この作品は、バージニア大学とJeffress記念信託（J-971）によって賄われていた。我々は有用な議論と原稿の批判的な読みに対して、L.コロンバス、K. Jainさん、およびP.ランドルフに感謝します。

1。糖分を減らすためのベネディクトのアッセイ<ol><li> 940 mMの無水炭酸ナトリウム、588 mMクエン酸ナトリウム水和物、68 mMの硫酸銅（II）五水和物 - ベネディクト試薬の適切な量を用意する。この試薬は、反応性に目立った変化が、少なくとも6ヶ月間室温（RT）で保存することができます。 </li><li>上記試薬は6倍です。このように、600μlの反応のために、アッセイすべき試料につき、新しい1.5 mlマイクロチューブ（ 例えば 、エッペンドルフブランド）にベネディクト試薬100μlを加える。 </li><li>このチューブに10μlのサンプルを500μlのどこにでも追加します。最適なボリュームが初期試運転で発色の強度に基づいて決定することができる。十分なサンプルが利用可能であれば、その後のアッセイで希釈後、可能な最大サンプル·ボリューム（ すなわち 、全体的な反応容量6分の5、この場合のサンプルを500μl）でこのような試験を開始します。 </li><li> TUに蒸留H 2 Oを追加ボルテックスまたはピペッティングにより溶液を混ぜて、600μlに最終的なボリュームをもたらすことである。 </li><li>沸騰水浴中で20分間、サンプルをインキュベートする。 </li><li>浴から加熱された試料を取り出して、それを室温で10分間放置してください。 </li><li>土砂任意の粒子状物質をするために5分間&gt; 9300 XG（FA45-24-11エッペンドルフ固定アングルローターで〜10,000 rpm）でサンプルチューブを遠心し、このステップでは、定量的ではなく、質的研究のためにも重要である。 </li><li>アリコートきれいにキュベットに注入し、このチューブから上清。 </li><li>水とUV-VIS分光光度計を空白にします。 </li><li> 475 nmで、このサンプルの吸光度を測定します。 </li></ol> 2。ペントース糖用Bial社のオルシノールアッセイ<ol><li>新鮮Bial社の試薬 ​​の適量準備- 24.2 mMのオルシノール水和物（この化合物の構造については 、 図2bを参照）、6 M塩酸、0.025％（w / v）の塩化第二鉄六水和物の点に注意してください。ストレージ容量を拡張できる、Bial社の試薬 ​​は、2つの別々の原液として調製することができる：（i）試薬[濃HClで0.05％（w / v）のFeCl3•6H 2 O〕および（ii）試薬B [422 mMのオルシノール水和物は95で調製した％エタノール]。試薬6ヶ月間室温で保存できます。試薬Bは、光の露出を制限するための箔で覆って、1ヶ月間、4℃で保存することができます。これらの原液を15（）中で混合されています：使用前に1（b）はV / v比。 </li><li>上記試薬は2倍に拡張しています。したがって、1.0 mlの反応では、アッセイすべき試料につき、新しい1.5 mlマイクロチューブにBial社の試薬500μlを添加する。 </li><li>このチューブに10μlのサンプルを500μlにどこでも入れる。十分なサンプルが利用可能である場合はノート1.3％（上記）と同様にして、可能な最大サンプル量を（ すなわち 、半分反応全体のボリューム、この場合のサンプルを500μl）を用いて試験反応を開始し、そこから薄める。 </li><li> fを持って来るためにチューブに蒸留H 2 Oを追加1.0ミリリットルにinal容積;ボルテックスまたはピペッティングにより溶液を混ぜる。 </li><li>沸騰水浴中で20分間、サンプルをインキュベートする。 </li><li>浴から加熱された試料を取り出して、それを室温で10分間放置してください。 </li><li>土砂任意の粒子状物質をするために5分間&gt; 9300 XG（FA45-24-11エッペンドルフ固定アングルローターで〜10,000 rpm）でサンプルチューブを遠心し、このステップでは、定量的ではなく、質的研究のためにも重要である。 </li><li>アリコート目視検査のためのクリーンなキュベットに注入し、このチューブから上清。 </li><li>半定量分析のために、水とUV-VIS分光光度計をブランクおよび660nmでキュベット、サンプルの吸光度を測定する。 </li></ol> 3。 2&#39;-deoxypentose糖についてDischeのジフェニルアミンアッセイ<ol><li> 60mMのジフェニルアミン、11M氷酢酸、179 mMの硫酸、62％v / vエタノール- Discheのジフェニルアミン試薬の適切な量を用意する。この試薬は、事前にすることができます事前に比べ、ダーク容器内に室温で保存、または光の露出を制限するために、箔で覆われている。実際には、それが反応性には明らかな変化と、2〜3ヶ月を準備することができますが、光感受性のために試薬が、無期限に保存するべきではありません。 </li><li>上記試薬は2倍に拡張しています。したがって、1.0 mlの反応では、アッセイすべき試料につき、新しい1.5 mlマイクロチューブにDischeの試薬500μlを添加する。 </li><li>このチューブに10μlのサンプルを500μlにどこでも入れる。十分なサンプルが利用可能である場合はノート1.3％（上記）と同様にして、可能な最大サンプル量を（ すなわち 、半分反応全体のボリューム、この場合のサンプルを500μl）を用いて試験反応を開始し、そこから薄める。 </li><li> 1.0mlに最終的なボリュームを持って来るためにチューブに蒸留H 2 Oを追加します;ボルテックスまたはピペッティングにより溶液を混ぜる。 </li><li>沸騰水浴中で20分間、サンプルをインキュベートする。 </li><li>浴から加熱された試料を取り出して、アロ室温で10分間冷却して、それをワット</li><li>土砂任意の粒子状物質をするために5分間&gt; 9300 XG（FA45-24-11エッペンドルフ固定アングルローターで〜10,000 rpm）でサンプルチューブを遠心し、このステップでは、定量的ではなく、質的研究のためにも重要である。 </li><li>アリコート目視検査のためのクリーンなキュベットに注入し、このチューブから上清。 </li><li>半定量分析のために、水とUV-VIS分光光度計をブランクおよび600nmでキュベット、サンプルの吸光度を測定する。 </li></ol> 4。さらに使用上の注意<ol><li>分子の以下のクラスは、各アッセイのために、正と負の制御反応に適した参照化合物である： <ul><li>ベネディクトの-正=フリーリボース、フルクトース、グルコース、負=、RNA、DNA、ATP、 など 。 （任意の糖類が遊離還元糖の機能性を欠いている） </li><li> Bial社の-正= RNA（ 例えばパン酵母エキス）、リボースは、ATP、UMP、負=ウシSERUMアルブミン（BSA）、または任意の他のタンパク質</li><li> Discheの-正= DNA（ 例えばウシ胸腺）、負= RNA、ATP など 。 （任意の非2&#39;-脱酸素ヌクレオチド） </li></ul></li><li>これらのアッセイは、しばしばタンパク質精製で使用される化合物にかなり弾力的であることが判明している。例えば、NaClなど、（NH 4）2 SO 4、K 2 SO 4などの一般的な塩には干渉しなかったし、反応がで一般的に影響現れる希釈剤の内容。 pHは非常に基本的である場合、界面活性剤または尿素のようなカオトロピック剤は、アッセイの反応性に影響を与える可能性があり、酸性のpH範囲にニュートラル（テキストと陽子を見ているから、基礎となる反応化学の一般Bial社さんとDischeのアッセイのために最も最適である図2b、c）のインチ潜在的に次善の反応条件は、疑いのある干渉など 。正と負の制御実験wを使用して、ケース·バイ·ケースでテストする必要がありますi番目の基準化合物。 </li></ol>

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特別な利害関係は宣言されません。

<html>比色アッセイは、急速にそのようなさらなる研究のための準備として、全細胞溶解物からのタンパク質、RNAまたは複合体を精製する際に遭遇するなどの生体分子の混合物の化学的性質を評価するためのシンプルなアプローチを提供するここに提示した。構造生物学は、このような試料の不均一性など、よりネイティブライクなアセンブリ、徐々に大きな課題を追求したように、複雑で多?...

多くの細胞生物学では、DNAとRNAが関与する分子間相互作用を介して行われます。4これらの天然に存在する核酸（NAS）（ 例えば 、二価カチオンタンパク質、6とし、in vivoでの小分子化合物とリガンドのホストと、互いに5対話7）。相互作用は（動力学的に）短期または長命かもしれ範囲高から低親和性（熱力学的強度）に中等度の場合があり、また化学的性質や特異性の大幅な変動を示すことができます-いくつかの団体は、非常に特異的である（ 例えば 、DNA· ··転写因子は、RNA···スプライシング因子）、他の相互作用は、必ずしも、はるかに一般的な（ 例えば 、DNA···細菌のヒストン様蛋白質HU 8）している間。 NASとの非特異的な相互作用はbiomoの混合物を含むin vitro実験のための実用的な結果をもたらす可能性があるlecules、それはいくつかのNASは、少なくとも使用されている実験条件のいくつかのサブセット（イオン強度、溶液のpH、 等 ）で、目的の生体分子に関連付けることが可能で、さらにそうであるように。 大腸菌細胞培養における組換えタンパク質の異種過剰発現を介して 、例えば、利息（ポイ）のタンパク質の産生を考慮して、そのような手順は、日常的に実質的に任意の構造生物学の研究室で行われる9さらなる実験のための準備では、そのような。生化学/生物物理学的特性、結晶化などのように、初期の取り組みは、一般的に理想的に化学的に均質と生物物理学的に単分散の標本として、できるだけ純粋な形としてPOIの十分な量を得ることに焦点を当てる。宿主細胞の破壊の後、代表的な浄化ワークフローの初期段階では、EからPOIを隔離することを目指して大腸菌タンパク質、核酸、細胞壁の破片、細胞溶解物のおよびその他のコンポーネント。ただし、ホストNASはいくつかの物理化学的な理由のためにポイと共精製することができる-非常に基本的なPOIが非特異プルダウン宿主DNA / RNAのかもしれません。POIは（ 例えば 、前述のHU）ジェネリックNA-結合活性を持つことができます。 POIは、宿主のRNAまたはDNAでかなり特定のNA-結合タンパク質が、展示物の交差反応性であってもよく、ホストNASはPOIにクロマトグラフィーマトリックスと相互作用し、それによって、単に共溶出ができるように続きます。 NAの不純物はおそらく下流の実験（ 例えば 、POI•RNA結合10の蛍光異方性アッセイ）を妨害する可能性がありますので、POIにホストNAの見境のない、高親和性結合は厄介な問題を提起することができます。このような相互作用は、POIの核酸結合能を照らす別の方法として、予期せぬPOIが···NAの関連付けも、偶発的に閲覧することができます。どちらにしても、NASはキーコンポーネントや汚染物質であるかどうか、片方が最初に定量化しなければなりません下流の実験の準備のために共同浄化NAのタイプ（DNA、RNA）を識別します。 いくつかの分析法の検出とサンプルでNASを定量するために存在しています。利用可能なメソッドのほとんどは、（基本的にはどちらか（ 例えば 、チアゾールオレンジまたはNAに他の蛍光色素の結合）蛍光（ 例えば 、260の吸光度値と260 / A 280比）分光光度、または比色アール化学反応へのヌクレオシドの感受性しかし、RNAまたはDNAのポリヌクレオチドの種類を識別するための重要なステップは、これらの定量の多くの範囲を超えて、電磁スペクトルの紫外-可視領域で吸収降伏発色団）が、、最近ドゥ·メイらによって記載され、図1アプローチ。ここでは、急速にタンパク質性のサンプルにはNAコンポーネントの種類を識別するための比色アッセイのセットを提供します。 プロトコルは、ここでcを説明効率的に潜在的なNAの不純物を分離する追加のステップなしで実行され、糖質11を減少させるためのベネディクトのアッセイに依存し、2&#39;-deoxypentosesのペントース12,13及びジフェニルアミン反応14,15（ 図1および図2）オルシノール検定さ。ベネディクトのテスト（ 図2a）は、アルドース糖の形として砂糖のカルボニルの付随酸化によるCu 2 Oのカルボン酸部分と生産にCu 2 +を 、減少させるために、線形、開鎖（アルデヒド）の能力を活用不溶性の赤色沈殿。この反応は、アルドースやケトースのようなフリーの還元糖（エンジオール中間体を介して対応するアルドースに変換する）とではなく、DNAまたはRNAポリヌクレオチドの共有バックボーンの一部として循環形式にロックされペントース糖と陽性になります。無料のヘミアセタール機能のミニマル要件、他の共有者のためしたがって、潜在的な妨害物として働く- -このアッセイで陽性でしたmpoundsは、α-ヒドロキシケトンおよび短いオリゴ糖（ 例えば二糖マルトース）が含まれています。両方Bial社のオルシノール（ 図2b）とDischeのジフェニルアミン（ 図2c）の反応は、ポリヌクレオチド鎖の最初の破壊に基づくものであり、ヌクレオシドの脱プリン反応、さらに酸または親ヌクレオチドの塩基触媒による加水分解を経て、フラン-2を得るためにカルボアルデヒド（ フルフラール ）誘導体;これらのデリバティブは、そのようなオルシノール（Bial社の）またはジフェニルアミン（Discheの）大部分は未知の化学構造の着色された縮合生成物を形成するための試薬 ​​としてフェノールどちらヒドロキシと反応する。 DischeのアッセイのRNA特異対DNAは五炭糖がさらにジフェニルアミンと反応して、ω-hydroxylevulinylアルデヒドに酸化されやすいようにするために、2&#39;-脱酸素化でなければならないという事実から生じ酸性条件下で明るい青コンデンセート（ 図2c）を得た。ここで説明する合理化されたプロトコルを使用して、我々はこれらの糖特異的比色反応はRNAとDNAとを区別することができ、また、そのような生体分子試料中のグルコース、フルクトース、またはリボースなどのフリー還元糖の存在を示すことに気づいています。

<table border="1"><tbody><tr><td> 試薬や機器 </td><td> サプライヤー/会社 </td><td> カタログ番号 </td><td> コメント、メモ </td></tr><tr><td>無水炭酸ナトリウム</td><td>フィッシャー·サイエンティフィック</td><td> S263 </td><td></td></tr><tr><td>クエン酸ナトリウム二水和物</td><td>シグマ</td><td> S-4641 </td><td></td></tr><tr><td>硫酸銅（II）五水和物</td><td> VWR </td><td> VW3312-2 </td><td></td></tr><tr><td>オルシノール一水和物</td><td>シグマアルドリッチ</td><td> O1875 </td><td></td></tr><tr><td>濃HCl </td><td> VWR </td><td> BDH3030 </td><td></td></tr><tr><td>塩化第二鉄六水和物</td><td>シグマ</td><td> F-2877 </td><td></td></tr><tr><td>ジフェニルアミン</td><td>アルドリッチ</td><td> 112763 </td><td></td></tr><tr><td>氷酢酸</td><td>フィッシャー·サイエンティフィック</td><td> A28 </td><td></td></tr><tr><td>硫酸</td><td>シグマアルドリッチ</td><td> 258105 </td><td></td></tr><tr><td>エタノール</td><td> Koptec </td><td> V1101 </td><td></td></tr><tr><td>リボース</td><td>シグマ</td><td> R-7500 </td><td> 1パーセントはprep W / H 2 O中のV </td></tr><tr><td>パン酵母（S.セレビシエ ）からリボ核酸</td><td>シグマ</td><td> R6750 </td><td> H 2 O中の10 mg / mlの準備; -20℃で保存</td></tr><tr><td>ウシ胸腺からデオキシリボ核酸（ナトリウム塩）、 </td><td>シグマ</td><td> D1501 </td><td> H 2 O中の10 mg / mlの準備、4℃で保存</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> 試薬、機器＆安全 材料は、foに記載されています彼らはProtocol]セクションに表示される順序でテーブルをllowing。それ以外の場合（上記の）断りのない限り、すべての試薬は周囲の室温や照明で保存することができる。 （ 例えば 、マイクロチューブ）の下に記載されていない項目については、通常のメーカー/モデル/さまざまな標準的な生化学実験室で見つかった（ 例えば 、エッペンドルフブランド1.5ミリリットルマイクロチューブ）を使用することができる。標準のプラスチック製のマイクロチューブを遠心分離（ 例えば 、各プロトコルの終わり近くに土砂粒子材料へ）を含む手順を使用する必要があります。特段の材料は、長いチューブを封止することができるので、望ましいん;生化学研究室で見られる典型的なポリプロピレン製のチューブがうまく機能します。安全上の懸念や廃棄物処理の面では、標準的な実験室の注意事項は、（安全メガネ、ヒュームフード）と協力し、濃酢酸、塩酸、または硫酸を含む溶液は廃棄する際は、事前にペアリングを払うべきである。などの有機試薬のオルシノールまたはDIPHenylamine、ニトリル手袋は、一般的なラテックス（天然ゴム）様々な好ましい。 </td></tr></tbody></table>

rapid colorimetric assays to qualitatively distinguish rna and dna in biomolecular samples

生化学的な実験は、一般的に潜在的に異種の標本で正確な核酸の初期段階での知識、、、タンパク質、その他の生体分子のコンポーネントを必要とします。核酸は、それは容易に区別することはできませんが（ 例えば 、260）、蛍光（ 例えば 、蛍光色素の結合）、または比色（ヌクレオシド特有の発色の化学反応）。1光度アール分析方法など、いくつかの確立されたアプローチを介して検出することができますそれは280 nm付近で主に吸収260nmおよびタンパク質近く主に吸収する核酸、の相対量の簡便かつ迅速な2アセスメントを提供しているので、DNAからRNAが、260/280比は、一般的に採用されている。 1.5 3比&lt;純粋な核酸（NA）の比によって特徴付けられる一方0.8は、 &quot;純粋な&quot;タンパク質試料の指標として採用されています&gt;。 ホーwever、タンパク質/ NAのコンテンツがあると明確に、または確実に単純なUV-VIS分光光度測定から推測できないようなシナリオがあります。いくつかの小さなRNA結合タンパク質の場合と同様、例えば、（i）のサンプルは、≈280 nmの（トリプトファン、チロシン、フェニルアラニン）の吸収を担当する芳香族アミノ酸の相対的に欠いている1つ以上のタンパク質が含まれていたり、 （ⅱ）サンプルはタンパク質/ NA含有量ははるかに少ない明らかであり、さらにタンパク質とNAコンポーネント間のいくつかの高親和性の関連性を反映している可能性がある中間の260 / A 280比（〜0.8 &lt;〜1.5）を、示すことができる。このようなシナリオのために、私たちは急速に生体分子の潜在的混合試料中のRNA、DNA、および還元糖を区別するための比色アッセイの本明細書中にスイートを記述します。方法はベネディクトの、Bial社の（オルシノール）、およびDischeの（ジフェニルアミン）試薬にペントースおよび他の炭水化物の感受性差に依存して、合理化されたプロトコルは、comできるコンポーネントを分離することのいずれかの追加手順なしで、ほんの数分で竣工。アッセイは、RNAとDNAの区別だけでなく、例えば、グルコース、フルクトース、リボース（ 図1）のようなフリーの還元糖の存在を示すために並行して行うことができる。

結果は、既知の基準化合物へのこれらの比色アッセイのアプリケーションについては、 図3に示されている。代表的な定性データは、ベネディクトの（a）は、Bial社のオルシノール（b）、およびDischeのジフェニルアミン（c）のアッセイのために示されており、これらの3つのアッセイのための標準曲線を図4に示します。パネル3（AC）で、左側のパネルは適切に反応/反...

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Rapid Colorimetric Assays to Qualitatively Distinguish RNA and DNA in Biomolecular Samples

比色アッセイのスイートが急速に区別するタンパク質、RNA、DNA、および潜在的に異種生体試料中の再ducing糖に記載されている。

定性的には生体試料中のRNAおよびDNAを区別するために迅速比色アッセイ

Biochemical experimentation generally requires accurate knowledge, at an early stage, of the nucleic acid, protein, and other biomolecular components in ...

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Research

JoVE Journal

Chemistry

41.5K ビュー.  University of Virginia. 比色アッセイのスイートが急速に区別するタンパク質、RNA、DNA、および潜在的に異種生体試料中の再ducing糖に記載されている。

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Rapid High Throughput Amylose Determination in Freeze Dried Potato Tuber Samples

This protocol describes a high through put colorimetric method that relies on the formation of a complex between iodine and chains of glucose molecules in starch. Iodine forms complexes with both amylose and long chains within amylopectin. After the addition of iodine to a starch sample, the maximum absorption of amylose and amylopectin occurs at 620 and 550 nm, respectively. The amylose/amylopectin ratio can be estimated from the ratio of the 620 and 550 nm absorbance values and comparing them to a standard curve in which specific known concentrations are plotted against absorption values. This high throughput, inexpensive method is reliable and reproducible, allowing the evaluation of large populations of potato clones.&#160;

凍結乾燥したジャガイモ塊茎のサンプルの急速なハイスループットアミロース決定

This protocol describes a high through put colorimetric method that relies on the formation of a complex between iodine and chains of glucose molecules in ...

化学

Formation of Ordered Biomolecular Structures by the Self-assembly of Short Peptides

In nature, complex functional structures are formed by the self-assembly of biomolecules under mild conditions. Understanding the forces that control self-assembly and mimicking this process in vitro will bring about major advances in the areas of materials science and nanotechnology. Among the available biological building blocks, peptides have several advantages as they present substantial diversity, their synthesis in large scale is straightforward, and they can easily be modified with biological and chemical entities1,2. Several classes of designed peptides such as cyclic peptides, amphiphile peptides and peptide-conjugates self-assemble into ordered structures in solution. Homoaromatic dipeptides, are a class of short self-assembled peptides that contain all the molecular information needed to form ordered structures such as nanotubes, spheres and fibrils3-8. A large variety of these peptides is commercially available.
This paper presents a procedure that leads to the formation of ordered structures by the self-assembly of homoaromatic peptides. The protocol requires only commercial reagents and basic laboratory equipment. In addition, the paper describes some of the methods available for the characterization of peptide-based assemblies. These methods include electron and atomic force microscopy and Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR). Moreover, the manuscript demonstrates the blending of peptides (coassembly) and the formation of a &#34;beads on a string&#34;-like structure by this process.9 The protocols presented here can be adapted to other classes of peptides or biological building blocks and can potentially lead to the discovery of new peptide-based structures and to better control of their assembly.

This paper describes the formation of highly ordered peptide-based structures by the spontaneous process of self-assembly. The method utilizes commercially available peptides and common lab equipment. This technique can be applied to a large variety of peptides and may lead to the discovery of new peptide-based assemblies.

短いペプチドの自己組織化によって順序付け生体分子構造の形成

In nature, complex functional structures are formed by the self-assembly of biomolecules under mild conditions. Understanding the forces that control ...

Confocal Imaging of Confined Quiescent and Flowing Colloid-polymer Mixtures

The behavior of confined colloidal suspensions with attractive interparticle interactions is critical to the rational design of materials for directed assembly1-3, drug delivery4, improved hydrocarbon recovery5-7, and flowable electrodes for energy storage8. Suspensions containing fluorescent colloids and non-adsorbing polymers are appealing model systems, as the ratio of the polymer radius of gyration to the particle radius&#160;and concentration of polymer control the range and strength of the interparticle attraction, respectively. By tuning the polymer properties and the volume fraction of the colloids, colloid fluids, fluids of clusters, gels, crystals, and glasses can be obtained9.&#160;Confocal microscopy, a variant of fluorescence microscopy, allows an optically transparent and fluorescent sample to be imaged with high spatial and temporal resolution in three dimensions. In this technique, a small pinhole or slit blocks the emitted fluorescent light from regions of the sample that are outside the focal volume of the microscope optical system. As a result, only a thin section of the sample in the focal plane is imaged. This technique is particularly well suited to probe the structure and dynamics in dense colloidal suspensions at the single-particle scale: the particles are large enough to be resolved using visible light and diffuse slowly enough to be captured at typical scan speeds of commercial confocal systems10. Improvements in scan speeds and analysis algorithms have also enabled quantitative confocal imaging of flowing suspensions11-16,37.&#160;In this paper, we demonstrate confocal microscopy experiments to probe the confined phase behavior and flow properties of colloid-polymer mixtures. We first prepare colloid-polymer mixtures that are density- and refractive-index matched. Next, we report a standard protocol for imaging quiescent dense colloid-polymer mixtures under varying confinement in thin wedge-shaped cells. Finally, we demonstrate a protocol for imaging colloid-polymer mixtures during microchannel flow.

Confocal microscopy is used to image quiescent and flowing colloid-polymer mixtures, which are studied as model systems for attractive suspensions. Image analysis algorithms are used to calculate structural and dynamic metrics for the colloidal particles that measure changes due to geometric confinement.

監禁静止と流れるコロイド·ポリマー混合物の共焦点イメージング

The behavior of confined colloidal suspensions with attractive interparticle interactions is critical to the rational design of materials for directed ...

Preparation of Mica and Silicon Substrates for DNA Origami Analysis and Experimentation

The designed nature and controlled, one-pot synthesis of DNA origami provides exciting opportunities in many fields, particularly nanoelectronics. Many of these applications require interaction with and adhesion of DNA nanostructures to a substrate. Due to its atomically flat and easily cleaned nature, mica has been the substrate of choice for DNA origami experiments. However, the practical applications of mica are relatively limited compared to those of semiconductor substrates. For this reason, a straightforward, stable, and repeatable process for DNA origami adhesion on derivatized silicon oxide is presented here. To promote the adhesion of DNA nanostructures to silicon oxide surface, a self-assembled monolayer of 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) is deposited from an aqueous solution that is compatible with many photoresists. The substrate must be cleaned of all organic and metal contaminants using Radio Corporation of America (RCA) cleaning processes and the native oxide layer must be etched to ensure a flat, functionalizable surface. Cleanrooms are equipped with facilities for silicon cleaning, however many components of DNA origami buffers and solutions are often not allowed in them due to contamination concerns. This manuscript describes the set-up and protocol for in-lab, small-scale silicon cleaning for researchers who do not have access to a cleanroom or would like to incorporate processes that could cause contamination of a cleanroom CMOS clean bench. Additionally, variables for regulating coverage are discussed and how to recognize and avoid common sample preparation problems is described.

Reproducible cleaning processes for substrates used in DNA origami research are described, including bench-top RCA cleaning and derivatization of silicon oxide. Protocols for surface preparation, DNA origami deposition, drying parameters, and simple experimental set-ups are illustrated.

DNA折り紙解析と実験のためのマイカとシリコン基板の作製

The designed nature and controlled, one-pot synthesis of DNA origami provides exciting opportunities in many fields, particularly nanoelectronics. Many of ...

Deacetylation Assays to Unravel the Interplay between Sirtuins (SIRT2) and Specific Protein-substrates

Acetylation has emerged as an important post-translational modification (PTM) regulating a plethora of cellular processes and functions. This is further supported by recent findings in high-resolution mass spectrometry based proteomics showing that many new proteins and sites within these proteins can be acetylated. However the identity of the enzymes regulating these proteins and sites is often unknown. Among these enzymes, sirtuins, which belong to the class III histone lysine deacetylases, have attracted great interest as enzymes regulating the acetylome under different physiological or pathophysiological conditions. Here we describe methods to link SIRT2, the cytoplasmic sirtuin, with its substrates including both in vitro and in vivo deacetylation assays. These assays can be applied in studies focused on other members of the sirtuin family to unravel the specific role of sirtuins and are necessary in order to establish the regulatory interplay of specific deacetylases with their substrates as a first step to better understand the role of protein acetylation. Furthermore, such assays can be used to distinguish functional acetylation sites on a protein from what may be non-regulatory acetylated lysines, as well as to examine the interplay between a deacetylase and its substrate in a physiological context.

Deacetylation Assays to Unravel the Interplay between Sirtuins SIRT2 and Specific Protein-substrates

This protocol describes the required steps to execute in vitro and in vivo deacetylation assays in order to establish the role of proteins as specific deacetylation substrates for sirtuins and further study the role of reversible - lysine acetylation as a post-translational modification.

脱アセチル化アッセイは、サーチュインの間にInterplay（SIRT2）と特異的なタンパク質 - 基質を解明します

Acetylation has emerged as an important post-translational modification (PTM) regulating a plethora of cellular processes and functions. This is further ...

A Method to Manipulate Surface Tension of a Liquid Metal via Surface Oxidation and Reduction

Controlling interfacial tension is an effective method for manipulating the shape, position, and flow of fluids at sub-millimeter length scales, where interfacial tension is a dominant force. A variety of methods exist for controlling the interfacial tension of aqueous and organic liquids on this scale; however, these techniques have limited utility for liquid metals due to their large interfacial tension.
Liquid metals can form soft, stretchable, and shape-reconfigurable components in electronic and electromagnetic devices. Although it is possible to manipulate these fluids via mechanical methods (e.g., pumping), electrical methods are easier to miniaturize, control, and implement. However, most electrical techniques have their own constraints: electrowetting-on-dielectric requires large (kV) potentials for modest actuation, electrocapillarity can affect relatively small changes in the interfacial tension, and continuous electrowetting is limited to plugs of the liquid metal in capillaries.
Here, we present a method for actuating gallium and gallium-based liquid metal alloys via an electrochemical surface reaction. Controlling the electrochemical potential on the surface of the liquid metal in electrolyte rapidly and reversibly changes the interfacial tension by over two orders of magnitude ( &#820;500 mN/m to near zero). Furthermore, this method requires only a very modest potential (&#60; 1 V) applied relative to a counter electrode. The resulting change in tension is due primarily to the electrochemical deposition of a surface oxide layer, which acts as a surfactant; removal of the oxide increases the interfacial tension, and vice versa. This technique can be applied in a wide variety of electrolytes and is independent of the substrate on which it rests.

We present a method to control the interfacial energy of a liquid metal in an electrolyte via electrochemical deposition (or removal) of a surface oxide layer. This simple method can control the capillary behavior of gallium-based liquid metals by tuning the interfacial energy rapidly, significantly, and reversibly using modest voltages.

表面酸化と還元を経て液体金属の表面張力を操作する方法

Controlling interfacial tension is an effective method for manipulating the shape, position, and flow of fluids at sub-millimeter length scales, where ...

Coulomb Explosion Imaging as a Tool to Distinguish Between Stereoisomers

This article shows how the COLTRIMS (Cold Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy) or the "reaction microscope" technique can be used to distinguish between enantiomers (stereoisomers) of simple chiral species on the level of individual molecules. In this approach, a gaseous molecular jet of the sample expands into a vacuum chamber and intersects with femtosecond (fs) laser pulses. The high intensity of the pulses leads to fast multiple ionization, igniting a so-called Coulomb Explosion that produces several cationic (positively charged) fragments. An electrostatic field guides these cations onto time- and position-sensitive detectors. Similar to a time-of-flight mass spectrometer, the arrival time of each ion yields information on its mass. As a surplus, the electrostatic field is adjusted in a way that the emission direction and the kinetic energy after fragmentation lead to variations in the time-of-flight and in the impact position on the detector.
Each ion impact creates an electronic signal in the detector; this signal is treated by high-frequency electronics and recorded event by event by a computer. The registered data correspond to the impact times and positions. With these data, the energy and the emission direction of each fragment can be calculated. These values are related to structural properties of the molecule under investigation, i.e. to the bond lengths and relative positions of the atoms, allowing to determine molecule by molecule the handedness of simple chiral species and other isomeric features.

For small chiral species, Coulomb Explosion Imaging provides a new approach to determine the handedness of individual molecules.

立体異性体を区別するためのツールとしてクーロン爆発イメージング

This article shows how the COLTRIMS (Cold Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy) or the "reaction microscope" technique can be used to distinguish ...

DNA-magnetic Particle Binding Analysis by Dynamic and Electrophoretic Light Scattering

Isolation of DNA using magnetic particles is a field of high importance in biotechnology and molecular biology research. This protocol describes the evaluation of DNA-magnetic particles binding via dynamic light scattering (DLS) and electrophoretic light scattering (ELS). Analysis by DLS provides valuable information on the physicochemical properties of particles including particle size, polydispersity, and zeta potential. The latter describes the surface charge of the particle which plays major role in electrostatic binding of materials such as DNA. Here, a comparative analysis exploits three chemical modifications of nanoparticles and microparticles and their effects on DNA binding and elution. Chemical modifications by branched polyethylenimine, tetraethyl orthosilicate and (3-aminopropyl)triethoxysilane are investigated. Since DNA exhibits a negative charge, it is expected that zeta potential of particle surface will decrease upon binding of DNA. Forming of clusters should also affect particle size. In order to investigate the efficiency of these particles in isolation and elution of DNA, the particles are mixed with DNA in low pH (~6), high ionic strength and dehydration environment. Particles are washed on magnet and then DNA is eluted by Tris-HCl buffer (pH = 8). DNA copy number is estimated using quantitative polymerase chain reaction (PCR). Zeta potential, particle size, polydispersity and quantitative PCR data are evaluated and compared. DLS is an insightful and supporting method of analysis that adds a new perspective to the process of screening of particles for DNA isolation.

This protocol describes the synthesis of magnetic particles and evaluation of their DNA-binding properties via dynamic and electrophoretic light scattering. This method focuses on monitoring changes in particle size, their polydispersity and zeta potential of particle surface which play major role in binding of materials such as DNA.

バインドの動的・電気泳動光散乱による解析 DNA 磁性粒子

Isolation of DNA using magnetic particles is a field of high importance in biotechnology and molecular biology research. This protocol describes the ...

Rapid Nanoprobe Signal Enhancement by In Situ Gold Nanoparticle Synthesis

The use of nanoprobes such as gold, silver, silica or iron-oxide nanoparticles as detection reagents in bioanalytical assays can enable high sensitivity and convenient colorimetric readout. However, high densities of nanoparticles are typically needed for detection. The available synthesis-based enhancement protocols are either limited to gold and silver nanoparticles or rely on precise enzymatic control and optimization. Here, we present a protocol to enhance the colorimetric readout of gold, silver, silica, and iron oxide nanoprobes. It was observed that the colorimetric signal can be improved by up to a 10000-fold factor. The basis for such signal enhancement strategies is the chemical reduction of Au3+ to Au0. There are several chemical reactions that enable the reduction of Au3+ to Au0. In the protocol, Good&#39;s buffers and H2O2 are used and it is possible to favor the deposition of Au0 onto the surface of existing nanoprobes, in detriment of the formation of new gold nanoparticles. The protocol consists of the incubation of the microarray with a solution consisting of chloroauric acid and H2O2 in 2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid pH 6 buffer following the nanoprobe-based detection assay. The enhancement solution can be applied to paper and glass-based sensors. Moreover, it can be used in commercially available immunoassays as demonstrated by the application of the method to a commercial allergen microarray. The signal development requires less than 5 min of incubation with the enhancement solution and the readout can be assessed by naked eye or low-end image acquisition devices such as a table-top scanner or a digital camera.

Rapid Nanoprobe Signal Enhancement by In Situ Gold Nanoparticle Synthesis

In this work, a protocol for signal enhancement of nanoprobe-based biosensing is presented. The protocol is based on the reduction of chloroauric acid onto the surface of existing nanoprobes that consist of gold, silver, silica or iron-oxide nanoparticles.

原金ナノ粒子合成による急速なナノプローブ信号強調

The use of nanoprobes such as gold, silver, silica or iron-oxide nanoparticles as detection reagents in bioanalytical assays can enable high sensitivity ...

Solvothermal Synthesis of MIL-96 and UiO-66-NH2 on Atomic Layer Deposited Metal Oxide Coatings on Fiber Mats

Metal-organic frameworks (MOFs), which contain reactive metal clusters and organic ligands allowing for large porosities and surface areas, have proven effective in gas adsorption, separations, and catalysis. MOFs are most commonly synthesized as bulk powder, requiring additional processes to adhere them to functional devices and fabrics that risk decreasing the powder porosity and adsorption capacity. Here, we demonstrate a method of first coating fabrics with metal oxide films using atomic layer deposition (ALD). This process creates conformal films of controllable thickness on each fiber, while providing a more reactive surface for MOF nucleation. By submerging the ALD coated fabric in solution during solvothermal MOF synthesis, the MOFs create a conformal, well-adhered coating on the fibers, resulting in a MOF-functionalized fabric, without additional adhesion materials that may block MOF pores and functional sites. Here we demonstrate two solvothermal synthesis methods. First, we form a MIL-96(Al) layer on polypropylene fibers using synthetic conditions that convert the metal oxide to MOF. Using initial inorganic films of varying thicknesses, diffusion of the organic linker into the inorganic allows us to control the extent of MOF loading on the fabric. Second, we perform a solvothermal synthesis of UiO-66-NH2 in which the MOF nucleates on the conformal metal oxide coating on polyamide-6 (PA-6) fibers, thereby producing a uniform and conformal thin film of MOF on the fabric. The resulting materials can be directly incorporated into filter devices or protective clothing and eliminate the maladroit qualities of loose powder.

Solvothermal Synthesis of MIL-96 and UiO-66-NH2 on Atomic Layer Deposited Metal Oxide Coatings on Fiber Mats

Metal-organic frameworks are effective in gas storage and heterogeneous catalysis, but typical synthesis methods result in loose powders that are difficult to incorporate into smart materials. We demonstrate a method of first coating fabrics with ALD metal oxides, resulting in conformal films of MOF on the fabrics during solvothermal synthesis.

ミル-96、UiO-66-NH2原子層のソルボサーマル合成繊維のマット上金属酸化皮膜に堆積

Metal-organic frameworks (MOFs), which contain reactive metal clusters and organic ligands allowing for large porosities and surface areas, have proven ...