We are grateful to the Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) Chemical Imaging Initiative-Laboratory Directed Research and Development (CII-LDRD) and Materials Synthesis and Simulation across Scales (MS3) Initiative LDRD fund for support. Instrumental access was provided through a W. R. Wiley Environmental Molecular Sciences Laboratory (EMSL) Science Themed Proposal. EMSL is a national scientific user facility sponsored by the Office of Biological and Environmental Research (BER) at PNNL. The authors thank Mr. Xiao Sui, Mr. Yuanzhao Ding, and Ms. Juan Yao for proof reading the manuscript and providing useful feedback. PNNL is operated by Battelle for the DOE under Contract DE-AC05-76RL01830.

SALVI Mikrokanallı 1. Temizlik ve Sterilizasyon <ol><li> Salvi mikrokanal Sterilizasyonu <ol><li> , Bir şırınga içine% 70 etanol sulu çözeltisi 2 ml çizin salvi giriş ucuna sahip bir şırınga bağlayın ve yavaş yavaş 10 dakika içinde sıvının 1 ml enjekte edilir. enjeksiyon sonunda şırıngayı çıkarın. Sonra, bir polietereterketon (PEEK) birliği ile Salvi girişini ve çıkışını bağlayın. Alternatif olarak, aynı prosedürü gerçekleştirmek için bir şırınga pompası kullanın. Örneğin, 100 ul / dakika akış hızını ayarlamak. </li><li> 4 saat oda sıcaklığında% 70 etanol çözeltisi ile dolu SALVI mikrokanalı tutun. </li></ol></li><li> Salvi içine Deiyonize (DI) Su tanıtmak <ol><li> , Bir şırınga içine sterilize DI su 2 ml çizin Salvi girişi ile şırınga bağlayın ve yavaşça 10 dakika içinde sıvı 1 ml enjekte edilir. şırıngayı çıkarın ve bir PEEK birliği ile Salvi girişini ve çıkışını bağlayın. belirtildiği gibi Alternatif olarak, bir şırınga pompası kullanımıadım 1.1.1. </li></ol></li></ol> Salvi Protein Film 2. İmmobilizasyonu <ol><li> Salvi Protein Film Immobilize <ol><li> bir şırınga içine (fosfat tamponlu tuzlu su içinde 10 ug / ml, PBS) çözeltisi fibronektinin 2 ml çizme, yavaş yavaş 10 dakika içinde sıvının 1 ml enjekte edilir, Salvi girişi ile şırınga bağlayın şırınga kaldırmak, ve giriş bağlantı ve Salvi çıkışı bir PEEK birliği ile. </li><li> Temiz bir kültür kabı içinde fibronektin çözeltisi ile doldurulmuş salvi inkübe 12 saat oda sıcaklığında kaputu çanak tutmak. </li><li> bir şırınga içine sterilize DI su 2 ml çizin ve Salvi girişi ile şırınga bağlayın. Yavaşça, 10 dakika su 1 ml enjekte şırınga kaldırmak ve Salvi girişini ve çıkışını bağlayın. Not: Bir ışık mikroskobu ile donatılmış ise, SİN membran TOF-SIMS analizden önce sağlam olduğundan emin olmak için mikroskop altında Salvi kontrol edin. Şimdi SALVI cihaz hazır ToF-SIMS biralysis. </li></ol></li></ol> 3. TOF-SIMS Loadlock Odası içine Salvi yükleyin Not: SALVI kotarma ve yüzey analizi sırasında olası kirlilikleri önlemek için TOF-SIMS sahneye takarken Eldiven her zaman giyilmelidir. <ol><li> Sahne üzerine Dağı SALVI <ol><li> düz ve temiz bir zemine TOF-SIMS sahne yatırın. silikon gofret ve SiN zar yukarı bakacak şekilde sahneye SALVI cihazı koymak. dört metal sıkma parçaları kullanarak Salvi Fix ve dört vida ile metal plakanın içine cihazın köşe tutan metal parçalar vida. </li><li> Yavaşça mikroakışkan kanala bağlı PFTE boruyu döndürün. sert bir bölümünü basılı tutun dört metal parçalar ve dört vidayı kullanın. bu analiz sırasında birincil iyon ışını ile karışmaz, böylece cihazın SIMS sahnede açık alanda yerleştirildiğinden emin olun. Ek resim ve SALVI fabricat ve illüstrasyoniyon ve kurulum önceki yayınlarda mevcuttur. 8,9,11 </li></ol></li><li> Sahne Alanı&#39;na Faraday Kupası monte edin <ol><li> bir vida ile sahnede Faraday fincan sabitleyin. </li></ol></li><li> içine Stage yükleyin ToF-SIMS Loadlock Odası <ol><li> , TOF-SIMS loadlock açın tutun ve yükleme platformu üzerine yatay olarak sahne ve loadlock kapağını kapatın. </li></ol></li></ol> 4. TOF-SIMS Veri Toplama <ol><li> (10 -6 mbar veya Torr emriyle, örneğin) Vakum pompası açın ve uygun vakum sağlamak loadlock odasına ulaşılır. </li><li> Vakum 30 dakika sonra kararlı bir kez ana hazneye salvi taşıyın. Not: Vakum veri toplama sırasında ana odasında daha düşük 5 x 10 -6 mbar vakum olmalıdır. Aksi takdirde, daha yüksek vakum SALVI sisteminde bir sızıntı göstergesidir. </li><li> Bir ile TOF-SIMS birincil iyon ışını ve analizörü ayarlamaüretici tavsiyelerine göre, yaklaşık 400 nm uzaysal çözünürlüğü. çevrim süresi DC modunda 30 mikro-sn iken primer ışın akımı 1200 pA olduğunu. Not: Bu işlem, büyük ölçüde üreticinin tavsiyelerini takip ediyor. </li><li> optik mikroskop kullanarak mikroakışkan kanal bulun. bir referans olarak optik görüntü merkezini kullanabilir ve ikincil iyon görüntü merkezi ile tutarlı olacak şekilde hizalayın. </li><li> Her ölçümden önce, yüzey kontaminasyonu gidermek için ~ için 500 x 500 mm 2 alana sahip SiN penceresinde 15 sn taramak için 1 KeV O 2 + ışını (~ 40 nA) kullanın. Ayrıca, tüm ölçümler sırasında yüzey şarj telafi etmek için bir elektron taşkın tabancası kullanın. Bu adım için varsayılan modda sel silahın otomatik işlevini kullanın. </li><li> veri toplama önce pozitif veya negatif modunu seçin. Tüm ölçümlerde birincil iyon ışını olarak 25 keV Bi 3 + ışını kullanın. Not: adımlar benzer f vardırya da pozitif ve negatif veri satın almalar. alanı ilgi için, pozitif mod burada ayrıntılı olarak tarif edilmektedir. <ol><li> Derinlik Profil <ol><li> 32 piksel çözünürlükte 32 piksel ~ 2 mikron çapında yuvarlak bir alanda Bi 3 + ışını tarayın. </li><li> Punch-aracılığıyla SiN membranı gereken süreyi en aza indirmek için, uzun bir darbe genişliği kullanımı (yani, 180 NSEC, 100 mikro saniye olduğu bir döngü sırasında demet akımı ~ 1,0 pA) Bi 3 + kiriş. sıvı yüzey artış ikincil iyonlar temsilcisi şiddetleri yumruk-through ulaşıldığında. yumruk-through zaman SiN membran toplu bağlı olarak 300 sn 500 sn arasında değişir. Not: Bu fark bizim deneyimine göre edinilen SiN membranların toplu ilişkili görünmektedir. Ancak, yumruk-through zaman gerçekten veri analizi etkilemez. </li><li> SİN membranı sonra-through yumruk yaklaşık 200 saniye boyunca aynı akım tutmak2D görüntü rekonstrüksiyon için yeterli veri elde. </li><li> Daha iyi kitle çözünürlük ile spektrumları elde etmek veri toplama 80 nsaniye için darbe genişliğini azaltır. hakkında başka bir 200 saniye bu satın devam edin. Şekil 1 &#39;de gösterilen spektrum verileri bu bölgeden elde edilir. </li></ol></li><li> 2D Görüntüleme ve Kütle Spektrumu <ol><li> Derinlik profil verilerini ölçerken aynı anda 2D görüntüleme ve kütle spektrumları verilerini toplamak. TOF-SIMS enstrüman deney sırasında her yerinde bütün bilgileri kaydeder. (- Spectra, FPanel - Profiller ve FPanel - ayrı Görüntüler FPanel) dijital kontrol yazılımı veri farklı pencerelerde gösterilir. mantıklı veri toplama sırasında her panelde verileri kontrol edin. </li></ol></li></ol></li></ol> 5. TOF-SIMS Veri Analizi Not: Veri analizi ilk IonToF TOF-SIMS enstrümantal yazılımını kullanarak gerçekleştirilmektedir. <ol><li> Açık birDaha sonra SIMS (Ölçme Explorer) ve alysis yazılım derinliği profili, m / z spektrumu ve görüntü verilerini işlemek için sırasıyla, &quot;profilleri &#39;,&#39; spektrumları &#39;ve&#39; imaj &#39;düğmelerini tıklatın. </li><li> uzantısı &quot;.ita&quot; sahip veri dosyalarını açın. </li><li> Ilgi doruklarına Seç &quot;iyon&quot; kutusuna tür adını yazın ve spektrumları farklı renkleri ile etiketlemek. x ekseni boyunca sürüklemek için farenin kaydırma tekerleğini kullanın. pik yükseklikleri ve genişlikleri ayarlamak için Ctrl ve kaydırma tekerleğini kullanın. y-ekseni boyunca doğrusal ve Log modları arasında mektup &quot;L&quot; geçer. </li><li> Kitle kalibrasyon önce veri yeniden yürütün. Aksi takdirde, bu kütle kalibrasyon aşamasında tepeler arasındaki aralığı tercih zordur. <ol><li> ilgi derinliği profil verilerini seçin ve derinlik profili zamansal seriye göre spektrumları yeniden. </li><li> rekonstrüksiyon düğmesini tıklayın. int bir tarama aralığı &quot;Başlat Yeniden&quot; penceresinde,erest. Derinlik profili verilerini yeniden &quot;Tamam&quot; a tıklayın. </li></ol></li><li> Bir kitle kalibrasyonu gerçekleştirin. Basın &quot;F3&quot; &quot;kitle kalibrasyon&quot; penceresini açmak için. Belirli bir örneğe dayalı olarak kalibrasyonu için tepe seçin. 21, bu çalışmada, aşağıdaki tepe noktalarını kullanmak CH3 + (m / z 15) H, 3 O + (m / z 19), C2-H 5 + (m / z 29 ) H, 5 O 2 + (m / z 37), C3, H 7 + (m / z 43) H, 7 O 3 + (m / z 55) H, 9 O 4 + (m / z 71), H 11 O 5 + (m / z 99) ve pozitif mod için 13 konumundaki H atomu O 6 + (m / z 109). Aşağıdaki zirveler CH kullanın - (m / z 13), O - (m / z 16) OH, - (m / z 17), C2-H - (m / z 25), C3 H - (m / z 37) ve Cı 4H - (m / z 49), negatif mod. <ol><li> Bir tepe seçinaşağı ok penceresinin sol alt köşesindeki zirvesinde işaret olduğundan emin olun. O zirveyi tıklayın ve &quot;kitle kalibrasyon&quot; penceresinde zirve adını yazın, &quot;Ekle&quot; yi tıklayın ve ilgi iyon kütle kalibrasyonu dahildir. </li><li> Son olarak, &quot;yeniden kalibre&quot; butonuna tıklayın. piklerin alanları oranlarını şarj etme kütlesine göre doğru yerlere olup olmadığını kontrol edin. &quot;Spectrum&quot; menüsünde, seçmek ve yürütülen belirli analizlere göre &quot;Uygula Mass Kalibrasyon&quot; &quot;Tüm Spectra&quot; veya &quot;Seçilmiş spektrumları&quot;, tıklayın. </li></ol></li><li> tepe değer seçme örnek analiz için gerekli olan gibi, literatürde diğer önceki bulgulara göre, numunenin karakteristik tepeler belirler. m / z spektrumlarında ilgili maksimum yoğunluğu karşılaştır. Gerekirse, zirve listesinde gereksiz zirveleri yeni zirveleri eklemek ya da silmek. <ol><li> tepe ekleyin. Bir tepe üzerine tıklayın sol alt pencerede kırmızı çizgileri bulmak. Hold &quot;Ctrl&quot; tuşuna, otomatik zirve listesine bir pik ekler tepe genişliği tanımlamak için yatay fareyi kaydırın. zirveye eklemek için başka bir yolu penceresinin üstündeki &quot;zirve ekle&quot; düğmesine tıklayın sonra ana spektrum penceresinde bir tepe seçin ve etmektir. Yeni açılan pencerede ilgili özelliklere, &quot;Spectrum&quot; menüsünde, eklemek &quot;arama doruklarına&quot; seçeneğini kontrol etmek için pek çok zirveler varsa gerektiği gibi, daha sonra doruklarına ekleyin. </li><li> &quot;Tepe List&quot; menüsündeki, bir tepe listesini vermek, seçmek &quot;itmil&quot; biçiminde tepe listesi &quot;Kaydet ...&quot;. spektrum boyunca sürüklemek için Ctrl ve sol düğmesini kullanın. spektrumları penceresinde, ilgi bir tepe seçmek ve arzu edilen pozisyonlara iki kesik çizgileri sürükleyin. </li><li> Bir tepe listesini almak için, &quot;Kitle aralığı List&quot; menüsündeki, &quot;İthalat ...&quot;, dosya uzantısı &quot;.ITPL&quot; ile varolan zirve listesi dosyasını bulun seçin. &quot;Aç&quot; ı tıklayın. </li><li> olarak, bir &quot;itmil&quot; zirve listesini kullanmak için&quot;Kitle Aralığı Listesi&quot; menüsünden &quot;Aç ...&quot; seçeneğini tıklayın, dosyayı bulmak, ardından &quot;Aç&quot; a tıklayın. </li></ol></li><li> daha fazla veri analiz etmek için bir zirve listesi uygulayın. &quot;Spectra&quot; penceresinin sol-alt kısmında, &quot;Kitle Aralığı Listesi&quot; adı verilen bir pencere vardır. ithal pik listesi burada gösterilir. <ol><li> , Kullanılacak zirve listesi dosyasını sağ tıklatın &quot;aktif spektrumunun&quot; veya &quot;tüm spektrumları&quot; uygulamak. </li></ol></li><li> Veri profillerini görüntülemek. &quot;Profil&quot; penceresinde, kullan &quot;M&quot; harfi y eksenine uyacak şekilde pencereye (dizi) ve harfi &quot;N&quot; ile sığdırmak için. Ctrl kullanın ve profil genişliğini ayarlamak için kaydırma tekerleği. Veya y ekseni aralığını ve yüksekliğini değiştirmek için anahtar gemide &quot;*&quot; &quot;/&quot; kullanın ve. </li><li> ayrıca ilk analizden sonra diğer grafik yazılımı kullanarak komplo için İhracat verileri. <ol><li> &quot;Dosya&quot; menüsünden tıklayın &quot;Profil&quot; penceresinde, bir derinlik profili vermek için, daha sonra &quot;Export &amp; # seçin34 ;, seçin ve sonra bir &quot;.txt&quot; dosyası &quot;Farklı kaydet&quot;. </li><li> &quot;Spectra&quot; penceresinde, bir m / z spektrum dosyasını dışa &quot;Dosya&quot; menüsünden tıklayın, ardından &quot;Gönder&quot; i seçin ve ardından &quot;.txt&quot; dosyası &quot;olarak kaydet&quot; seçeneğini seçin. </li><li> &quot;Görüntü&quot; penceresi, baskı ekranında, bir görüntü dosyasını dışa ve görüntü dosyası olarak kaydedin. </li></ol></li></ol> 6. TOF-SIMS Veri çiziliyor ve Tanıtım Not: SIMS veriler enstrümantal yazılımı kullanılarak işlenir sonra verileri çizmek için bir grafik aracı kullanın. <ol><li> veri almak için bir grafik aracı kullanın. </li><li> yeniden dağılım gösterir y ekseni olarak, x-ekseni ve pik yoğunluğu, m / z kullanarak bir arsa sağlayın. Bir örnek, Şekil 1 &#39;de verilmiştir. </li><li> yeniden derinlik profili zamansal dizi göstermek için y ekseni olarak x-ekseni ve tepe yoğunluğu olarak püskürtme zamanı kullanarak bir komplo yapın. Bir örnek figu verilmiştir2 yeniden. </li><li> Farklı m / z yeniden 2D birleştirir ve iyon eşleştirme göstermek için bir matris oluşturur. Bir örnek, Şekil 2&#39;de verilmiştir. </li></ol>

<ol>
	<li>Tompa, K., Bokor, M., Verebelyi, T., Tompa, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water+rotation+barriers+on+protein+molecular+surfaces.">Water rotation barriers on protein molecular surfaces.</a> Chem. Phys. 448, 15-25 (2015).</li><li>Maruyama, Y., Harano, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Does+water+drive+protein+folding?.">Does water drive protein folding?.</a> Chem. Phys. Lett. 581, 85-90 (2013).</li><li>Chaplin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Opinion+-+Do+we+underestimate+the+importance+of+water+in+cell+biology.">Opinion - Do we underestimate the importance of water in cell biology.</a> Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 7 (11), 861-866 (2006).</li><li>Zhang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+hydration+dynamics+around+a+protein+surface.">Mapping hydration dynamics around a protein surface.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 104 (47), 18461-18466 (2007).</li><li>Xia, N., May, C. J., McArthur, S. L., Castner, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time-of-flight+secondary+ion+mass+spectrometry+analysis+of+conformational+changes+in+adsorbed+protein+films.">Time-of-flight secondary ion mass spectrometry analysis of conformational changes in adsorbed protein films.</a> Langmuir. 18 (10), 4090-4097 (2002).</li><li>Gray, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+interaction+of+proteins+with+solid+surfaces.">The interaction of proteins with solid surfaces.</a> Curr. Opin. Struct. Biol. 14 (1), 110-115 (2004).</li><li>Wagner, M. S., Horbett, T. A., Castner, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+the+structure+of+binary+and+ternary+adsorbed+protein+films+using+electron+spectroscopy+for+chemical+analysis,+time-of-flight+secondary+ion+mass+spectrometry,+and+radiolabeling.">Characterization of the structure of binary and ternary adsorbed protein films using electron spectroscopy for chemical analysis, time-of-flight secondary ion mass spectrometry, and radiolabeling.</a> Langmuir. 19 (5), 1708-1715 (2003).</li><li>Yang, L., Yu, X. -. Y., Zhu, Z., Iedema, M. J., Cowin, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probing+liquid+surfaces+under+vacuum+using+SEM+and+and+ToF-SIMS.">Probing liquid surfaces under vacuum using SEM and and ToF-SIMS.</a> Lab Chip. 11 (15), 2481-2484 (2011).</li><li>Yang, L., Yu, X. -. Y., Zhu, Z. H., Thevuthasan, T., Cowin, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Making+a+hybrid+microfluidic+platform+compatible+for+in+situ+imaging+by+vacuum-based+techniques.">Making a hybrid microfluidic platform compatible for in situ imaging by vacuum-based techniques.</a> J. Vac. Sci. Technol. A. 29 (6), 061101 (2011).</li><li>Yu, X. -. Y., Yang, L., Zhu, Z. H., Cowin, J. P., Iedema, 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=Probing+aqueous+surfaces+by+ToF-SIMS.">Probing aqueous surfaces by ToF-SIMS.</a> LC GC N. Am. (Oct), 34-38 (2011).</li><li>Yu, X. -. Y., Yang, L., Cowin, J., Iedema, M., Zhu, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systems+and+methods+for+analyzing+liquids+under+vacuum.">Systems and methods for analyzing liquids under vacuum.</a> US patent. , (2013).</li><li>Yu, X. -. Y., Liu, B., Yang, L., Zhu, Z., Marshall, 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=Microfluidic+electrochemical+device+and+process+for+chemical+imaging+and+electrochemical+analysis+at+the+electrode-liquid+interface+in+situ.">Microfluidic electrochemical device and process for chemical imaging and electrochemical analysis at the electrode-liquid interface in situ.</a> US patent. , (2014).</li><li>Yang, L., Zhu, Z., Yu, X. -. Y., Thevuthasan, S., Cowin, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Performance+of+a+microfluidic+device+for+in+situ+ToF-SIMS+analysis+of+selected+organic+molecules+at+aqueous+surfaces.">Performance of a microfluidic device for in situ ToF-SIMS analysis of selected organic molecules at aqueous surfaces.</a> Anal. Methods. 5 (10), 2515-2522 (2013).</li><li>Yang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+SEM+and+ToF-SIMS+analysis+of+IgG+conjugated+gold+nanoparticles+at+aqueous+surfaces.">In situ SEM and ToF-SIMS analysis of IgG conjugated gold nanoparticles at aqueous surfaces.</a> Surf. Interface Anal. 46 (4), 224-228 (2014).</li><li>Hua, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+molecular+imaging+of+hydrated+biofilm+in+a+microfluidic+reactor+by+ToF-SIMS.">In situ molecular imaging of hydrated biofilm in a microfluidic reactor by ToF-SIMS.</a> Analyst. 139 (7), 1609-1613 (2014).</li><li>Hua, X., et al. <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+and+three-dimensional+dynamic+imaging+of+live+biofilms+in+a+microchannel+by+time-of-flight+secondary+ion+mass+spectrometry.">Two-dimensional and three-dimensional dynamic imaging of live biofilms in a microchannel by time-of-flight secondary ion mass spectrometry.</a> Biomicrofluidics. 9 (3), 031101 (2015).</li><li>Liu, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+chemical+probing+of+the+electrode-electrolyte+interface+by+ToF-SIMS.">In situ chemical probing of the electrode-electrolyte interface by ToF-SIMS.</a> Lab Chip. 14 (5), 855-859 (2014).</li><li>Pankov, R., Yamada, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fibronectin+at+a+glance.">Fibronectin at a glance.</a> J. Cell Sci. 115 (20), 3861-3863 (2002).</li><li>Pierschbacher, M. D., Hayman, E. G., Ruoslahti, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Location+of+the+cell-attachment+site+in+fibronectin+with+monoclonal+antibodies+and+proteolytic+fragments+of+the+molecule.">Location of the cell-attachment site in fibronectin with monoclonal antibodies and proteolytic fragments of the molecule.</a> Cell. 26 (2), 259-267 (1981).</li><li>Engvall, E., Ruoslahti, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Binding+of+soluble+form+of+fibroblast+surface+protein,+fibronectin,+to+collagen.">Binding of soluble form of fibroblast surface protein, fibronectin, to collagen.</a> Int. J. Cancer. 20 (1), 1-5 (1977).</li><li>Green, F. M., Gilmore, I. S., Seah, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TOF-SIMS:+Accurate+mass+scale+calibration.">TOF-SIMS: Accurate mass scale calibration.</a> J. Am. Soc. Mass Spectrom. 17 (4), 514-523 (2006).</li><li>Yu, X. -. Y., Liu, B., Yang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+liquids+using+microfluidic+cells.">Imaging liquids using microfluidic cells.</a> Microfluid. Nanofluid. 15 (6), 725-744 (2013).</li><li>Shi, H., Lercher, J. A., Yu, X. -. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sailing+into+uncharted+waters:+recent+advances+in+the+in+situ+monitoring+of+catalytic+processes+in+aqueous+environments.">Sailing into uncharted waters: recent advances in the in situ monitoring of catalytic processes in aqueous environments.</a> Catal. Sci. Technol. 5 (6), 3035-3060 (2015).</li><li>Deleu, M., Crowet, J. M., Nasir, M. N., Lins, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complementary+biophysical+tools+to+investigate+lipid+specificity+in+the+interaction+between+bioactive+molecules+and+the+plasma+membrane:+A+review.">Complementary biophysical tools to investigate lipid specificity in the interaction between bioactive molecules and the plasma membrane: A review.</a> Biochim. Biophys. Acta-Biomembr. 1838 (12), 3171-3190 (2014).</li><li>Kraft, M. L., Klitzing, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+lipids+with+secondary+ion+mass+spectrometry.">Imaging lipids with secondary ion mass spectrometry.</a> Biochim. Biophys. Acta Mol. Cell Biol. Lipids. 1841 (8), 1108-1119 (2014).</li><li>Gilmore, I. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SIMS+of+organics-Advances+in+2D+and+3D+imaging+and+future+outlook.">SIMS of organics-Advances in 2D and 3D imaging and future outlook.</a> J. Vac. Sci. Technol. A. 31 (5), 050819 (2013).</li><li>Muramoto, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ToF-SIMS+Analysis+of+Adsorbed+Proteins:+Principal+Component+Analysis+of+the+Primary+Ion+Species+Effect+on+the+Protein+Fragmentation+Patterns.">ToF-SIMS Analysis of Adsorbed Proteins: Principal Component Analysis of the Primary Ion Species Effect on the Protein Fragmentation Patterns.</a> J. Phys. Chem. C. 115 (49), 24247-24255 (2011).</li><li>Br&#252;ning, C., Hellweg, S., Dambach, S., Lipinsky, D., Arlinghaus, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improving+the+interpretation+of+ToF-SIMS+measurements+on+adsorbed+proteins+using+PCA.">Improving the interpretation of ToF-SIMS measurements on adsorbed proteins using PCA.</a> Surf. Interface Anal. 38 (4), 191-193 (2006).</li><li>Gustavsson, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+modifications+of+silicon+nitride+for+cellular+biosensor+applications.">Surface modifications of silicon nitride for cellular biosensor applications.</a> J. Mater. Sci.-Mater. Med. 19 (4), 1839-1850 (2008).</li><li>Deng, J., Ren, T. C., Zhu, J. Y., Mao, Z. W., Gao, C. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption+of+plasma+proteins+and+fibronectin+on+poly(hydroxylethyl+methacrylate)+brushes+of+different+thickness+and+their+relationship+with+adhesion+and+migration+of+vascular+smooth+muscle+cells.">Adsorption of plasma proteins and fibronectin on poly(hydroxylethyl methacrylate) brushes of different thickness and their relationship with adhesion and migration of vascular smooth muscle cells.</a> Regen Biomater. , 17-25 (2014).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

SALVI gibi TOF-SIMS ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) olarak vakum temelli araçların dinamik sıvı yüzey ve sıvı-katı ara analizine olanak sağlayan bir mikroakışkan arabirimdir. Küçük delikler kullanımı doğrudan vakum sıvı açığa nedeniyle SALVI herhangi bir değişiklik olmadan birçok ince odaklı spektroskopi ve görüntüleme teknikleri için uygundur; 22 taşınabilirlik ve Mikroakiskan çok yönlülüğü gerçek bir multimodal görüntüleme platformu yapmak. Farklı özellikle...

Hidrasyon yapısı, 1 konformasyon, 2 ve proteinlerinin biyolojik aktivitesi 3 için çok önemlidir. onları çevreleyen su molekülleri olmaksızın Proteinler canlı biyolojik aktiviteleri olmazdı. Özellikle, su molekülleri yüzey ve proteinlerin iç yapısı ile etkileşim ve proteinlerin farklı hidrasyon durumları farklı tür etkileşimleri yapmak. 4 katı yüzeyler ile proteinlerin etkileşim nanoteknoloji, biyomalzeme ve doku mühendisliği süreçlerinde etkileri olan temel bir olgudur. Çalışmalar, uzun bir protein, bir yüzey ile karşılaştığında olarak yapısal değişiklikler meydana gelebilir göstermiştir. TOF-SIMS protein katı arayüzü çalışma potansiyeline sahip teknik olarak tasavvur edilmiştir. 5-7 Potansiyel kendi yapısının mekanizmasının temel bir anlayış sağlar katı yüzeyler, proteinlerin hidrasyon anlamak önemlidir, konformasyon ve biyolojikark aktivitesi. Bununla birlikte, ana yüzey analitik teknikler çoğunlukla vakum tabanlıdır ve uçucu sıvı çalışmalar için doğrudan uygulamalar bağlı vakum ortamında uçucu sıvı hızlı buharlaştırma zordur. Biz sıvı yüzeyler ve sıvı-katı etkileşimleri (TOF-SIMS) zaman-of-flight ikincil iyon kütle spektrometresi kullanarak doğrudan gözlemler sağlamak için, sıvı Vakum Arabirimi (SALVI) at Analiz, uyumlu mikroakışkan arayüz Sistemi bir vakum geliştirdi. 8- 2) yüzey gerilimi, diyafram içinde sıvı tutmak için kullanılan 1) tespit penceresi sıvı yüzeyinin doğrudan görüntüleyebilen ve çapı 2-3 mikron bir açıklık ve 3) SALVI: 11 benzersiz özellikleri aşağıdakileri içerir birden fazla analitik platformlar arasında taşınabilir. 11,12 SALVI algılama alanı ve polidimetilsiloksan (PDMS) yapılmış bir mikrokanal bir silisyum nitrür (SİN) membran oluşur. Bu Fabr olduğunuTemiz oda gili ve imalat ve temel tasarım faktörleri önceki gazetelerde ve patent ayrıntılı edilmiştir. 8-12 analitik bir araç olarak TOF-SIMS uygulamaları bazı sulu çözeltilerde ve karmaşık sıvı karışımlarının, kullanarak çeşitli gösterildi hangi nanopartiküller içeriyordu. 13-17 Özellikle, SALVI sıvı TOF-SIMS yerinde yoğunlaştırılmış aşamasında yeni fırsatlar açarak, canlı biyolojik sistemlerin (yani, biyofilm), tek hücreler ve katı-elektrolit arayüzünün sıvı-katı arayüzü sondalama dinamik veriyor TOF-SIMS kullanarak sıvılar dahil çalışmalar. Bununla birlikte, mevcut tasarım henüz gaz-sıvı etkileşimleri izin vermez. Bu gelecekteki gelişimi için bir yönüdür. SALVI ilk kez bu çalışmada hidratlanmış bir protein filmi incelemek için kullanılmıştır. Fibronektin iki hemen hemen aynı disülfid bağları bir çift bağlı monomerler, 18 oluşan bir yaygın olarak kullanılan protein dimeri olan Ihücreleri bağlanma yeteneği için iyi bilinmektedir. Bu bir model sistem olarak seçildi 19,20 hidratlanmış bir protein filmi dinamik SALVI sıvı TOF-SIMS yaklaşımı kullanılarak sondalanabilir ki göstermek için. Protein çözeltisi, mikrokanal sokuldu. 12 saat inkübe edildikten sonra, bir hidratlı bir protein filmi SıN membran arka tarafında oluşturulmuş. Deiyonize (DI) su, protein girmesinden sonra kanal durulayın kullanıldı. Bilgi dinamik TOF-SIMS kullanarak SALVI mikrokanalda hidratlı fibronektin protein molekülleri toplanmıştır. DI su da hidrate fibronektin ince film elde edilen sonuçlarla karşılaştırmak için bir kontrol olarak çalışıldı. Belirgin farklılıklar sulandırılmış protein film ve DI su arasında gözlendi. Bu çalışma, sıvı ortamda yüzeyde protein adsorpsiyon roman salvi ve sıvı TOF-SIMS yaklaşımı kullanarak okudu edilebileceğini göstermektedir. video protokol ilgilenen kişiler için teknik rehberlik sağlamak için tasarlanmıştırTOF-SIMS ile Salvi farklı uygulamalar için bu yeni analitik aracı kullanan ve TOF-SIMS veri toplama ve analiz yanı sıra sıvı taşıma gereksiz hatalar azaltmak içinde.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1170">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:389px;">ToF-SIMS</td>
			<td style="width:260px;">IONTOF</td>
			<td style="width:121px;">TOF.SIMS 5</td>
			<td style="width:400px;">Resolution: &#62; 10,000 m/&#916;m for mass resolution; &#62; 4,000 m/&#916;m for high spatial resolution&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:389px;">System for Analysis at the Liquid Vacuum Interface (SALVI)</td>
			<td style="width:260px;">Pacific Northwest National Laboratory</td>
			<td style="width:121px;">N/A</td>
			<td style="width:400px;">SALVI is a unique, self-contained, portable analytical tool that, for the first time, enables vacuum-based scientific instruments such as time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS) to analyze liquid surfaces in their natural state at the molecular level.</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:389px;">PEEK Union</td>
			<td style="width:260px;">Valco</td>
			<td style="width:121px;">ZU1TPK</td>
			<td>for connecting the inlet and outlet of SALVI</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:389px;">5 Axes Sample Stage</td>
			<td style="width:260px;">IONTOF</td>
			<td style="width:121px;">N/A</td>
			<td>Stage is self-made for mounting SALVI in ToF-SIMS</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:389px;">Barnstead Nanopure Water Purification System</td>
			<td style="width:260px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:121px;">D11921</td>
			<td>ROpure LP Reverse Osmosis filtration module (D2716)</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:389px;">Syringe</td>
			<td style="width:260px;">BD</td>
			<td style="width:121px;">309659</td>
			<td style="width:400px;">1 mL</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:389px;">Pipette</td>
			<td style="width:260px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:121px;">21-377-821</td>
			<td>Range: 100 to 1000 mL</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:389px;">Pipette Tip</td>
			<td style="width:260px;">Neptune</td>
			<td style="width:121px;">2112.96.BS</td>
			<td>1000 &#181;L</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:389px;">Centrifuge Tube</td>
			<td style="width:260px;">Corning</td>
			<td style="width:121px;">430791</td>
			<td>15 mL</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:389px;">Fibronectin</td>
			<td style="width:260px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:121px;">F1141</td>
			<td>1 mg/mL</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:389px;">Ethanol</td>
			<td style="width:260px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:121px;">S25310A</td>
			<td>95% Denatured</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:389px;">Gibco PBS</td>
			<td style="width:260px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:121px;">10010-023</td>
			<td>pH 7.4</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

in situ characterization of hydrated proteins in water by salvi and tof-sims

Bu çalışma Sıvı Vakum Arabirimi (SALVI) ve (TOF-SIMS) zaman-of-flight ikincil iyon kütle spektrometresi de Analiz Sistemi kullanılarak sulu çözeltide protein biyomoleküllerin yerinde karakterizasyonu göstermektedir. fibronektin, protein filmi SALVI algılama alanı oluşturan silisyum nitrür (SİN) zar üzerinde hareketsizleştirildi. TOF-SIMS analizi sırasında, analizin üç modu, yüksek uzaysal çözünürlüğü kütle spektrometresi, iki boyutlu (2D) görüntüleme ve derinlik profilleme dahil yapılmıştır. Kütle spektrumları pozitif ve negatif modda hem de elde edildi. Deiyonize su, bir referans örnek olarak analiz edildi. Bizim sonuçları suda fibronektin filmi tek başına suya göre daha belirgin ve güçlü su küme zirveleri olduğunu göstermektedir. amino asit parçalarının karakteristik zirveleri de sulandırılmış protein TOF-SIMS spektrumları içinde gözlemlenebilir. Bu sonuçlar, bir yüzey üzerine bir protein molekülünün adsorpsiyon Dynamica incelenebilir olduğunu göstermektedirLly ilk kez sıvı ortamda Salvi ve TOF-SIMS kullanarak.

Örnek sonuçlar bir çift önerilen protokolün avantajlarını göstermek için sunulmaktadır. SALVI mikroakışkan arabirimini kullanarak, birincil iyon ışını (Bi 3 +) doğrudan DI su hidratlı fibronektin film üzerinde bombardımanına. Böylece sıvı yüzeyinin moleküler kimyasal haritalama başarıyla elde edilebilir. Şekil 1a ve sırasıyla hidratlı fibronektin film ve DI...

Watch this Scientific Journal Video about In Situ Characterization of Hydrated Proteins in Water by SALVI and ToF-SIMS at JoVE.com

In Situ Characterization of Hydrated Proteins in Water by SALVI and ToF-SIMS

Bu işlem, bir sulu çözelti içinde, protein biyomoleküllerin yerinde time-of-flight sekonder iyon kitle spektrometrisi analizi için bir mikrokanal sıvı kullanım ve numune girişi için bir protokol sunulur.

SALVI ve TOF-SIMS tarafından Su Sönmüş Proteinlerin In Situ Karakterizasyonu içinde

This work demonstrates in situ characterization of protein biomolecules in the aqueous solution using the System for Analysis at the Liquid Vacuum ...

in-situ-characterization-hydrated-proteins-water-salvi-tof

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Chemistry

In Situ Characterization of Hydrated Proteins in Water by SALVI and ToF-SIMS

8.2K Görüntüleme.  Pacific Northwest National Laboratory.  Bu işlem, bir sulu çözelti içinde, protein biyomoleküllerin yerinde time-of-flight sekonder iyon kitle spektrometrisi analizi için bir mikrokanal sıvı kullanım ve numune girişi için bir protokol sunulur. 

Video: In Situ Characterization of Hydrated Proteins in Water by SALVI and ToF-SIMS

Submillisecond Conformational Changes in Proteins Resolved by Photothermal Beam Deflection

Photothermal beam deflection together with photo-acoustic calorimetry and thermal grating belongs to the family of photothermal methods that monitor the time-profile volume and enthalpy changes of light induced conformational changes in proteins on microsecond to millisecond time-scales that are not accessible using traditional stop-flow instruments. In addition, since overall changes in volume and/or enthalpy are probed, these techniques can be applied to proteins and other biomacromolecules that lack a fluorophore and or a chromophore label. To monitor dynamics and energetics of structural changes associated with Ca2+ binding to calcium transducers, such neuronal calcium sensors, a caged calcium compound, DM-nitrophen, is employed to photo-trigger a fast (&#964; &#60; 20 &#956;sec) increase in free calcium concentration and the associated volume and enthalpy changes are probed using photothermal beam deflection technique.

Here we report an application of the photothermal beam deflection technique in combination with a caged calcium compound, DM-nitrophen, to monitor microsecond and millisecond dynamics and energetics of structural changes associated with the calcium association to a neuronal calcium sensor, Downstream Regulatory Element Antagonist Modulator.

Fototermal Işın Sapmasına tarafından Çözülmüş Proteinler Submillisecond Konformasyonel değişiklikler

Photothermal beam deflection together with photo-acoustic calorimetry and thermal grating belongs to the family of photothermal methods that monitor the ...

Kimya

In Situ SIMS and IR Spectroscopy of Well-defined Surfaces Prepared by Soft Landing of Mass-selected Ions

Soft landing of mass-selected ions onto surfaces is a powerful approach for the highly-controlled preparation of materials that are inaccessible using conventional synthesis techniques. Coupling soft landing with in situ characterization using secondary ion mass spectrometry (SIMS) and infrared reflection absorption spectroscopy (IRRAS) enables analysis of well-defined surfaces under clean vacuum conditions. The capabilities of three soft-landing instruments constructed in our laboratory are illustrated for the representative system of surface-bound organometallics prepared by soft landing of mass-selected ruthenium tris(bipyridine) dications, [Ru(bpy)3]2+ (bpy = bipyridine), onto carboxylic acid terminated self-assembled monolayer surfaces on gold (COOH-SAMs). In situ time-of-flight (TOF)-SIMS provides insight into the reactivity of the soft-landed ions. In addition, the kinetics of charge reduction, neutralization and desorption occurring on the COOH-SAM both during and after ion soft landing are studied using in situ Fourier transform ion cyclotron resonance (FT-ICR)-SIMS measurements. In situ IRRAS experiments provide insight into how the structure of organic ligands surrounding metal centers is perturbed through immobilization of organometallic ions on COOH-SAM surfaces by soft landing. Collectively, the three instruments provide complementary information about the chemical composition, reactivity and structure of well-defined species supported on surfaces.

In Situ SIMS and IR Spectroscopy of Well-defined Surfaces Prepared by Soft Landing of Mass-selected Ions

Soft landing of mass-selected ions onto surfaces is a powerful approach for the highly-controlled preparation of novel materials. Coupled with analysis by in situ secondary ion mass spectrometry (SIMS) and infrared reflection absorption spectroscopy (IRRAS), soft landing provides unprecedented insights into the interactions of well-defined species with surfaces.

Kütle-Seçilen İyonlar Yumuşak İniş Hazırlayan İyi tanımlanmış Yüzeyler Yerinde SIMS ve IR spektroskopisi

Soft landing of mass-selected ions onto surfaces is a powerful approach for the highly-controlled preparation of materials that are inaccessible using ...

Water in Oil Emulsions: A New System for Assembling Water-soluble Chlorophyll-binding Proteins with Hydrophobic Pigments

Chlorophylls (Chls) and bacteriochlorophylls (BChls) are the primary cofactors that carry out photosynthetic light harvesting and electron transport. Their functionality critically depends on their specific organization within large and elaborate multisubunit transmembrane protein complexes. In order to understand at the molecular level how these complexes facilitate solar energy conversion, it is essential to understand protein-pigment, and pigment-pigment interactions, and their effect on excited dynamics. One way of gaining such understanding is by constructing and studying complexes of Chls with simple water-soluble recombinant proteins. However, incorporating the lipophilic Chls and BChls into water-soluble proteins is difficult. Moreover, there is no general method, which could be used for assembly of water-soluble proteins with hydrophobic pigments. Here, we demonstrate a simple and high throughput system based on water-in-oil emulsions, which enables assembly of water-soluble proteins with hydrophobic Chls. The new method was validated by assembling recombinant versions of the water-soluble chlorophyll binding protein of Brassicaceae plants (WSCP) with Chl a. We demonstrate the successful assembly of Chl a using crude lysates of WSCP expressing E. coli cell, which may be used for developing a genetic screen system for novel water-soluble Chl-binding proteins, and for studies of Chl-protein interactions and assembly processes.

This manuscript describes a simple and high-throughput method for assembling water-soluble proteins with hydrophobic pigments that is based on water-in-oil emulsions. We demonstrate the effectiveness of the method in the assembly of native chlorophylls with four variants of recombinant water-soluble-chlorophyll binding proteins (WSCPs) of Brassica plants expressed in E. coli.

Petrol Emülsiyonlar Su: Hidrofobik Pigmentler ile Suda çözünür Klorofil bağlayıcı Proteinler Montaj için Yeni Bir Sistem

Chlorophylls (Chls) and bacteriochlorophylls (BChls) are the primary cofactors that carry out photosynthetic light harvesting and electron transport. ...

Assessment of Boron Doped Diamond Electrode Quality and Application to In Situ Modification of Local pH by Water Electrolysis

Boron doped diamond (BDD) electrodes have shown considerable promise as an electrode material where many of their reported properties such as extended solvent window, low background currents, corrosion resistance, etc., arise from the catalytically inert nature of the surface. However, if during the growth process, non-diamond-carbon (NDC) becomes incorporated into the electrode matrix, the electrochemical properties will change as the surface becomes more catalytically active. As such it is important that the electrochemist is aware of the quality and resulting key electrochemical properties of the BDD electrode prior to use. This paper describes a series of characterization steps, including Raman microscopy, capacitance, solvent window and redox electrochemistry, to ascertain whether the BDD electrode contains negligible NDC i.e. negligible sp2 carbon. One application is highlighted which takes advantage of the catalytically inert and corrosion resistant nature of an NDC-free surface i.e. stable and quantifiable local proton and hydroxide production due to water electrolysis at a BDD electrode. An approach to measuring the local pH change induced by water electrolysis using iridium oxide coated BDD electrodes is also described in detail.

Assessment of Boron Doped Diamond Electrode Quality and Application to In Situ Modification of Local pH by Water Electrolysis

A protocol is described for the characterization of the key electrochemical parameters of a boron doped diamond (BDD) electrode and subsequent application for in situ pH generation experiments.

Bor Katkılı Elmas Elektrot Kalite ve Uygulamaya değerlendirilmesi<em&gt; In Situ</em&gt; Su Elektroliz ile Yerel pH Modifikasyonu

Boron doped diamond (BDD) electrodes have shown considerable promise as an electrode material where many of their reported properties such as extended ...

Radiolabeling and Quantification of Cellular Levels of Phosphoinositides by High Performance Liquid Chromatography-coupled Flow Scintillation

Phosphoinositides (PtdInsPs) are essential signaling lipids responsible for recruiting specific effectors and conferring organelles with molecular identity and function. Each of the seven PtdInsPs varies in their distribution and abundance, which are tightly regulated by specific kinases and phosphatases. The abundance of PtdInsPs can change abruptly in response to various signaling events or disturbance of the regulatory machinery. To understand how these events lead to changes in the amount of PtdInsPs and their resulting impact, it is important to quantify PtdInsP levels before and after a signaling event or between control and abnormal conditions. However, due to their low abundance and similarity, quantifying the relative amounts of each PtdInsP can be challenging. This article describes a method for quantifying PtdInsP levels by metabolically labeling cells with 3H-myo-inositol, which is incorporated into PtdInsPs. Phospholipids are then precipitated and deacylated. The resulting soluble 3H-glycero-inositides are further extracted, separated by high-performance liquid chromatography (HPLC), and detected by flow scintillation. The labeling and processing of yeast samples is described in detail, as well as the instrumental setup for the HPLC and flow scintillator. Despite losing structural information regarding acyl chain content, this method is sensitive and can be optimized to concurrently quantify all seven PtdInsPs in cells.

Phosphoinositides are signaling lipids whose relative abundance rapidly changes in response to various stimuli. This article describes a method to measure the abundance of phosphoinositides by metabolically labeling cells with 3H-myo-inositol, followed by extraction and deacylation. Extracted glycero-inositides are then separated by high-performance liquid chromatography and quantified by flow scintillation.

Yüksek Performanslı Sıvı Kromatografi-birleştiğinde Akış Parıldama tarafından Radyoetiketleme ve Fosfoinosititler Hücresel Düzeylerinin Quantification

Phosphoinositides (PtdInsPs) are essential signaling lipids responsible for recruiting specific effectors and conferring organelles with molecular ...

In Situ Characterization of Shewanella oneidensis MR1 Biofilms by SALVI and ToF-SIMS

Bacterial biofilms are surface-associated communities that are vastly studied to understand their self-produced extracellular polymeric substances (EPS) and their roles in environmental microbiology. This study outlines a method to cultivate biofilm attachment to the System for Analysis at the Liquid Vacuum Interface (SALVI) and achieve in situ chemical mapping of a living biofilm by time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS). This is done through the culturing of bacteria both outside and within the SALVI channel with our specialized setup, as well as through optical imaging techniques to detect the biofilm presence and thickness before ToF-SIMS analysis. Our results show the characteristic peaks of the Shewanella biofilm in its natural hydrated state, highlighting upon its localized water cluster environment, as well as EPS fragments, which are drastically different from the same biofilm's dehydrated state. These results demonstrate the breakthrough capability of SALVI that allows for in situ biofilm imaging with a vacuum-based chemical imaging instrument.

In Situ Characterization of Shewanella oneidensis MR1 Biofilms by SALVI and ToF-SIMS

This article presents a method for growing a biofilm for in situ time-of-flight secondary ion mass spectrometry for chemical mapping in its hydrated state, enabled by a microfluidic reactor, System for Analysis at the liquid Vacuum Interface. The Shewanella oneidensis MR-1 with green fluorescence protein was used as a model.

Situ Shewanella Corynebacterium MR1 biyofilmler SALVI ve ToF-SIMS tarafından karakterizasyonu

Bacterial biofilms are surface-associated communities that are vastly studied to understand their self-produced extracellular polymeric substances (EPS) ...

In Situ Characterization of Boehmite Particles in Water Using Liquid SEM

In situ imaging and elemental analysis of boehmite (AlOOH) particles in water is realized using the System for Analysis at the Liquid Vacuum Interface (SALVI) and Scanning Electron Microscopy (SEM). This paper describes the method and key steps in integrating the vacuum compatible SAVLI to SEM and obtaining secondary electron (SE) images of particles in liquid in high vacuum. Energy dispersive x-ray spectroscopy (EDX) is used to obtain elemental analysis of particles in liquid and control samples including deionized (DI) water only and an empty channel as well. Synthesized boehmite (AlOOH) particles suspended in liquid are used as a model in the liquid SEM illustration. The results demonstrate that the particles can be imaged in the SE mode with good resolution (i.e., 400 nm). The AlOOH EDX spectrum shows significant signal from the aluminum (Al) when compared with the DI water and the empty channel control. In situ liquid SEM is a powerful technique to study particles in liquid with many exciting applications. This procedure aims to provide technical know-how in order to conduct liquid SEM imaging and EDX analysis using SALVI and to reduce potential pitfalls when using this approach.

In Situ Characterization of Boehmite Particles in Water Using Liquid SEM

We present a procedure for real-time imaging and elemental composition analysis of boehmite particles in deionized water by in situ liquid Scanning Electron Microscopy.

Situ Su sıvı SEM kullanarak Boehmite parçacıklar karakterizasyonu

In situ imaging and elemental analysis of boehmite (AlOOH) particles in water is realized using the System for Analysis at the Liquid Vacuum Interface ...

DNA-magnetic Particle Binding Analysis by Dynamic and Electrophoretic Light Scattering

Isolation of DNA using magnetic particles is a field of high importance in biotechnology and molecular biology research. This protocol describes the evaluation of DNA-magnetic particles binding via dynamic light scattering (DLS) and electrophoretic light scattering (ELS). Analysis by DLS provides valuable information on the physicochemical properties of particles including particle size, polydispersity, and zeta potential. The latter describes the surface charge of the particle which plays major role in electrostatic binding of materials such as DNA. Here, a comparative analysis exploits three chemical modifications of nanoparticles and microparticles and their effects on DNA binding and elution. Chemical modifications by branched polyethylenimine, tetraethyl orthosilicate and (3-aminopropyl)triethoxysilane are investigated. Since DNA exhibits a negative charge, it is expected that zeta potential of particle surface will decrease upon binding of DNA. Forming of clusters should also affect particle size. In order to investigate the efficiency of these particles in isolation and elution of DNA, the particles are mixed with DNA in low pH (~6), high ionic strength and dehydration environment. Particles are washed on magnet and then DNA is eluted by Tris-HCl buffer (pH = 8). DNA copy number is estimated using quantitative polymerase chain reaction (PCR). Zeta potential, particle size, polydispersity and quantitative PCR data are evaluated and compared. DLS is an insightful and supporting method of analysis that adds a new perspective to the process of screening of particles for DNA isolation.

This protocol describes the synthesis of magnetic particles and evaluation of their DNA-binding properties via dynamic and electrophoretic light scattering. This method focuses on monitoring changes in particle size, their polydispersity and zeta potential of particle surface which play major role in binding of materials such as DNA.

DNA Manyetik Parçacık dinamik ve elektroforetik ışık saçılma göre analiz bağlama

Isolation of DNA using magnetic particles is a field of high importance in biotechnology and molecular biology research. This protocol describes the ...

Rapid Nanoprobe Signal Enhancement by In Situ Gold Nanoparticle Synthesis

The use of nanoprobes such as gold, silver, silica or iron-oxide nanoparticles as detection reagents in bioanalytical assays can enable high sensitivity and convenient colorimetric readout. However, high densities of nanoparticles are typically needed for detection. The available synthesis-based enhancement protocols are either limited to gold and silver nanoparticles or rely on precise enzymatic control and optimization. Here, we present a protocol to enhance the colorimetric readout of gold, silver, silica, and iron oxide nanoprobes. It was observed that the colorimetric signal can be improved by up to a 10000-fold factor. The basis for such signal enhancement strategies is the chemical reduction of Au3+ to Au0. There are several chemical reactions that enable the reduction of Au3+ to Au0. In the protocol, Good&#39;s buffers and H2O2 are used and it is possible to favor the deposition of Au0 onto the surface of existing nanoprobes, in detriment of the formation of new gold nanoparticles. The protocol consists of the incubation of the microarray with a solution consisting of chloroauric acid and H2O2 in 2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid pH 6 buffer following the nanoprobe-based detection assay. The enhancement solution can be applied to paper and glass-based sensors. Moreover, it can be used in commercially available immunoassays as demonstrated by the application of the method to a commercial allergen microarray. The signal development requires less than 5 min of incubation with the enhancement solution and the readout can be assessed by naked eye or low-end image acquisition devices such as a table-top scanner or a digital camera.

Rapid Nanoprobe Signal Enhancement by In Situ Gold Nanoparticle Synthesis

In this work, a protocol for signal enhancement of nanoprobe-based biosensing is presented. The protocol is based on the reduction of chloroauric acid onto the surface of existing nanoprobes that consist of gold, silver, silica or iron-oxide nanoparticles.

Hızlı Nanoprobe sinyal geliştirme içinde in Situ altın nanoparçacık sentezi tarafından

The use of nanoprobes such as gold, silver, silica or iron-oxide nanoparticles as detection reagents in bioanalytical assays can enable high sensitivity ...

Photoelectron Imaging of Anions Illustrated by 310 Nm Detachment of F&#8722;

Anion photoelectron imaging is a very efficient method for the study of energy states of bound negative ions, neutral species and interactions of unbound electrons with neutral molecules/atoms. State-of-the-art in vacuo anion generation techniques allow application to a broad range of atomic, molecular, and cluster anion systems. These are separated and selected using time-of-flight mass spectrometry. Electrons are removed by linearly polarized photons (photo detachment) using table-top laser sources which provide ready access to excitation energies from the infra-red to the near ultraviolet. Detecting the photoelectrons with a velocity mapped imaging lens and position sensitive detector means that, in principle, every photoelectron reaches the detector and the detection efficiency is uniform for all kinetic energies. Photoelectron spectra extracted from the images via mathematical reconstruction using an inverse Abel transformation reveal details of the anion internal energy state distribution and the resultant neutral energy states. At low electron kinetic energy, typical resolution is sufficient to reveal energy level differences on the order of a few millielectron-volts, i.e., different vibrational levels for molecular species or spin-orbit splitting in atoms. Photoelectron angular distributions extracted from the inverse Abel transformation represent the signatures of the bound electron orbital, allowing more detailed probing of electronic structure. The spectra and angular distributions also encode details of the interactions between the outgoing electron and the residual neutral species subsequent to excitation. The technique is illustrated by the application to an atomic anion (F&#8722;), but it can also be applied to the measurement of molecular anion spectroscopy, the study of low lying anion resonances (as an alternative to scattering experiments) and femtosecond (fs) time resolved studies of the dynamic evolution of anions.

Here, we present a protocol for photoelectron imaging of anionic species. Anions generated in vacuo and separated by mass spectrometry are probed using velocity mapped photoelectron imaging, providing details of anion and neutral energy levels, anion and neutral structure and the nature of the anion electronic state.

F− 310 Nm dekolmanı tarafından resimli anyon photoelectron görüntüleme

Anion photoelectron imaging is a very efficient method for the study of energy states of bound negative ions, neutral species and interactions of unbound ...