저자는 지원 Zoiray 기술 주식 회사, 공동 스폰서와 상용화 파트너를, 감사하고 싶습니다.

1. 기판 준비 <ol><li> 외투 계층 실리콘 그런가 자기 adsorbing copoly (DMA - NAS - MAPS) 2 기판 : <ol><li> 공중 합체의 합성, 화학 구조, 및 코팅 과정으로 게시됩니다 : G. Pirri, F. Damin, M. Chiari, E. Bontempi, LE Depero합니다. DNA Microarray 유리 슬라이드에 고분자 Adsorbed 코팅의 특성. 항문. 화학. 2004, 76, 1352년에서 1358년까지. </li><li> 간단히, deionized (DI) 물 5 ML하는 폴리머의 100 밀리그램을 추가하여 폴리머 솔루션을 준비하고 0.92 M.의 최종 농도에 도달 40 % 포화 암모늄 황산 ((NH 4) 2SO 4) 솔루션의 5 ML을 추가 </li><li> 흔드는 30 분 용액에 그리고 잠수함 칩 디 물로 깨끗이 씻어. 아르곤 / N 2 가스로 완전히 건조. </li><li> 80 베이크 칩 ° C 15 분. </li></ol></li><li> 스토어 폴리머 코팅 최대 3 개월 동안 건조 환경 (진공 건조기)에 기판 / 칩 탐사선이 절차를 야생까지. </li></ol> 2. 항체, 항원, SS / dsDNA, RNA 등 : 프로브 배열의 준비 <ol><li> 원하는 버퍼에 적절한 농도 프로브 (S)을 희석. 이 단계는 상당히 다를 수 있지만, 전형적인 실험 산도 ≈ 7.4에서 호수 (PBS)를 버퍼 인산의 0.5 MG / ML의 농도 (0.1 -1 MG / ML 범위)에 항원 또는 IgG을 활용합니다. </li><li> 이곳은 96 솔루션 - 또는 384 - 글쎄 플레이트 (또는 반점을 찍는 사용을위한 표준 소스 판) </li><li> 원하는 인쇄 배열 매개 변수를 야생 설정 (시간, 접근 속도 등 머물러) 사용되는 표면 및 솔루션에 적합한 야생 매개 변수를 결정합니다. 그리드, 그리드 레이아웃, 복제 그리드의 번호 및 칩 원하는 야생 위치마다 각각의 조건의 복제의 수를 결정합니다. 플레이스 기판과 적절한 위치에 소스 판은 물론 폐기물 및 공급 병 준비 확인 및 인쇄 실행을 시작합니다. </li><li> 관찰은 고정 및 해제 과정이 계속 수 있도록 (4~18시간) 높은 습도 환경에서 장소 기판은 밤새 완료되면. </li><li> 와시 기판 : 0.1 % 트윈 (PBST), PBS, 그리고 마지막으로 deionized (DI) 물을 PBS 세 별도의 세척을위한 3 분 다음과 같은 솔루션에서 그들을 놓으십시오. 실험의 종류에 따라 (서부 유럽 표준시 대 건조), 아르곤 가스로 철저하게 칩을 건조하고 부화를 시작하거나 흐름 챔버에 칩을 넣고 조립. </li><li> 쉐이크 접시에있는 동안 30 분 동안 7.4로 조정 산도와 ethanolamine 50 MM 솔루션의 칩 잠수함이 잠수하여 공중 합체의 표면에 남아있는 NHS 그룹을 비활성화합니다. 이러한 히드록 실 아민 또는 트리스와 같은 기본 아민 함유 화합물은 또한 오랫동안 준비된 솔루션은 단백질과 함께 사용하는 것이 안전으로 사용할 수 있습니다. 철저히 PBS 다음 DI 워터를 사용하여 해제 솔루션을 씻어. </li><li> 선택 단계 (고용되는 표면 화학에 따라 다름) : BSA, 카제인의 용액 또는 30 분 rehydrated 우유를 사용하여 블록 표면. 폴리머 백본이 아닌 특정 단백질 바인딩을 방지하기 위해 행위로 우리가 사용하는 현재의 고분자 표면 화학에 대한, 우리는이 단계를 수행하지 마십시오. </li></ol> 3. 데이터 수집과 부화 절차 : 종점 형식 <ol><li> 원하는 버퍼에 대한 관심의 대상의 솔루션을 확인하십시오. 여기, 그것은 PBS에 방지 BSA의 적절한 농도 (10 NG / PBS에 방지 BSA의 ML 솔루션 중 1-10 ML을 예)의 솔루션이 될 것입니다. 또한, 대조군 보육에 대한 버퍼의 상당 금액을 (대상 제외)해야 있는지 확인합니다. </li><li> 모두 이후에 수집된 데이터를 정규화를위한 실리콘 미러 검사를 가져가라. </li><li> 각 명소의 초기 광학 높이 (질량)을 결정하기 전에 인큐베이션 단계로 IRIS 시스템으로 준비 프로브 배열을 검사합니다. 이것은 표면에 질량의 변화에​​ 적절한 분석을 위해 수, 부화 후, 바인딩의 수준을 즉. 여기 몇 가지 매개 변수가 현재와 같은 노출 시간으로 실험, 시야, prospering 초점 등 조정됩니다 </li><li> 쉐이크 접시에 1 시간 동안 준비 용액에 잠수함 칩 (S). 배양 시간이 상당히 동요의 수준에 따라 달라질 수, 대상의 농도가 감지되고, 흐름 챔버의 전송 특성 (실시간 감지 모드를 사용중인 경우), 대상 - 프로브 쌍 동질성이 등 . </li><li> 부화 후) 2.5 단계에서 설명한 세척 절차를 반복 </li><li> IRIS 시스템을 사용하여 동일한 프로브 어레이를 스캔 및 사전 부화 비교 후 부화 이미지를 구하십시오. </li><li> 보조 항체가 사용되고 샌드위치 분석 형식으로 예를 들어, 필요한 경우 다른 부화 단계에 대해이 과정을 반복합니다. </li></ol> 4. 데이터 분석 <ol><li> 프로 연구실 개발한 소프트웨어를 사용, 각 IRIS 스캔 (강도 이미지 시퀀스)에 대한 수집된 이미지 맞추기광학 두께 정보를 포함하는 프로브 어레이의 이미지를 듀스. 바인딩의 빠른 정성 분석 (등록) 게시 및 사전 부화 이미지를 빼서하여 수행할 수 있습니다. 바인딩 대량의 변경이 관찰되었다 반점에서 강도의 변화로 나타납니다. 정량 분석​​을 위해, 현장의 현장과 환대 밖 내의 각 픽셀에 대한 광학 두께 정보를 평균하고이 두 분야의 직접 비교하여 배경에 비해 각 지점의 질량 밀도를 결정한다. </li></ol> 5. 대표 결과 : 그림 1은 대표적인 항체 배열로 발견 계층시 - 그런가 2 IRIS 기판의 예제 설계도를 보여줍니다. 각 항체 앙상블은 다른 단백질을 대상으로 다른 에피토프에 대한 특이성과 복제에서 발견됩니다. 두 개의 다른 모든 바이러스 및 바이러스 단백질은 예를 대상으로 표시됩니다. 대조군 항체는 분석에 따라이 아닌 특정 및 / 또는 바이러스 특정 수 있습니다. 그림 2는 (HSA) 인간 혈청 알부민의 바인딩을 보여줍니다 특정 발견 HSA와 토끼 IgG (제어) 명소의 배열에 항체. 여기로 본, 광학의 조립과 결정 후 사전 및 사후 부화 이미지 두께, 바인딩 배열의 차이 이미지는 질적으로 평가하기 위해 바인딩을 만들 수 있습니다. 정량 분석​​은 2.05와 0.13 나노미터는 광학 높이 변경 500 NG / ML의 방지 HSA 부화 농도에 대한 각각의 HSA와 토끼 IgG 명소에 대한 관찰 있었다는 것을 보여줍니다. 그림 3은 단백질 농도 및 dsDNA의 올리고머의 길이에 모피 단백질 바인딩 의존의 IRIS 측정을 보여줍니다. 상단 그래프는 초기 고정 올리고머 프로브 헤이츠 및 사후 배양 펄 바인딩에 대한 절대 광학 높이 측정을 보여줍니다. 모피의 증가 농도 (50, 100, 200 NM)은 DNA 프로브로 증가 바인딩 결과. oligomers의 길이도 더 바인딩의 결과로 더 이상 시퀀스와 펄 바인딩을 영향을 미칩니다. 여기, 오차 막대는 뜻에서 한 표준 편차를 나타냅니다. 하단 줄거리는 dsDNA 스트랜드 당 바인딩 계산 펄 단백질 이합체를 보여줍니다. 이합체 구속력이 크게되지 않은 특정 바인딩의 높은 수준을 제안 200 NM의 모피 단백질 농도에서 증가했다. <img src="/files/ftp_upload/2694/2694fig1.jpg" alt="그림 1"/> 그림 1. 일반적으로 IRIS 시스템을 갖춘 멀티 플렉스 방식으로 특정 바이러스 및 바이러스 구성 요소를 감지하는 실험에 사용되는 예제 프로브 배열의 도식. <img src="/files/ftp_upload/2694/2694fig2.jpg" alt="그림 2"/> 그림 2. 목격 HSA에 인간 혈청 알부민 특정 항체의 바인딩을위한 포스트 인큐베이션 차이 이미지 500 NG / ML의 농도에서이 레이블이없는 시스템을 수집했습니다. 각 장소에 대한 biomaterial 질량 밀도가 자리 이내 광학 두께 정보를 평균하고 배경을 나타내는 지점 주위에 고리의 평균이 비교에 의해 결정됩니다. <img src="/files/ftp_upload/2694/2694fig3.jpg" alt="그림 3"/> 그림 3. 올리고머의 길이, 올리고머 이내에 합의 순서의 위치, 그리고 펄 단백질 농도를 기반으로 알려진 합의 순서와 발견 더블 좌초 oligomers로 펄 단백질 상호 작용에 대한 데이터 바인딩의 플롯. 각 발견 순서 (상단)에 바운드 모피 단백질의 절대 금액에 대한 정보는 올리고머 (하단)의 각 유형에 바운드 모피 dimers의 수를 추정하는 데 사용할 수 있습니다.

<ol>
	<li>&#214;zkumur, E., Needham, J. W., Bergstein, D. A., Gonzalez, R., Cabodi, M., Gershoni, J. M., Goldberg, B. B., &#220;nl&#246;, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Label-free+and+dynamic+detection+of+biomolecular+interactions+for+high-throughput+microarray+applications.">Label-free and dynamic detection of biomolecular interactions for high-throughput microarray applications.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 105, 7988-7992 (2008).</li><li>&#214;zkumur, E., Ahn, S., Yalcin, A., Lopez, C. A., Cevik, E., Irani, R. J., DeLisi, C., Chiari, M., &#220;nl&#246;, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Label-free+microarray+imaging+for+direct+detection+of+DNA+hybridization+and+single-nucleotide+mismatches.">Label-free microarray imaging for direct detection of DNA hybridization and single-nucleotide mismatches.</a> Biosensors and Bioelectronics. 25, 1789-1795 (2010).</li><li>&#214;zkumur, E., Lopez, C. A., Yalcin, A., Bergstein, D. A., Connor, J. H., Chiari, M., &#220;nl&#246;, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectral+reflectance+imaging+for+a+multiplexed,+high-throughput,+label-free,+and+dynamic+biosensing+platform.">Spectral reflectance imaging for a multiplexed, high-throughput, label-free, and dynamic biosensing platform.</a> IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 16, 635-646 (2010).</li><li>Lopez, C. A., Daaboul, G. G., Vedula, R. S., &#214;zkumur, E., Bergstein, D. A., Geisbert, T. W., Fawcett, H. E., Goldberg, B. B., Connor, J. H., &#220;nl&#246;, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Label-free+multiplexed+virus+detection+using+spectral+reflectance+imaging.">Label-free multiplexed virus detection using spectral reflectance imaging.</a> Biosensors and Bioelectronics. , (2011).</li></ol>

관심 없음 충돌 선언하지 않습니다.

IRIS 플랫폼 microarray 형식으로 높은 처리량 데이터 바인딩을 수집하기 위해 사용하는 간단하고 신속한 시스템입니다. covalently 표면에 다른 기능 단백질이나 DNA 프로브를 immobilizing하여 대상 항원 / 생체은 / etc. 면역 분석법에서와 같이, 솔루션에서 캡쳐한 수 있습니다. IRIS 시스템 끝점 또는 실시간 형식으로 프로브 조건에 걸쳐 이러한 상호 작용의 측정은 각 상호 작용에 대해 수집하는 매우 민감하고 정량적 정보를 얻을 수 있습니다. 여기에 자세한 대표적인 실험들이이 기술에 대해 공부 할 수있는 상호 작용의 유형 중 한 예입니다. 전사 요인, 바이러스성 항원 및 전체 바이러스의 감지는 이전에 다음 ID로 시연과 IRIS 쉽게 처리할 수있는 분석의 유형의 몇 가지 사례를 나타냅니다되었습니다.

<ol><li> 열 재배 이산화 규소, 실리콘 밸리 반도체, 사용자 정의하기 위해 500 nm의 실리콘 웨이퍼 <li> 암모늄 황산 가루, 시그마 - 알드리치 고양이. # A5132 <li> 인산은 생리 (PBS) 10X 준비 집중, 피셔 사이 언티픽 고양이를 버퍼. # BP665 - 1 <li> 인간 혈청 알부민 (안티 HSA)에 항체, 시그마 - 알드리치 고양이. # A0433 <li> 인간 혈청 알부민 (HSA), 시그마 - 알드리치 고양이. # A9511 <li> 아르곤 또는 질소 가스 (초고 순도), Airgas 고양이. # AR UHP300 또는 # NI UHP300 <li> 배양 접시, 60mm X 15mm, 피셔 사이 언티픽 고양이. # 0875713A <li> Scienceware ® 진공 건조기, 시그마 - 알드리치 고양이. # Z119016 <li> Microcentrifuge 튜브, 피셔 사이 언티픽 고양이. # 05-408-120 <li> 96 - 웰 플레이트, 낮은 세포 구속력 Nalgene Nunc 인터내셔널 고양이. # 145399 <li> BioOdyssey 서가 MiniArrayer, 바이오 래드 <li> 트윈 - 20, 시그마 - 알드리치 # P1379 <li> Ethanolamine, 시그마 - 알드리치 # 398136 <li> 히드록 실 아민, 써모 사이 언티픽 고양이. # 26103 <li> 다목적 회전, 써모 사이 언티픽 (반스 테드 국제), 모델 # 2314, 고양이. # 2314Q <li> Retiga 2000R 카메라 QImaging 고양이. # 01 - RET - 2000R - FM - 12 <li> AcuLED 조명 소스, PerkinElmer, 맞춤 주문 <li> 광학 부품 (렌즈, 목표, apertures, 레일, 게시물 등), Thorlabs </ol>

biomolecular detection employing the interferometric reflectance imaging sensor (iris)

biomolecular 상호 작용의 민감한 측정은 기본적인 생물학, 미생물학, 환경 / 농업 / biodefense 모니터링, nanobiotechnology, 그리고 더 많은 분야와 산업에 사용하고 있습니다. 진단 어플 리케이션을 위해, 모니터링 (감지)의 존재, 부재, 또는 환자 샘플에서 발견된 대상 proteomic 또는 게놈 생체 비정상적인 표현은 치료 접근 또는 치료 효능을 확인하는 데 사용할 수 있습니다. 연구 분야에서 분자 동질성 및 specificities에 대한 정보를 충분히 조사를 받고 시스템을 특성화하는 데 유용합니다. 분자 농도 또는 동질성을 확인하는 고용은 현재 시스템의 대부분은 라벨의 사용에 의존하고 있습니다. 이러한 시스템의 예로는에는 효소 연결된 면역 분석 (엘리사), 중합 효소의 연쇄 반응 (PCR) 기법, 겔 전기 영동의 assays, 그리고 질량 분석계 (MS)로 immunoassays을 포함합니다. 일반적으로,이 라벨, 형광 방사선, 또는 자연 colorimetric하고 직접 또는 간접적으로 관심의 대상 분자에 붙어있다. 레이블의 사용이 널리 인정 및 일부 혜택을 가지고있다지만, 이러한 상호 작용을 측정하는 새로운 레이블없는 방법의 개발을 자극하는 단점이있다. 이러한 단점은 증가 분석 비용, 시약 수명과 유용성, 스토리지 및 안전 문제 등 실용적인 면을, 라벨의 낭비 시간과 노력, 그리고 라벨 프로세스 또는 라벨 자체로 인해 다른 시약 간의 다양성을 포함합니다. 과학 연구 기초에서 이들 레이블의 사용은 또한 단백질 기능 / 첨부 라벨과 직접 실시간으로 상호 작용을 측정하는 무능력의 존재로 인해 구조에 미치는 영향과 문제로 어려움을 도입할 수 있습니다. 여기서 제시하는 연구를 microarray 의무가있는 새 레이블이없는 광학 바이오 센서의 사용은, Interferometric 반사율 이미징 센서 (IRIS)는 감지 단백질, DNA, antigenic 자료 전체 병원균 (virions) 및 기타 생물 학적 재료, 칭했다. IRIS 시스템은 다른 biomolecular 상호 작용 [1-3]에 대한 높은 감도, 정밀도 및 재현성을 가지고 증명되었습니다. 장점 멀티 플렉스 이미징 용량, 실시간 엔드 측정 기능 및 감소 시약 소비와 분석 시간의 감소와 같은 다른 높은 처리량 속성을 포함합니다. 또한, IRIS 플랫폼은 사용이 간단 저렴한 장비를 필요로하고, 많은 현대 표면 화학 방식과 호환하는 실리콘 기반의 견고한 위상 분석 구성 요소를 사용합니다. 여기, 우리는 프로브 배열의 준비에서 부화 및 끝점 형식으로 결과를 분석 바인딩 대상의 측정에 IRIS 시스템의 사용을 제시한다. 모델 시스템은 HSA - 반해 기판에 (HSA) 인간 혈청 알부민에 대한 구체적인 대상 항체의 캡처됩니다.

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Biomolecular Detection employing the Interferometric Reflectance Imaging Sensor IRIS

그런가에 대한 정량, 높은 처리량, 실시간 및 레이블이없는 biomolecular 감지 (DNA, 단백질 등)<sub&gt; 2</sub&gt; 표면은 LED 조명에 의존하고 간단한 interferometric 기술, 최소한의 광학 부품, 그리고 카메라를 사용하여 얻을 수 있습니다. Interferometric 반사율 이미징 센서 (IRIS)는 형식을 microarray로 저렴, 사용하기 간단하고, 의무가 있습니다.

Interferometric 반사율 이미징 센서 (IRIS)를 채용 Biomolecular 감지

The sensitive measurement of biomolecular interactions has use in many fields and industries such as basic biology and microbiology, ...

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Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biomolecular Detection employing the Interferometric Reflectance Imaging Sensor (IRIS)

14.5K 조회수.  Boston University. 그런가에 대한 정량, 높은 처리량, 실시간 및 레이블이없는 biomolecular 감지 (DNA, 단백질 등) 2 표면은 LED 조명에 의존하고 간단한 interferometric 기술, 최소한의 광학 부품, 그리고 카메라를 사용하여 얻을 수 있습니다. Interferometric 반사율 이미징 센서 (IRIS)는 형식을 microarray로 저렴, 사용하기 간단하고, 의무가 있습니다.

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Fabrication of Electrochemical-DNA Biosensors for the Reagentless Detection of Nucleic Acids, Proteins and Small Molecules

As medicine is currently practiced, doctors send specimens to a central laboratory for testing and thus must wait hours or days to 
receive the results. Many patients would be better served by rapid, bedside tests. To this end our laboratory and others have developed a versatile, reagentless 
biosensor platform that supports the quantitative, reagentless, electrochemical detection of nucleic acids (DNA, RNA), proteins (including antibodies) and small 
molecules analytes directly in unprocessed clinical and environmental samples. In this video, we demonstrate the preparation and use of several biosensors in this 
"E-DNA" class. In particular, we fabricate and demonstrate sensors for the detection of a target DNA sequence in a polymerase chain reaction mixture, an HIV-specific antibody and the drug cocaine. The preparation procedure requires only three hours of hands-on effort followed by an overnight incubation, and their use requires only minutes.

"E-DNA" sensors, reagentless, electrochemical biosensors that perform well even when challenged directly in blood and other complex matrices, have been adapted to the detection of a wide range of nucleic acid, protein and small molecule analytes. Here we present a general procedure for the fabrication and use of such sensors.

핵산, 단백질과 작은 분자의 Reagentless 감지를위한 전기 -의 DNA Biosensors의 제작

As medicine is currently practiced, doctors send specimens to a central laboratory for testing and thus must wait hours or days to 
receive the results. ...

연구

생체공학

Hollow Microneedle-based Sensor for Multiplexed Transdermal Electrochemical Sensing

The development of a minimally invasive multiplexed monitoring system for rapid analysis of biologically-relevant molecules could offer individuals suffering from chronic medical conditions facile assessment of their immediate physiological state. Furthermore, it could serve as a research tool for analysis of complex, multifactorial medical conditions. In order for such a multianalyte sensor to be realized, it must be minimally invasive, sampling of interstitial fluid must occur without pain or harm to the user, and analysis must be rapid as well as selective.
Initially developed for pain-free drug delivery, microneedles have been used to deliver vaccines and pharmacologic agents (e.g., insulin) through the skin.1-2 Since these devices access the interstitial space, microneedles that are integrated with microelectrodes can be used as transdermal electrochemical sensors. Selective detection of glucose, glutamate, lactate, hydrogen peroxide, and ascorbic acid has been demonstrated using integrated microneedle-electrode devices with carbon fibers, modified carbon pastes, and platinum-coated polymer microneedles serving as transducing elements.3-7,8
This microneedle sensor technology has enabled a novel and sophisticated analytical approach for in situ and simultaneous detection of multiple analytes. Multiplexing offers the possibility of monitoring complex microenvironments, which are otherwise difficult to characterize in a rapid and minimally invasive manner. For example, this technology could be utilized for simultaneous monitoring of extracellular levels of, glucose, lactate and pH,9 which are important metabolic indicators of disease states7,10-14 (e.g., cancer proliferation) and exercise-induced acidosis.15

This article details the construction of a multiplexed microneedle-based sensor. The device is being developed for in situ sampling and electrochemical analysis of multiple analytes in a rapid and selective manner. We envision clinical medicine and biomedical research uses for these microneedle-based sensors.

다중 Transdermal 전기 감지를위한 빈 Microneedle 기반 센서

The development of a minimally invasive multiplexed monitoring system for rapid analysis of biologically-relevant molecules could offer individuals ...

Localization and Relative Quantification of Carbon Nanotubes in Cells with Multispectral Imaging Flow Cytometry

Carbon-based nanomaterials, like carbon nanotubes (CNTs), belong to this type of nanoparticles which are very difficult to discriminate from carbon-rich cell structures and de facto there is still no quantitative method to assess their distribution at cell and tissue levels. What we propose here is an innovative method allowing the detection and quantification of CNTs in cells using a multispectral imaging flow cytometer (ImageStream, Amnis). This newly developed device integrates both a high-throughput of cells and high resolution imaging, providing thus images for each cell directly in flow and therefore statistically relevant image analysis. Each cell image is acquired on bright-field (BF), dark-field (DF), and fluorescent channels, giving access respectively to the level and the distribution of light absorption, light scattered and fluorescence for each cell. The analysis consists then in a pixel-by-pixel comparison of each image, of the 7,000-10,000 cells acquired for each condition of the experiment. Localization and quantification of CNTs is made possible thanks to some particular intrinsic properties of CNTs: strong light absorbance and scattering; indeed CNTs appear as strongly absorbed dark spots on BF and bright spots on DF with a precise colocalization.
This methodology could have a considerable impact on studies about interactions between nanomaterials and cells given that this protocol is applicable for a large range of nanomaterials, insofar as they are capable of absorbing (and/or scattering) strongly enough the light.

In this study, the main purpose was to monitor the cellular uptake and eventual exocytosis of carbon nanotubes (CNTs). From this perspective, we proposed here a unique method using multispectral imaging flow cytometry allowing a quantification and localization of CNTs in a statistically relevant number of cells.

멀티 스펙트럼 이미징 유동 세포 계측법과 세포의 현지화 및 탄소 나노 튜브의 상대 정량

Carbon-based nanomaterials, like carbon nanotubes (CNTs), belong to this type of nanoparticles which are very difficult to discriminate from carbon-rich ...

Biomembrane Fabrication by the Solvent-assisted Lipid Bilayer (SALB) Method

In order to mimic cell membranes, the supported lipid bilayer (SLB) is an attractive platform which enables in vitro investigation of membrane-related processes while conferring biocompatibility and biofunctionality to solid substrates. The spontaneous adsorption and rupture of phospholipid vesicles is the most commonly used method to form SLBs. However, under physiological conditions, vesicle fusion (VF) is limited to only a subset of lipid compositions and solid supports. Here, we describe a one-step general procedure called the solvent-assisted lipid bilayer (SALB) formation method in order to form SLBs which does not require vesicles. The SALB method involves the deposition of lipid molecules onto a solid surface in the presence of water-miscible organic solvents (e.g., isopropanol) and subsequent solvent-exchange with aqueous buffer solution in order to trigger SLB formation. The continuous solvent exchange step enables application of the method in a flow-through configuration suitable for monitoring bilayer formation and subsequent alterations using a wide range of surface-sensitive biosensors. The SALB method can be used to fabricate SLBs on a wide range of hydrophilic solid surfaces, including those which are intractable to vesicle fusion. In addition, it enables fabrication of SLBs composed of lipid compositions which cannot be prepared using the vesicle fusion method. Herein, we compare results obtained with the SALB and conventional vesicle fusion methods on two illustrative hydrophilic surfaces, silicon dioxide and gold. To optimize the experimental conditions for preparation of high quality bilayers prepared via the SALB method, the effect of various parameters, including the type of organic solvent in the deposition step, the rate of solvent exchange, and the lipid concentration is discussed along with troubleshooting tips. Formation of supported membranes containing high fractions of cholesterol is also demonstrated with the SALB method, highlighting the technical capabilities of the SALB technique for a wide range of membrane configurations.

Biomembrane Fabrication by the Solvent-assisted Lipid Bilayer SALB Method

We present an experimental protocol to form a supported lipid bilayer on solid substrates without using lipid vesicles. We demonstrate a one-step method to form a lipid bilayer on silicon dioxide and gold as well as supported membranes with cholesterol-enriched domain for various biological applications.

용매를 이용한 지질 이중층 (SALB) 방법에 의해 생체막 제작

In order to mimic cell membranes, the supported lipid bilayer (SLB) is an attractive platform which enables in vitro investigation of membrane-related ...

Design and Fabrication of an Elastomeric Unit for Soft Modular Robots in Minimally Invasive Surgery

In recent years, soft robotics technologies have aroused increasing interest in the medical field due to their intrinsically safe interaction in unstructured environments. At the same time, new procedures and techniques have been developed to reduce the invasiveness of surgical operations. Minimally Invasive Surgery (MIS) has been successfully employed for abdominal interventions, however standard MIS procedures are mainly based on rigid or semi-rigid tools that limit the dexterity of the clinician. This paper presents a soft and high dexterous manipulator for MIS. The manipulator was inspired by the biological capabilities of the octopus arm, and is designed with a modular approach. Each module presents the same functional characteristics, thus achieving high dexterity and versatility when more modules are integrated. The paper details the design, fabrication process and the materials necessary for the development of a single unit, which is fabricated by casting silicone inside specific molds. The result consists in an elastomeric cylinder including three flexible pneumatic actuators that enable elongation and omni-directional bending of the unit. An external braided sheath improves the motion of the module. In the center of each module a granular jamming-based mechanism varies the stiffness of the structure during the tasks. Tests demonstrate that the module is able to bend up to 120&#176; and to elongate up to 66% of the initial length. The module generates a maximum force of 47 N, and its stiffness can increase up to 36%.

This paper describes the design and fabrication of a soft unit for surgical manipulators. The base module includes three flexible fluidic actuators to achieve omnidirectional bending and elongation, and a granular jamming-based mechanism to enable stiffness control. A complete mechanical characterization is also reported.

디자인과 소프트 모듈 형 로봇의 탄성 장치의 제작 최소 침습 수술

In recent years, soft robotics technologies have aroused increasing interest in the medical field due to their intrinsically safe interaction in ...

Microwave-driven Synthesis of Iron Oxide Nanoparticles for Fast Detection of Atherosclerosis

A fast and reproducible microwave-driven protocol has been developed for the synthesis of neridronate-functionalized nanoparticles. Starting from the synthesis of hydrophobic nanoparticles, our method is based on an adaptation from thermal decomposition method to microwave driven synthesis. The new methodology produces a decrease in the reaction times in comparison with traditional procedures. Moreover, the use of the microwave technology increases the reproducibility of the reactions, something important from the point of view of clinical applications. The novelty of this iron oxide nanoparticle is the attachment of Neridronate. The use of this molecule leads a bisphosphonate moiety towards the outside of the nanoparticle that provides Ca2+ binding properties in vitro and selective accumulation in vivo in the atheroma plaque. The protocol allows the synthesis and plaque detection in about 3 hr since the initial synthesis from organic precursors. Their accumulation in the atherosclerotic area in less than 1 hr provides a contrast agent particularly suitable for clinical applications.

Microwave technology enables extremely fast synthesis of iron oxide nanoparticles for atherosclerosis plaque characterization. The use of an aminobisphosphonate in the external side of the nanoparticle provides a fast accumulation in the atherosclerotic area.

동맥 경화의 빠른 검색을위한 산화철 나노 입자의 전자 레인지 중심의 합성

A fast and reproducible microwave-driven protocol has been developed for the synthesis of neridronate-functionalized nanoparticles. Starting from the ...

The Use of a &#946;-lactamase-based Conductimetric Biosensor Assay to Detect Biomolecular Interactions

Biosensors are becoming increasingly important and implemented in various fields such as pathogen detection, molecular diagnosis, environmental monitoring, and food safety control. In this context, we used &#946;-lactamases as efficient reporter enzymes in several protein-protein interaction studies. Furthermore, their ability to accept insertions of peptides or structured proteins/domains strongly encourages the use of these enzymes to generate chimeric proteins. In a recent study, we inserted a single-domain antibody fragment into the Bacillus licheniformis BlaP &#946;-lactamase. These small domains, also called nanobodies, are defined as the antigen-binding domains of single chain antibodies from camelids. Like common double chain antibodies, they show high affinities and specificities for their targets. The resulting chimeric protein exhibited a high affinity against its target while retaining the &#946;-lactamase activity. This suggests that the nanobody and &#946;-lactamase moieties remain functional. In the present work, we report a detailed protocol that combines our hybrid &#946;-lactamase system to the biosensor technology. The specific binding of the nanobody to its target can be detected thanks to a conductimetric measurement of the protons released by the catalytic activity of the enzyme.

The Use of a &amp;#946;-lactamase-based Conductimetric Biosensor Assay to Detect Biomolecular Interactions

In this work, we report a new method to study protein-protein interactions using a conductimetric biosensor based on the hybrid &#946;-lactamase technology. This method relies on release of protons upon hydrolysis of &#946;-lactams.

바이오 상호 작용을 검출 하는 β-lactamase 기반 Conductimetric 바이오 센서 분석 결과의 사용

Biosensors are becoming increasingly important and implemented in various fields such as pathogen detection, molecular diagnosis, environmental ...

Methanol Independent Expression by Pichia Pastoris Employing De-repression Technologies

Methanol is a well-established carbon source and inducer for efficient protein production employing Pichia pastoris (P. pastoris) as a host on micro-, lab and industrial scale. However, due to its toxicity and flammability, there is a desire to avoid methanol while maintaining the high productivity of P. pastoris. Small scale bioreactor cultivations (0.5-5 L working volume) are commonly used to evaluate a strain and its protein production characteristics since microscale cultivation in deep well plates can be hardly controlled or relies on expensive equipment. Furthermore, traditional protocols for the cultivation and induction of P. pastoris were established for constitutive expression or methanol induction and so far, no reliable protocols were described to screen P. pastoris expression strains with derepressible promoters in (controlled and monitored) parallel cultivations. To simplify such initial cultivations to characterize and compare new protein production strains, we established a simple shake flask cultivation system for methanol free expression that simulates bioreactor conditions including a constant slow glycerol feed and online monitoring, thereby coming closer to the real conditions in bioreactors compared to mostly applied small scale batch cultivations. To drive recombinant protein expression in P. pastoris, the carbon source repressed promoters PDC and PDF were applied. Polymer discs with embedded carbon source, releasing a constant amount of glycerol, assured a feed rate delivering the necessary energy for maintaining the promoters active while keeping the biomass generation low.

Methanol Independent Expression by Pichia Pastoris Employing De-repression Technologies

This method for the first time describes reliable experimental procedures for efficient inducible methanol-free recombinant protein production in Pichia pastoris (Komagataella phaffii), employing the carbon source regulated promoters PDCand PDF in small scale experiments while cultivation parameters can be monitored online, and a constant glycerol feed is applied.

Pichia Pastoris 탈 억제 기술을 채용 하 여 메탄올 독립 식

Methanol is a well-established carbon source and inducer for efficient protein production employing Pichia pastoris (P. pastoris) as a host on micro-, lab ...

Imaging Integrin Tension and Cellular Force at Submicron Resolution with an Integrative Tension Sensor

Molecular tension transmitted by integrin-ligand bonds is the fundamental mechanical signal in the integrin pathway that plays significant roles in many cell functions and behaviors. To calibrate and image integrin tension with high force sensitivity and spatial resolution, we developed an integrative tension sensor (ITS), a DNA-based fluorescent tension sensor. The ITS is activated to fluoresce if sustaining a molecular tension, thus converting force to fluorescent signal at the molecular level. The tension threshold for ITS activation is tunable in the range of 10&#8211;60 pN that well covers the dynamic range of integrin tension in cells. On a substrate grafted with an ITS, the integrin tension of adherent cells is visualized by fluorescence and imaged at submicron resolution. The ITS is also compatible with cell structural imaging in both live cells and fixed cells. The ITS has been successfully applied to the study of platelet contraction and cell migration. This paper details the procedure for the synthesis and application of the ITS in the study of integrin-transmitted cellular force.

Integrin tension plays important roles in various cell functions. With an integrative tension sensor, integrin tension is calibrated with picoNewton (pN) sensitivity and imaged at submicron resolution.

Integrin 긴장과 셀룰러 힘 통합 긴장 센서와 서브 마이크론 해상도 이미징

Molecular tension transmitted by integrin-ligand bonds is the fundamental mechanical signal in the integrin pathway that plays significant roles in many ...

Evaluation of Photosynthetic Behaviors by Simultaneous Measurements of Leaf Reflectance and Chlorophyll Fluorescence Analyses

Chlorophyll a fluorescence analysis is widely used to measure photosynthetic behaviors in intact plants, and has resulted in the development of many parameters that efficiently measure photosynthesis. Leaf reflectance analysis provides several vegetation indices in ecology and agriculture, including the photochemical reflectance index (PRI), which can be used as an indicator of thermal energy dissipation during photosynthesis because it correlates with non-photochemical quenching (NPQ). However, since NPQ is a composite parameter, its validation is required to understand the nature of the PRI parameter. To obtain physiological evidence for evaluation of the PRI parameter, we simultaneously measured chlorophyll fluorescence and leaf reflectance in xanthophyll cycle defective mutant (npq1) and wild-type Arabidopsis plants. Additionally, the qZ parameter, which likely reflects the xanthophyll cycle, was extracted from the results of chlorophyll fluorescence analysis by monitoring relaxation kinetics of NPQ after switching the light off. These simultaneous measurements were carried out using a pulse-amplitude modulation (PAM) chlorophyll fluorometer and a spectral radiometer. The fiber probes from both instruments were positioned close to each other to detect signals from the same leaf position. An external light source was used to activate photosynthesis, and the measuring lights and saturated light were provided from the PAM instrument. This experimental system enabled us to monitor light-dependent PRI in the intact plant and revealed that light-dependent changes in PRI differ significantly between the wild type and npq1 mutant. Furthermore, PRI was strongly correlated with qZ, meaning that qZ reflects the xanthophyll cycle. Together, these measurements demonstrated that simultaneous measurement of leaf reflectance and chlorophyll fluorescence is a valid approach for parameter evaluation.

We describe a new technical approach to study photosynthetic responses in higher plants involving simultaneous measurements of chlorophyll a fluorescence and leaf reflectance using a PAM and a spectral radiometer for the detection of signals from the same leaf area in Arabidopsis.

잎 반사 및 엽록소 형광 분석의 동시 측정을 통해 광합성 거동 평가

Chlorophyll a fluorescence analysis is widely used to measure photosynthetic behaviors in intact plants, and has resulted in the development of many ...