Взаимодействие белков и пептидов с неорганическим материалом является фундаментальным явлением, которое имеет последствия для нанотехнологий, биоматериалов и биотехнологии. Первым шагом в постижении такого явления является выявление фундаментальных физико-химических констант, таких как adorption константа, Гиббс свободной энергии, enthalpy, энтропия, и ограниченное adorption, которые могут быть оценены путем создания adsorption isotherms. Тем не менее, adorption от жидкой фазы ограничивается с кинетикой, емкость поверхности, рН, и сравнительные adorption, которые все должны быть сознательно рассмотрены до установки эксперимента.
В этом видео мои коллеги Елена Корина и Сергей Нейферт представят физико-химическое исследование дипептидного адордирования на растворе рассеивают функции подготовки диоксида титана, которые помогут избежать скрытых рисков, с которыми могут столкнуться исследователи при проведении соответствующих экспериментов. Поместите 183 миллиграмма дипептида в стерильную полимерную пробирку и разбавьте до 35 миллилитров двойной дистиллированной водой и растворите при комнатной температуре под энергичным перемешиванием. Если дипептид не растворяется в двойной дистиллированной воде и не помешивая, поместите раствор дипептида в ультразвуковую ванну и sonicate в течение нескольких минут.
Отрегулируйте рН предварительно раствора пептида до 7,4, осторожно добавляя раствор гидроксида МПС или натрия в раствор дипептида при перемешивании при комнатной температуре и мониторинге рН с рН-метром. После регулировки рН, залить раствор в измерительный цилиндр. Промыть пробирку и заполнить измерительный цилиндр с двойной дистиллированной воды до 40 миллилитров, чтобы сделать окончательную концентрацию 16 миллимолярной.
Подготовка разбавления дипептида с концентрациями между 0,4 и 12 миллимолярдов путем разбавления 16 миллимолярдный раствор дипептида с двойной дистиллированной воды. Например, для того, чтобы подготовить восьмимолорный раствор дипептида, добавьте семь миллилитров двойной дистиллированной воды в 10 миллилитров 16-миллиметрового раствора дипептида. После разбавления отрегулируйте рН до 7,4, добавив раствор МПС или гидроксида натрия в раствор дипептида.
После регулировки рН, залить раствор в измерительный цилиндр. Промыть пробирку и заполнить измерительный цилиндр до 20 миллилитров с двойной дистиллированной воды, чтобы сделать концентрацию восемь миллимолярной. Другие разбавления раствора дипептидных запасов готовятся соответствующим образом.
В конце концов, мы получаем ряд разбавлений дипептида готовы к adorption исследований. Подготовь 10 миллимолярдных буферных решений МЕС. Отрегулируйте рН до 7,4 с помощью гидроксида тристрия при перемешивании и мониторинге рН с помощью рН-метра.
Это решение будет использоваться для единственной подготовки. Измельчить около 200 миллиграммов нанокристаллического оксида титана в растворе, по крайней мере пять минут. Взвесите 40 миллиграммов наночастиц диоксида титана.
Положите колбу в sonication ванну с помощью лабораторного стенда. Добавить молоть диоксид титана в 20 миллилитров буфера МЭЗ в колбу с помощью стеклянной воронки и sonicate в ультразвуковой ванне в течение 20 минут. Установите термостат до нужной температуры.
Добавьте один миллилитр звуковой подошвы диоксида титана в отмеченные флаконы adorption. Поместите отмеченные флаконы adorption против соответствующих разбавлений в импровизированном плавающем устройстве из пенополистирола и положите его в термостат, чтобы уравноротить температуру, по крайней мере пять минут. После этого добавьте один миллилитр разбавления дипептида к соответствующему помеченному флакону adorption, убедившись, что все растворы смешивания имеют одинаковую температуру.
Держите серию полученных образцов adorption к термостату на 24 часа для того чтобы достигнуть равновесия adorption. Иногда агитировать дисперсии оксида титана во время термостатирования. Чтобы избежать повторного равновесия, вызванного температурой, возьмите один образец из термостата для фильтрации за один раз.
Возьмите образец раствора дипептида из каждого стеклянного флакона со шприцем. Снимите иглу со шприца и надените фильтр шприца, чтобы отфильтровать раствор дипептида в стеклянный флакон. Повторите фильтрацию с образцами других концентраций.
Теперь эти образцы готовы к анализу. Сделайте 50 миллилитровый раствор TFA в ацетонитриле. Спайк 0,34 миллилитров TFA в измерительном цилиндре и настроить объем раствора до 50 миллилитров с ацетонитрилом при комнатной температуре.
Подготовь решение для производных. Спайк 299 микролитров фенилисотиоцианата и 347 микролитров триэтиламина в измерительном цилиндре и заполнить цилиндр до 50 миллилитров с ацетонитрилом. До высокой производительности жидкого хроматографического анализа, производные образцы с реагентами Эдмана в хроматографии флаконов.
Смешайте 400 микролитров образца с 400 микролитров реагентализации. Держите образцы на 60 градусов в течение 15 минут. После нагрева, нейтрализовать образцы с 225 микролитров раствора TFA и ждать в течение нескольких минут, чтобы охладить образец до комнатной температуры.
Используйте анализ HPLC для определения концентрации раствора дипептида до и после асорпции. Начните анализ образцов с необходимых условий, которые устанавливаются программным обеспечением. Зависимость асорпции от равновесной концентрации дипептида после асорпции, изотермы асорпции были построены соответствующим образом к полученным экспериментальным данным.
Измерения дипептида adorption были данные, обработанные с помощью модели Генри. Постоянная равновесная привязка была получена со склона зависимости дипептида от концентрации дипептидного равновесия. Уравнение ван'т Хоффа использовалось для определения стандартной энергии, свободной от Гиббса для каждой температуры.
Участок на графике свободной энергии по сравнению с температурой, мы определили enthalpy как перехват линейного графика со свободной оси энергии для дипептида. Изменение энтропии для каждой температуры было определено из фундаментального уравнения. Рассчитанные значения равновесия, связывающие постоянную, стандартную свободную энергию Гиббса, enthalpy и энтропию для дипептида, представлены в таблице 1.
Adsorption isotherm строительство из данных об истощении остается наиболее доступной методологией, которая не требует дорогостоящих установок, обеспечивая исчерпывающие физико-химические данные буквально для каждого растворимого сорбата. В сочетании со спектроскопическими или компьютерными данными, он может выявить фундаментальные структурные особенности сложного поведения биомолекул при контакте с неорганическими наночастицами.
