Bu çalışma NanoHealth Öncesi merkezi Ödülü (W81XWH-11-2-0168) ve Kanser Nanotıp için Texas Merkezi (1U54CA151668-01) İttifakı tarafından finanse edildi.

1. Chip Fabrikasyon <ol><li> Hidrolize silikat çözeltilerden ile başlayan çip kaplama çözümü oluşturun. 17 ml etanol ile tetraethylorthosilicate (TEOS) ve 14 mL karıştırıp, kuvvetli karıştırma altında deiyonize su ve 6M HCI ve 0.5 ml 6.5 mL (1.200 rpm) bir sıcak plaka karıştırılır kullanılarak. Karıştırarak sabit tutularak, 2 saat boyunca 80 ° C&#39;de ısıtılır, bu çözüm. </li><li> Kuvvetli karıştırma ile oda sıcaklığında 10 ml etanol ile istenen tri-blok coploymer (Pluronic 127, L121 ve P123) ekleyerek polimer çözeltilerinin hazırlanması. Oda sıcaklığında, kuvvetli karıştırma 2 saat takiben tri-blok kopolimer çözeltisi içine silikat çözeltisi (1.1 adım gelen) ve 7.5 ml eklenerek karışım tamamlar. Bu, nihai kaplama solüsyonu temsil eder. </li><li> 20 saniye süreyle 1500 rpm hızında yan kaplama ile bir 4 inç silikon için kaplama çözeltisi ile 1 mL geçerlidir. 80 daha sonra sıcaklık 12 ° C saat boyunca. </li><li> Organik su çıkarmak için filmleri ısıtın425 ° C sıcaklıkta 1 dakika başına yükselterek rfactant ° C, ve daha sonra 5 saat süreyle fırında. </li><li> Oksijen plazma küllendirimi (- Mart Plazma Sistemi Plazma Asher) ile gözenekli silis (MPS) çip yüzey önceden işleme. (O 2 Akış hızı: 80 sccm, gücü: 300 W, süresi: 10 dakika). </li><li> Isteğe bağlı yüzey kimyasal modifikasyon: metanol içinde% 3 organosilane in silanate yongaları: DI su (19:01) bir N 2 torpido oda sıcaklığında 72 saat için çözelti. Metanol ve DI su ile sırayla durulayın. 110 ° C&#39;de bir fan ile çalışan fırında 15 dakika yongaları Cure. </li></ol> 2. Örnek Tedavi öncesi <ol><li> Nihai konsantrasyonu% 0.01 TFA,% 5 ACN olduğu gibi, her serum numunesi için TFA ve ACN ekleyin. Karıştırmak için Vortex. </li><li> 30 dakika için oda sıcaklığında bir tablo girdaplı karıştırma cihazı üzerinde, bu örneklerin çalkalanır. </li></ol> 3. Serum Fraksiyonasyon <ol><li> 160 fırında gece boyunca Pre-fırında yongaları ° C Alternatif olarak, store bir kurutucuda yongaları havada ortam su yüzeyinin hidratasyon önlemek için kullanılana kadar. </li><li> Çip yüzeyinde olabilecek herhangi bir parçacıklar tozunu için basınçlı hava kullanın. </li><li> Prefabrik Kes, kuyu istenilen sayıda dahil etmek CultureWell odacıklı coverglass satın aldı. MPS çip yüzeyinde% 100 etanol ve sonra yer ile Temiz coverglass. Çip ile tam bir sızdırmazlık sağlamak için forseps ile coverglass bastırın. </li><li> Ayrıca her 3 mm içine serum örneğinin pipetle 10 uL. Oda sıcaklığında nemlendirilmiş bir odacık içinde 30 dakika süreyle inkübe edilir. </li><li> Kuyulardan serum kadar Pipeti atın. Her bir kuyuya deiyonize su pipetle 10 uL büyük proteinler yıkayacak kadar. 4 kez tekrarlayın. </li><li> Ayrıca her bir örnek için pipetle 5 uL elüsyon tamponu (% 0.1 TFA +% 50 ACN). Elüsyon tampon karıştırmak için de etrafında pipet hareket ederken 30 kez aşağı yukarı Pipeti ve. (Sadece elüsyon tampon önlemek için bir seferde 1-2 örnekleri elüsyon tampon uygulanırbu kadar çabuk buharlaşan itibaren). </li><li> MALDI-TOF analiz için hazır olana kadar karıştırma sonrasında, bir mikrosantrifüj tüp içinde tüm işlem tampon maddesi ile yer Pipeti. </li><li> Bir numunenin biyolojik karmaşıklığı taklit etmek ve yonga fraksiyonasyon sistemi ile düşük molekül ağırlıklı türler hasat zenginleştirme etkisini değerlendirmek için, bu seçilir ve geniş olan yirmi altı farklı türler sayma proteinler ve peptitler, standart bir karışımı monte molekül ağırlıkları (900-66 500 Da) ve PI (4,0-10,2) ve konsantrasyonu (0.5-8 pmol / ml) aralığı (Tablo 1 protein listesine bakınız). </li></ol> 4. Peptidlerin MALDI-TOF Analizi <ol><li> Nokta 0.5 MALDI hedef plaka için numune uL ve kurumaya bırakın. </li><li> Nokta 0,5 uL matriks (α-siyano-4-hidroksisinnamik asit (CHCA), 5 g / L) ya da% 0.1 TFA ve içeren% 50 asetonitril içindeki trans-3 ,5-dimetoksi-4-hidroksisinnamik asit (SA) ve doymuş çözeltisi co-kristalleşmeye izin verir. &lt;/ Li&gt; <li> Nokta 0.5 her kalibrasyon noktaya kalibrasyon çözüm uL ve kurumaya bırakın. </li><li> MALDI-TOF kütle spektrometresi içine hedef plakası yerleştirin. Makine numune başına 4200 ve 3000 çekim bir lazer yoğunluğu ile pozitif reflektör moduna ayarlanması gerekir. Seçilen kütle aralığı 2000 Da bir hedef kitle ile 800 ila 5000 Da olmalıdır. </li><li> Lineer modda aynı MALDI-TOF analiz ancak 900 ila 10.000 Da veya 3000 için 70.000 ve 5000 Da Da bir hedef kitle için kitle aralığını değiştirebilirsiniz. </li></ol> 5.. Veri Analizi <ol><li> Ham spektrumları ConvertPeakList yazılımı ile işlendi ve veri ön işleme için yazılım SpecAlign ihraç edildi. Tüm spektrumları PAFFT korelasyon yöntemi ve şiddetleri her gelen spektrum içinde toplam iyon akımı (TIC) normalize edildi kullanarak hale getirilmiştir. Tüm spektrumları düzeltti ve sırasıyla 4 ve 0.5 faktörü ile kaldırdığımızda noised edildi. Peaks 0.5, kitle 21 pencere ve yüksekliği bir temel ile belirlendioranı 1.5, negatif değerler analizden önce çıkarıldı. </li><li> Hiyerarşik kümeleme Küme 3.0 kullanılarak yapılan ve MapleTree yazılımı ile görüntülendi. MALDI MS Data (m / z pik şiddetlerini) log-dönüştürülmüş, normalize, ve medyan merkezli oldu. Pearson korelasyon örnekleri arasındaki uzaklığı hesaplamak için kullanılan ve tam bağlantı kümeleme yapıldı. </li><li> Bağımsız Student t-testi öncesinde denetimsiz hiyerarşik kümeleme analizi için her bir tespit MS zirve için gruba (n = 2 grup) arasında karşılaştırma için kullanılmıştır. 0.02 veya daha düşük bir P-değeri farklı mezogözenekli proteomik yongaları (Geniş gözenekler vs Küçük gözenekler) arasında farklı şekilde hasat peptidler ve proteinler seçmek için anlamlı kabul edildi. </li></ol> 6. Temsilcisi Sonuçlar Şekil 1 &#39;de gösterildiği gibi, bu çalışmada, nanotextures çeşitli gözenekli silis ince film bir dizi üretilmiş ve kapsamlı bir şekilde araştırılmıştırseçici yakalama ve insan serum gelen LMW peptitler ve proteinler zenginleştirici. Şekil 2a ve b&#39;de ir kullanımı 900 ila 10,000 Da aralığında peptidler için ve 3000 aralığında proteinler için işlenmemiş serum örneğinin MS spektrumları göstermektedir ~ 70,000 Da sırasıyla . Bu spektrası gibi Albumin. Şekil 2C, d gibi (HMW) proteinleri MAS L121 tarafından fraksiyonasyon sonrasında serum örneğinin MS spektrumları tasvir nedeniyle ayrıca iyonize, yüksek miktarda, yüksek moleküler ağırlıktaki varlığı LMW bölgede sinyal bastırılması göstermek (gözenek boyutu, 6 nm). Büyük moleküllerin çoğunda LMW bileşenleri önemli bir zenginleşmesi ile sonuçlanır, seyreltilmiş edilmiştir. Kontrol olarak, aynı serum örneği LMWP kurtarma için MPS ince filmlerin özgüllüğü değerlendirmek için bir gözeneksiz saf silika yüzey üzerine uygulanmıştır. Şekil 2E ve f de görülebileceği gibi, pep arasında anlamlı bir hasat yoktugözeneksiz silis gelgitler ya da proteinler. Böylece onu mezogözenekli mimarisi değil LMWP zenginleşmesine de baskın faktörü oluşturmaktadır silika yüzey yakınlığı olduğu söylenebilir. Gözenek büyüklüğü hassas bir şekilde kontrol varyasyonlar hidrofobik blok uzunlukları farklı olan kopolimerleri kullanımı ile elde edilebilir. Tasarlanan proteinler ve peptitler karışımı kullanılarak, LMW peptid ve protein geri kazanım etkinliği üzerindeki gözenek boyutu etkisini MPS farklı hacim oranları ile dört Pluronic sürfaktanlar (127, P123, L121 ve L121 artı şişme ajanı) hazırlanmıştır ince filmler kullanılarak araştırıldı hidrofilik ve hidrofobik bileşenlerin sırasıyla gözenek 3,7 nm boyutları, 5,2 nm, 7,4 nm, ve 9,0 nm oluşturur. Gözenek boyutları bu aralığı boyutu ve şekli dışlama (Şekil 3) ile peptitler ve aynı serum örneğinden protein farklı bir repertuar düzelmeye neden oldu. Yüksek moleküler ağırlıktaki d az protein spektrumlarıçipin her tür kesme moleküler emonstrate. HMW proteinlerin boyutuna bağlı tükenmesi ek olarak, standart çözeltisinin çip fraksiyonasyon bir diferansiyel ve gözenek boyutları ile ilgili LMW türlerinin selektif zenginleştirme gösterir. Şekil 3b, sunulan iki yönlü bir hiyerarşik kümeleme farklı MSC ile elde LMW standartları zenginleştirme modelini gösterir. Tüm peptidler fiş kesme moleküler altında olsa bile, gözenek boyutları ve sıkışmış türlerin moleküler ağırlığı arasında pozitif bir korelasyon vardır. Küçük peptitler küçük gözeneklere sahip yongalar daha verimli kurtarıldı ederken geniş gözenekler, en fazla 9 nm ile MSC tercihen, büyük peptidler hasat. Gözenekli düzenlemenin yapısal dönüşüm şablon polimer konsantrasyonuna ayarlayarak gerçekleştirildi. Şablon polimer konsantrasyonu artan fazlar arasında azaltılmış bir ara yüzey eğrilik sonuçlanmıştırsu, kopolimeri, ve silikat, dolayısıyla bir silindirik yapı için bir dairesel gelen birbiriyle ilerlemesini başlatılması. of Pluronic 127, yüksek moleküler ağırlığa sahip, yapısal periyodu, bu yüksek derecesine sahiptir. Çözüm başlayarak F 127 konsantrasyonunu artırarak, farklı MPS ince film periyodik nanoyapıların 2D nanoyapı 3D nanoyapı elde edilebilir. 3D küp ve altıgen petek Nano, daha fazla arzu edilen nano-gözeneklere birleştiricisi ve daha erişilebilir nano-gözeneklere morfolojisi sahip, benzer gözenek boyutu dağılımları ve serum için kesme aynı moleküler paylaşmak rağmen, seçici 2D altıgen yapıdan daha LMW peptitler zenginleştirerek üstün bir performans sergileyen fraksiyonlama (Şekil 4). Çip yüzeyine önceden işleme küllemeye oksijen plazma tanıtarak MPS yongaları üzerinde organo-silan biz de aerodinamik konjugasyon. Niteliksel seçin üzerine elektrostatik etkilerini incelemek amacıylaive çip üzerinde zenginleştirme, biz protein ve peptidlerin karışımı kullanabilirsiniz. L121 ile hazırlanan MAS yongaları fraksiyonlara ve kimyasal fonksiyonel gruplar ile konjuge proteomik standartları çözeltisi MS analizi, Şekil 5&#39;te gösterilmektedir. Pozitif yüklü ve negatif yüklü peptit ve LMW proteinler sırasıyla anyonik ve katyonik cips yakalanır. Net pozitif şarj ile peptitler kurtarma birden fazla MPS cips kantitatif karşılaştırılması Şekil 5a görüntülenir. Herhangi bir değişiklik (başlangıçta küçük bir negatif elektrik yüklü) olmadan negatif yükü ve cips ile cips APTES (-NH 2) ile modifiye yongaları daha bu peptidler için daha yüksek zenginleştirme sergilerler. Şekil 5b gösterildiği gibi tersine, pozitif yüklü MPS cips, negatif net ücret olan peptidler kurtarmak için olağanüstü yeteneği sahip. Α-Endorfin önemli bir değişiklik d göstermez iken6 etrafında PI için ue. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/3876/3876fig1.jpg" /> Şekil 1. MPS cips fraksiyon ve LMW zenginleşme ilkesi. Daha geniş gözeneklere türler dışında kalırken Örnek yüzey üzerinde tespit sonra, LMW proteinler ve peptitler gözenekler içine tutsak ve yıkama aşamasında çıkarılır. Zenginleştirilmiş fraksiyonlar elüt ve MALDI ile analiz edilir. <img alt="Şekil 2" src="/files/ftp_upload/3876/3876fig2.jpg" /> Şekil 2. Gözenekli silis ince film çip kullanan Peptit zenginleştirme. Düşük kütle aralığı (900 10 000 Da) ve daha önce yüksek kütle aralığı (3000 için 70 000 Da) (a, b) Her iki ve gözenekli silis ince filmler (c, d) serum işleme (sonra MALDI MS profilleri L121, 6 nm). Boş gözeneksiz silis yüzeyleri (e, f) kullanıldığında moleküler geri kazanım önemli ölçüde azalır. <img alt="Şekil 3" src=&quot;/ Files/ftp_upload/3876/3876fig3.jpg&quot; /&gt; Şekil 3. MPS fiş Moleküler kesme ve boyutunu bağımlı zenginleştirme. Gözenek büyüklüğüne ilişkilendirerek her MPS fiş kesme özelliği moleküler gösteren MALDI spektrumları (a) Büyütülmüş görünüm. Farklı çip arasında peptid mix özellikleri (b) İki yönlü hiyerarşik kümeleme. Kırmızı, sarı renkli bir yoğunlukta nispi peptid konsantrasyonunu göstermektedir. Küçük peptitler (900-3500 Da itibaren) tercihen küçük gözeneklere sahip yongalar çıkartılmıştır ise daha büyük gözenekler, büyük peptidler (3600 den 8500 Da için) hasat geliştirilmiştir. <img alt="Şekil 4" src="/files/ftp_upload/3876/3876fig4.jpg" /> Şekil 4. MPS ince film ve farklı nanoyapıların seçici kurtarma Fiziksel karakterizasyonları. XRD (a, b, c), TEM (ilave a, b, c), prekürsör çözelti içinde farklı konsantrasyonda Pluronic F 127: 4,0 ×10 -3 M (a), 6.0 x 10 -3 M (b), ve 8,0 x 10 -2 M (c). 3D küp ve 3D altıgen F 127 proteomik yongaları (sırasıyla Cub ve Hex) üzerinde seçici peptidler kurtarma gösteren algılama yoğunluğu (d) Çubuk grafik. Farklı yapısal modifikasyonlar seçici zenginleştirme sunuyoruz. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3876/3876fig5_lg.jpg"><img alt="Şekil 5," src="/files/ftp_upload/3876/3876fig5.jpg" /></a> Şekil 5. Farklı yüzey fonksiyonları ile yongaları için Charge-özel kurtarma. Fonksiyonlandırılmış yongaları üzerinde seçici yakalanan peptidlerin algılama MS yoğunluğu çubuk grafik. Bunların izoelektrik noktaya göre, peptidler pozitif veya negatif pH 7.0 &#39;tahsil. (A) Pozitif peptidleri ((1) des-Arg1-Bradikinin, (2) Bradikinin, (3) bir madde P-amid, (4) nörotrofin, (5) ACTH (1-17), (6) ACTH (7 - 38)), özellikle negatif yüklü sur üzerinde zenginleştirilmişyüzler. (B) Negatif peptidleri ((7) Glu1-fibrinopeptide B, (8) α-endorfin, (9) ACTH (18-39), (10) insülin, (11) EGF, (12), insülin benzeri GFII) olan özellikle pozitif yüklü yüzeylere zenginleştirilmiştir. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3876/3876fig6_lg.jpg"><img alt="Şekil 6" src="/files/ftp_upload/3876/3876fig6.jpg" /></a> Şekil 6. Fraksiyonlara serum On-chip istikrar. (A) LMW peptit ve proteinlerin Temsilcisi MALDI profilleri hemen serum fraksiyon (üst) sonra ya da oda sıcaklığında (altta) ve on-chip depolama 3 hafta sonra yıkandı. (B) yukarıdan aşağıya doğru: her tekrarında tespit MS zirveleri ortalama yoğunlukları lineer regresyon analizi oda sıcaklığında taze fraksiyone serum serum ve fraksiyonlara sonra 3wk MPS cips depolama için 1 çoğaltmak için karşılaştırıldı. Denklem, CV ve belirtme katsayısı (R 2) gösterilir.

<ol>
	<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>

Biz ifşa hiçbir şey yok.

Kanıt dolaşım proteom düşük molekül ağırlıklı bölge hastalığın erken tespiti için tanı biyobelirteçlerin zengin bir kaynak olduğunu monte edilir. Bu teknolojide, farklı gözenek boyutları, gözenek yapıları ve seçici peptitler ve düşük molekül ağırlıklı proteinlerin zenginleştirmek için değişiklik ile gözenekli silis cips bir dizi sundu. Protein stabilite değerlendirmek için, MAS yongaları yıkandıktan sonra kurutulur insan serumu, ile birlikte inkübe edildi ve oda sıcaklığında 3wk için muhafaza edilmiştir. Elde edilen protein / peptid desenler gibi Şekil 6b gösterdi istatistiksel analiz sonuçları ile teyit taze fraksiyone serum olanlar (Şekil 6a) ile karşılaştırılabilir. Ortalama CV ile ölçülen pik sinyallerinin değişkenliği ham serum için% 12.7 olarak ve fraksiyonlara numuneler için% 14.2 olarak tahmin edilmiştir. Marjinal bir varyasyon MALDI enstrümanın dahili değişkenliği nedeniyle olabilir ve önerilen olabileceğini on-çip ön arıtma ve depolama MS protein profilleri herhangi bir önemli değişikliğe neden olmadı. Aynı deney geçirgen olmayan silikon üzerinde gerçekleştirilen edilmiştir. Silikon yüzey üzerinde depolama sonra iyileşti kuru serum MALDI analizden önce MPS fiş fraksiyonlara oldu. Yoksul MS profili mezogözenekli yüzeyinin istikrar avantajı sağladığını göstermiştir elde edilen. Daha önce öne mekanizmaları ile benzerliği, biz nanopores içinde sıkışıp LMW türlerin proteazların boyutunu dışlaması yoluyla bozulmadan korunduğu varsayımında veya nanopores ve kapalı alanlarda kendi proteolitik aktivite sterik inhibisyonu. MPS çip tabanlı yöntem kompleks biyolojik sıvılar çalışmanın peptid ve LMW protein profili güçlü bir araç olabilir. MAS yongaları keşif tarama ve biyo için avantajlı özellikleri sağlayan, örneklerin çok sayıda eş zamanlı olarak işleme elde kadar ölçekli üretime üretimi ve izin vermek daha ucuzdurişaretleyici keşif.

<table border="1"><tbody><tr><td> Reaktif Adı </td><td> Şirket </td><td> Katalog numarası </td><td> Yorumlar </td></tr><tr><td> Tetraethoxysilane </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 131903 </td><td> % 98 </td></tr><tr><td> Spin coater </td><td> Brewer Bilim </td><td> Cee 200X </td><td></td></tr><tr><td> Plazma Asher </td><td> Nordson Mart </td><td> AP-600 </td><td></td></tr><tr><td> Spektroskopik Ellipsometre </td><td> JA Woollam A.Ş. </td><td> M-2000DI </td><td></td></tr><tr><td> MALDI-TOF </td><td> Applied Biosystems </td><td> Voyager-DE-STR </td><td></td></tr><tr><td> α-siyano-4-hidroksisinnamik asit </td><td> Sigma-Aldrich Co </td><td> C8982 </td><td> MALDI-TOF için matris </td></tr><tr><td> trans-3 ,5-dimetoksi-4-hidroksisinnamik asit </td><td> Sigma-Aldrich Co </td><td> 85429 </td><td> MALDI-TOF için matris </td></tr><tr><td> Sıcak levha Stir </td><td> Thermo Scientific </td><td> 11-475-30Q </td><td></td></tr><tr><td> CultureWell odacıklı coverglass </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> GBL103350 </td><td> 3 mm çap. × 1 mm derinlik, 3-10 uL, steril </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 20-70-PPO PEO 20 </td></tr></tbody></table> Tablo 1. Fiziko-kimyasal özellikleri ve dizayn konsantrasyonu (Molekül ağırlığı ve IsoSeçilen peptid ve protein standartların-elektrik noktası).

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

Dolaşımdaki biyobelirteçlerin belirlenmesi non invaziv erken tanısı ve prognozu yaklaşımlar, yanı sıra tedavi etkinliğinin izlenmesi için büyük bir potansiyele sahip. 1-3 veya dokuların ve hücrelerin dökülen küçük proteinlerden oluşan dolaşımdaki düşük molekül ağırlıklı proteom (LMWP) Daha büyük proteinlerin proteolitik degradasyona türetilmiş peptit parçaları, hastaların in patolojik durum ile ilişkilidir ve muhtemelen hastalığın durumu göstermektedir. bu potansiyel klinik uygulamalarda rağmen 4,5 edilmiş, kütle spektrometre (MS) kullanılması LMWP gelen profil biyolojik sıvılarda çok nedeniyle serum protein ve peptid konsantrasyonları geniş dinamik aralık için zor olduğu kanıtlanmıştır. 6 örnek ön arıtma olmadan, daha yüksek miktarda protein, bazı serum / plazma düşük bolluk türlerinin tespitini zorlaştırdığı. Böyle iki boyutlu poliakrilamid jel-el gibi Şu proteomik-temelli yaklaşımlar,ectrophoresis (2D-PAGE) ve av tüfeği proteomik yöntemleri klinik uygulamalar için emek-yoğun, düşük verimlilik ve teklif sınırlı uygunluk. Bu nedenle 7-9 olup, daha etkili bir strateji kandan LMWP izole ve klinik örneklerin yüksek verimli görüntüleme sağlamak için gerekli . Burada, özellikle hedef ve LMWP zenginleştirmek için gözenekli silis fiş dayalı, hızlı, verimli ve güvenilir bir çoklu-fraksiyon sistemi sunuyoruz. Nano ölçülerde ayarlanabilir özellikleri ile 10,11 Mezogözenekli silika (MPS) ince filmler triblok kopolimer şablonu yolu kullanan uyduruldu . Çözeltilerden farklı şablonlar polimer ve polimer konsantrasyonu kullanarak, çeşitli gözenek boyut dağılımı, gözenek yapıları, bağlantı ve yüzey özellikleri belirlenir ve düşük kütleli proteinler seçici kurtarma için uygulanmıştır. Farklı alt sınıflarından içine zenginleştirilmiş peptidlerin seçici bir ayrıştırma bunların fizikokimyasal özelliklere uygun olacak trtoparlanma ve düşük bolluğu türlerinin algılama verim Hance. Kütle spektrometresi ve istatistik analizi ile birlikte, biz gözenekli silis ince filmlerin nanophase özellikleri ve düşük kütleli proteom hasat spesifite ve etkinliği arasındaki korelasyon gösterdi. Sonuçları burada kompleks biyolojik sıvılardan LMWP hasat için geleneksel yöntemlere güçlü bir alternatif sağlamak için nanoteknoloji tabanlı teknoloji potansiyelini açığa sundu. Malzeme özellikleri ayarlamak için yeteneği, düşük maliyetli üretim kapasitesi nedeniyle, numune toplama ve analiz için büyük ölçüde azaltılmış örnek gereksinimleri sadeliği ve hızı, bu romanı nanoteknoloji ölçüde proteomik biyomarker araştırma ve klinik proteomik alanında etkileyecektir değerlendirmesi.

Watch this Scientific Journal Video about Low Molecular Weight Protein Enrichment on Mesoporous Silica Thin Films for Biomarker Discovery at JoVE.com

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

Bu, insan serumu ile düşük molekül ağırlıklı proteinler ve peptitler selektif geri kazanımı için gözenekli silis ince film dayanan bir teknoloji geliştirilmiştir. Bizim gözenekli cips fiziko-kimyasal özellikleri ince peptid zenginleştirme önemli kontrolü sağlamak ve sonuçta tanısal amaçlı serum proteom profil ayarlı edildi.

Biyomarker Discovery için Mezogözenekli Silika İnce Filmler üzerine düşük molekül ağırlıklı Protein Zenginleştirme

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

low-molecular-weight-protein-enrichment-on-mesoporous-silica-thin

Research

JoVE Journal

Bioengineering

13.3K Görüntüleme.  The Methodist Hospital Research Institute. Bu, insan serumu ile düşük molekül ağırlıklı proteinler ve peptitler selektif geri kazanımı için gözenekli silis ince film dayanan bir teknoloji geliştirilmiştir. Bizim gözenekli cips fiziko-kimyasal özellikleri ince peptid zenginleştirme önemli kontrolü sağlamak ve sonuçta tanısal amaçlı serum proteom profil ayarlı edildi.

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

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.

Akustik Membran mikropartikül Teknoloji Geliştirme Özel Çin Hamsteri Yumurtalık-host Hücre Proteini Tahliller

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

Biyomühendislik

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.

Düşük Maliyetli Cryo-Işık Mikroskopi Sahne İmalatı İlişkili Işık / Elektron Mikroskopi

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).

Monolayer sentezi, Montaj ve Karakterizasyonu Protein Monolayer Elektrokimya Korumalı Altın Nanopartikül Filmler

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.

Biyomalzemelerin Yüksek Verimli Discovery için Polimer Mikroarray&#39;ler

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).

Optik Algılama<em&gt; E. coli</emMezopor Silikon Biyosensörlerin tarafından&gt; Bakteri

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.

Yağış oluşturulmuş polietilen glikol mikrojellerinin özellikleri reaktiflerin molekül ağırlığı ile kontrol edilir

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.

Düşük Bolluk Proteinler saptamak için plazma veya idrar hidrojel Nanoparçacık Hasat

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.

Tasarım ve Yapay Ekstrasellüler Matrix İnşaatı (aECM) Proteinler gelen<em&gt; Escherichia coli</em&gt; Cilt Doku Mühendisliği

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.

Micropatterned Vasküler Musküler İnce Filmlerin Genişletilmiş Kültür mikroakışkan Genipin Biriktirme Tekniği

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.

Narin Doku Manipülasyon için Özelleştirilebilir Yumuşak Robotik Pnömatik Tutucu Cihazlar Rod tabanlı Fabrikasyon

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