이 작품은 NanoHealth 예약 센터 수상 (W81XWH-11-2-0168)과 암 Nanomedicine을위한 텍사스 센터 (1U54CA151668-01)의 연합에 의해 재정 지원되었다.

1. 칩 제작 <ol><li> 분해 규산 전구체 용액으로 시작하여 칩위한 코팅 솔루션을 만듭니다. 에탄올 17 ML과 tetraethylorthosilicate (TEOS)의 14 ML를 혼용, 강한 저어 미만 탈이온수와 6M HCL 0.5 ML의 6.5 ML은 (1200 RPM)는 철판을 흔들어 사용합니다. 교반 상수를 유지, 2 시간 동안 80 ° C에서이 솔루션을 가열. </li><li> 강한 저어로 실온에서 에탄올의 10 ML에 원하는 트라이 - 블록 coploymer (pluronic F127, L121 및 P123)를 추가하여 폴리머 솔루션을 준비합니다. 상온에서 강한 저어 2 시간이어서 트라이 - 블록 공중 합체 용액으로 규산 용액 (1.1 단계에서)의 7.5 ML을 추가하여 혼합물을 완료합니다. 이것은 최종 코팅 솔루션을 대표한다. </li><li> 20 초 동안 1500 RPM의 속도로 스핀 코팅에 의한 4 인치 실리콘 웨이퍼에 코팅 용액 1 ML을 적용합니다. 80에서 다음 열을 ° 12 시간 C #. </li><li> 유기 통화를 제거하기 위해 필름을 가열425로 온도 1 ° C 분당을 늘리면 rfactant ° C에서 다음 5시간 동안 구워. </li><li> 산소 플라즈마 ashing (- 월 플라즈마 시스템 플라즈마 아셀)와 mesoporous 실리카 (MPS) 칩 표면을 Pretreat. (O 2 유량 : 80 sccm, 전력 : 300 W, 시간 : 10 분). </li><li> 선택적 표면 화학 수정 : 메탄올의 3 % organosilane의 silanate 칩 : DI 워터 (19시 1분) N이 장갑 상자에 상온에서 72 시간 동안 솔루션입니다. 메탄올 및 DI 워터로 순차적으로 씻어. 110에 ° C로 작동하는 팬을 오븐에 15 분 동안 칩 치료. </li></ol> 2. 샘플 사전 처리 <ol><li> 최종 농도가 0.01 %의 TFA와 5 %의 ACN 있는지 등 각각의 혈청 샘플에 TFA와 ACN을 추가합니다. 혼합할 수있는 와동. </li><li> 30 분간 실온에서 테이블 와동 흔드는에서 이러한 샘플을 흔들어. </li></ol> 3. 세럼 분별화 <ol><li> 160에 오븐에 하룻밤 이상 예약 베이킹 칩 ° C. 또는 storE 건조기에 파편 공중에 주위 물로 표면의 보습을 방지하기 위해 사용할 준비까지. </li><li> 칩의 표면에있을 수있는 입자를 좀 쓸 압축 공기를 사용하십시오. </li><li> 조립식를 자르고, 우물의 원하는 번호를 포함하도록 CultureWell chambered coverglass를 구입했습니다. MPS 칩 표면에 100 % 에탄올 다음 장소로 클린 coverglass. 칩과 완벽한 밀봉을 보장하기 위해 집게로 coverglass을 누르십시오. </li><li> 물론 각각 3mm로 혈청 시료의 피펫 10 μL. 상온에서 humidified 챔버에서 30 분간 부화. </li><li> 우물에서 혈청을 피펫 및 버리고. 각도에 탈이온수의 피펫 10 μL 더 큰 단백질 멀리 씻어합니다. 4 번 단계를 반복합니다. </li><li> 물론 각각의 샘플에 피펫 5 μL 용리 완충액 (0.1 % TFA + 50% ACN). 용출 버퍼를 섞어 잘 곳곳에 피펫 팁을 이동하는 동안 30 배 아래까지 피펫합니다. (단 용출 버퍼를 방지하기 위해 한 번에 1-2 시료에 용출 버퍼를 적용너무 빨리 증발에서). </li><li> 든-TOF 분석을 수행할 준비까지 믹싱 후 microcentrifuge 튜브의 모든 용출 버퍼와 장소를 피펫. </li><li> 생물 학적 시료의 복잡도를 흉내낸 우리의 온칩 분획화 시스템과 낮은 분자량 종 수확에 강화 효과를 평가하기 위해, 우리는 선택과 광범도 24 여섯 가지 종족을 계산 단백질과 펩티드의 표준 혼합 조립 분자 무게 (900-66 500 다)와 pIs (4.0-10.2) 및 농도 (0.5-8 pmol / μl)의 범위 (표 1의 단백질 목록을 참조). </li></ol> 4. 펩티드의 든-TOF 분석 <ol><li> 스팟 0.5 든 대상 플레​​이트에 샘플 μL 및 건조 수 있습니다. </li><li> 스팟 0.5 μL 매트릭스 (α-cyano-4-hydroxycinnamic 산성 (CHCA), 5 G / L) 또는 0.1 % TFA와를 포함하는 50 % acetonitrile의 횡단-3 ,5-dimethoxy-4-hydroxycinnamic 산성 (SA)의 포화 용액 공동 결정화 수 있습니다. &lt;/ 리&gt; <li> 스팟 0.5 각 교정 명소로 교정 솔루션의 μL 및 건조 수 있습니다. </li><li> 든 - TOF 질량 분석기로 표적 판을 삽입합니다. 기계는 샘플 당 4200 및 3000 샷을의 레이저 강도와 긍정적인 반사 모드로 설정되어야합니다. 선택된 질량 범위는 2000 다의 대상 집단과 800-5000 다 있어야합니다. </li><li> 선형 모드에서 동일한 든-TOF 분석을 수행하지만, 900 ~ 10,000 다이나 3000에 70000 다와 5000 다의 대상 미사 미사 범위를 변경합니다. </li></ol> 5. 데이터 분석 <ol><li> 원시 스펙트럼은 ConvertPeakList 소프트웨어로 처리되었으며 데이터는 전처리를위한 소프트웨어를 SpecAlign에 수출되었다. 모든 스펙트럼은 PAFFT 상호 관계 방법과 농도 각 해당 스펙트럼의 총 이온 전류 (TIC)에 정상화되었다를 사용하여 정렬되었습니다. 모든 스펙트럼은 smoothed 각각 4와 0.5의 계수로 드 noised되었다. 봉우리는 0.5, 대량 21 창 및 높이의 기준으로 발견되었습니다비율 1.5, 부정적인 값을 분석하기 전에 제거되었습니다. </li><li> 계층적 클러스터링은 클러스터 3.0을 사용하여 수행하고 MapleTree 소프트웨어로 시각되었다. 든 MS 데이터 (M / Z 피크 농도)는 로그인 변형, 표준, 그리고 중간 적이었다. 피어슨 상관 관계는 샘플 사이의 거리를 계산하는 데 사용되고, 완벽한 연동 클러스터링이 수행되었다. </li><li> 독립적인 학생 T-테스트는 사전 혼자 가잖아 계층적 클러스터링 분석에 대한 각 감지 MS 피크에 대한 그룹 (N = 2 그룹) 간의 비교를 위해 사용되었다. 0.02 이하의 P-값은 다른 mesoporous proteomic 칩 (대형 모공 대 작은 모공) 사이 differentially 수확 펩티드와 단백질을 선택할 상당한 여겨졌다. </li></ol> 6. 대표 결과 그림 1에 나타난 바와 같이, 본 연구에서 우리는 nanotextures의 다양한 mesoporous 실리카 박막의 일련의 조작하고 종합적으로 탐험선택 캡쳐하고 인간의 혈청에서 LMW의 펩티드와 단백질을 풍부하게. 그림 2A와 B의 IR 사용 900 ~ 10,000 다의 범위에서 펩티드를 위해 3000의 범위에있는 단백질을위한 처리되지 않은 혈청 시료 중의 MS 스펙트럼을 보여 ~ 70,000 다를 각각 . 이러한 스펙트럼에는 알부민. 그림 2C와 D 등 (HMW) 단백질 MPS L121 의해 분별화 후 혈청 시료 중의 MS 스펙트럼을 묘사 때문에 잘 이온화, 매우 풍부하고, 높은 분자량의 존재에 LMW 지역의 신호 억제를 보여주는 (기공 크기, 6 nm의). 큰 분자의 대부분은 LMW 구성 요소의 상당 농축 결과, 소진되었습니다. 컨트롤로서, 동일한 혈청 샘플 LMWP 복구를위한 MPS 박막의 특이성을 평가하기 위해 비유 공성 순수한 실리카 표면에 적용되었다. 그림 2e와 F에서 볼 수 있듯이, 응원의 더 큰 수확은 없었비유 공성 실리카의 조수 또는 단백질. 그러므로 그것은 그것이 mesoporous 건축과하지 LMWP의 농축에 predominate 요소를 구성 실리카 표면 친화력이라고 결론 수 있습니다. 기공 크기가 정확하게 조절 변형은 소수성 블록 길이를 다양한으로 공중 합체의 사용을 통해 달성될 수있다. 설계된 단백질 및 펩티드 혼합물을 사용하여 LMW의 펩타이드 및 단백질 복구 효능에 기공 크기 효과 MPS에게 다른 볼륨 비율도없이 네 Pluronic의 계면 활성제 (F127, P123, L121과 L121 플러스 붓기 대리인)에서 준비 박막을 사용하여 조사되었다 친수성과 소수성 컴포넌트로 각각 3.7 nm의 기공의 크기, 5.2 nm의, 7.4 nm의, 그리고 9.0 nm의를 형성합니다. 기공 크기의이 다양한 크기와 모양 제외 (그림 3)를 통해 펩티드와 같은 혈청 시료에서 단백질의 다양한 레퍼토리의 회복되었다. 높은 분자량 D의 단백질 스펙트럼칩의 각 유형의 컷 - 오프 분자를 emonstrate. HMW 단백질의 크기에 의존 고갈뿐만 아니라, 표준 솔루션의 온칩 분별화은 차등 및 기공 크기와 관련된 LMW 종의 선택적 농축을 표시합니다. 그림 3B로 제공 양방향 계층적 클러스터링은 서로 다른 MSC와 함께 얻은 LMW 표준 농축 패턴을 보여줍니다. 모든 펩티드가 칩의 컷 - 오프의 분자 이하의 경우에도 기공 크기와 갇힌 인류의 분자량 간의 긍정적인 상관 관계가있다. 작은 펩티드가 작은 모공과 칩하여보다 효율적으로 회수하는 동안 큰 모공, 최대 9 nm의와 MSC는 우선적으로, 더 큰 펩티드를 수확. mesoporous 배열의 구조 변화는 템플릿 고분자의 농도를 조정하여 실시되었다. 템플릿 고분자의 농도를 높이면 단계 사이의 낮은 계면 곡률 결과물, 공중 합체, 그리고 규산, 따라서 원통형 구조로 구형에서 상호 진행을 시작.의 Pluronic F127은 높은 분자량으로 구조적 주기성이 높은 수준을 가지고 있습니다. 솔루션을 시작으로 F127의 농도를 증가함으로써, 서로 다른 MPS 박막 정기 nanostructures는 2D nanostructure로 3D nanostructure에서 얻을 수있다. 3D 입체와 벌집 육각형 nanostructures 더 바람직 nanopore의 상호 연관성에 더 접근할 수 nanopore의 형태를 가진, 그들은 유사한 기공 크기 배포판과 혈청 컷 - 오프 동일한 분자를 공유하더라도, 선택적으로 2D 육각형 구조를보다 LMW 펩티드를 풍요롭게에서 뛰어난 성능을 전시 분별화 (그림 4). 칩 표면 pretreat하는 ashing 산소 플라즈마를 도입하여 MPS 칩에 organo - 실란의 우리도 간소 활용. 질적으로 선택의 정전 기적 효과를 연구하기 위해서는필자 온칩 농축, 우리는 단백질과 펩티드 혼합물을 사용합니다. L121 사용한 MPS 칩에 fractionated 및 화학 기능성 그룹과 복합 proteomic 표준 솔루션의 MS 분석은 그림 5에 표시됩니다. 긍정적 청구 및 부정 청구 펩티드와 LMW 단백질은 각각 음이온과 양이온 칩을에 캡처됩니다. 긍정적인 네트 요금과 펩티드를 복구하는 여러 MPS 칩의 정량 비교 그림 5A에 표시됩니다. 어떠한 수정 (원래 사소한 부정적 요금 포함)없이 부정적인 요금과 칩을 탑재한 칩은 APTES (-NH 2)와 함께 수정된 칩보다 이러한 펩티드에 대한 상당히 높은 농축을 나타냅니다. 그림 5B에 시연으로 반대로 긍정적인 충전 MPS 칩, 마이너스 순이익 요금으로 이러한 펩티드를 복구하기 위해 탁월한 능력을 가지고있다. α-엔돌핀은 상당한 변화 d를 표시하지 않지만6 주위의 PI에 월엔. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/3876/3876fig1.jpg" /> 그림 1. MPS 칩 분별 (분리) 및 LMW 농축의 원리. 큰 종이가 모공 밖으로 유지하는 동안 시료가 표면에 야생 후에 LMW 단백질과 펩티드는 모공에 갇혀되고 세척 단계 동안 제거됩니다. 풍부한 분수는 다음 eluted 및 든에 의해 분석된다. <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/3876/3876fig2.jpg" /> 그림 2. mesoporous 실리카 박막 칩을 사용하여 펩타이드 농축. 낮은 질량 범위 (900 10 000 다로)과 전에 높은 질량 범위 (3000-70 000 다) (A, B) 모두와 mesoporous 실리카 박막에 (C, D) 혈청 처리 (이후에 든 MS 프로파일 L121, 6 nm의). 빈 비유 공성 실리카 표면 (E, F)를 사용할 때 분자 회복이 크게 줄어 듭니다. <img alt="그림 3" src=&quot;/ files/ftp_upload/3876/3876fig3.jpg&quot;/&gt; 그림 3. MPS 칩의 분자 컷 - 오프와 크기에 의존 농축. 기공 크기로 연관 각 MPS 칩 절단 특성 분자를 시연 든의 스펙트럼의 () 확대보기. 다른 칩 간의 펩타이드 믹스 기능 (B) 양방향 계층적 클러스터링. 빨간색이나 노란 색상의 농도는 상대적 펩타이드 농도를 나타냅니다. 작은 펩티드가 (900-3500 다에서) 우선적 작은 모공과 칩에서 발견한 동안 큰 모공은 큰 펩티드 (3600부터 8500까지 다)의 수확을 향상. <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/3876/3876fig4.jpg" /> 그림 4. MPS 박막 및 다른 nanostructures와 선택적 복구 물리적 characterizations. XRD 패턴 (A, B, C), TEM (삽입된 페이지, B, C), 전구체 용액의 다양한 농도에서 Pluronic F127 : 4.0 ×10 -3 M (A), 6.0 × 10 -3 M (나) 및 8.0 × 10 -2 M (C). 3D 입체 및 3D 육각형 F127 proteomic 칩 (각각 새끼와 설사약)에 대한 선택적 펩티드 복구를 보여주는 검색의 강도의 (D) 막대 그래프. 다른 구조적 개조 선택적 농축을 제시. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3876/3876fig5_lg.jpg"><img alt="그림 5" src="/files/ftp_upload/3876/3876fig5.jpg" /></a> 그림 5. 다른 표면 기능이있는 칩 충전 특정 복구. 작용 칩에 선택적으로 캡처한 펩티드의 감지 MS 강도의 막대 그래프. 그들의 ISO-전기 점에 따르면, 펩티드는 긍정적이거나 부정적인 산도 7.0에서 부과. () 긍정적인 펩티드 ((1) DES-Arg1-Bradykinin, (2) Bradykinin, (3) 물질 P-아미드, (4) Neurotensin, (5) ACTH (1-17), (6) ACTH (7 - 38)이) 특별히 부정 청구 쉬르에 풍부하고얼굴. (B) 부정적 펩티드 ((7) Glu1-fibrinopeptide B, (8) α-엔돌핀, (9) ACTH (18-39), (10) 인슐린, (11) EGF (12) 인슐린과 같은 GFII)가 있습니다 특히 긍정적 부과 표면에 풍부. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3876/3876fig6_lg.jpg"><img alt="그림 6" src="/files/ftp_upload/3876/3876fig6.jpg" /></a> 그림 6. fractionated 혈청 온칩 안정화. () LMW의 펩티드와 단백질의 대표 든 프로파일은 즉시 혈청 분별화 (위) 이후에 또는 상온 (하단)에서 온칩 저장 3 주 후 eluted. (B) 머리부터 발끝까지 각 복제에서 발견 석사 봉우리의 평균 농도의 선형 회귀 분석은 실온에서 갓 fractionated 혈청 혈청 및 fractionated 후 3wk MPS 칩 저장 장치에 대해 1을 복제하는 데 비해. 수식, CV 및 결정 계수는 (R 2) 표시됩니다.

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	<li>Wulfkuhle, J. D., Liotta, L. A., Petricoin, E. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proteomic+applications+for+the+early+detection+of+cancer.">Proteomic applications for the early detection of cancer.</a> Nat. Rev. Cancer. 3, 267-275 (2003).</li><li>Etzioni, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+case+for+early+detection.">The case for early detection.</a> Nat. Rev. Cancer. 3, 243-252 (2003).</li><li>Hanash, S. M., Pitteri, S. J., Faca, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mining+the+plasma+proteome+for+cancer+biomarkers.">Mining the plasma proteome for cancer biomarkers.</a> Nature. 452, 571-579 (2008).</li><li>Liotta, L. A., Ferrari, M., Petricoin, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+proteomics:+written+in+blood.">Clinical proteomics: written in blood.</a> Nature. 425, 905-905 (2003).</li><li>Petricoin, E. F., Belluco, C., Araujo, R. P., Liotta, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+blood+peptidome:+a+higher+dimension+of+information+content+for+cancer+biomarker+discovery.">The blood peptidome: a higher dimension of information content for cancer biomarker discovery.</a> Nat. Rev. Cancer. 6, 961-967 (2006).</li><li>Anderson, N. L., Anderson, N. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+human+plasma+proteome:+history,+character,+and+diagnostic+prospects.">The human plasma proteome: history, character, and diagnostic prospects.</a> Mol. Cell Proteomics. 1, 845-867 (2002).</li><li>Gorg, A., Weiss, W., Dunn, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+two-dimensional+electrophoresis+technology+for+proteomics.">Current two-dimensional electrophoresis technology for proteomics.</a> Proteomics. 4, 3665-3685 (2004).</li><li>Liu, H., Sadygov, R. G., Yates, J. R., 3rd, . <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+model+for+random+sampling+and+estimation+of+relative+protein+abundance+in+shotgun+proteomics.">A model for random sampling and estimation of relative protein abundance in shotgun proteomics.</a> Anal. Chem. 76, 4193-4201 (2004).</li><li>Rabilloud, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-dimensional+gel+electrophoresis+in+proteomics:+old,+old+fashioned,+but+it+still+climbs+up+the+mountains.">Two-dimensional gel electrophoresis in proteomics: old, old fashioned, but it still climbs up the mountains.</a> Proteomics. 2, 3-10 (2002).</li><li>Hu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tailoring+of+the+nanotexture+of+mesoporous+silica+films+and+their+functionalized+derivatives+for+selectively+harvesting+low+molecular+weight+protein.">Tailoring of the nanotexture of mesoporous silica films and their functionalized derivatives for selectively harvesting low molecular weight protein.</a> ACS Nano. 4, 439-451 (2010).</li><li>Bouamrani, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mesoporous+silica+chips+for+selective+enrichment+and+stabilization+of+low+molecular+weight+proteome.">Mesoporous silica chips for selective enrichment and stabilization of low molecular weight proteome.</a> Proteomics. 10, 496-505 (2010).</li></ol>

우리는 공개 할게 없다.

증거 순환 프로테옴의 낮은 분자 - 무게 영역이 질병의 조기 발견을위한 진단 생체 풍부한 원천임을 장착하고 있습니다. 이 기술에서 우리는 서로 다른 기공 크기, 기공 구조와 선택적으로 펩티드과 낮은 분자량의 단백질을 풍부하게하기 위해 수정과 mesoporous 실리카 칩 시리즈를 발표. 단백질의 안정성을 평가하기 위해 MPS 칩은 세척 후 건조 인간의 혈청과 incubated하고, 실온에서 3wk을 저장했다. 얻은 단백질 / 펩타이드 패턴은 그림 6B에서 보여준 통계 분석의 결과에 의해 확인 갓 fractionated 혈청 분들 (그림 6A)와 비교할 수 있었다. 평균 이력서로 측정 피크 신호​​의 변화는 원유 혈청 12.7 %로 그리고 fractionated 샘플 14.2 %로 추정되었다. 한계 유사 든 악기의 내부 변화로 인해이어야하며 추천 수 ON-칩 전처리 및 보관은 MS 단백질 프로파일의 중요한 변경을 유발하지 않았다. 같은 실험은 비 다공성 실리콘에서 수행되었습니다. 실리콘 표면에 저장 후 회복 건조 혈청이 든 분석하기 전에 MPS 칩에 fractionated했습니다. 가난한 석사 프로필 mesoporous 표면의 안정화 이점을 시연 획득하였습니다. 이전에 postulated 메커니즘과 비유에서 우리는 nanopores 안에 갇혀 LMW 종은 프로 테아제의 크기를 제외 통해 열화로부터 보존되었다는 가설, 또는 nanopores의 제한된 공간에서 자신의 proteolytic 활동의 steric 억제에 의해. MPS 칩 기반 방식은 복잡한 생물 학적 유체 연구의 펩타이드와 LMW 단백질 프로 파일링의 강력한 도구가 될 수 있습니다. MPS 칩은 답사의 선별 및 생물에 대한 유리한 기능을 제공, 샘플 다수의 동시 처리를 달성하기 위해 확장 생산을 위해 생산을 허용하는 저렴한 있습니다마커 발견.

<table border="1"><tbody><tr><td> 시약의 이름 </td><td> 회사 </td><td> 카탈로그 번호 </td><td> 댓글 </td></tr><tr><td> Tetraethoxysilane </td><td> 시그마 - 올드 리치 </td><td> 131,903 </td><td> 98% </td></tr><tr><td> 스핀 coater </td><td> 브루 과학 </td><td> 아싸 200X </td><td></td></tr><tr><td> 플라즈마 아셀 </td><td> Nordson 월 </td><td> AP-600 </td><td></td></tr><tr><td> Spectroscopic 타원계 </td><td> JA Woollam (주) </td><td> M-2000DI </td><td></td></tr><tr><td> 든-TOF </td><td> 응용 Biosystems </td><td> 보이저-DE-STR </td><td></td></tr><tr><td> α-cyano-4-hydroxycinnamic 산 </td><td> 시그마 - 올드 리치 (주) </td><td> C8982 </td><td> 든-TOF을위한 매트릭스 </td></tr><tr><td> 트랜스-3 ,5-dimethoxy -4 - 히드록시cinnamic 산 </td><td> 시그마 - 올드 리치 (주) </td><td> 85,429 </td><td> 든-TOF을위한 매트릭스 </td></tr><tr><td> 핫 플레이트를 저어 </td><td> 써모 과학 </td><td> 11-475-30Q </td><td></td></tr><tr><td> CultureWell chambered coverglass </td><td> 시그마 - 올드 리치 </td><td> GBL103350 </td><td> 3mm의 diam. × 1 밀리미터 깊이 3-10 μL, 무균 </td></tr><tr><td> Pluronic F 127 </td><td> BASF </td><td></td><td> PEO 106-PPO 70 PEO 106 </td></tr><tr><td> Pluronic L121 </td><td> BASF </td><td></td><td> PEO 5-PPO 70 PEO 5 </td></tr><tr><td> Pluronic P123 </td><td> BASF </td><td></td><td> PEO 20-PPO 70 PEO 20 </td></tr></tbody></table> 표 1. Physico - 화학적 특성 및 설계 농도 (분자량 및 ISO선택된 펩티드 및 단백질 표준 - 전기 점).

low molecular weight protein enrichment on mesoporous silica thin films for biomarker discovery

순환 생체 식별이 아닌 침략 조기 진단 및 예후에 접근뿐만 아니라, 치료 효율 모니터링을위한 큰 잠재력을 보유하고 있습니다. 1-3 또는 조직과 세포에서 흘리다 작은 단백질로 구성되어 순환 낮은 분자량의 프로테옴 (LMWP) 큰 단백질의 proteolytic 저하에서 파생된 펩타이드 조각, 환자의 병적 상태와 연관된와 가능성이 질병의 상태를 반영한다. 이러한 잠재적인 임상 응용에도 불구하고 4,5되었으며, 질량 분석법 (MS)의 사용은 LMWP에게서 프로필 생물 학적 체액은 매우 인해 혈청에있는 단백질과 펩타이드 농도의 넓은 다이나믹 레인지에 도전하는 것으로 증명되었습니다. 6 샘플 사전 처리없이,보다 높은 풍부한 단백질의 일부는 혈청 / 혈장의 낮은 풍요로움 종의 검출을 흐릿하게. 이러한 2 차원 polyacrylamide 겔 - 엘과 같은 전류 proteomic 기반 접근ectrophoresis (2D-PAGE)과 샷건 proteomics 방법은 임상 응용을위한 노동 집약, 낮은 처리량 및 제공 제한 적합성. 따라서 7-9이며,보다 효과적인 전략은 혈액에서 LMWP를 분리 및 임상 시료의 높은 처리량 검사를 허용하도록 필요한 . 여기서는 구체적으로 타겟팅하고 LMWP을 풍부하게하기 위해 mesoporous 실리카 칩을 기반으로 빠르고, 효율적이고 신뢰성있는 멀티 분획화 시스템을 제시한다. nanoscale에서 조정할 수있는 기능과 10,11 Mesoporous 실리카 (MPS) 박막이 트리 블록 공중 합체 템플릿 경로를 사용하여 조작했다 . 전구체 용액에서 다른 폴리머 템플릿과 폴리머 농도를 사용하여 다양한 기공 크기 배포판, 기공 구조, 연결 및 표면 특성 결정과 낮은 대량 단백질의 선택적 복구를 위해 적용되었다. 다른 서브 클래스로 풍부한 펩티드의 선택적 파싱들은 물리 특성에 따른 것이다 EN복구 및 낮은 풍부한 수종의 탐지의 효율성을 hance. 질량 분광법과 통계 분석과 함께, 우리는 mesoporous 실리카 박막의 nanophase 특성과 낮은 대량 프로테옴의 수확의 특이성과 효능 간의 상관 관계를 보여주었다. 결과는 여기에서 복잡한 생물 학적 체액에서 LMWP의 수확을위한 기존의 방법에 대한 강력한 대안을 제공하기 위해 나노 기반 기술의 잠재력을 공개 발표. 재료의 속성을 조정할 수있는 능력, 저비용 생산을위한 능력 때문에, 샘플 수집 및 분석을위한 획기적으로 줄일 샘플 요구 사항의 단순 성과 급속,이 소설 나노기술은 크게 proteomic biomarker 연구 및 임상 proteomic 분야에 영향을 미칠 것이다 평가.

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Low Molecular Weight Protein Enrichment on Mesoporous Silica Thin Films for Biomarker Discovery

우리는 인간의 혈청에서 낮은 분자량의 단백질과 펩티드의 선택적 회수를위한 mesoporous 실리카 박막을 기반으로 기술을 개발했습니다. 우리 mesoporous 칩 physico - 화학적 성질은 잘게 펩타이드 강화에 실질적인 컨트롤을 제공하며, 결과적으로 진단을 위해 혈청 프로테옴을 프로파일하기 위해 조정되었습니다.

Biomarker 디스커버리를위한 Mesoporous 실리카 박막의 낮은 분자량의 단백질 농축

The identification of circulating biomarkers holds great potential for non invasive approaches in early diagnosis and prognosis, as well as for the ...

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Research

JoVE Journal

Bioengineering

13.3K 조회수.  The Methodist Hospital Research Institute. 우리는 인간의 혈청에서 낮은 분자량의 단백질과 펩티드의 선택적 회수를위한 mesoporous 실리카 박막을 기반으로 기술을 개발했습니다. 우리 mesoporous 칩 physico - 화학적 성질은 잘게 펩타이드 강화에 실질적인 컨트롤을 제공하며, 결과적으로 진단을 위해 혈청 프로테옴을 프로파일하기 위해 조정되었습니다.

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Developing Custom Chinese Hamster Ovary-host Cell Protein Assays using Acoustic Membrane Microparticle Technology

Custom assays for unique proteins are often limited to time consuming manual detection and quantitation techniques such as ELISA or Western blots due to the complexity of development on alternate platforms. BioScale's proprietary Acoustic Membrane MicroParticle (AMMP) technology allows sandwich immunoassays to be easily developed for use on the ViBE platform, providing better sensitivity, reproducibility, and automated operation. Provided as an example, this protocol outlines the procedure for developing a custom Chinese Hamster Ovary- Host Cell Protein (CHO-HCP) assay. The general principles outlined here can be followed for the development of a wide variety of immunoassays.
An AMMP assay measures antigen concentration by measuring changes in oscillation frequency caused by the binding of microparticles to the sensor surface to calculate. It consists of four major components: (1) a cartridge that contains a functionalized eight sensor chip (2) antibody labeled magnetic microparticles, (3) hapten tagged antibody that binds to the surface of the functionalized chip (4) samples containing the antigen of interest. BioScale's biosensor is a resonant device that contains eight individual membranes with separate fluidic paths. The membranes change oscillation frequency in response to mass accumulating on the surface and this frequency change is used to quantitate the amount of added mass.
To facilitate use in a wide variety of immunoassays the sensor is functionalized with an anti-hapten antibody. Assay specific antibodies are modified through the covalent conjugation of a hapten tag to one antibody and biotin to the other. The biotin label is used to bind the antibody to streptavidin coupled magnetic beads which, in combination with the hapten-tagged antibody, are used to capture the analyte in a sandwich. The complex binds to the chip through the anti-hapten/hapten interaction. At the end of each assay run the sensors are cleaned with a dilute acid enabling the sequential analysis of columns from a 96-well plate.
Here, we present the method for developing a custom CHO-HCP AMMP assay for bioprocess development. Developing AMMP assays or modifying existing assays into AMMP assays can provide better performance (reproducibility, sensitivity) in complex samples and reduced operator time. The protocol shows the steps for development and the discussion section reviews representative results. For a more in-depth explanation of assay optimization and customization parameters contact BioScale. This kit offers generic bioprocess development assays such as Residual Protein A, Product titer, and CHO-HCP.

Development of custom assays on the ViBE platform for more sensitive, reproducible, automated results in complex matrices is described. The universal cartridge allows assays to be easily adapted for use with custom assays. This versatility enables rapid development and validation of novel assays or automated versions of existing manual assays, exemplified in this video.

어쿠스틱 막 Microparticle 기술을 사용하여 개발 사용자 지정 중국어 햄스터 난소 - 숙주 세포의 단백질 Assays

Custom assays for unique proteins are often limited to time consuming manual detection and quantitation techniques such as ELISA or Western blots due to ...

연구

생체공학

Low-Cost Cryo-Light Microscopy Stage Fabrication for Correlated Light/Electron Microscopy

The coupling of cryo-light microscopy (cryo-LM) and cryo-electron microscopy (cryo-EM) poses a number of advantages for understanding cellular 
dynamics and ultrastructure. First, cells can be imaged in a near native environment for both techniques. Second, due to the vitrification process, samples are
 preserved by rapid physical immobilization rather than slow chemical fixation. Third, imaging the same sample with both cryo-LM and cryo-EM provides correlation of
 data from a single cell, rather than a comparison of "representative samples". While these benefits are well known from prior studies, the widespread use of correlative 
 cryo-LM and cryo-EM remains limited due to the expense and complexity of buying or building a suitable cryogenic light microscopy stage. Here we demonstrate the 
 assembly, and use of an inexpensive cryogenic stage that can be fabricated in any lab for less than $40 with parts found at local hardware and grocery stores. This 
 cryo-LM stage is designed for use with reflected light microscopes that are fitted with long working distance air objectives. For correlative cryo-LM and cryo-EM 
 studies, we adapt the use of carbon coated standard 3-mm cryo-EM grids as specimen supports. After adsorbing the sample to the grid, previously established protocols 
 for vitrifying the sample and transferring/handling the grid are followed to permit multi-technique imaging. As a result, this setup allows any laboratory with a 
 reflected light microscope to have access to direct correlative imaging of frozen hydrated samples.

We demonstrate the fabrication of a low-cost cryogenic stage designed to fit most reflected light microscopes. This lab-built cryogenic stage enables efficient and reliable correlative imaging between cryo-light and cryo-electron microscopy.

상관 라이트 / 전자 현미경을위한 저가의 Cryo - 라이트 현미경 스테이지 제작

The coupling of cryo-light microscopy (cryo-LM) and cryo-electron microscopy (cryo-EM) poses a number of advantages for understanding cellular 
dynamics ...

Synthesis, Assembly, and Characterization of Monolayer Protected Gold Nanoparticle Films for Protein Monolayer Electrochemistry

Colloidal gold nanoparticles protected with alkanethiolate ligands called monolayer protected gold clusters (MPCs) are synthesized and subsequently incorporated into film assemblies that serve as adsorption platforms for protein monolayer electrochemistry (PME). PME is utilized as the model system for studying electrochemical properties of redox proteins by confining them to an adsorption platform at a modified electrode, which also serves as a redox partner for electron transfer (ET) reactions. Studies have shown that gold nanoparticle film assemblies of this nature provide for a more homogeneous protein adsorption environment and promote ET without distance dependence compared to the more traditional systems modified with alkanethiol self-assembled monolayers (SAM).1-3 In this paper, MPCs functionalized with hexanethiolate ligands are synthesized using a modified Brust reaction4 and characterized with ultraviolet visible (UV-Vis) spectroscopy, transmission electron microscopy (TEM), and proton (1H) nuclear magnetic resonance (NMR). MPC films are assembled on SAM modified gold electrode interfaces by using a "dip cycle" method of alternating MPC layers and dithiol linking molecules. Film growth at gold electrode is tracked electrochemically by measuring changes to the double layer charging current of the system. Analogous films assembled on silane modified glass slides allow for optical monitoring of film growth and cross-sectional TEM analysis provides an estimated film thickness. During film assembly, manipulation of the MPC ligand protection as well as the interparticle linkage mechanism allow for networked films, that are readily adaptable, to interface with redox protein having different adsorption mechanism. For example, Pseudomonas aeruginosa azurin (AZ) can be adsorbed hydrophobically to dithiol-linked films of hexanethiolate MPCs and cytochrome c (cyt c) can be immobilized electrostatically at a carboxylic acid modified MPC interfacial layer. In this report, we focus on the film protocol for the AZ system exclusively. Investigations involving the adsorption of proteins on MPC modified synthetic platforms could further the understanding of interactions between biomolecules and man-made materials, and consequently aid the development of biosensor schemes, ET modeling systems, and synthetic biocompatible materials.5-8

Alkanethiolate stabilized gold colloids known as monolayer protected clusters (MPCs) are synthesized, characterized, and assembled into thin films as an adsorption interface for protein monolayer electrochemistry of simple redox protein like Pseudomonas aeruginosa azurin (AZ) and cytochrome c (cyt c).

Monolayer의 합성, 조립, 그리고 특성화는 단백질 Monolayer의 전기에 대한 골드 Nanoparticle 필름을 보호

Colloidal gold nanoparticles protected with alkanethiolate ligands called monolayer protected gold clusters (MPCs) are synthesized and subsequently ...

Polymer Microarrays for High Throughput Discovery of Biomaterials

The discovery of novel biomaterials that are optimized for a specific biological application is readily achieved using polymer microarrays, which allows a combinatorial library of materials to be screened in a parallel, high throughput format1. Herein is described the formation and characterization of a polymer microarray using an on-chip photopolymerization technique 2. This involves mixing monomers at varied ratios to produce a library of monomer solutions, transferring the solution to a glass slide format using a robotic printing device and curing with UV irradiation. This format is readily amenable to many biological assays, including stem cell attachment and proliferation, cell sorting and low bacterial adhesion, allowing the ready identification of 'hit' materials that fulfill a specific biological criterion3-5. Furthermore, the use of high throughput surface characterization (HTSC) allows the biological performance to be correlated with physio-chemical properties, hence elucidating the biological-material interaction6. HTSC makes use of water contact angle (WCA) measurements, atomic force microscopy (AFM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS). In particular, ToF-SIMS provides a chemically rich analysis of the sample that can be used to correlate the cell response with a molecular moiety. In some cases, the biological performance can be predicted from the ToF-SIMS spectra, demonstrating the chemical dependence of a biological-material interaction, and informing the development of hit materials5,3.

A description of the formation of a polymer microarray using an on-chip photopolymerization technique. The high throughput surface characterization using atomic force microscopy, water contact angle measurements, X-ray photoelectron spectroscopy and time of flight secondary ion mass spectrometry and a cell attachment assay is also described.

Biomaterials 높은 처리량 발견을위한 폴리머 Microarrays

The discovery of novel biomaterials that are optimized for a specific biological application is readily achieved using polymer microarrays, which allows a ...

Optical Detection of E. coli Bacteria by Mesoporous Silicon Biosensors

A label-free optical biosensor based on a nanostructured porous Si is designed for rapid capture and detection of Escherichia coli K12 bacteria, as a model microorganism. The biosensor relies on direct binding of the target bacteria cells onto its surface, while no pretreatment (e.g.&#160;by cell lysis) of the studied sample is required. A mesoporous Si thin film is used as the optical transducer element of the biosensor. Under white light illumination, the porous layer displays well-resolved Fabry-P&#233;rot fringe patterns in its reflectivity spectrum. Applying a fast Fourier transform (FFT) to reflectivity data results in a single peak. Changes in the intensity of the FFT peak are monitored. Thus, target bacteria capture onto the biosensor surface, through antibody-antigen interactions, induces measurable changes in the intensity of the FFT peaks, allowing for a &#39;real time&#39; observation of bacteria attachment.
The mesoporous Si film, fabricated by an electrochemical anodization process, is conjugated with monoclonal antibodies, specific to the target bacteria. The immobilization, immunoactivity and specificity of the antibodies are confirmed by fluorescent labeling experiments. Once the biosensor is exposed to the target bacteria, the cells are directly captured onto the antibody-modified porous Si surface. These specific capturing events result in intensity changes in the thin-film optical interference spectrum of the biosensor. We demonstrate that these biosensors can detect relatively low bacteria concentrations (detection limit of 104 cells/ml) in less than an hour.

Optical Detection of E. coli Bacteria by Mesoporous Silicon Biosensors

A label-free optical biosensor for rapid bacteria detection is introduced. The biosensor is based on a nanostructured porous Si, which is designed to directly capture the target bacteria cells onto its surface. We use monoclonal antibodies, immobilized onto the porous transducer, as the capture probes. Our studies demonstrate the applicability of these biosensors for the detection of low bacterial concentrations within minutes with no prior sample processing (such as cell lysis).

의 광학 검출<em&gt; E. 대장균</em메조 포러스 실리콘 바이오 센서에 의해&gt; 박테리아

A label-free optical biosensor based on a nanostructured porous Si is designed for rapid capture and detection of Escherichia coli K12 bacteria, as a ...

Characteristics of Precipitation-formed Polyethylene Glycol Microgels Are Controlled by Molecular Weight of Reactants

This work describes the formation of poly(ethylene glycol) (PEG) microgels via a photopolymerized precipitation reaction. Precipitation reactions offer several advantages over traditional microsphere fabrication techniques. Contrary to emulsion, suspension, and dispersion techniques, microgels formed by precipitation are of uniform shape and size, i.e.&#160;low polydispersity index, without the use of organic solvents or stabilizers. The mild conditions of the precipitation reaction, customizable properties of the microgels, and low viscosity for injections make them applicable for in vivo purposes. Unlike other fabrication techniques, microgel characteristics can be modified by changing the starting polymer molecular weight. Increasing the starting PEG molecular weight increased microgel diameter and swelling ratio. Further modifications are suggested such as encapsulating molecules during microgel crosslinking. Simple adaptations to the PEG microgel building blocks are explored for future applications of microgels as drug delivery vehicles and tissue engineering scaffolds.

This work describes the formation of poly(ethylene glycol) (PEG) microgels via a photopolymerized precipitation reaction. Increasing the PEG molecular weight increased microgel diameter and swelling ratio. Simple adaptations to the PEG microgel precipitation reaction are explored for future applications of microgels as drug delivery vehicles and tissue engineering scaffolds.

This work describes the formation of poly(ethylene glycol) (PEG) microgels via a photopolymerized precipitation reaction. Precipitation reactions offer ...

Hydrogel Nanoparticle Harvesting of Plasma or Urine for Detecting Low Abundance Proteins

Novel biomarker discovery plays a crucial role in providing more sensitive and specific disease detection. Unfortunately many low-abundance biomarkers that exist in biological fluids cannot be easily detected with mass spectrometry or immunoassays because they are present in very low concentration, are labile, and are often masked by high-abundance proteins such as albumin or immunoglobulin. Bait containing poly(N-isopropylacrylamide) (NIPAm) based nanoparticles are able to overcome these physiological barriers. In one step they are able to capture, concentrate and preserve biomarkers from body fluids. Low-molecular weight analytes enter the core of the nanoparticle and are captured by different organic chemical dyes, which act as high affinity protein baits. The nanoparticles are able to concentrate the proteins of interest by several orders of magnitude. This concentration factor is sufficient to increase the protein level such that the proteins are within the detection limit of current mass spectrometers, western blotting, and immunoassays. Nanoparticles can be incubated with a plethora of biological fluids and they are able to greatly enrich the concentration of low-molecular weight proteins and peptides while excluding albumin and other high-molecular weight proteins. Our data show that a 10,000 fold amplification in the concentration of a particular analyte can be achieved, enabling mass spectrometry and immunoassays to detect previously undetectable biomarkers.

Several pathological biomarkers cannot be easily detected by current techniques because of their low concentration in biological fluids, the presence of degrading enzymes, and large amounts of high molecular weight proteins. Chemically functionalized hydrogel nanoparticles can harvest, preserve and concentrate low abundance proteins enabling the detection of previously undetectable biomarkers.

낮은 풍부 단백질을 검출하기위한 플라즈마 또는 소변의 하이드로 겔 나노 입자 수확

Novel biomarker discovery plays a crucial role in providing more sensitive and specific disease detection. Unfortunately many low-abundance biomarkers ...

Design and Construction of Artificial Extracellular Matrix (aECM) Proteins from Escherichia coli for Skin Tissue Engineering

Recombinant technology is a versatile platform to create novel artificial proteins with tunable properties. For the last decade, many artificial proteins that have incorporated functional domains derived from nature (or created de novo) have been reported. In particular, artificial extracellular matrix (aECM) proteins have been developed; these aECM proteins consist of biological domains taken from fibronectin, laminins and collagens and are combined with structural domains including elastin-like repeats, silk and collagen repeats. To date, aECM proteins have been widely investigated for applications in tissue engineering and wound repair. Recently, Tjin and coworkers developed integrin-specific aECM proteins designed for promoting human skin keratinocyte attachment and propagation. In their work, the aECM proteins incorporate cell binding domains taken from fibronectin, laminin-5 and collagen IV, as well as flanking elastin-like repeats. They demonstrated that the aECM proteins developed in their work were promising candidates for use as substrates in artificial skin. Here, we outline the design and construction of such aECM proteins as well as their purification process using the thermo-responsive characteristics of elastin.

Design and Construction of Artificial Extracellular Matrix aECM Proteins from Escherichia coli for Skin Tissue Engineering

Recombinant technologies have enabled material designers to create novel artificial proteins with customized functionalities for tissue engineering applications. For example, artificial extracellular matrix proteins can be designed to incorporate structural and biological domains derived from native ECMs. Here, we describe the construction and purification of aECM proteins containing elastin-like repeats.

설계 및 인공 세포 외 기질의 건설 (aECM) 단백질에서<em&gt; 대장균</em&gt; 피부 조직 공학

Recombinant technology is a versatile platform to create novel artificial proteins with tunable properties. For the last decade, many artificial proteins ...

Microfluidic Genipin Deposition Technique for Extended Culture of Micropatterned Vascular Muscular Thin Films

The chronic nature of vascular disease progression requires the development of experimental techniques that simulate physiologic and pathologic vascular behaviors on disease-relevant time scales. Previously, microcontact printing has been used to fabricate two-dimensional functional arterial mimics through patterning of extracellular matrix protein as guidance cues for tissue organization. Vascular muscular thin films utilized these mimics to assess functional contractility. However, the microcontact printing fabrication technique used typically incorporates hydrophobic PDMS substrates. As the tissue turns over the underlying extracellular matrix, new proteins must undergo a conformational change or denaturing in order to expose hydrophobic amino acid residues to the hydrophobic PDMS surfaces for attachment, resulting in altered matrix protein bioactivity, delamination, and death of the tissues.
Here, we present a microfluidic deposition technique for patterning of the crosslinker compound genipin. Genipin serves as an intermediary between patterned tissues and PDMS substrates, allowing cells to deposit newly-synthesized extracellular matrix protein onto a more hydrophilic surface and remain attached to the PDMS substrates. We also show that extracellular matrix proteins can be patterned directly onto deposited genipin, allowing dictation of engineered tissue structure. Tissues fabricated with this technique show high fidelity in both structural alignment and contractile function of vascular smooth muscle tissue in a vascular muscular thin film model. This technique can be extended using other cell types and provides the framework for future study of chronic tissue- and organ-level functionality.

We present a method for microfluidic deposition of patterned genipin and fibronectin on PDMS substrates, allowing extended viability of vascular smooth muscle cell-dense tissues. This tissue fabrication method is combined with previous vascular muscular thin film technology to measure vascular contractility over disease-relevant time courses.

미세 패턴 혈관 근육 박막의 확장 문화 미세 유체 Genipin 증착 기술

The chronic nature of vascular disease progression requires the development of experimental techniques that simulate physiologic and pathologic vascular ...

Rod-based Fabrication of Customizable Soft Robotic Pneumatic Gripper Devices for Delicate Tissue Manipulation

Soft compliant gripping is essential in delicate surgical manipulation for minimizing the risk of tissue grip damage caused by high stress concentrations at the point of contact. It can be achieved by complementing traditional rigid grippers with soft robotic pneumatic gripper devices. This manuscript describes a rod-based approach that combined both 3D-printing and a modified soft lithography technique to fabricate the soft pneumatic gripper. In brief, the pneumatic featureless mold with chamber component is 3D-printed and the rods were used to create the pneumatic channels that connect to the chamber. This protocol eliminates the risk of channels occluding during the sealing process and the need for external air source or related control circuit. The soft gripper consists of a chamber filled with air, and one or more gripper arms with a pneumatic channel in each arm connected to the chamber. The pneumatic channel is positioned close to the outer wall to create different stiffness in the gripper arm. Upon compression of the chamber which generates pressure on the pneumatic channel, the gripper arm will bend inward to form a close grip posture because the outer wall area is more compliant. The soft gripper can be inserted into a 3D-printed handling tool with two different control modes for chamber compression: manual gripper mode with a movable piston, and robotic gripper mode with a linear actuator. The double-arm gripper with two actuatable arms was able to pick up objects of sizes up to 2 mm and yet generate lower compressive forces as compared to elastomer-coated and non-coated rigid grippers. The feasibility of having other designs, such as single-arm or hook gripper, was also demonstrated, which further highlighted the customizability of the soft gripper device, and it's potential to be used in delicate surgical manipulation to reduce the risk of tissue grip damage.

This protocol describes a rod-based approach, combining 3D-printing and soft lithography techniques for fabricating the soft gripper devices. This approach eliminates the need for an external air source by incorporating a chamber component and reduces the chance of occlusion during the sealing process, particularly for miniaturized pneumatic channels.

섬세한 조직 조작을위한 사용자 정의 소프트 로봇 공압 그리퍼 장치의로드 기반의 제조

Soft compliant gripping is essential in delicate surgical manipulation for minimizing the risk of tissue grip damage caused by high stress concentrations ...