SDC, ACH, 그리고 CJ는 유럽 연구위원회를 통해 보조금 (ERC - 엑츄 - 2012-309509)를 시작으로 지원했다. J.-MN은 한국 연구 재단 (NRF) (2011-0018198)에 의해 지원되었다; 한국의 NRF 통해 파이오니어 연구 센터 프로그램 (2012-009586)는 과학, ICT 장관, 그리고 미래의 계획 (MSIP)에 의해 투자. 이 작품은 또한 글로벌 프론티어 프로젝트 (H-GUARD_2013-M3A6B2078947) 등 한국의 MSIP에 의해 투자 바이오 나노 건강 감시 센터에 의해 지원되었다. YKL 및 J.-HH는 서울, 한국의 서울 과학 원정대 프로그램에 의해 지원되었다. 레이블 담당자 단백질 박사 수아 MYONG에서 관대 한 선물이었다.

1. 준비 및 청소를 밀어 미세 유체 챔버는 석영 슬라이드와 커버 슬립으로 구성되어 있습니다. 프리즘 형 전반사 형광 (TIRF) 현미경으로 석영 슬라이드의 표면에 묘화된다. 따라서, 철저 H 2 O, 아세톤, KOH 및 피라니아 용액을 사용하여 석영 슬라이드를 청소하는 것이 중요하다. 토륨은 다단계 세정은 단일 분자 형광 측정을 방해 표면에 형광성 유기 분자를 제거이다. 또한 피라냐 에칭 수산기를 생성하여 석영 표면 친수성을 만든다. 자유 수산기 3 단계에서 아미노 실란 화 반응에 필수적이다. <ol><li> 드릴링 석영 슬라이드. 3 / 4 밀리 다이아몬드 드릴 비트 (그림 2a)와 석영 슬라이드에 한 쌍의 구멍을 뚫습니다. 여러 채널이 요구되는 경우, 더 많은 파를 드릴국세청의 구멍 (그림 2B). 이 구멍은 7 단계의 미​​세 유체 챔버에 솔루션을 주입하는 데 사용됩니다. <ol><li> 드릴링 동안 H 2 O에 젖은 드릴 비트를 유지합니다. 드릴 비트의 수명을 증가 윤활제로서 H 2 O를 수행한다. </li><li> 가끔 드릴 비트의 끝을 닦는 것은 시추 구멍을하는 데 도움이됩니다. </li><li> 드릴 구멍 후, PEG 화 프로세스 중에 쉽게 식별 슬라이드의 한쪽을 표시한다. 마커는 나중에 혼동을 피하기 위해 참조로서 사용될 수있다. 마킹, 다이아몬드 드릴 비트가 사용될 수있다. 잉크가 표면에 걸릴 수 있기 때문에 어떤 펜을 사용하지 마십시오. </li></ol></li><li> H 2 O와 청소 유리 염색 항아리에 슬라이드를 놓습니다. 전형적으로 5-15 슬라이드 단일 항아리에 배치 될 수있다. 를 MilliQ H 2 O와 슬라이드를 씻어 이를 3 회 반복하고 먼지를 제거하기 위해 5 분을 MilliQ H 2 O와 슬라이드를 초음파 처리. 물을 폐기하고 다시 3 번 슬라이드를 씻어130 W는이 프로토콜에 사용되는 초음파의 힘입니다을 MilliQ H 2 O 주. 높은 초음파 전력은 석영 슬라이드의 수명을 줄일 수있다. </li><li> 아세톤으로 세척. 아세톤을 MilliQ H 2 O를 교체합니다. 20 분 이상, 아세톤으로 초음파 처리 슬라이드. </li><li> H 2 O와 린스 아세톤을 취소하고를 MilliQ H 2 O와 슬라이드를 씻어 임의의 잔류 아세톤을 제거하기 위해 3 번을 반복한다. </li><li> KOH와 청소. 1 M KOH으로 물을 교체하고 20 분 이상에 대한 슬라이드를 초음파 처리. 과도한 에칭 (예 : 밤새의 KOH 처리) 표면의 질을 향상되지만, 형광 이미징을 방해 할 수 흠집을 소개 할 것이다. </li><li> H 2 O와 린스 KOH의 흔적을 제거하기 위해 3 번을 MilliQ H 2 O와 슬라이드를 씻어. </li><li> 피라니아 에칭. <ol><li> 듀란 슬라이드 홀더 또는 주문품 테플론 홀더 및 PL 슬라이드로 이동화학 후드에 위치한 비이커 (1 L)에 그 에이스. </li><li> H 2의 450 ㎖의 SO 4로 비커를 입력합니다. </li><li> SO 4 H 2 사이의 비율은 3:1과 H 2 O 2 H 2 O 2의 150 ML을 추가합니다. 이 솔루션은 자발적으로 비등하기 시작하면, 온도가 90 °에 C를 증가 반드시 H 2 O 2 용액이 반응을 시작하기 전에 실온에서임을 확인. 그렇지 않으면, 비등 용액의 온도보다 낮은 90 ° C. 수도 </li><li> 적절한 혼합을위한 솔루션을 저어 비커는 20 분 동안 방해받지하자. </li><li> 함께 슬라이드 홀더 피라 솔루션 밖으로 슬라이드를 가지고,을 MilliQ H 2 O를 포함하는 슬라이드 홀더에 넣어 실온에 도달하면 한편, 지정 폐기물 병으로 피라니아 용액을 버린다. </li><li> 를 MilliQ H 2 O와 슬라이드 3 번 씻어 추가 치료가 더 인트에주의해야한다슬라이드의 오염 가능성을 방지하기 PS. 3 단계로 진행합니다. 그것은 바로 다음 단계를 진행하는 것이 좋습니다. *주의 : 피라니아 솔루션은 매우 민감하다. 이 솔루션을 취급 할 때 특히주의를 기울여야합니다. 또한, 때 아세톤과 같은 유기 용매와 혼합 실수로 폭발의 원인이 될 수 있습니다. </li></ol></li></ol> 2. 커버 슬립 청소 미세 유체 챔버는 석영 슬라이드와 커버의 립으로 구성되어있다. 프리즘 형 TIRF 현미경이 사용되는 경우, 커버 슬립의 표면은 묘화되지 않는다. 따라서, 단지 H 2 O 및 KOH로 커버 슬립을 청소하기 위해 충분하다. 경우에 커버 슬립이 (객관적 형 TIRF 현미경을 통해 예) 몇 군데해야합니다, 그것은 피라니아 솔루션 (단계 1.7)와 커버 슬립을 치료하는 것이 좋습니다. 커버 슬립면의 PEG 화 고품질 아닌 경우,이 단백질에 대한 싱크로서 작용할 수 있음을 유의단백질 농도의 변화를 야기 ㄹ. <ol><li> H 2 O와 린스 장소의 coverslips 유리 염색 항아리 (24 × 30, 24 × 40, 24 × 50 MM 2). 전형적으로 5-15 커버 슬립은 단일 용기에 배치 될 수있다. 를 MilliQ H 2 O와 커버 슬립을 3 번 씻어 </li><li> KOH와 청소. 1M KOH으로 물을 교체하고 20 분 이상에 대한 커버 슬립을 초음파 처리. </li><li> H 2 O와 린스 KOH의 흔적을 제거를 MilliQ H 2 O와 커버 슬립을 3 번 씻어. 3 단계로 진행합니다. </li></ol> 슬라이드 및 Coverslips는 3. 아미노 실란 화 아미노 실란 화 화학 통해 석영 슬라이드 및 아민 그룹과 커버 슬립의 표면을 기능화. 메탄올 아미노 실란 화 반응을위한 촉매로서, 용매 및 아세트산으로 사용된다. <ol><li> 메탄올로 세정. S에서 염색 요리의를 MilliQ H 2 O를 (교체TEPS 1, 2) 메탄올. 단계 3.3까지 메탄올의 슬라이드와 커버 슬립을 유지합니다. 메탄올에있는 불순물 때문에 시간이 불필요하게 오랜 기간 (예 : 몇 시간) 메탄올의 슬라이드와 커버 슬립을 저장하지 마십시오 표면에 흡착됩니다. </li><li> 아미노 실란 화 솔루션을 준비합니다. <ol><li> 메탄올로 파이렉스 플라스크에 여러 번 씻어. 5 분 이상 메탄올로 플라스크를 초음파 처리. 그것은 청결 유지되는 전용 플라스크를하는 것이 좋습니다. </li><li> 플라스크에 메탄올 100 ㎖를 붓는다. </li><li> 아세트산 5 ㎖를 추가합니다. </li><li> APTES 3 ㎖ (3 - 아미노 프로필 트리 메 톡시 실란)를 추가하고 부드럽게 흔들어 섞는다. </li></ol></li><li> 아미노 실란 화. aminosilanization 반응 혼합물과 함께 슬라이드와 커버 슬립을 포함하는 염색 접시에 메탄올을 대체합니다. <ol><li> 20 ~ 30 분 동안 품어. 배양하는 동안, 한 번 1 분 동안 초음파 처리. </li></ol></li><li> 메탄올로 세정. 를 교체메탄올 minosilanization 반응. 메탄올을 취소하고 신선한 메탄올 용액을 추가합니다. 이 과정을 세 번 반복합니다. </li></ol> 폴리머 (첫 라운드)를 사용하여 4. 표면 패시베이션 NHS-에스테르, 폴리에틸렌 글리콜 (PEG)를 컨쥬 게이트에 의해 석영 슬라이드 및 커버 슬립의 아민 코팅 된 표면을 패시. 이 반응물을 하룻밤 동안 pH를 8.5에서 PEG 용액의 ​​포화 농도로 수행된다. <ol><li> 슬라이드와 커버 슬립을 건조. N 2 가스를 사용하여 슬라이드와 커버 슬립을 건조 측면이 PEG 화이 위를 향이어야하는 방식으로 깨끗한 피펫 상자에 넣습니다. 피펫 상자가 부분적를 MilliQ H 2 O로 가득 이 습한 환경은 하룻밤 배양 동안 마르지 PEG 화 솔루션을 방지 할 수 있습니다. </li><li> 반응 버퍼를 준비합니다. 10ml에 중탄산 나트륨 84 mg의 용해시켜 신선한 중탄산 나트륨 완충액 (pH 8.5) 중 0.1 M 준비를 MilliQ H 2 O pH를 조정의 필요가 없다. 이 솔루션은 다음 사용 (예를 들어, 단계 6.1) 냉동 저장 될 수있다. </li><li> PEG 화 솔루션을 준비합니다. <ol><li> 1.5 ML 튜브에 NHS-에스테르 PEG NHS-에스테르 된 mPEG (5000 다)의 (5000 다) (13)와 8 ㎎의 비오틴 0.2 mg을 PEG 혼합물을 준비합니다. 슬라이드의 N 번호를 준비 할 때, 하나의 튜브에 PEG 혼합물의 N 배 더 많은 양을 준비합니다. </li><li> 64 μL (또는 N 번 슬라이드의 N 번호 64 μL)을 새로 제조 된 버퍼 (4.2 단계)의 추가. 완전히 용해하기 위해 그것을하고 아래로 피펫. </li><li> 공기 방울을 제거하기 위해 1 분 동안 16,100 XG에 원심 분리기. 그 후 피펫하지 마십시오. 그렇지 않으면, 기포는 단계 8.8에서 PEG 화를 방해하는 형성 할 것이다. </li></ol></li><li> PEG 화. <ol><li> 단계 4.1에서 건조 된 석영 슬라이드에 PEG 화 혼합물의 70 μl를 삭제합니다. 24 × 50 MM 2 COV의 경우에는 90 μl를 사용하여erslip. </li><li> 부드럽게 솔루션을 통해 단계 4.1에서 건조 커버 슬립을 배치합니다. </li><li> , PEG 화 균일하고 높은 품질을 가지고하는 기포를 도입하지 않도록주의. 때문에, 표면 장력, 기포의 대부분은 자발적으로 표면 장력에 의한 5 분 내에 반응 부피를 남길 수있다. </li><li> 어둡고 습한 환경에서 슬라이드를 품어. 우리는 pH가 8시에 사용 NHS-에스테르 PEG의 반감기는 약 1 시간. 최소한 2 시간 동안 그들을 품어. 밤새 인큐베이션 PEG 화 (데이터 미도시)의 높은 품질에 이르게한다. </li></ol></li></ol> 5. 장기 저장 -20 º C에서 PEG 화의 슬라이드와 N 2의 coverslips 저장 <ol><li> 슬라이드와 커버 슬립을 건조. 조심스럽게,면에 커버 슬립을 밀어 슬라이드와 커버 슬립을 분해를 MilliQ H 2 O로 헹구어, 그리고 N 2로 건조. </li><li> 슬라이드와 커버 슬립을 저장. FOR 즉시 사용, PEG 화 (6 단계)의 두 번째 라운드의 절차를 따르십시오. 오랜 기간 동안 저장하기 위해, 다음 단계를 따른다. <ol><li> PEG 화 표면이 서로 떨어져 직면하고있는 것과 같은 50 ㎖ 튜브 슬라이드와 커버 슬립 한 쌍을 배치합니다. </li><li> 부분적으로, 튜브를 닫 튜브를 진공 청소기로 청소 한 후 N 2로 채 웁니다. 이러한 단계는 장시간 PEG 화면을 보존하는 데 도움이. 단단히 튜브를 나사 및 -20 ℃에서 보관 슬라이드의 품질 (오른쪽 그림 3a) 최대 3 개월 동안 잘 남아있다. </li></ol></li></ol> 폴리머 (두 번째 라운드)를 사용하여 6. 표면 패시베이션 PEG 층의 밀도를 확인하고 또한 표면에 남아있는 아민 그룹을 해소하기 위해 PEG 화의 추가 라운드. 짧은 NHS-에스테르 PEG 분자 (333 다)의 사용은 기존의 PEG 층으로 침투하는 효과가있다. 그것은 레크 리 에이션이다오른쪽으로 슬라이드를 사용하기 전에 PEG 화의 두 번째 라운드를 할 권고했다. <ol><li> 반응 버퍼를 준비합니다. 신선한 탄산 수​​소 나트륨 완충액 (pH 8.5)의 0.1 M을 준비합니다. 단계 8.4 냉동 용액을 사용할 수도있다. </li><li> PEG 화 솔루션을 준비합니다. 탄산 수소 나트륨 완충액 63 μL에 250 ㎜ MS4-PEG의 12 μl를 녹입니다. </li><li> PEG 화. 단계 4.4에서와 동일한 절차를 따르십시오. 하룻밤에 30 분 동안 품어. </li><li> 슬라이드와 커버 슬립을 건조. 슬라이드의 한 쌍의 커버 슬립을 분해,,를 MilliQ H 2 O로 헹구어 N 2로 건조하고 깨끗한 피펫 상자에 보관하십시오. 7 단계에서 미세 유체 챔버를 조립 진행합니다. </li></ol> 7. 미세 유체 챔버를 조립 PEG 화 석영 슬라이드 쌍의 커버 슬립을 이용하여 미세 유체 챔버를 조립. 양면 접착 테이프를 스페이서로 사용됩니다. 챔버는 그래서, 에폭시 접착제로 밀봉하고lutions는 석영 슬라이드에있는 구멍을 통해 소개합니다. <ol><li> PEG 화면이 위로 향하게하여 평평한 표면에 석영 슬라이드를 놓습니다. </li><li> 슬라이드에 양면 접착 테이프를 넣어 대각선 PEG 화 표면에 채널 (7 mm의 폭 5)를 확인합니다. 구멍이 채널의 중앙에 위치되어 있는지 확인합니다. 실을 만드는 과정에서 PEG 화 표면을 해치지 않게주의하십시오. 이는 (도 2 참조)에 배치하고 다른 양면 접착 테이프를 고집함으로써 멀티 채널 슬라이드를 만드는 것이 가능하다. </li><li> 부드럽게 챔버를 완료하기 위해 상단에 PEG 화 coverslip에 배치합니다. PEG 화면이 아래로 향하게해야합니다. </li><li> 양면 테이프가 배치되는 영역에 걸쳐 커버 슬립을 가압하여 챔버를 밀봉. 챔버는 물 밀봉이되도록 부드럽게하지만 철저하게 작업을 수행합니다. </li><li> 에폭시 접착제로 챔버의 가장자리를 닫습니다. </li><li> 에 스트렙 타비 딘 또는 뉴트라 비딘 고정화P200 피펫을 사용하여 T50에 스트렙 타비 딘 또는 뉴트라 비딘 용액 (10 mM 트리스 - 염산 [pH8.0], 50 mM의 NaCl을 버퍼)의 0.1 ㎎ / ㎖의 50 μl를 추가하여 비오틴 PEG 층. 후 T50 버퍼 100 μL와 같은 높이 배양의 1 분,. </li><li> 당신의 단일 분자 이미징 바이오틴 생물 분자를 추가합니다. </li></ol> 8. 재활용을 밀어 석영 슬라이드를 재활용합니다. 중고 슬라이드를 커버 슬립과 양면 접착 테이프를 복용하여 재활용됩니다. <ol><li> 사용 후에는 수돗물의 챔버를 저장합니다. 물에서 장기 배양은 챔버의 분해를 용이. </li><li> 전자 레인지를 사용하여 수돗물에 실을 끓인다. 파이렉스 비커를 사용합니다. 10 분 이상 끓인다. </li><li> 면도날을 사용하여 커버 슬립과 양면 접착 테이프를 제거한다. 그면에 수직 석영 슬라이드를 누르지 마십시오. 그렇지 않으면 나누기. 멀리 채널로부터 면도날을 유지한다. OTherwise,이 채널에 흠집을 소개합니다. </li><li> 손가락을 문질러 가정용 세제를 사용하여 슬라이드를 씻어. </li><li> 유리 염색 항아리에 슬라이드를 놓습니다. 전형적으로 5-15 슬라이드 단일 항아리에 배치 될 수있다. 10 %의 가정용 세제를 추가하고 20 분 이상에 대한 슬라이드를 초음파 처리. 탭 다량의 물로 슬라이드를 씻어. </li><li> 1.2 단계로 이동합니다. </li></ol>

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우리는 공개 아무것도 없어.

이 프로토콜 내에서 중요한 단계 이 아미노 실란 화 반응 전에, 표면 친수성을 만들기 위해 필수적이다. 이것은 유리 / 석영 표면에 자유 히드 록 실기를 생성 피라니아 식각을 통해 달성되었다. 그것은 점차적으로 내려가는 표면의 친수성시기 장시간 H 2 O 또는 공기 중 하나에 노출 피라냐 에칭 표면을 계속하지 않을 것을 권장한다. NHS-에스테르 PEG 분자는 반응성이다. 그것은 -20 º C에서 분주을 질소에서 보관하는 것이 좋습니다 실온에서 APTES 화학의 수명이 짧다. 이것은 매달 새 것으로 교체하도록 의뢰한다. 이 프로토콜의 수정 어떤 실용적인 이유로 피라니아 에칭을 사용할 수없는 경우, 장시간 KOH를 사용하여 에칭 (예를 들어 Overnight), 이는 또한 수산기가 노출 된 것입니다. 이 대안의 함정 슬라이드 심한 상처로 인해 약간의 재순환 후 사용할 수 없게되는 것입니다. 그것은 종종 형광 유기 재료 7을 제거하는 효과가 프로판 토치를 사용하여 유리 / 석영 표면을 구울 실시됩니다. 이 피라니아 에칭에 대한 중복 때문에이 절차는이 프로토콜에 포함되지 않았습니다. 이 절차가 잠재적으로 수산기의 산화로 이어질 것입니다 있습니다. 표면이 KOH 또는 피라니아 용액을 사용하여 에칭하면 따라서이 절차를 수행 할 수 없습니다. 7 미만의 pH를 가진 버퍼가 단일 분자 이미징에 사용되는 경우, PEG의 형태는 보호의 정도를 감소시킨다 &quot;브러쉬&quot;내지 &quot;버섯&quot;에서 변경한다. 7.0보다 낮은 pH를 사용할 때 따라서는, 더 디 숙신 이미 딜 타르 타 &lt;를 사용하여 표면을 패시베이션하기 위해 권장SUP&gt; 7. 전망 이 작품은 높은 품질의 표면 보호를 달성하기위한 강력한 프로토콜을 제공하고 있습니다. 이 프로토콜은 단백질 14뿐만 아니라 세포 추출물 내 단백질 복합체에 참여하고 15 면역 침전물하는 단일 분자 형광 연구에 도움이 될 것입니다. 그것은 널리 힘 분광 및 토크 분광법 (16)과 같은 다른 단일 분자 기술에 사용됩니다. 또한 표면 (17)에 흡착 세포를 예방하는데 유용 할 것이다. 이 작품에서 제공하는 프로토콜은 여러 단계의 절차에 요구하고있다. 지질 PEG 8, 폴리 라이신 PEG 9를 사용하여 표면 보호는 대체 방법으로 사용할 수 있습니다. 이후, 그들은 쉽게 구현할 수있는 화학 반응을 필요로하지 않습니다. 그러나, 보호의 정도는 화학 modif 통해 달성만큼 높지 않다표면의 주시죠.

단일 분자 단백질 연구를 수행 할 때 그 실험이 어떤 표면에 의한 단백질의 고장 또는 변성 1,2에서 무료로되도록 표면 보호의 높은 품질을 달성하기 위해 필수적이다. 예컨대 소 혈청 알부민 등의 계면 활성제로 처리 된 유리 표면은 일반적으로 단일 분자 핵산 연구 3에 사용되지만, 그 보호의 정도는 단백질 연구에 충분히 높지 않다. 중합체 (폴리에틸렌 글리콜, PEG)로 코팅 된 유리 표면은 패시베이션 성능 4-6 우수하다. 이것에 의해, 그것은 단일 분자 형광 연구 7-10에 도입 된 이래 단일 분자 단백질 연구에 보편적으로 사용되고있다. 폴리머 코팅 절차는 여러 표면 처리 7,11,12이 필요합니다. 따라서, 자세한 설명없이 전체 절차를 수행하는 것이 곤란하다. 종종 표면 보호의 정도는 프로토콜 I에 따라 달라집니다의는 다음에. 여기에서 우리는 단일 분자의 단백질 연구의 주요 병목 현상을 제거합니다 단계별 지침과 함께 강력한 프로토콜을 제시한다. 개요를 그림 1을 참조하십시오.

<table border="1" cellpadding="0" cellspacing="0" width="662">
	<tbody>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>1. Slide preparation and cleaning</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>32201</td>
			<td>1 L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coverslips</td>
			<td>VWR</td>
			<td>631-0136 631-0144 631-0147</td>
			<td>24x32mm2, 22x40mm2, 
			24x50mm2 &#160;(No.1&#189;, 
			Rectangular)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diamond drill bits</td>
			<td>MTN-Giethoorn, The Netherlands</td>
			<td>LA-0564-00DB</td>
			<td>3/4 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Duran slide holder</td>
			<td>LGS, The Netherlands</td>
			<td>213170003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass staining dishes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>300101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>H2O2</td>
			<td>Boom</td>
			<td>6233905</td>
			<td>Opened bottles should be stored at 4 &#176;C. 
			1 L, hydrogen peroxide 30%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>H2SO4</td>
			<td>Boom</td>
			<td>80900627.9010</td>
			<td>Sulfuric acid 95-98%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KOH</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>30603</td>
			<td>Potassium hydroxide</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>32213</td>
			<td>1 L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sonicator</td>
			<td>Branson</td>
			<td></td>
			<td>Tabletop ultrasonic cleaner, 3510</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quartz slides</td>
			<td>Finkenbeiner</td>
			<td></td>
			<td>1&#8221; x 3&#8221;, 1 mm thick</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>2. Coverslip cleaning</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Duran slide holder</td>
			<td>LGS, The Netherlands</td>
			<td>213170003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KOH</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>30603</td>
			<td>Potassium hydroxide</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sonicator</td>
			<td>Branson</td>
			<td></td>
			<td>Tabletop ultrasonic cleaner, 3510</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>3. Amino-silanization of slides and coverslips</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetic acid</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>320099-500ML</td>
			<td>Acetic acid, glacial</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>APTES</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>281778-100ML</td>
			<td>Store at the room temperature under N2 . Replace once in a month. 
			3-aminopropyl trimethoxysilane</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flask (200mL)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>Flask (200 mL)</td>
			<td>Have one flask dedicated for aminosilanization. 
			Pyrex flask</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>32213</td>
			<td>1 L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sonicator</td>
			<td>Branson</td>
			<td></td>
			<td>Tabletop ultrasonic cleaner, 3510</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>4. Surface passivation using polymer (the first round)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biotin-mPEG</td>
			<td>Laysan Bio</td>
			<td>Biotin-PEG-SVA-5000-100mg</td>
			<td>Store aliquots of 1-2 mg (enough for 10 slides) at -20 &#176;C under N2. 
			Biotin-PEG-SVA, MW 5,000&#160;Da</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mPEG</td>
			<td>Laysan Bio</td>
			<td>MPEG-SVA-5000-1g</td>
			<td>Store aliquots of 80 mg (enough for 10 slides) at -20 &#176;C under N2. 
			mPEG-succinimidyl valerate (SVA), MW 5,000 Da</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium bicarbonate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>S6014-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>6. Surface passivation (the second round)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMSO</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D8418-100ML</td>
			<td>Dimethyl sulfoxide BioReagent, for molecular biology, &#8805;99.9%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DST</td>
			<td>Pierce</td>
			<td>20589</td>
			<td>Disuccinimidyl tartarate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MS4-PEG</td>
			<td>Pierce</td>
			<td>22341</td>
			<td>Dissolve 100 mg MS4-PEG in 1.1 mL DMSO. Store 20 mL aliquots at -20 &#176;C. 
			Short NHS-ester PEG, MW 333 Da</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium bicarbonate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>S6014-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>7. Assembling a microfluidic chamber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Double sticky tape</td>
			<td>Scotch</td>
			<td></td>
			<td>10mm wide</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Epoxy</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>G14250</td>
			<td>Devcon 5 minute epoxy</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S9888-1 KG</td>
			<td>Sodium chloride</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neutravidin</td>
			<td>Pierce</td>
			<td>31000</td>
			<td>Stock in 5 mg/mL in H2O at 4 &#176;C. 
			ImmunoPure NeutrAvidin Biotin-Binding protein</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Streptavidin</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>S-888</td>
			<td>Stock 5 mg/mL in H2O or T50 at 4 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trizma base</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T1503-1 KG</td>
			<td>Tris</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

surface passivation for single-molecule protein studies

단일 분자 형광 분광법은 나노 스케일의 생물학적 현상의 넓은 범위를 이해하는 수단이 될 입증되었습니다. 이 기술은 생물 과학에 굴복 할 수있는 중요한 예는 단백질 - 단백질 및 단백질 - 핵산의 상호 작용에 대한 기계적인 통찰력이다. 단백질의 상호 작용은 단일 분자 수준에서 프로빙하는 경우, 단백질 또는 기판들은 종종 장기간 관측 가능 유리 표면에 고정화된다. 이 고정 방식은 원치 않는 표면 유물을 소개하고있다. 따라서,이 불활성 있도록 유리 표면을 패시베이션하기 위해 필수적이다. 폴리에틸렌 글리콜 (PEG)을 이용한 표면 코팅은 비특이적 유리 표면과 상호 작용하는 단백질을 방지하는 높은 성능을 띈다. 그러나, 폴리머 코팅 절차로 인해 표면이 필요한 표면 처리 및 일련의 엄격한 요건으로 인한 합병증 어렵다프로 시저의 끝에서 모든 형광 분자의 자유 롭다. 여기, 우리는 단계별 지침과 함께 강력한 프로토콜을 제공합니다. 그것은 피라니아 에칭, 아민 그룹과 표면 기능화, 그리고 마지막으로 PEG 코팅 등의 표면 세정을 다룹니다. PEG 층의 높은 밀도를 얻으려면, 우리는 현저 보호의 질을 향상 두 라운드, 이상 PEG 분자와 표면을 치료하는 새로운 전략을 소개합니다. 사람이 높은 품질의 표면 보호를 달성 할 수 있도록 우리는 대표적인 결과뿐만 아니라 각 중요한 단계에 대한 실질적인 조언을 제공합니다.

미세 유체 챔버 조립 후 (7.1 단계 - 7.6) 및 7.7 단계를 수행하기 전에, 그것은 PEG 화 표면의 품질 관리를 수행하는 것이 좋습니다. 표면 패시베이션 성공적 완료 되었다면, 10 미만이 비특이적 1-10 nM의 형광 표지 된 단백질은 챔버 내로 (왼쪽 그림 3a, 다)을 첨가 할 때 관찰 이미징 영역 (x 25mm 25mm) 당 단백질을 흡착있다. 세척이나 반응 절차 중에 제대로 수행되지 않은 경우, 비특이적의 수는 현저하게 증가 단백질을 흡착하고, CCD 화면이 형광 신호에 의하여 포화 될 수있다. 피라니아 에칭 건너 예를 들어, 관찰 비특이적 흡착의 100 배 더 많은 양이 (그림 3a, 중간 왼쪽)와 비교. 두 번째 PEG 화 단계가 생략되면, 약 3 시간이 있었다SA 비특이적 흡착 관찰의 더 많은 양의 (그림 3B). 만료 된 화학 물질 (예 APTES 수개월 동안 실온에서 보관) (데이터는 도시되지 않음)를 사용하는 경우 PEG 화의 낮은 정도를 관찰된다. 상당한 시간이 그것 PEG 화 된 이후로 경과하면 표면의 품질도 아래로 떨어진다 (도 3a, 오른쪽과 왼쪽과 비교). 우리의 최선의 지식, 그것은 PEG 화의 두 라운드는 단일 분자 연구에 도입 된 것은 이번이 처음이다. PEG 화의 두 라운드는 PEG 층 형성 (그림 3b)의 최고 품질을 보장합니다. 이중 PEG 화의 뛰어난 자연은 눈에 띄게 (영화 1B와 영화 1A 비교) 영화에 표시됩니다. 이 영화에서, 용액에서 형광 분자의 배경 신호가 두 번 PEG 첨가 였을 때 훨씬 약한 것으로 관찰된다<html> 단백질이 이중 페 길화 층에 의해 더욱 효율적으로 격퇴하고 있음을 나타냅니다하는 데 사용됩니다. 이 두 단계의 프로세스가 강력하게 권장합니다 비록 실험이 최적 보호를 허용하는 경우, 두 번째 PEG 화 단계는 건너 뛸 수 있습니다. <img alt="그림 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50549/50549fig1highres.jpg" width="500" /> 그림 1. 표면 처리의 도식 () 현미경 슬라이드 아세톤, KOH 및 피라 솔루션을 청소한다. 그것은 NHS-에스테르 PEG와 APTES와 PEG 화와 함께 작용한다. 필요한 경우, (b)는 커버 슬립 피라니아 용액 KOH뿐만 아니라 청소된다. 그것은 NHS-에스테르 PEG와 APTES와 PEG 화와 함께 작용한다. fig2highres.jpg &quot;폭 =&quot;500 &quot;/&gt; 그림 2. 미세 유체 챔버 () 단일 채널 실. 현미경 슬라이드를 뚫고 두 개의 구멍이있다. 그것은 양면 접착 테이프의 두 조각을 사용하여 커버 슬립으로 조립된다. (b) 3 채널 챔버. 현미경 슬라이드 드릴 여섯 구멍이 있습니다. 이것은 양면 접착 테이프의 네 개의 슬라이스를 이용하여 커버 슬립으로 조립된다. <img alt="그림 3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50549/50549fig3highres.jpg" width="500" /> 그림 3 : 용액에서 염료 표지 단백질로 촬영 CCD 이미지. (a) CCD 이미지는 용액에 10 nM의 Cy3가-으로 labeld 담당자와 60X 대물 렌즈를 이용하여 프리즘 형 전반사 형광 현미경에 의해 촬영 하였다. (왼쪽) 표면은이 문서의 프로토콜에 따라 제조 하였다. (중간) 표면 prepa했다이 문서의 프로토콜 다음과 같은 빨강,하지만 피라 에칭은 건너 뛰었습니다. (오른쪽) 표면은이 문서의 프로토콜에 따라 제조 및 질소 하에서 -20 º C에서의 3 개월 동안 보관 하였다. (B) 용액에 10 nM의 Cy3에 -으로 labeld 담당자로 촬영 CCD 이미지. (왼쪽) 표면은이 문서의 프로토콜에 따라 제조 하였다. (오른쪽) 표면은이 문서의 프로토콜에 따라 제조되었지만, PEG 화의 두 번째 라운드는 건너 뛰었습니다. 스케일 바 = 5 μm의. 영화 1 : 용액에서 염료 표지 단백질로 촬영 CCD 영화. CCD 영화는 용액에 10 nM의 Cy3에 -으로 labeld 담당자와 60X 대물 렌즈를 사용하는 프리즘 형 전반사 형광 현미경으로 촬영했다. 시간 해상도는 100 밀리 초이다. (A) 표면은이 문서의 프로토콜에 따라 제조 하였다. (b)의 표면은이 문서의 프로토콜에 따라 제조되었지만, PEGyl의 두 번째 라운드ATION은 건너 뛰었습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50549/Movie1a.avi" target="_blank">여기를 클릭하여</a> 영화 1A를보고하기 위해 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50549/Movie1b.avi" target="_blank">여기를 클릭</a> 영화 1B를 볼 수 있습니다.

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Surface Passivation for Single-molecule Protein Studies

우리는 폴리에틸렌 글리콜 (PEG)을 사용하여 유리 표면을 패시베이션하는 방법을 설명한다. 이 프로토콜은 표면 세정, 표면 기능화 및 PEG 코팅을 다룹니다. 우리는 기존의 방법에 비해 보호의 우수한 품질을 얻을 수있는, 두 차례에 걸쳐 PEG 분자와 표면을 치료하기위한 새로운 전략을 소개합니다.

단일 분자의 단백질 연구에 대한 표면 패시베이션

Single-molecule fluorescence spectroscopy has proven to be instrumental in understanding a wide range of biological phenomena at the nanoscale. Important ...

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Research

JoVE Journal

Chemistry

41.4K 조회수.  Delft University of Technology.  우리는 폴리에틸렌 글리콜 (PEG)을 사용하여 유리 표면을 패시베이션하는 방법을 설명한다. 이 프로토콜은 표면 세정, 표면 기능화 및 PEG 코팅을 다룹니다. 우리는 기존의 방법에 비해 보호의 우수한 품질을 얻을 수있는, 두 차례에 걸쳐 PEG 분자와 표면을 치료하기위한 새로운 전략을 소개합니다. 

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Production of Disulfide-stabilized Transmembrane Peptide Complexes for Structural Studies

Physical interactions among the lipid-embedded alpha-helical domains of membrane proteins play a crucial role in folding and assembly of membrane protein complexes and in dynamic processes such as transmembrane (TM) signaling and regulation of cell-surface protein levels. Understanding the structural features driving the association of particular sequences requires sophisticated biophysical and biochemical analyses of TM peptide complexes. However, the extreme hydrophobicity of TM domains makes them very difficult to manipulate using standard peptide chemistry techniques, and production of suitable study material often proves prohibitively challenging. Identifying conditions under which peptides can adopt stable helical conformations and form complexes spontaneously adds a further level of difficulty. Here we present a procedure for the production of homo- or hetero-dimeric TM peptide complexes from materials that are expressed in E. coli, thus allowing incorporation of stable isotope labels for nuclear magnetic resonance (NMR) or non-natural amino acids for other applications relatively inexpensively. The key innovation in this method is that TM complexes are produced and purified as covalently associated (disulfide-crosslinked) assemblies that can form stable, stoichiometric and homogeneous structures when reconstituted into detergent, lipid or other membrane-mimetic materials. We also present carefully optimized procedures for expression and purification that are equally applicable whether producing single TM domains or crosslinked complexes and provide advice for adapting these methods to new TM sequences.

Biophysical and biochemical studies of interactions among membrane-embedded protein domains face many technical challenges, the first of which is obtaining appropriate study material. This article describes a protocol for producing and purifying disulfide-stabilized transmembrane peptide complexes that are suitable for structural analysis by solution nuclear magnetic resonance (NMR) and other analytical applications.

구조 연구 생산 이황화 - 안정화 Transmembrane의 펩타이드 단지

Physical  interactions among the lipid-embedded alpha-helical domains of membrane  proteins play a crucial role in folding and assembly of membrane ...

연구

화학

Transport of Surface-modified Carbon Nanotubes through a Soil Column

Carbon nanotubes (CNTs) are widely manufactured nanoparticles, which are being utilized in a number of consumer products, such as sporting goods, electronics and biomedical applications. Due to their accelerating production and use, CNTs constitute a potential environmental risk if they are released to soil and groundwater systems. It is therefore essential to improve the current understanding of environmental fate and transport of CNTs. The transport and retention of CNTs in both natural and artificial media have been reported in literature, but the findings widely vary and are thus not conclusive. There are a number of physical and chemical parameters responsible for variation in retention and transport. In this study, a complete procedure of selected multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) is presented starting from their surface modification to a complete set of laboratory column experiments at critical physical and chemical scenarios. Results indicate that the stability of the commercially available MWCNTs are critical with their attached surface functional group which can also influence the transport and retention of MWCNT through the surrounding medium.

Surface properties of a nanoparticle are important for their interaction with the surrounding medium. Therefore the surface modification of carbon nanotubes can be critical for their transport and retention through porous media. Here, lab scale column experiments are used to understand the possible transport and retention of these nanoparticles.

토양 칼럼을 통해 표면 개질 된 카본 나노 튜브의 운송

Carbon nanotubes (CNTs) are widely manufactured nanoparticles, which are being utilized in a number of consumer products, such as sporting goods, ...

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

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

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

방법은 표면 산화와 환원을 통해 액체 금속의 표면 장력을 조작

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

CN-GELFrEE - Clear Native Gel-eluted Liquid Fraction Entrapment Electrophoresis

Protein complexes perform an array of crucial cellular functions. Elucidating their non-covalent interactions and dynamics is paramount for understanding the role of complexes in biological systems. While the direct characterization of biomolecular assemblies has become increasingly important in recent years, native fractionation techniques that are compatible with downstream analysis techniques, including mass spectrometry, are necessary to further expand these studies. Nevertheless, the field lacks a high-throughput, wide-range, high-recovery separation method for native protein assemblies. Here, we present clear native gel-eluted liquid fraction entrapment electrophoresis (CN-GELFrEE), which is a novel separation modality for non-covalent protein assemblies. CN-GELFrEE separation performance was demonstrated by fractionating complexes extracted from mouse heart. Fractions were collected over 2 hr and displayed discrete bands ranging from ~30 to 500 kDa. A consistent pattern of increasing molecular weight bandwidths was observed, each ranging ~100 kDa. Further, subsequent reanalysis of native fractions via SDS-PAGE showed molecular-weight shifts consistent with the denaturation of protein complexes. Therefore, CN-GELFrEE was proved to offer the ability to perform high-resolution and high-recovery native separations on protein complexes from a large molecular weight range, providing fractions that are compatible with downstream protein analyses.

This protocol describes how to prepare and perform clear native gel-eluted liquid fraction entrapment electrophoresis (CN-GELFrEE), a native separation technique for non-covalent biomolecular assemblies and proteins from heterogeneous samples that is compatible with various downstream protein analysis techniques.

CN-GELFrEE - 지우기 기본 젤 - 용출 액체 분수 내포 전기 영동

Protein complexes perform an array of crucial cellular functions. Elucidating their non-covalent interactions and dynamics is paramount for understanding ...

Synthesis of Cyclic Polymers and Characterization of Their Diffusive Motion in the Melt State at the Single Molecule Level

We demonstrate a method for the synthesis of cyclic polymers and a protocol for characterizing their diffusive motion in a melt state at the single molecule level. An electrostatic self-assembly and covalent fixation (ESA-CF) process is used for the synthesis of the cyclic poly(tetrahydrofuran) (poly(THF)). The diffusive motion of individual cyclic polymer chains in a melt state is visualized using single molecule fluorescence imaging by incorporating a fluorophore unit in the cyclic chains. The diffusive motion of the chains is quantitatively characterized by means of a combination of mean-squared displacement (MSD) analysis and a cumulative distribution function (CDF) analysis. The cyclic polymer exhibits multiple-mode diffusion which is distinct from its linear counterpart. The results demonstrate that the diffusional heterogeneity of polymers that is often hidden behind ensemble averaging can be revealed by the efficient synthesis of the cyclic polymers using the ESA-CF process and the quantitative analysis of the diffusive motion at the single molecule level using the MSD and CDF analyses.

A protocol for the synthesis and characterization of diffusive motion of cyclic polymers at the single molecule level is presented.

단일 분자 수준에서 순환 고분자의 합성 및 용융 상태에서 그들의 확산 운동의 특성

We demonstrate a method for the synthesis of cyclic polymers and a protocol for characterizing their diffusive motion in a melt state at the single ...

Insights into the Interactions of Amino Acids and Peptides with Inorganic Materials Using Single-Molecule Force Spectroscopy

The interactions between proteins or peptides and inorganic materials lead to several interesting processes. For example, combining proteins with minerals leads to the formation of composite materials with unique properties. In addition, the undesirable process of biofouling is initiated by the adsorption of biomolecules, mainly proteins, on surfaces. This organic layer is an adhesion layer for bacteria and allows them to interact with the surface. Understanding the fundamental forces that govern the interactions at the organic-inorganic interface is therefore important for many areas of research and could lead to the design of new materials for optical, mechanical and biomedical applications. This paper demonstrates a single-molecule force spectroscopy technique that utilizes an AFM to measure the adhesion force between either peptides or amino acids and well-defined inorganic surfaces. This technique involves a protocol for attaching the biomolecule to the AFM tip through a covalent flexible linker and single-molecule force spectroscopy measurements by atomic force microscope. In addition, an analysis of these measurements is included.

Here we present a protocol to measure the force of interactions between a well-defined inorganic surface and either peptides or amino acids by single-molecule force spectroscopy measurements using an atomic force microscope (AFM). The information obtained from the measurement is important to better understand the peptide-inorganic material interphase.

단일 분자 힘 분광학을 사용하여 무기 재료와 아미노산 및 펩타이드의 상호 작용에 대한 통찰력

The interactions between proteins or peptides and inorganic materials lead to several interesting processes. For example, combining proteins with minerals ...

Preparation of Stable Bicyclic Aziridinium Ions and Their Ring-Opening for the Synthesis of Azaheterocycles

Bicyclic aziridinium ions were generated by the removal of an appropriate leaving group through internal nucleophilic attack by nitrogen atom in the aziridine ring. The utility of bicyclic aziridinium ions, specifically 1-azoniabicyclo[3.1.0]hexane and 1-azoniabicyclo[4.1.0]heptane tosylate highlighted in the aziridine ring openings by the nucleophile with the release of the ring strain to yield the corresponding ring-expanded azaheterocycles such as pyrrolidine, piperidine and azepane with diverse substituents on the ring in regio- and stereospecific manner. Herein, we report a simple and convenient method for the preparation of the stable 1-azabicyclo[4.1.0]heptane tosylate followed by selective ring opening via a nucleophilic attack either at the bridge or at the bridgehead carbon to yield piperidine and azepane rings, respectively. This synthetic strategy allowed us to prepare biologically active natural products containing piperidine and azepane motif including sedamine, allosedamine, fagomine and balanol in highly efficient manner.

Bicyclic aziridinium ions such as 1-azoniabicyclo[4.1.0]heptane tosylate were generated from 2-[4-tolenesulfonyloxybutyl]aziridine, which was utilized for the preparation of substituted piperidines and azepanes via regio- and stereospecific ring-expansion with various nucleophiles. This highly efficient protocol allowed us to prepare diverse azaheterocycles including natural products such as fagomine, febrifugine analogue and balanol.

Azaheterocycles의 합성에 대 한 안정적인 Bicyclic Aziridinium 이온과 그들의 반지 개통 준비

Bicyclic aziridinium ions were generated by the removal of an appropriate leaving group through internal nucleophilic attack by nitrogen atom in the ...

Surface Functionalization of Metal-Organic Frameworks for Improved Moisture Resistance

Metal-organic frameworks (MOFs) are a class of porous inorganic materials with promising properties in gas storage and separation, catalysis and sensing. However, the main issue limiting their applicability is their poor stability in humid conditions. The common methods to overcome this problem involve the formation of strong metal-linker bonds by using highly charged metals, which is limited to a number of structures, the introduction of alkylic groups to the framework by post-synthetic modification (PSM) or chemical vapour deposition (CVD) to enhance overall hydrophobicity of the framework. These last two usually provoke a drastic reduction of the porosity of the material. These strategies do not permit to exploit the properties of the MOF already available and it is imperative to find new methods to enhance the stability of MOFs in water while keeping their properties intact. Herein, we report a novel method to enhance the water stability of MOF crystals featuring Cu2(O2C)4&#160;paddle-wheel units, such as HKUST (where HKUST stands for Hong Kong University of Science &#38; Technology), with the catechols functionalized with alkyl and fluoro-alkyl chains. By taking advantage of the unsaturated metal sites and the catalytic catecholase-like activity of CuII ions, we are able to create robust hydrophobic coatings through the oxidation and subsequent polymerization of the catechol units on the surface of the crystals under anaerobic and water-free conditions without disrupting the underlying structure of the framework. This approach not only affords the material with improved water stability but also provides control over the function of the protective coating, which enables the development of functional coatings for the adsorption and separations of volatile organic compounds. We are confident that this approach could also be extended to other unstable MOFs featuring open metal sites.

Robust functional catechol coatings were produced in one step by direct reaction of the material known as HKUST with synthetic catechols under anaerobic conditions. The formation of homogeneous coatings surrounding the entire crystal is ascribed to the biomimetic catalytic activity of Cu(II) dimers on the external surface of the crystals.

향상 된 수 분 저항 금속-유기 프레임 워크의 표면 기능화

Metal-organic frameworks (MOFs) are a class of porous inorganic materials with promising properties in gas storage and separation, catalysis and sensing. ...

Surface Properties of Synthesized Nanoporous Carbon and Silica Matrices

In this work, we report the synthesis and characterization of ordered nanoporous carbon material (also called ordered mesoporous carbon material [OMC]) with a 4.6 nm pore size, and ordered silica porous matrix, SBA-15, with a 5.3 nm pore size. This work describes the surface properties of nanoporous molecular sieves, their wettability, and the melting behavior of D2O confined in the differently ordered porous materials with similar pore sizes. For this purpose, OMC and SBA-15 with highly ordered nanoporous structures are synthesized via impregnation of the silica matrix by applying a carbon precursor and by the sol-gel method, respectively. The porous structure of investigated systems is characterized by an N2 adsorption-desorption analysis at 77 K. To determine the electrochemical character of the surface of synthesized materials, potentiometric titration measurements are conducted; the obtained results for OMC shows a significant pHpzc shift toward the higher values of pH, relative to SBA-15. This suggests that investigated OMC has surface properties related to oxygen-based functional groups. To describe the surface properties of the materials, the contact angles of liquids penetrating the studied porous beds are also determined. The capillary rise method has confirmed the increased wettability of the silica walls relative to the carbon walls and an influence of the pore roughness on the fluid/wall interactions, which is much more pronounced for silica than for carbon mesopores. We have also studied the melting behavior of D2O confined in OMC and SBA-15 by applying the dielectric method. The results show that the depression of the melting temperature of D2O in the pores of OMC is about 15 K higher relative to the depression of the melting temperature in SBA-15 pores with a comparable 5 nm size. This is caused by the influence of adsorbate/adsorbent interactions of the studied matrices.

Here we report the synthesis and characterization of ordered nanoporous carbon (with a 4.6 nm pore size) and SBA-15 (with a 5.3 nm pore size). The work describes the surface and textural properties of nanoporous molecular sieves, their wettability, and the melting behavior of D2O confined in the materials.

합성된 성공 탄소 그리고 실리 카 매트릭스의 표면 특성

In this work, we report the synthesis and characterization of ordered nanoporous carbon material (also called ordered mesoporous carbon material [OMC]) ...

Directed Assembly of Elastin-like Proteins into defined Supramolecular Structures and Cargo Encapsulation In Vitro

Tailored proteinaceous building blocks are versatile candidates for the assembly of supramolecular structures such as minimal cells, drug delivery vehicles and enzyme scaffolds. Due to their biocompatibility and tunability on the genetic level, Elastin-like proteins (ELP) are ideal building blocks for biotechnological and biomedical applications. Nevertheless, the assembly of protein based supramolecular structures with distinct physiochemical properties and good encapsulation potential remains challenging.
Here we provide two efficient protocols for guided self-assembly of amphiphilic ELPs into supramolecular protein architectures such as spherical coacervates, fibers and stable vesicles. The presented assembly protocols generate Protein Membrane-Based Compartments (PMBCs) based on ELPs with adaptable physicochemical properties. PMBCs demonstrate phase separation behavior and reveal method dependent membrane fusion and are able to encapsulate chemically diverse fluorescent cargo molecules. The resulting PMBCs have a high application potential as a drug formulation and delivery platform, artificial cell, and compartmentalized reaction space.

At the interface of organic and aqueous solvents, tailored amphiphilic elastin-like proteins assemble into complex supramolecular structures such as vesicles, fibers and coacervates triggered by environmental parameters. The described assembly protocols yield Protein Membrane-Based Compartments (PMBCs) with tunable properties, enabling the encapsulation of various cargo.