare la crescita dei coralli

An Integrated Micro-Device System for Coral Growth and Monitoring

Corals are fundamental organisms in marine and coastal ecosystems. With the advancement of coral protection research in recent years, precise control of the coral culture environment is highly in demand for coral conservation and study. Here, we developed a semi-closed coral culture micro-device system as a multi-functional platform, which can provide accurate and programmable temperature control, a sterile initial environment, long-term stable water quality, an adjustable dissolved oxygen concentration, and a customized light spectrum for corals. Owing to the modular design, the coral culture system can be upgraded or modified by installing desirable new modules or removing existing ones. Currently, under appropriate conditions and with proper system maintenance, the sample corals can survive for at least 30 days in a healthy state. Furthermore, due to the controllable and sterile initial environment, this coral culture system can support research into the symbiotic relationship between corals and associated microorganisms. Therefore, this micro-device system can be applied to monitor and investigate sea corals in a relatively quantitative manner.

Autore in primo piano: Avanzamento della coltura dei coralli - Creazione di un sistema di microambiente semi-quantitativamente controllato per contrastare le attuali limitazioni 

This protocol describes the development of a modular controllable micro-device system that can be applied for the long-term culturing and monitoring of sea corals.

Un sistema integrato di micro-dispositivi per la crescita e il monitoraggio dei coralli

Corals are fundamental organisms in marine and coastal ecosystems. With the advancement of coral protection research in recent years, precise control of ...