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).

さまざまなソリューションおよびタンパク質サンプルの調製<ol><li>の50mMのNaH 2 PO 4、50mMのNaCl、およびpH6.8で10％グリセロールを含むリン酸緩衝溶液（PBS-G）を100mlを調製する。 </li><li> pH7.4の10mMのHEPES、150mMのNaCl、0.005％Tween20を含むHEPES緩衝溶液250mlを調製する。 </li><li> PBS-G中の0.2mmにラクトース（ 図1）硫酸化ビルディングブロック1（BB1）乳糖およびビルディングブロック2（BB2）のストック溶液を調製します。 </li><li> 500 nMの、1μMでミオグロビン、および500nmでのリゾチームで梗のhypogaeaレクチン （AHL）：HEPES中タンパク質溶液の1ミリリットルを準備します。 </li><li>超純水に1％SDSの20ミリリットルを用意してください。 </li></ol> CoCRRアレイの作製<ol><li>これらの条件下で3分間プラズマクリーナーを使用する前に、プリズム48時間の金表面を清掃してください：75％酸素、25％アルゴン、0.6ミリバール、電力40 W。 </li><li> 11純粋および混合solutioを準備PBS-G 0.1mmの総BB濃度で10％刻みを0〜100％の間[BB1] /（[BB1] + [BB2]）比でBB1とBB2のナノ秒。 </li><li>預金合計で44のスポット（ 図2）を用いて、各比率のために四連での非接触スポッターを用いて、プリズム面上でこれらの純粋および混合液の8 nlの液滴。 NOTE：PBS-Gで追加の10％グリセロールを溶媒蒸発と堆積後BB濃度の変化を低減するために非常に重要である。 </li><li>超純水1mlを含むペトリ皿の内側にプリズムを配置し、金表面上のBB1とBB2の自己集合を室温でO / Nのままにします。ここでは、混合SAMの平均表面組成は、堆積混合溶液（ 図3）11の組成を反映しているものとする。 </li><li>超純水で十分にプリズムを洗浄した後、アルゴン流の下でそれを乾燥させてください。 </li></ol> 3タンパク質センシングのSPRiによる<ol><li> incubatoを設定rは、その中のSPRi装置は、タンパク質検出時の温度変化により誘導される屈折率の変化を避けるために25°Cに配置されている。 </li><li> 10μlのポリエーテルエーテルケトン（PEEK）における非官能すすぎプリズムは、コンピュータ制御されたシリンジポンプ、脱気装置及び6ポート中圧噴射弁（ 図4）に接続されたセルを流れる挿入する。たて濾過し、バッファー、HEPESを実行して脱気をフローシステムに入力します。 </li><li>すすぎプリズムを外し、フローセル中CoCRR配列を含むプリズムを挿入します。 100μL/分の流量で運転HEPES。 CCDカメラの助けを借りてすぐにランニングバッファーを通過させることによって、プリズム表面上に存在する任意の気泡を除去。 </li><li>配列のよく対比画像上とのSPRiシステム内の統合されたソフトウェアの助けを借りて、ベースの関心領域に対して同じ径の円を描くことによって各スポットについての研究領域を定義します。 </li><li>反映表すプラズモン曲線をトレース全てのスポットのための入射角の関数でivity曲線。 </li><li>反射率曲線の最も高い傾斜で作動角（運動曲線が記録される位置）を選択します。反応速度測定のために選択された作業角度を固定するために走査ミラーを回転させます。 </li><li>全てのスポットのための反射率信号が安定して一定になるまでフローシステムを通してHEPESを実行し続けます。 </li><li>位置「負荷」での噴射弁とサンプルループ（500μl）の中に注射器で1ミリリットルAHL液を注入。次に、 &quot;注射&quot;を配置するために注入バルブを置く。全てのタンパク質の注射のために使用流量を100μl/分であった。 </li><li>全てのスポットで同時に時間に対して反射率の変化を監視することにより、反応速度測定を開始します。 </li><li>タンパク質注射の終了時に、8分間のランニング緩衝液でアレイをすすぐ。最後に、それを再生するために1ミリリットル1％SDSを注入。 </li><li>他のpに対して同じ手順を繰り返しますroteins。 </li></ol> 4。データ処理と解析<ol><li>フローセルへの蛋白質溶液のエントリに続いて、分子結合が発生し、プラズモン曲線のシフト及び反射率の変化を誘導する。画像取得ソフトウェアは、センサーグラム（ 図5B）を得、SPR画像は、 図5Aを与え、スケールレベルを灰色に測定された光強度値を変換して、時間に対する反射率の変化を生成する。 </li><li>各サンプルについて2D連続進化プロファイル（CEP）を生成する[BB1] /（[BB1] + [BB2]）比に対する各タンパク質の注入の終了時に反射率（R％）をプロットする数学計算ソフトウェアを使用した（ 図5C）。 </li><li> [BB1] /（[BB1] + [BB2]）センサーグラムにおける比率を追加します（ 図5B）は、各タンパク質（ 図5D）のための3D連続進化ランドスケープ（CEL）を生成する。 </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>このeTとの建設のための最も重要なステップは、システムの良好な再現性を確保するために専念しています。例えば、BB1およびBB2の11の純粋および混合溶液中に10％グリセロールを添加すること、使用前に標準化された手順により、プリズムの金表面を洗浄するのBBは、プリズムの金表面上の自己組織化の際に溶媒の蒸発を排除するために、それぞれについて、複数の反復[BB1] /（[BB1] + [BB2]）比などを堆積させる。のSPRiによるタンパク質の検知については、作動角の選択が非常に重要です。通常、それは、反射率曲線の最も高い勾配に固定されている。また、このようなどの作業温度、流量などの各タンパク質の検出のための標準化された実験条件を使用することは非常に重要である。各タンパク質注入後、CoCRRアレイは、受容体へのダメージを与えることなく、システムの完全な再生を可能にする適切な溶液を用いて再利用のために再生成する必要があります。 開発されたETはだけでなく、以前に9に報告するだけでなく、一般的なタンパク質について、2つの非糖結合タンパク質ミオグロビンとリゾチームと1レクチンAHLを使用したとして、これらは結合タンパク質、糖の研究に有効であることを示すためにe_content &quot;&gt; HEPES（pH7.4）中の電荷の多様有するように選択した：。AHL（等電点（pI）6.0）、ミオグロビン（pIの7.2）及びリゾチーム（pIを11）を図6に示すように、注目すべきは、各タンパク質が固有に持っている応答パターンは、AHLわずかに負にHEPESに充電される。そのCEPは、それが負に帯電しBB2リッチCoCRRsとの強い相互作用を有することを示す。ほとんどの場合、タンパク質の正に荷電したドメインおよびBB2リッチCoCRRs間の相互作用によるものであるさらに高い濃度で、AHLとリゾチームのCEPはにCEPでのミオグロビンを比較する。HEPES中でグローバルに中性であるミオグロビン、の場合は、すべてのCoCRRsで得られた信号の間に大きな違いはありません。信号はずっとLOですWER。正にHEPESに充電されるリゾチームについては、最大シグナルは純粋BB2を含むCoCRRを得た。 リアルタイムの吸脱着速度を監視することができるのSPRiの利点のおかげで、各タンパク質についての3D連続進化風景が生成された。時間依存性の認識パターンのこのようなタンパク質分析のための補助的な分化パラメータをもたらす。特に、CoCRRsのセットに対して同様の親和性を提示するが、相互作用の彼らの反応速度が異なる2つの検体を分析するために非常に有用である可能性があります。 図7に示すように、セル画は容易に識別可能である。これらの結果は、CoCRRsを有する3つのタンパク質の相互作用は、例えば、疎水性、中性及び荷電アミノ酸残基の分布などの、それらの表面特性に依存することを示している。 CEPとCELの両方は、タンパク質の識別および見込みのための「指紋」として使用することができ電性の識別。したがって、Etは共通のタンパク質の分析に有効である。 ここに記載されたプロトコルは、タンパク質分析のためのET構築するコンビナトリアルアプローチを使用しています。合成が構造的に複雑で面倒である分子の数を使用する他のアプローチとは異なり、唯一つの小さな分子は、本研究で良好な解像度を有するタンパク質を分化することができる交差反応性受容体配列を調製した。また、前回の調査によると、Etは、安定した再現性があり、9再利用可能である。さらに、のSPRiは、リアルタイムでの結合事象を監視し、これまでにない信頼性を有する新規な連続認識パターンを生成することができます。近い将来には、相補的な物理化学的特性を有する追加のBBは、液体中またはガス中の複雑な混合物の分析のためのアレイにおけるCoCRRの多様性を増加させるために導入される。

正確かつ迅速なタンパク質検出法は、医療診断およびプロテオミクスにおいて非常に重要である。そのようなバイオチップのような古典的なタンパク質検出アレイは、「ロックアンドキー」の認識の原理に基づいており、そのようなアプタマー、抗体、または模倣体などの特定の受容体を必要とする。 近年、人間の嗅覚と味覚に触発差動検出は、代替1として浮上している。この電子鼻/舌（EN / ET）のアプローチは、標的分子に対する高度に特異的または選択的である必要はありません交差反応性受容体（CRRs）の配列に分析物の結合差に基づいているので、面倒を克服することができます高度に選択的な受容体を開発するプロセス。これは、その同定を可能にする、指紋のように、各サンプルの異なるパターンを作成し、すべての受容体の結合応答である。 エレックの開発のための2つの主要な課題効果的なタンパク質検出のためのTRONIC鼻/舌は構造的に類似の検体と結合事象のための適切な伝達系を区別する能力を持っているセンシング素子の製造である。これまでの研究では、アレイの開発2にさまざまなアプローチを報告している。例えば、ある研究では、タンパク質のアレイベースの識別は、タンパク質とのための明確な荷電周囲との親和性のための疎水性コアを有する差動受容体を提供するために、各種アミノ酸やジペプチドにカルボキシル基を結合させることにより、テトラcarboxyphenylporphyrin誘導体から準備CRRsを使用して開発された異なる結合を付与する。このシステムを使用して、異なるタンパク質及びタンパク質混合物の分析物3,4との相互作用の際に受容体の蛍光消光を測定することによって同定した。別の研究では、hexasubstiにコンビナトリアルな方法で合成されたペプチドボロン酸部分を含有する29 CRRsのライブラリーtutedベンゼン骨格は、インジケータ取り込み比色検出5,6を有するタンパク質を検出するために開発された。そのような設計では、各受容体は、糖タンパク質からのタンパク質の分化に補助ペプチドの腕の中で分散に基づいて、タンパク質、およびボロン酸との差動結合能を示した。より最近では、アニオン性蛍光ポリマーであるポリ（p-フェニレンエチニレン）（PPE）とコンジュゲートし、異なるカチオン性官能化された金ナノ粒子で構成された配列は、タンパク質7を検出し、識別するために作成されている。競争力のあるタンパク質のための別個の認識パターンを生成する、タンパク質分析物との結合を、蛍光を再生しPPE /金ナノ粒子複合体をクエンチした。本研究では、官能化ナノ粒子 - タンパク質相互作用は、ナノ粒子の末端基の物理化学的性質を変えることによって調整した。更に、このアプローチは、複雑で、タンパク質に富む培地中でタンパク質分析のために有効であることが示された生理学的に関連の濃度でヒト血清として、このように疾患状態8を診断するための実際のサンプルをプロファイリングにおけるETの可能性を示した。 非常に有望なものの、これらのシステムは、いくつかの固有の限界を有する。彼らは設計と非常に複雑な構造を有する5〜29 CRRsから合成することを必要とする。また、各測定以下リセットされる嗅覚系とは異なり、タンパク質の検出は、サンプルあたりのアレイを準備する必要である。最後に、リアルタイムの結合事象を監視することは極めて困難である。 この文脈において、コンビナトリアルアプローチは、異なる物理化学的特性を持つ単純かつ容易にアクセス可能な少数の分子用いて、提案された（中性、負に帯電した、正に荷電、親水性、疎水性、 等 。）ビルディングブロック（BBS）9として。変化させ、制御された割合でのBBを混合し、混合物はオングストロームの金表面上に自己集合させることによりプリズムは、タンパク質を結合するための適切なプロパティをフィーチャーしたコンビナトリアル表面の配列が作成されました。注目すべきことに、このシステムの自己組織化単分子膜を迅速かつ効率的に製造することが、多様な組み合わせの交差反応性受容体（CoCRRs）を有効に、高度に分岐した方法で表面特性の範囲を簡単にチューニングを可能にする。タンパク質検出は、光学検出システムは、表面プラズモン共鳴画像（のSPRi）を用いて行った。簡単に説明すると、LEDからのブロードビーム単色偏光がプリズムの表面の全体CoCRRアレイ領域を照明する。高解像度のCCDビデオカメラがCoCRRアレイの全てのスポットにわたってリアルタイムの差分画像を提供する。それは、結合事象と運動過程10に関する詳細な情報を提供するCoCRR·アレイの表面に局所的な変化のすべてをキャプチャします。一方、イメージングソフトウェアの助けを借りて、スポットに対応するSPR画像は、自動的に反射率versuの変化に変換されますセンサーグラムと呼ばれる運動結合曲線のシリーズを生成し、時間だ。したがって、のSPRiはラベルフリー、同期、並列を可能にし、結合事象のリアルタイム観察。さらに、得られたCoCRRアレイは、タンパク質分析のための再生可能及び再利用可能である。 このプロトコルは、ビルディングブロックとしてつだけ小分子を用いて電子舌の構築を記載しのSPRiで得られた連続的な認識パターンに基づいて、一般的なタンパク質の分析への応用を示している。

<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>一般的なタンパク質分析のための電子舌の能力を調べるために、3つのタンパク質を用いた：AHL、ミオグロビンおよびリゾチーム。 図6に示すように、各タンパク質について、異なる2D連続進化プロファイル、CEPは、他で生成された。 また、リアルタイムの吸着と脱着速度を監視することができるのSPRi、おかげで、各タンパク質についての3D連続進化ランドスケープ（CEL）と呼ばれる時間依存の連続的な認識パターンは、生成された。 図7に、これらの三つのタンパク質の特性資料集が示されている。 <img alt="図1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51901/51901fig1highres.jpg" width="500" /> CoCRRアレイを調製するために、このプロトコルで使用される2つのビルディングブロックの1化学構造図。51901 / 51901fig1highres.jpg &quot;ターゲット=&quot; _ブランク」&gt;この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。 <img alt="図2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51901/51901fig2highres.jpg" width="500" /> 図2の四重の各比率と非接触圧電スポッターを用いてBB1とBB2の純粋および混合液の液滴44を堆積した後、プリズムの写真。プリズムを1.5mlのエッペンドルフチューブの隣に配置した。 <img alt="図3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51901/51901fig3highres.jpg" width="500" /> CoCRRアレイは、さまざまな比率でBB1とBB2の純粋および混合溶液を用いて調製した11の差動受容体を含有すると自己集合金シュール上にこれらの混合を可能にする図3。模式図プリズムの顔。 <img alt="図4" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51901/51901fig4highres.jpg" width="500" /> マイクロ流体システムと組み合わせるのSPRi検出システムの4模式図を図。 <img alt="図5" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51901/51901fig5highres.jpg" width="500" /> 先進の電子舌で連続認識パターンの2種類を生成するためのデータ処理の図5模式図：2D連続進化プロファイルおよび3D連続進化風景。 <img alt="図6" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51901/51901fig6highres.jpg" width="500" /> 図6 Continuouの進化プロファイル3つの純粋なタンパク質のための：AHL（500 nM）の、ミオグロビン（1μM）、およびリゾチーム（500 nM）のそれらは、[BB1対タンパク質注射の終了時に反射率（R％）での変化をプロットすることによって生成された] /（[BB1] + [BB2]）比。 <img alt="図7" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51901/51901fig7highres.jpg" width="500" /> 味の図7風景：AHL、ミオグロビン、電子舌によって生成されたリゾチームの特徴的な3D設定資料集。

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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.

タンパク質分析のための継続的な認識パターンを生成する電子舌

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

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Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Bioengineering

7.8K ビュー.  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. 

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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.

非対称受容体のパターンでセルローリング軌道を勉強

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

生物工学

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.

Biofabricationとバイオエレクトロニック·インタフェースをブリッジする

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

Continuous High-resolution Microscopic Observation of Replicative Aging in Budding Yeast

We demonstrate the use of a simple microfluidic setup, in which single budding yeast cells can be tracked throughout their entire lifespan. The microfluidic chip exploits the size difference between mother and daughter cells using an array of micropads. Upon loading, cells are trapped underneath these micropads, because the distance between the micropad and cover glass is similar to the diameter of a yeast cell (3-4 &mu;m). After the loading procedure, culture medium is continuously flushed through the chip, which not only creates a constant and defined environment throughout the entire experiment, but also flushes out the emerging daughter cells, which are not retained underneath the pads due to their smaller size. The setup retains mother cells so efficiently that in a single experiment up to 50 individual cells can be monitored in a fully automated manner for 5 days or, if necessary, longer. In addition, the excellent optical properties of the chip allow high-resolution imaging of cells during the entire aging process.

We describe here the operation of a microfluidic device that allows continuous and high-resolution microscopic imaging of single budding yeast cells during their complete replicative and/or chronological lifespan.

出芽酵母の老化複製の連続高分解能顕微鏡観察

We demonstrate the use of a simple microfluidic setup, in which single budding yeast cells can be tracked throughout their entire lifespan. The ...

Self-reporting Scaffolds for 3-Dimensional Cell Culture

Culturing cells in 3D on appropriate scaffolds is thought to better mimic the in vivo microenvironment and increase cell-cell interactions. The resulting 3D cellular construct can often be more relevant to studying the molecular events and cell-cell interactions than similar experiments studied in 2D. To create effective 3D cultures with high cell viability throughout the scaffold the culture conditions such as oxygen and pH need to be carefully controlled as gradients in analyte concentration can exist throughout the 3D construct. Here we describe the methods of preparing biocompatible pH responsive sol-gel nanosensors and their incorporation into poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) electrospun scaffolds along with their subsequent preparation for the culture of mammalian cells. The pH responsive scaffolds can be used as tools to determine microenvironmental pH within a 3D cellular construct. Furthermore, we detail the delivery of pH responsive nanosensors to the intracellular environment of mammalian cells whose growth was supported by electrospun PLGA scaffolds. The cytoplasmic location of the pH responsive nanosensors can be utilized to monitor intracellular pH (pHi) during ongoing experimentation.

Biocompatible pH responsive sol-gel nanosensors can be incorporated into poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) electrospun scaffolds. The produced self-reporting scaffolds can be used for in&#160;situ monitoring of microenvironmental conditions whilst culturing cells upon the scaffold. This is beneficial as the 3D cellular construct can be monitored in real-time without disturbing the experiment.

3次元細胞培養のための自己申告足場

Culturing cells in 3D on appropriate scaffolds is thought to better mimic the in vivo microenvironment and increase cell-cell interactions. The resulting ...

Microfabrication of Nanoporous Gold Patterns for Cell-material Interaction Studies

Nanostructured materials with feature sizes in tens of nanometers have enhanced the performance of several technologies, including fuel cells, biosensors, biomedical device coatings, and drug delivery tools. Nanoporous gold (np-Au), produced by a nano-scale self-assembly process, is a relatively new material that exhibits large effective surface area, high electrical conductivity, and catalytic activity. These properties have made np-Au an attractive material to scientific community. Most studies on np-Au employ macro-scale specimens and focus on fundamental science of the material and its catalytic and sensor applications. The macro-scale specimens limit np-Au's potential in miniaturized systems, including biomedical devices. In order to address these issues, we initially describe two different methods to micropattern np-Au thin films on rigid substrates. The first method employs manually-produced stencil masks for creating millimeter-scale np-Au patterns, while the second method uses lift-off photolithography to pattern sub-millimeter-scale patterns. As the np-Au thin films are obtained by sputter-deposition process, they are compatible with conventional microfabrication techniques, thereby amenable to facile integration into microsystems. These systems include electrically-addressable biosensor platforms that benefit from high effective surface area, electrical conductivity, and gold-thiol-based surface bioconjugation. We describe cell culture, immunostaining, and image processing techniques to quantify np-Au's interaction with mammalian cells, which is an important performance parameter for some biosensors. We expect that the techniques illustrated here will assist the integration of np-Au in platforms at various length-scales and in numerous applications, including biosensors, energy storage systems, and catalysts.

We report on techniques to micropattern nanoporous gold thin films via stencil printing and photolithography, as well as methods to culture cells on the microfabricated patterns. In addition, we describe image analysis methods to characterize morphology of the material and the cultured cells using scanning electron and fluorescence microscopy techniques.

物質 - 細胞相互作用研究ナノポーラス金パターンの微細加工

Nanostructured materials with feature sizes in tens of nanometers have enhanced the performance of several technologies, including fuel cells, biosensors, ...

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.

定量的、皮膚が創傷管理のためのコンフォーマルスキンのような電子システムの作製と評価

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.

平面支持された二分子層​​上の単一分子蛍光顕微鏡

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.

単層カーボンナノチューブ上のバイオミメティックポリマーとエンジニアリング分子認識

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.

粒子の空間追跡のための多重化された電子の検出とマイクロ流体プラットフォーム

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.

テキスタイル上の有機電子デバイスのためのシンプルでスケーラブルな製造方法

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