Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Biz tek-molekül floresan görüntüleme için minimize hidrodinamik büyüklüğü ile kolloidal Kuantum noktalarının hazırlanması tarif. Konvansiyonel kuantum noktaları ile karşılaştırıldığında, bu nanopartiküller globüler proteinlerin boyut olarak benzer ve tek-molekül parlaklık, fotodegradasyon karşı kararlılık ve proteinleri ve hücreleri nonspesifik bağlanma direnci için optimize edilmiştir.
Tek molekül görüntüleme biyomoleküler fonksiyonu mekanizmalarını anlamak için ve hücresel biyoloji 1-4 altında yatan moleküler davranışların mekansal ve zamansal heterojenite görüntülenmesi için önemli bir araçtır. Görüntü ilgi bireyin molekülü için, tipik bir floresan etiketi (boya, protein, boncuk, ya da kuantum nokta) ile konjuge ve Epifloresans veya toplam iç yansıma floresan (TIRF) mikroskopi ile gözlenir. Boyalar ve floresan proteinleri yıllardır floresan görüntüleme dayanak noktası olmuştur ederken, onların floresans sinyalinin tam kaybından önce gözlem sadece birkaç saniye verimli, bireysel moleküllerin gözlemlemek için gerekli yüksek foton akısı altında dengesiz. Lateks boncuk ve boya etiketli boncuk geliştirilmiş sinyal istikrarı sağlamak değil deleteriously çalışma kapsamında molekülünün difüzyon ve davranışını değiştirebilir ölçüde büyük hidrodinamik boyutu pahasına. ntent "> Kuantum nokta (QDS) bu iki sorunlu rejimler arasında bir denge sunuyor. Bu nanopartiküller yarı iletken malzemelerden oluşur ve fotodegradasyon 5 karşı olağanüstü direnç ile hidrodinamik kompakt boyutu ile tasarlanmış olabilir. Dolayısıyla son yıllarda QDS sağlayan etkili olmuştur Tek molekül düzeyinde karmaşık makromoleküler davranışın uzun vadeli gözlem. Ancak bu parçacıkların hala kendi boyutlarını hala 4,6 çok büyük olan hücresel sitoplazma ve yarık nöronal sinaptik gibi kalabalık moleküler ortamlarda bozulmuş difüzyon sergilemek bulunmuştur , 7.
Kolloidal stabilite, fotostabilite, parlaklık ve geçmişte 8,9 kompakt QDS yararlılığını engellediğini nonspesifik bağlayıcı uzaklıklar dengelerken Son zamanlarda, çekirdek ve minimize hidrodinamik boyutu için QDS yüzey kaplamaları tasarladık. Bu makalenin amacı göstermektiryalıtkan bir Cd y Zn 1-y S kabuğu, kısa polietilen glikol ile modifiye multidentate polimer ligandı ile daha kaplamalı (ile kaplanmış alaşımlı Hg x Cd 1-x Se çekirdeğinden oluşan bu optimize Nanokristallerin sentezi, modifikasyonu ve karakterizasyonu, PEG) zincirleri (Şekil 1). Konvansiyonel CdSe nanokristaller ile karşılaştırıldığında, Hg x Cd 1-x Se alaşımlar geliştirilmiş hücrelerinde sinyal-gürültü ve non-sitotoksik görünür dalga boylarında uyarma için kırmızı ve yakın kızılötesi dalga boylarında floresans, floresans büyük kuantum verimi sunar. Multidentate polimer kaplamalar hidrodinamik boyutunu en aza indirmek için kapalı ve düz yapısındaki nanokristal yüzeyine bağlamak ve PEG hücreleri ve biyomoleküllerin nonspesifik bağlanma azaltmak için yüzey yükü nötralize eder. Sonuç 550-800 nm ve 12 nm civarındaki toplam hidrodinamik boyutu arasındaki emisyon ile parlak floresan nanokristal olduğunu. Bu, s 'deBirçok çözünür globüler hücrelerindeki proteinlerin ve konvansiyonel Pegile QDS (25-35 nm) göre önemli ölçüde daha küçük olarak ame boyut aralığı.
Aşağıdaki sentez işlemleri, standart hava serbest teknikleri ve bir vakum / inert gaz manifoldu ile gerçekleştirilebilir; ayrıntılı metodoloji referans 10 ve 11 'de bulunabilir. Tüm potansiyel toksik ve yanıcı maddelerin MSDS kullanmadan önce danışılmalıdır ve tüm yanıcı ve / veya hava-labil bileşikler bir eldiven kutusu veya eldiven çanta septum mühürlü şişeler içine aliquoted edilmelidir.
1. Cıva Kadmiyum selenid sentezi (Hg x Cd 1-x Se) Kuantum Dot Çekirdek
2. Kadmiyum Çinko Sülfür Büyüme (Cd y Zn 1-y S) Shell
3. Faz Transfer
4. PEG Kaplama
Şekil 2 CdSe nanokristaller, katyon değişim sonrası Hg x Cd 1-x Se nanokristaller ve Hg x Cd 1-x Se / Cd y Zn kabuk büyüme sonrası 1-y S nanokristaller için temsili absorpsiyon ve floresans spektrumları resmediyor. Çekirdek CdSe nanokristaller, kuantum% 15 civarındaki floresans verimi (uzun dalga boylu derin tuzak emisyon dahil) ama bu verimli yüzeye atomu parçalama 9 aracılığıyla tanıtılan taşıyıcı tuzak...
Konvansiyonel CdSe kuantum noktaları ile karşılaştırıldığında, üçlü alaşım Hg x Cd 1-x Se nanokristaller boyutu ve bağımsız floresans dalga boyu ayarlanabilir. Boyutu ilk CdSe nanokristal çekirdek sentezi sırasında seçilir ve floresan dalga boyu büyük ölçüde nanokristal boyutu 9 değişmez bir ikincil cıva katyon değişim aşamasının, seçilir. Bu saflaştırılmış Hg Cd 1 x-x Se nanokristaller kapaklama önce en azından 24 saat için oda sıca...
Çıkar çatışması ilan etti.
Yazarlar elektron mikroskobu görüntüleme için Emory Üniversitesi Entegre Mikroskopi Çekirdek Dr Hong Yi teşekkür etmek istiyorum. Bu çalışma (PN2EY018244, R01 CA108468, U54CA119338 ve 1K99CA154006-01) NIH hibe tarafından finanse edildi.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Reaktif Adı | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar (isteğe bağlı) |
Selenyum | Sigma-Aldrich | 229865 | |
Tri-n-octylphosphine | Strem | 15-6655 | % 97, saf hava kararsız |
Oksit Kadmiyum | Sigma-Aldrich | 202894 | Çok toksik: dikkatli kullanın |
Tetradecylphosphonic asit | PCI Sentez | 4671-75-4 | |
Octadecene | Alfa Aesar | L11004 | Teknik grade |
Hexadecylamine | Sigma-Aldrich | H7408 | |
Diphenylphosphine | Sigma-Aldrich | 252964 | Piroforik |
Civa asetat | Sigma-Aldrich | 456012 | Çok toksik: dikkatli kullanın |
1-Octanethiol | Sigma-Aldrich | 471836 | Güçlü koku |
Oleik asit | Sigma-Aldrich | W281506 | |
Çinko asetat | Alfa Aesar | 35792 | |
Asetat hidrat Kadmiyum | Sigma-Aldrich | 229490 | Çok toksik: dikkatli kullanın |
Oleylamine | Fisher Scientific | AC12954 | Havada Kararsız |
Kükürt | Sigma-Aldrich | 344621 | |
Trioctylphosphine oksit | Strem | 15-6661 | % 99 |
Piridin | VWR | EM-PX2012-6 | Susuz |
Thioglycerol | Sigma-Aldrich | M1753 | Güçlü koku |
Trietilamin | Sigma-Aldrich | 471283 | Susuz |
Diyaliz boru | Spektrum Labs | 131342 | 20 kDa cutoff |
Santrifüj filtre | Millipore | UFC801024 | 10 kDa cutoff |
Monoamino-PEG | Rapp Polimer | 12 750-2 | 750 Da |
DMTMM, 4 - (4,6-dimetoksi-1 ,3,5-triazin-2-il)-4-methylmorpholinium klorid hidrat | Alfa Aesar | H26333 | |
AKTAprime Artı Kromatografi Sistemi | GE Healthcare | ||
Superpoze 6 10/300 GL kromatografi kolonuna | GE Healthcare | 17-5172-01 | |
Agaroz, OmniPur | VWR | EM-2120 | |
Apandis Cıva octanethiolate sentezi: yavaşça 1-octanethiol (. 3 eşdeğer), oda sıcaklığında metanol içerisinde potasyum hidroksit (. 3 eq) içindeki karıştırılmakta olan bir çözelti, civa asetat (. 1 eq) bir metanol çözeltisi ilave edin. Süzme yoluyla cıva (II) octanethiolate çökelek izole edilmiş, eter ile ve bir kere metanol ile iki kere yıkayın, sonra ve vakum altında kurutulur. Multidentate polimer sentezi: 30 dakika süre ile argon ile bir 150 ml'lik üç boyunlu bir şişeye ve kabarcık içinde 25 ml dimetilformamid (DMF) içinde poliakrilik asit (1 g, 1.773 Da) eritilir. 10 ml DMF içindeki sistamin (374 mg, 4.87 mmol), susuz bir solüsyonu eklenir. Şiddetli bir şekilde karıştırılarak oda sıcaklığında, yavaş yavaş susuz diizopropilkarbodiimit ilave edin (DIC, 30, trietilamin (170 ul, 1.22 mmol) ilave edildi dak, ve reaksiyon 60 kadar 72 saat boyunca devam etmesine izin ° C'den fazla 736 mg, 5.83 mmol) Reaksiyon soğutun ve oda sıcaklığında 2 saat boyunca karıştırıldı (501 mg, 6.41 mmol) merkaptoetanol ekleyin. Döner buharlaştırma yolu ile DMF çıkarın ve buz gibi soğuk aseton 2:1 'lik bir karışımının ilave edilmesi ile, polimer izole: kloroform, santrifüjleme ile takip etti. Dietil eter, ve tekrar tekrar, ~ 5 ml susuz DMF içinde filtre polimer çökelti çözülür. Argon altında vakum ve mağaza altında ürün kurulayın. CdSe çekirdek çapı tayini: UV-Vis absorpsiyon spektrumu itibaren uzun dalga boyu tepe (örneğin Şekil 2a CdSe için kabaca 498 nm) ilk exiton tepe (λ, nm) dalga boyu belirlemek ve kullanmak Mulvaney ve arkadaşları 12 eğrisi boyutlandırma:
CdSe nanokristal konsantrasyonunun belirlenmesi: CdSe nanokristaller oluşan optik açıdan berrak çözelti bir arka-çıkartılır UV-Vis tayfından, 350 nm dalga boyunda bir absorpsiyon belirler. Seri seyreltileri, optik absorpsiyon Beer Yasası doğrusal aralığı dahilinde olup olmadığını belirlemek için kullanılabilir. Nanokristal konsantrasyonu (qd, M) aşağıdaki denklem haline nanokristal çap (D, mil olarak), optik absorpsiyon değeri (A 3SA) ve küvet yol uzunluğu (l, cm olarak) tıkama ile tespit edilebilir Bawendi ve arkadaşları 13 ampirik korelasyonu: |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır