Name: rapid nanoprobe signal enhancement by in situ gold nanoparticle synthesis
Uploaded: 2018-03-07T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 30 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Rapid Nanoprobe Signal Enhancement by In Situ Gold Nanoparticle Synthesis at JoVE.com

Avrupa Araştırma Konseyi Avrupa Birliği'nin yedinci çerçeve programı (FP/2007-2013) altında finansman / ERC hibe sözleşmesi No 615458, İsveçli Araştırma Konseyi ve Pronova mükemmellik merkezi için protein teknolojisi (VINNOVA - İsveç Hükümet ajansı yenilik sistemleri için) minnetle kabul edilmektedir.

İnsan serum numuneleri koleksiyonu, Yaniülkenin yasal ve etik gereksinimlerine uygun olarak elde edilmiştir. bir Etik Komitesi (veya benzeri) onayı ile ve donörden yazılı izni ile.
1. geliştirme çözüm Hazırlanışı:
<ol><li>10 mM MES pH 6 arabellek MES askıya tarafından sodyum tuzu deiyonize su hazırlamak. PH 6-4 M NaOH çözüm kullanımı için ayarlayın.</li>
	<li>5 mM HAuCl4 çözüm 10 mM MES pH 6 arabelleği (Çözüm 1) hazırlayın.</li>
	<li>1.027 M H2O2 çözüm 10 mM MES pH 6 arabelleği (Çözüm 2) hazırlayın. Not: Çözüm 1 ve çözüm 2 hacimleri var olmak arttırmak için sayı ve microarrays boyutunu bağlıdır. Örneğin, 10 x 10 mm Mikroarray Mikroarray alan geliştirme çözüm ile temas halinde olması için 100 μL Toplam hacim (Çözüm 1 + çözüm 2) gerektirir. Seyreltme sonra H2O2 yaklaşık 30-45 gün içinde kullanılmalıdır.</li>
</ol>2. nano tanecikleri Hazırlanışı:
<ol><li>40 hazırlamak nm Bastús ve arktarafından açıklandığı gibi AuNPs. 16 kısaca, 1 mL sulu 25 mM HAuCl4 habercisi 2.2 mM sodyum sitrat (149 mL) kaynar bir çözüm enjekte. Bir kırmızı şarap rengi görülmektedir kadar bekleyin. Nano tanecikleri bu çözüm olarak tohum tohum-büyüme adımları için kullanın.</li>
	<li>90 ° C'de 60 mM sodyum sitrat 25 mM HAuCl4 tarafından 1 mL solüsyon içeren tohum takip 1 mL enjekte. 30 dakika sonra reaksiyon tamamlandıktan. 40 nm nano tanecikleri elde edilen kadar tohum-büyüme beş kez Bastús ve arktarafından açıklandığı gibi tekrarlayın. 16
</li>
	<li>UV-VIS Absorbans nano tanecikleri boyutunu belirlemek için nano tanecikleri nihai çözüm ölçmek. 17 alternatif olarak, transmisyon elektron Filmler (TEM) olabilir satın aldı ve nano tanecikleri boyutunu belirlemek için kullanılır.</li>
	<li>90 hazırlamak nm Rivero ve arktarafından açıklandığı gibi AgNPs. 18 kısaca, dimethylaminoborane (DMAB) bir şiddetle karıştırılmış Poli (Akrilik asit, sodyum tuzu), çözüm (PAA) ve AgNO3. Çözüm son hacmi 50 mL ve DMAB, PAA son konsantrasyonu ve AgNO3 are 1.6 mM, 10 mM ve 3.33 mM, anılan sıraya göre. Not: karboksil grupları ve 50 ile 100 nm IONPs karboksil grupları ile modifiye SiNPs satın nm.</li>
	<li>Puertas ve arktarafından açıklanan protokol sonrası antikor ile AuNPs functionalize. 19 kısaca, COOH-PEG-SH (5000 g·mol– 1) 1 mg 1.2x10-9 M AuNPs bir çözüm eklemek. (10 optik yoğunluk, OD). 4 M NaOH çözeltisi ile 12 pH ayarlayın.<ol>
<li>Gecede, oda sıcaklığında (~ 22 ° C), kuluçkaya çözüm hafif karıştırma koşullar altında izin.</li>
		<li>PEG fazlalığı 13800 x g 15dk için de çözüm centrifuging tarafından kaldırın.</li>
		<li>Pelet 500 μL deiyonize su ile resuspend.</li>
		<li>PEG-modified AuNPs N-(3-Dimethylaminopropyl)-n 5 μmol ile kuluçkaya '-ethylcarbodiimide hidroklorid (EDC) ve N-hydroxysulfosuccinimide sodyum tuzu (sulfo-NHS) 10 mM MES pH 6 7,5 μmol arabellek için 37 ° C'de 30 dk</li>
		<li>EDC ve sulfo-NHS fazlalığı 13800 x g 5 min için de çözüm centrifuging tarafından kaldırın.</li>
		<li>Pelet 10 mM MES pH 6 arabellek 500 µL içinde resuspend ve antikor, 100 g·mL-1 ekleyin. 37 ° C'de 2 h için kuluçkaya çözüm izin</li>
		<li>Antikor fazlalığı 13800 x g 10 min için de çözüm iki kez centrifuging tarafından kaldırmak ve Pelet 10 mM sodyum fosfat pH 7.5, 0,3 M NaCl arabellek 500 μL içinde resuspend. 37 ° C'de 30 dk için kuluçkaya çözüm izin</li>
		<li>İki kere belgili tanımlık eriyik vasıl 13800 x g 10 dk centrifuging tarafından belirsiz ilişkili antikor kaldırın ve % 1 sığır serum albumin (BSA) 500 μL Pelet 10 mM MES pH 6 arabellekte resuspend. 4 ° C'de örnekleri gecede kuluçkaya.</li>
		<li>BSA fazlalığı 13800 x g 10 min için de çözüm iki kez centrifuging ve Pelet 10 mM MES pH 6 arabellek 500 μL içinde resuspending yıkama.</li>
		<li>EDC ve sulfo-NHS miktarda buna göre ayarlayarak antikor ile SiNPs, 2.5.1 aracılığıyla 2.5.9 5 M AgNPs, 0.5 mg IONPS ve 0.5 mg modifikasyonu için adımları izleyin.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. dikey akışı deneyleri: kağıda dayalı
<ol><li>Microarrays protein G nitroselüloz kağıt membran üzerinde gradyan bir konsantrasyon robotik bir yazıcı ile yatırma tarafından hazırlayın. Yazdırma işleminden sonra oda sıcaklığında (~ 22 ° C) microarrays kuru gecede izin.</li>
	<li>Bir filtre tutucu içine membran ile dikey akışı tahlil taşımak. IgG-modified AuNPs 1 mL·min– 1oranında bir ultra-şırınga pompa kullanarak bir 8 M çözümü akışı. 17 M IgG-modified AgNPs, bir çözüm ile bu işlemi tekrarlayın 0.1 mg·mL– 1 IgG-modified SiNPs ve 0.1 mg·mL– 1 IgG değiştirilme tarihi IONPs.</li>
	<li>Microarrays oda sıcaklığında (~ 22 ° C) için 30 dk kuru ve onları Düz Yataklı Tarayıcı 4800 dpi çözünürlükte tarama izin. Resim 24-bit renk TIFF dosyaları olarak kaydedin.</li>
</ol>4. başvuru ticari cam tabanlı deneyleri:
<ol><li>İki cam slayt allerjen bileşenler ile oda sıcaklığında 4 farklı insan serum numuneleri algılanması için 120 min için kuluçkaya.</li>
	<li>Microarrays deiyonize suyla durulayın.</li>
	<li>Incubate bir slayt ile bir floresan Birleşik Anti-insan IgE antikor, oda sıcaklığında (~ 22 ° C) 30 dk. Incubate ikinci slayt ile Anti-insan IgE antikor-AuNPs oda sıcaklığında 30 dakika değiştiren.</li>
	<li>Microarrays deiyonize suyla durulayın.</li>
	<li>Floresan Anti-insan IgE antikor ile tarama cihazları bir lazer ile inkübe Mikroarray Floresans yoğunluğunu ölçmek. Anti-insanla IgE antikor-modified AuNPs Renkölçer sinyal Alım için bir masa üstü tarayıcı ile inkübe Mikroarray digitalize.</li>
	<li>Dijitalleştirme sonra oda sıcaklığında (~ 22 ° C) 5 min için geliştirme çözümü ile Mikroarray kuluçkaya.</li>
	<li>Sensör deiyonize suyla durulayın ve (~ 22 ° C) oda sıcaklığında 10 dakika kurumasını bekleyin.</li>
	<li>Renkölçer sinyal Alım için 4800 dpi çözünürlükte bir masa üstü tarayıcı ile Mikroarray digitalize. Görüntüleri 16-bit gri tonlamalı TIFF dosyaları kaydedin.</li>
</ol>5. Mikroarray kuluçka geliştirme çözümü ile:
<ol><li>Çözüm 1 ve çözüm 2 aynı miktarda önceden mix veya bunları doğrudan sensör yüzeye karıştırın ve Mikroarray üzerinde ilgi alanı çözüm karışımı ile kaplıdır sağlamak.</li>
	<li>Let sensör kuluçkaya geliştirme çözümü ile oda sıcaklığında zaman kağıt tabanlı microarrays için özellikle yüksek gürültü/sinyal oranı yanı sıra geliştirilmiş hassasiyetleri için 5 dk. daha uzun kuluçka getirebilecek kadar için.</li>
	<li>Deiyonize su 5 için bir kez batış tarafından Mikroarray yıkama s. oda sıcaklığında kurumaya bırakın. Not: Kurutma adımının Mikroarray malzeme üzerinde bağlıdır. Kağıt tabanlı Mikroarray için yaklaşık 30 dakika kurutma adım gerektirir. Cam tabanlı Mikroarray için yaklaşık 5-10 dk kurutma adım gerektirir.</li>
</ol>6. görüntüleme analizi:
<ol><li>Floresans yoğunluklarda yazılım aracı ile analiz. Eşit veya büyük kullanım (DfU) sensör üreticinin yönergeleri izleyerek 0.3 Isac Standartlaştırma birimleri (ISU), tüm sonuçları göz önünde bulundurun.</li>
	<li>Bir yazılım aracı kullanarak Renkölçer yoğunluklarda analiz. Görüntü dosyaları ters çevir, her nokta yoğunluğunu ölçmek ve ortalama piksel yoğunluğu hesaplamak. İneklemek noktalar değerlerini üç ortalama spot piksel yoğunluklarda ortalaması son sinyal değeri hesaplamak için kullanın.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Holzinger, M., Le Goff, A., Cosnier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanomaterials+for+biosensing+applications:+a+review.">Nanomaterials for biosensing applications: a review.</a> Front. Chem. 2, 1 (2014).</li><li>Conde, J., Dias, J. T., Graz&#250;, V., Moros, M., Baptista, P. V., de la Fuente, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Revisiting+30+years+of+biofunctionalization+and+surface+chemistry+of+inorganic+nanoparticles+for+nanomedicine.">Revisiting 30 years of biofunctionalization and surface chemistry of inorganic nanoparticles for nanomedicine.</a> Front. Chem. 2, 48 (2014).</li><li>Sato, K., Onoguchi, M., Sato, Y., Hosokawa, K., Maeda, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-cross-linking+gold+nanoparticle+aggregation+for+sensitive+detection+of+single-nucleotide+polymorphisms:+Optimization+of+the+particle+diameter.">Non-cross-linking gold nanoparticle aggregation for sensitive detection of single-nucleotide polymorphisms: Optimization of the particle diameter.</a> Anal. Biochem. 350 (1), 162-164 (2006).</li><li>Cao, X., Ye, Y., Liu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gold+nanoparticle-based+signal+amplification+for+biosensing.">Gold nanoparticle-based signal amplification for biosensing.</a> Anal. Biochem. 417 (1), 1-16 (2011).</li><li>Fraire, J. C., Motrich, R. D., Coronado, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+of+a+novel+plasmonic+nanoconjugated+analytical+tool+for+ultrasensitive+antigen+quantification.">Design of a novel plasmonic nanoconjugated analytical tool for ultrasensitive antigen quantification.</a> Nanoscale. 8 (39), 17169-17180 (2016).</li><li>Taton, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scanometric+DNA+Array+Detection+with+Nanoparticle+Probes.">Scanometric DNA Array Detection with Nanoparticle Probes.</a> Science. 289 (5485), 1757-1760 (2000).</li><li>Cao, C., Gontard, L. C., Thuy Tram, L. L., Wolff, A., Bang, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dual+Enlargement+of+Gold+Nanoparticles:+From+Mechanism+to+Scanometric+Detection+of+Pathogenic+Bacteria.">Dual Enlargement of Gold Nanoparticles: From Mechanism to Scanometric Detection of Pathogenic Bacteria.</a> Small. 7 (12), 1701-1708 (2011).</li><li>Lu, Y., Shi, W., Qin, J., Lin, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low+cost,+portable+detection+of+gold+nanoparticle-labeled+microfluidic+immunoassay+with+camera+cell+phone.">Low cost, portable detection of gold nanoparticle-labeled microfluidic immunoassay with camera cell phone.</a> Electrophoresis. 30 (4), 579-582 (2009).</li><li>Zhang, M., Wittstock, G., Shao, Y., Girault, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scanning+electrochemical+microscopy+as+a+readout+tool+for+protein+electrophoresis.">Scanning electrochemical microscopy as a readout tool for protein electrophoresis.</a> Anal. Chem. 79 (13), 4833-4839 (2007).</li><li>Zayats, M., Baron, R., Popov, I., Willner, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biocatalytic+Growth+of+Au+Nanoparticles:+From+Mechanistic+Aspects+to+Biosensors+Design.">Biocatalytic Growth of Au Nanoparticles: From Mechanistic Aspects to Biosensors Design.</a> Nano Lett. 5 (1), 21-25 (2005).</li><li>Wang, S., Chen, Z., Choo, J., Chen, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Naked-eye+sensitive+ELISA-like+assay+based+on+gold-enhanced+peroxidase-like+immunogold+activity.">Naked-eye sensitive ELISA-like assay based on gold-enhanced peroxidase-like immunogold activity.</a> Anal. Bioanal. Chem. 408 (4), 1015-1022 (2016).</li><li>de la Rica, R., Stevens, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmonic+ELISA+for+the+ultrasensitive+detection+of+disease+biomarkers+with+the+naked+eye.">Plasmonic ELISA for the ultrasensitive detection of disease biomarkers with the naked eye.</a> Nat. Nanotechnol. 7 (12), 821-824 (2012).</li><li>Liu, D., Yang, 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=Glucose+Oxidase-Catalyzed+Growth+of+Gold+Nanoparticles+Enables+Quantitative+Detection+of+Attomolar+Cancer+Biomarkers.">Glucose Oxidase-Catalyzed Growth of Gold Nanoparticles Enables Quantitative Detection of Attomolar Cancer Biomarkers.</a> Anal. Chem. 86 (12), 5800-5806 (2014).</li><li>Qu, W., Liu, Y., Liu, D., Wang, Z., Jiang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Copper-mediated+amplification+allows+readout+of+immunoassays+by+the+naked+eye.">Copper-mediated amplification allows readout of immunoassays by the naked eye.</a> Angew. Chem. Int. Edit. 50 (15), 3442-3445 (2011).</li><li>Wang, X., Niessner, R., Knopp, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+growth+of+immunogold+for+amplified+optical+detection+of+aflatoxin+B1.">Controlled growth of immunogold for amplified optical detection of aflatoxin B1.</a> Analyst. 140 (5), 1453-1458 (2015).</li><li>Bast&#250;s, N. G. N., Comenge, J. J., Puntes, V. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetically+controlled+seeded+growth+synthesis+of+citrate-stabilized+gold+nanoparticles+of+up+to+200+nm:+size+focusing+versus+Ostwald+ripening.">Kinetically controlled seeded growth synthesis of citrate-stabilized gold nanoparticles of up to 200 nm: size focusing versus Ostwald ripening.</a> Langmuir. 27 (17), 11098-11105 (2011).</li><li>Haiss, W., Thanh, N. T. K., Aveyard, J., Fernig, 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=Determination+of+Size+and+Concentration+of+Gold+Nanoparticles+from+UV-Vis+Spectra.">Determination of Size and Concentration of Gold Nanoparticles from UV-Vis Spectra.</a> Anal. Chem. 79 (11), 4215-4221 (2007).</li><li>Rivero, P. J., Goicoechea, J., Urrutia, A., Arregui, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+both+protective+and+reducing+agents+in+the+synthesis+of+multicolor+silver+nanoparticles.">Effect of both protective and reducing agents in the synthesis of multicolor silver nanoparticles.</a> Nanoscale Res. Lett. 8 (1), 101 (2013).</li><li>Puertas, S., Batalla, P., 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=Taking+Advantage+of+Unspecific+Interactions+to+Produce+Highly+Active+Magnetic+Nanoparticle-Antibody+Conjugates.">Taking Advantage of Unspecific Interactions to Produce Highly Active Magnetic Nanoparticle-Antibody Conjugates.</a> ACS Nano. 5 (6), 1-8 (2011).</li><li>Dias, J. T., Svedberg, G., Nystrand, M., Andersson-Svahn, H., Gantelius, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+signal+enhancement+method+for+nanoprobe-based+biosensing.">Rapid signal enhancement method for nanoprobe-based biosensing.</a> Sci. Rep. 7 (1), 6837 (2017).</li><li>Shen, G., Zhang, S., Hu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Signal+enhancement+in+a+lateral+flow+immunoassay+based+on+dual+gold+nanoparticle+conjugates.">Signal enhancement in a lateral flow immunoassay based on dual gold nanoparticle conjugates.</a> Clin. Biochem. 46 (16-17), 1734-1738 (2013).</li><li>Gupta, S., Huda, S., Kilpatrick, P. K., Velev, O. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+and+optimization+of+gold+nanoparticle-based+silver-enhanced+immunoassays.">Characterization and optimization of gold nanoparticle-based silver-enhanced immunoassays.</a> Anal. Chem. 79 (10), 3810-3820 (2007).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Şu anda, sinyal geliştirme teknikleri nanoprobe tabanlı algılama ile deneyleri için her iki enzim tabanlı12, nano tanecikleri hedef algılama nano-sondalar21 için ikinci bir set gerektirir ya da teknikleri boyama durumunda için sınırlıdır AuNPs veya AgNPs algılama probları olarak kullanın. 22 burada, nanoprobe algılama tabanlı deneyleri sinyal geliştirme için basit, hızlı ve enzim ücretsiz yöntemi açıklanmıştır. Bu yöntemle, nano-sondalar 4 türleri tarafından sağlanan Renkölçer sinyal artırmak mümkün: AuNPs, AgNPs, IONPs ve SiNPs.
Nano-sondalar kümelerine gözlenen amplifikasyon faktör, 100-fold, nerede miktar geliştirme faktörünün ön geliştirme sinyalleri eksikliği nedeniyle mümkün değildi SiNPs dışında oldu. Bu geliştirme faktör protokolünün etkinliği nano-sondalar tüm türleri arasında benzer olduğunu göstermektedir. Ayrıca, geliştirme Protokolü nerede bir hisse senedi AuNPs süspansiyon seyreltme dizi yazdırıldığı kağıt desteğinin üzerinde gerçekleştirildiği zaman 10000-fold büyütme faktörü gözlendi. Geliştirme, AuNPs numarası en düşük görünür lekeler için önceki nerede yaklaşık 10000 nano tanecikleri basıldı, geliştirme sonra az 10 nano tanecikleri yataklık noktalar görünür haline geldi vardı. 20
Burada sunulan geliştirme protokolü için kurulan koşulları azaltılması Au3 + sinyal arka plan gürültü minimuma koruyarak geliştirmek için Au0 yararlanarak sağladı. Şu tahlil için ilâ saklanan microarrays birkaç ay sonra tahlil gerçekleştirildi yanı sıra gerçekleştirildikten sonra geliştirme gerçekleştirilebilir. Geliştirme çözüm çözüm 1 ve çözüm 2 1:1 karışımından oluşur. Her iki çözüm de daha önce karışık veya doğrudan Mikroarray pipetted zaman karışık. Ön karıştırma veya doğrudan karıştırma arasındaki fark sadece raf ömrü geliştirme çözüm etkiler. Ne zaman öncesi karışık raf ömrü 5-7 gün 30-45 gün için değil artırma Pre karıştırılır.
Daha fazla çözümleme sonuçları geliştirme yöntemi Biyoalgılayıcı kantitatif analiz ile müdahale değil göstermiştir. Gözlenen yoğunluğu ve analit konsantrasyonu arasında doğrusal bir ilişki (Tablo 1) devam edildi. Standart floresan algılama ve kolorimetrik algılama ile cam tabanlı alerjen bileşen Mikroarray immunoassay kullanma 4 önceden karakterize klinik örnekleri için elde edilen veriler iki algılama yöntemleri arasında iyi bir uyum gösterdi. Ortalama Floresans yoğunluğu (MFI) ve ortalama Renkölçer yoğunluğu (MCI), bir ortalama R2 karşılaştırma = 0,08 +/-0,79 elde edilen verileri 10 günlük her iki eksen üzerinde olduğunda. Bu deney nano-sondalar için algılama kullanıyorsa veya nanoprobe tabanlı algılama için adapte edilebilir geliştirme yöntemi için ticari bir kit uygulanabilir gösterdi.
Geliştirme yöntemi etkinliği iki kritik yönü üzerinde dayanır. Bu çözüm 1 karışımı sağlamak önemlidir ve homojen 2 çözümüdür. Homojen bir karışım sensör çözüm 1 veya 2 diğer göre baskın nerede geliştirme çözüm kesirler ile temas halinde olacak. Bu Au3 + Au0böylece geliştirme verimliliğini zarar, azaltılması verimliliği azaltır. Kuluçka döneminde Mikroarray geliştirme çözüm temas ilgi tüm alanı önemlidir.
Bir sinyal vericiyi geliştirme elde etmek için geliştirme çözüm ile daha uzun bir kuluçka süre (yaklaşık 5 dk) gerekli olacaktır. Sinyal satın alma ile etkileyebilir arka plan gürültü gelişimi önlemek için Mikroarray yüzey (belirsiz birikimi hızlı bir altın Au0 ve bunun neticesi olan oluşumunu önlemek için önceden blokeörneğin BSA, PEG) olmalıdır katman.
Tahlil içsel etkinliğini geliştirme yöntemi için bir kısıtlamadır. Tahlil sinyal geliştirme gözlenen sağlamak için negatif ve pozitif denetimleri sahip gerçek pozitif sonuçlarına bağlanabilir gerektirir. Nano-sondalar bir non-spesifik etkileşim ile hedef ise, geliştirme geçerli olmayacaktır sonra sinyalleri satın aldı.
Diğer geliştirme teknikleri temel alınarak ya nanopartikül toplama veya geliştirilmiş sinyal Alım sağlar bir malzeme ile nano tanecikleri boyama. Nano tanecikleri algılama sitesinde sayısını toplanması teşvik ederek, sinyal Alım ya da görsel olarak mümkün olacaktır veya UV-VIS ölçümleri. 5 bu sinyal geliştirme teknikleri bir iki adım algılama sistemi, faiz ve nerede muhabir ilk algılama yapı bağlamak için gereken ikinci bir adım analit ilk tespiti güveniyor. Bu stratejileri evrensellik tahlil her türü için belirli geliştirme protokolü en iyi duruma getirme gereksinimi nedeniyle eksikliği.
Boyama, çok burada sunulan, protokolü gibi gümüş gibi boyama geliştirme teknikleri sinyal algılama yapıları, doğrudan geliştirme sağlar. Ancak, burada gösterilen protokolü farklı olarak, gümüş boyama sadece ya AuNPs ya da AgNPs uygulanmak üzere gösterilmiştir. 6 , 7 , 8 , 9
Bu yöntem uygulanabilirliği büyük olasılıkla AuNPs, AgNPs, IONPs veya SiNPs algılama aracıları kullanan herhangi bir tahlil yayılan. Diğer malzemelerden oluşan sensörler yönteminde uygulanması çalışmaya daha fazla çalışma yürütülmektedir.

Nanomalzemeler altın nano tanecikleri (AuNPs) veya demir oksit nano tanecikleri (IONPs) gibi kullanımı uygulamaları biosensing içinde geliştirilmiş hassasiyet ve çok yönlülüğü ile izin verdi. Nano tanecikleri ile hacim oranı için yüksek yüzeyini yararlanmak olarak çeşitli ligandlar ve yüzey dekorasyon için geliştirilen yöntemler bolluk etkin 1 sensörler tasarım geliştirilmiş hassasiyet ile. 2 yine de, bir biosensing aracı nano-sondalar algılanabilir sinyal elde etmek için gerekli sayısına bağlıdır. Örneğin, söz konusu olduğunda 40 nm AuNPs UV-VIS spektroskopisi, yaklaşık 90 × 106 nano-sondalar aracılığıyla bir sinyal elde etmek için etkin faiz hedefinin algılamak için gereklidir. 3 bu nanoprobe yoğunluğu sınırlama sinyal amplifikasyon kullanımı ile atlatılabilir. Böyle stratejileri4 interparticle toplama veya Aglomerasyon nerede ilk nano-sondalar yoğunluğu Nano-sondaları ilk üzerine ikinci bir dizi biriken tarafından artırılır, temel alabilir. 5 görsel veya UV-VIS sinyal Alım nano tanecikleri belirli bir yerde bir sensör yüzeyi sayısını arttırmak sağlar. Ancak, testin duyarlılığı nano tanecikleri nano-sondalar başlangıç kümesi doğru ikinci dizi hedefleme kapasiteli doğal olarak bağlanacaktır. Diğer stratejileri altın ve gümüş Nano sondaları boyama güveniyor. 6 , 7 boyama gümüş iyonları görsel veya UV-VIS algılama etkinleştirme nano tanecikleri yüzeyinin azaltılması yoluyla elde edilir. 8 bu yöntemler mevcut altın sinyal geliştirmek veya yüzey rezonans plasmon potentiating tarafından gümüş nano-sondalar, ikincil hedefleme olayları olduğu gibi interparticle Aglomerasyon yöntemleri bağlı değil sinyal. Ancak, gümüş boyama yöntemleri yalnızca altın veya gümüş nano-sondalar kullanımı ile bildirilmiştir. 8 , 9
2005 ' te Zayats ve ark. 10 Au iyonları yüzey plasmon rezonans sinyal artırmak için altın nano-sondalar yüzeyinin azaltılması bildirdi. Bu enzim bağımlı çalışmada, hidrojen peroksit chloroauric asit azalması izin cetyltrimethylammonium klorür birlikte ve glikoz oksidaz kataliz tarafından oluşturuldu.
Son zamanlarda Wang ve ark. altın bir katman nerede üretilen bir geliştirme yöntemi mevcut nano-sondalar yüzeyinde bildirdi. 11 genişlemiş bu nano-sondalar peroksidaz benzeri katalitik aktivitesi substrat 3 ', 5, 5 '-tetramethylbenzidine (TMB) parlak mavi renk görselleştirme çıplak gözle etkinleştirme karşı görüntülenir.
Stevens vd. Plazmonik ELISA tabanlı tahlil gelişimi bildirdi. 12 geleneksel ELISA stratejisi aracılığıyla Prostat spesifik antijen (PSA) algılama sonra katalaz ile etiketli bir ikincil antikor sonra sensör hidrojen peroksit içeren bir çözümde dalmış oldu sensör ile inkübe ve chloroauric asit. İkincil katalaz-modified antikor (olumlu sonuç) varlığı hidrojen peroksit, chloroauric asit azaltma yavaşlama ve yarı küresel monodispersed AuNPs kırmızı renk ile verimli tüketimi teşvik etmek. Katalaz-modified antikor (negatif sonuç) yokluğu böylece hızlı chloroauric azaltma teşvik ve AuNPs türleri, kötü tanımlanmış Morfoloji mavi/mor renk için sorumlu ile verimli olduğu gibi kalır için hidrojen peroksit konsantrasyon izin . Konsantrasyon hidrojen peroksit, katalaz, etkinlik tarafından belirlenen faiz analit konsantrasyon için ilişkili olduğu gösterildi. Katalaz-modified ikincil antikor ve katalitik aktivitesi şartları kontrolünü ihtiyacını bu yöntemin evrensellik engel iki etken vardır. Ayrıca, altın kümeleri, varolan AuNPs bağımsız oluşumu güçlendirme stratejisi için arka plan gürültü sorunları neden olabilir.
Yukarıda belirtilen teknikleri de birkaç diğerleri gibi13,14,15, bu mümkün kıldı nanoprobe tabanlı biyosensörler sınırları algılama geleneksel teknikleri ile eşit düzeyde ulaşmak için.
Burada, bir roman altın geliştirme yöntemi gösterilmiştir, nerede bir varolan nanoprobe sinyal güçlendirilmiş potentiating veya bir yüzey plasmon rezonans sinyal tanıtımı. Algılama altın, gümüş, Silis veya demir oksit nano tanecikleri kullanımı ile yapılır sonra sensör bir çözüm hidrojen peroksit ve 2-(N-Morpholino) chloroauric asit karışımı ile kuluçkaya yetkisi olan ethanesulfonic asit (MES) pH 6 arabellek. Geliştirme çözüm bileşenlerinde konsantrasyonları Au0 varolan nano-sondalar yüzeyinde birikimi iyilik için optimize. Tüm için nanoprobe türleri, i.eokudu. AuNPs, gümüş nano tanecikleri (AgNPs), Silis nano tanecikleri (SiNPs) ve IONPs, kötü tanımlanmış bir tabaka oluşumu vermiştir veya algılanabilir veya artan görünür bir sinyal sonuçlanan ışık saçılma artar. Nano-sondalar kağıt ve cam tabanlı microarrays için 100-fold büyütme faktörü bir sinyal artışı elde edildi ve işlemi bir sinyal almak için en az 5 dk sürer. Çıplak gözle, sinyal Alım yapılabilir UV-VIS spektroskopisi veya bir dijital fotoğraf makinesi veya bir masa üstü tarayıcı gibi düşük-uç araçları görüntüleme. Ayrıca, bu geliştirme Protokolü kolayca bir piyasada bulunan Anti teşhis tahlil özel optimizasyonu gerek kalmadan uygulanabilir olduğunu gösterilmiştir.

<table><tbody><tr><td>Chloroauric acid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>254169 ALDRICH</td><td></td></tr><tr><td>Sodium citrate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S4641 SIGMA-ALDRICH</td><td></td></tr><tr><td>Dimethylaminoborane&amp;nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>476668 ALDRICH</td><td></td></tr><tr><td>Poly(acrylic acid, sodium salt)&amp;nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>416037 ALDRICH</td><td></td></tr><tr><td>Silver nitrate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>204390 ALDRICH</td><td></td></tr><tr><td>100 nm magnetic nanoparticles</td><td>Ademtech</td><td>021111</td><td></td></tr><tr><td>50 nm silica nanoparticles</td><td>Corposcular</td><td>140510-10</td><td></td></tr><tr><td>COOH-PEG-SH&amp;nbsp;</td><td>RAPP Polymere</td><td>135000-4-32</td><td></td></tr><tr><td>Sodium hydroxide</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>1.06462&amp;nbsp;EMD MILLIPORE</td><td></td></tr><tr><td>N-(3-Dimethylaminopropyl)-N&amp;rsquo;-ethylcarbodiimide hydrochloride</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>03449&amp;nbsp;SIGMA</td><td></td></tr><tr><td>N-Hydroxysulfosuccinimide sodium salt&amp;nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>56485&amp;nbsp;ALDRICH</td><td></td></tr><tr><td>Hydrogen peroxide solution</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>95313 SIGMA-ALDRICH</td><td></td></tr><tr><td>2-(N-Morpholino)ethanesulfonic acid hydrate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M8250 SIGMA</td><td></td></tr><tr><td>IgG antibody</td><td>Abcam</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sodium phosphate&amp;nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>342483&amp;nbsp;ALDRICH</td><td></td></tr><tr><td>Sodium chloride</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S7653&amp;nbsp;SIGMA-ALDRICH</td><td></td></tr><tr><td>Bovine serum albumin</td><td>VWR&amp;nbsp;</td><td>422351S</td><td></td></tr><tr><td>Protein G</td><td>Thermo Scientific</td><td>21193</td><td></td></tr><tr><td>Nitrocellulose paper membrane</td><td>Whatman</td><td>10402096</td><td></td></tr><tr><td>Nanoplotter 2.1 robotic printer</td><td>GeSIM</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Filter holder</td><td>Merck</td><td>XX3001200</td><td></td></tr><tr><td>PhD2000 Ultrasyring pump</td><td>Harvard</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Flatbed scanner CannonScan 9000F Mark II</td><td>Cannon</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Anti-human IgE antibody-modified AuNPs&amp;nbsp;</td><td>Thermofisher</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Laser scanning LuxScan 10/K</td><td>Capital Bio</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Table-top scanner Image Scanner Epson Expression 1600 pro</td><td>Epson</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Glass slide ImmunoCAP ISAC sIgE 112</td><td>Thermofisher</td><td>81-1011-01</td><td></td></tr><tr><td>Fluorescent-conjugated anti-human IgE antibody&amp;nbsp;</td><td>Thermofisher</td><td>81-1011-01</td><td></td></tr><tr><td>Phadia Microarray Image Analyzer MIA 1.2.4&amp;nbsp;</td><td>Thermofisher</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

rapid nanoprobe signal enhancement by in situ gold nanoparticle synthesis

Nano-sondalar altın, gümüş, Silis veya algılama reaktifler bioanalytical deneyleri içinde olarak demir-oksit nano tanecikleri gibi kullanımı yüksek hassasiyet ve uygun Renkölçer okuma etkinleştirebilirsiniz. Ancak, nano tanecikleri yüksek yoğunlukları genel algılama için gereklidir. Mevcut geliştirme sentez tabanlı iletişim kuralları ya da altın ve gümüş için sınırlı nano tanecikleri ya da hassas enzimatik kontrol ve en iyi duruma getirme güveniyor. Burada, altın, gümüş, Silis ve demir oksit nano-sondalar Renkölçer okuma geliştirmek için bir protokol mevcut. Renkölçer sinyal tarafından kadar 10000-fold bir faktör geliştirilebilir ki gözlendi. Bu sinyal geliştirme stratejileri kimyasal azaltılması Au3 + Au0temelidir. Au3 + Au0azalma sağlamak çeşitli kimyasal reaksiyonlar vardır. İletişim kuralı ' iyi'nın arabellek ve H2O2 kullanılır ve Au0 varolan nano-sondalar, yeni altın nano tanecikleri oluşumu zararına olarak yüzeyinin birikimi lehine mümkündür. Chloroauric asit ve H2O2 ' 2-(N-morpholino) oluşan bir çözüm ile Mikroarray kuluçka, protokol oluşur nanoprobe tabanlı algılama tahlil takip ethanesulfonic asit pH 6 arabellek. Geliştirme çözüm kağıt ve cam tabanlı sensörler için uygulanabilir. Ayrıca, bu piyasada bulunan uzun bir ticari alerjene Mikroarray yöntemi uygulamaya tarafından gösterildiği gibi kullanılabilir. Sinyal geliştirme az 5 dk, kuluçka ve geliştirme çözüm gerektirir ve okuma çıplak gözle ya da masa üstü tarayıcı veya dijital kamera gibi düşük-uç görüntü edinme aygıtlar tarafından tespit edilebilir.

Bir tahlil, nano-sondalar algılama Aracısı olarak kullanarak taşıdıktan sonra sensör algılama alanı Nano-sondaları ile (şekil 1bir) doldurulması. Nano-sondalar sayısı görsel algılama için sınırı altında ise, analit tespiti başlangıçta, negatif dikkate. Burada sunulan (şekil 1b) iletişim kuralını kullanarak, nano-sondalar sinyal Au (şekil 1c) kötü tanımlanmış bir tabakanın tanıtarak potentiated.
Protein G tespiti için tasarlanmış bir kağıda dayalı immunoassay etkinliğini geliştirme Protokolü (Şekil 2) vitrin olarak gerçekleştirilmiştir. AuNPs, AgNPs, SiNPs ve IONPs IgG antikorlar ile değiştirilmiş ve kullanılan ve algılama ajanlar. Kağıt microarrays bir degrade Protein G moleküllerin bir sayının nokta var olarak hazırlanmıştır.
Sonra tahlil gerçekleştirildiği, bu gözlenmiştir IgG değiştirilmiş AuNPs (IgG-AuNPs) düşük spot (Şekil 2bir) başına 2 × 105 moleküller olarak tespit etmek mümkün, IgG değiştirilmiş AgNPs (IgG-AgNPs) düşük 2 × 104 olarak tespit etmek mümkün moleküller yer (Şekil 2c) başına IgG modifiye IONPs (IgG-IONPs) SiNPs (IgG-SiNPs) görsel sinyal ( sağlamak mümkün değildi 2 × 107 molekülleri başına spot (Şekil 2e) ve IgG değiştirilme tarihi gibi düşük tespit etmek mümkün Şekil 2g).
Microarrays geliştirme çözümü ile kuluçka tarafından mümkün sinyal ile 100-fold artırmak için kullanılan nano tanecikleri tüm türleri arasındaki. SiNPs söz konusu olduğunda, geliştirme çözüm bu görsel sinyal geliştirme çözüm nerede görülmüştür bir sinyal gözlemlemek mümkün kıldı (Şekil 2b, 2d, 2f ve 2 h).
Varolan bir ticari immunoassay yönteminin uygulamaya olasılığı değerlendirilmiştir. Geliştirme bir cam tabanlı alerjen bileşen Mikroarray immunoassay gerçekleştirilmiştir. Doğrulanmış ve serum örnekleri Alerjik hastalardan Mikroarray ile değerlendirilmiştir karakterize 4 kümesi (örnekleri belirlenmiş a, b, c ve d). Bu tahlil standart Fluorometrik tespiti ile anti-IgE sinyal (şekil 3) geliştirme tarafından takip AuNPs etiketli boyama için karşılaştırıldı. Önce geliştirme, nereye belgili tanımlık hafiye anti-IgE AuNPs etiketli gerçekleştirildiği microarrays üzerinde hiçbir noktalar tespit edildi. Geliştirme sonra birkaç noktalar çıplak gözle görünür ve onların yoğunluğu görüntü dijitalleştirme (şekil 3) tarafından tescil edildi. Floresans algılama ile çeşitli yerlerinden edildi (şekil 3) tespit edildi.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57297/57297fig1.jpg"> Resim 1 . Belgili tanımlık merdiven çizimi bir mikrospot için gelişmiş sinyal analit algılama uğrar. (bir) antikor-modified iki nano-sondalar sonra bir mikrospot, Mikroarray geliştirme iletişim kuralı ile (b) kuluçka ve antikor-modified nano-sondalar ve (sonraki tohum büyüme immobilize bir analit tespiti c) mikrospot nerede nano-sondalar boyutunu geliştirme çözümü ile 5 dk kuluçka sonra arttı. Bu rakam dapted Dias ve arkgelen olmuştur. 20 <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57297/57297fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57297/57297fig2.jpg"> Resim 2 . Microarrays protein G. tespiti için elinizde görüntü Geliştirme (birile) IgG-AuNPs, (c) IgG-AgNPs, (e) yürütülen algılama önce gözlemlenen mikrospots her Mikroarray sol tarafta olan IgG-IONPs ve (g) IgG-SiNPs. Her Mikroarray sağ tarafta mikrospots (b) IgG-AuNPs, (d) IgG-AgNPS, (f) geliştirme sonra olan IgG-IONPs ve (h) IgG-SiNPs. Her konsantrasyonu protein G Mikroarray nüsha olarak yatırılır. Bir hesaplama protein konsantrasyonu dayalı G yapıldı protein miktarının her mikrospot basılmış. Bu rakam Dias ve arkadapte edilmiş. 20 <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57297/57297fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57297/57297fig3.jpg"> Şekil 3 . Floresan yoğunluğu ve deneyleri için elde edilen Renkölçer yoğunluğu arasında korelasyon ticari anti teşhis tahlil ile yürütülen. Floresan yoğunluğu (MFI) demek ve kolorimetrik yoğunluğu (MCI) örneklerinde a, b, alerjenler tespiti için ölçülen demek c ve ö. Insets günlük 10 dönüştürülmüş verileri aralıklarla nerede her iki yöntem arasında doğrusal bir ilişki gözlendi. Fluorophore-modified antikor üzerinde (Fluorophore-Ab) tabanlı algılama için gözlenen mikrospots yoğunluğunu Floresans emisyon var. Ab-AuNPs tahlil dayalı algılama için gözlenen mikrospots parlaklığını Mikroarray dijitalleştirecek ve görüntüleme yazılımı ile görüntü ters çevirme sonra elde edildi. Microarrays aşırı sağ altta dikey triplicates floresan algılama için olumlu denetimleriyle sahip olarak tasarlanmıştır. Diğer üç köşe yazılım değerlendirme için kullanılır. Resim 16-bit gri tonlamalı olarak analiz edildi. Bu rakam Dias ve arkadapte edilmiş. 20 <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57297/57297fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<table fo:keep-together.within-page="1"><tbody>
<tr>
<td></td>
			<td>R2 önceki geliştirme</td>
			<td>R2 ' den sonra geliştirme</td>
		</tr>
<tr>
<td>IgG-AuNPs</td>
			<td>8.70E-01</td>
			<td>7.80E-01</td>
		</tr>
<tr>
<td>IgG-AgNPs</td>
			<td>9.10E-01</td>
			<td>9.60E-01</td>
		</tr>
<tr>
<td>IgG-IONPs</td>
			<td>9.17E-01</td>
			<td>9.30E-01</td>
		</tr>
<tr>
<td>IgG-SiNPs</td>
			<td>-</td>
			<td>8.50E-01</td>
		</tr>
</tbody></table>Tablo 1. R2 değerleri için algılama protein G, önce ve sonra nano tanecikleri farklı kümeleri kullanarak geliştirme,. Noktalar yoğunluğunu analit konsantrasyon ile korele ölçülen sonra R2 değerleri elde edilmiştir.

Watch this Scientific Journal Video about Rapid Nanoprobe Signal Enhancement by In Situ Gold Nanoparticle Synthesis at JoVE.com

Rapid Nanoprobe Signal Enhancement by In Situ Gold Nanoparticle Synthesis

Bu çalışmada, sinyal enhancement-in nanoprobe tabanlı biosensing için bir protokol sunulmuştur. Protokol chloroauric asit, altın, gümüş, Silis veya demir-oksit nano tanecikleri oluşan mevcut nano-sondalar yüzeyinin azaltılması temel alır.

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 ...

rapid-nanoprobe-signal-enhancement-situ-gold-nanoparticle

Research

JoVE Journal

Chemistry

Rapid Nanoprobe Signal Enhancement by In Situ Gold Nanoparticle Synthesis

7.5K Görüntüleme.  KTH Royal Institute of Technology. Bu çalışmada, sinyal enhancement-in nanoprobe tabanlı biosensing için bir protokol sunulmuştur. Protokol chloroauric asit, altın, gümüş, Silis veya demir-oksit nano tanecikleri oluşan mevcut nano-sondalar yüzeyinin azaltılması temel alır.

Video: Rapid Nanoprobe Signal Enhancement by In Situ Gold Nanoparticle Synthesis

Fabricating a UV-Vis and Raman Spectroscopy Immunoassay Platform

Immunoassays are used to detect proteins based on the presence of associated antibodies. Because of their extensive use in research and clinical settings, a large infrastructure of immunoassay instruments and materials can be found. For example, 96- and 384-well polystyrene plates are available commercially and have a standard design to accommodate ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopy machines from various manufacturers. In addition, a wide variety of immunoglobulins, detection tags, and blocking agents for customized immunoassay designs such as enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA) are available.
Despite the existing infrastructure, standard ELISA kits do not meet all research needs, requiring individualized immunoassay development, which can be expensive and time-consuming. For example, ELISA kits have low multiplexing (detection of more than one analyte at a time) capabilities as they usually depend on fluorescence or colorimetric methods for detection. Colorimetric and fluorescent-based analyses have limited multiplexing capabilities due to broad spectral peaks. In contrast, Raman spectroscopy-based methods have a much greater capability for multiplexing due to narrow emission peaks. Another advantage of Raman spectroscopy is that Raman reporters experience significantly less photobleaching than fluorescent tags1. Despite the advantages that Raman reporters have over fluorescent and colorimetric tags, protocols to fabricate Raman-based immunoassays are limited. The purpose of this paper is to provide a protocol to prepare functionalized probes to use in conjunction with polystyrene plates for direct detection of analytes by UV-Vis analysis and Raman spectroscopy. This protocol will allow researchers to take a do-it-yourself approach for future multi-analyte detection while capitalizing on pre-established infrastructure.

Nanoparticle-based optical probes have been designed as a vehicle for detecting antigens using Raman and UV-Vis spectroscopy. Here we describe a protocol for preparing such probes for a UV-Vis/Raman spectroscopy immunoassay in such a way to incorporate future multiplexing capabilities.

Bir UV-Vis ve Raman Spektroskopisi İmmunoassay Platformu imalatı

Immunoassays are used to detect proteins based on the presence of associated antibodies. Because of their extensive use in research and clinical settings, ...

Biyokimya

Gold Nanostar Synthesis with a Silver Seed Mediated Growth Method

The physical, chemical and optical properties of nano-scale colloids depend on their material composition, size and shape 1-5. There is a great interest in using nano-colloids for photo-thermal ablation, drug delivery and many other biomedical applications 6. Gold is particularly used because of its low toxicity 7-9. A property of metal nano-colloids is that they can have a strong surface plasmon resonance 10. The peak of the surface plasmon resonance mode depends on the structure and composition of the metal nano-colloids. Since the surface plasmon resonance mode is stimulated with light there is a need to have the peak absorbance in the near infrared where biological tissue transmissivity is maximal 11, 12.
We present a method to synthesize star shaped colloidal gold, also known as star shaped nanoparticles 13-15 or nanostars 16. This method is based on a solution containing silver seeds that are used as the nucleating agent for anisotropic growth of gold colloids 17-22. Scanning electron microscopy (SEM) analysis of the resulting gold colloid showed that 70 % of the nanostructures were nanostars. The other 30 % of the particles were amorphous clusters of decahedra and rhomboids. The absorbance peak of the nanostars was detected to be in the near infrared (840 nm). Thus, our method produces gold nanostars suitable for biomedical applications, particularly for photo-thermal ablation.

We synthesized star shaped gold nanostars using a silver seed mediated growth method. The diameter of the nanostars ranges from 200 to 300 nm and the number of tips vary from 7 to 10. The nanoparticles have a broad surface plasmon resonance mode centered in the near infrared.

Gümüş Tohum aracılığı Büyüme Yöntemi ile Altın Nanostar Sentezi

The physical, chemical and optical properties of nano-scale colloids depend on their material composition, size and shape 1-5. There is a great interest ...

Biyomühendislik

A Simple Method for the Size Controlled Synthesis of Stable Oligomeric Clusters of Gold Nanoparticles under Ambient Conditions

Reducing dilute aqueous HAuCl4 with sodium thiocyanate (NaSCN) under alkaline conditions produces 2 to 3 nm diameter nanoparticles. Stable grape-like oligomeric clusters of these yellow nanoparticles of narrow size distribution are synthesized under ambient conditions via two methods. The delay-time method controls the number of subunits in the oligoclusters by varying the time between the addition of HAuCl4 to alkaline solution and the subsequent addition of reducing agent, NaSCN. The yellow oligoclusters produced range in size from ~3 to ~25 nm. This size range can be further extended by an add-on method utilizing hydroxylated gold chloride (Na+[Au(OH4-x)Clx]-) to auto-catalytically increase the number of subunits in the as-synthesized oligocluster nanoparticles, providing a total range of 3 nm to 70 nm. The crude oligocluster preparations display narrow size distributions and do not require further fractionation for most purposes. The oligoclusters formed can be concentrated &#62;300 fold without aggregation and the crude reaction mixtures remain stable for weeks without further processing. Because these oligomeric clusters can be concentrated before derivatization they allow expensive derivatizing agents to be used economically. In addition, we present two models by which predictions of particle size can be made with great accuracy.

We describe a simple method for producing highly stable oligomeric clusters of gold nanoparticles via the reduction of chloroauric acid (HAuCl4) with sodium thiocyanate (NaSCN). The oligoclusters have a narrow size distribution and can be produced with a wide range of sizes and surface coats.

Ortam Koşullarında Altın Nanopartiküller Kararlı Oligomerik Kümeleri Boyut Kontrollü Sentezi için Basit Bir Yöntem

Reducing dilute aqueous HAuCl4 with sodium thiocyanate (NaSCN) under alkaline conditions produces 2 to 3 nm diameter nanoparticles. Stable grape-like ...

Kimya

Hydroquinone Based Synthesis of Gold Nanorods

Gold nanorods are an important kind of nanoparticles characterized by peculiar plasmonic properties. Despite their widespread use in nanotechnology, the synthetic methods for the preparation of gold nanorods are still not fully optimized. In this paper we describe a new, highly efficient, two-step protocol based on the use of hydroquinone as a mild reducing agent. Our approach allows the preparation of nanorods with a good control of size and aspect ratio (AR) simply by varying the amount of hexadecyl trimethylammonium bromide (CTAB) and silver ions (Ag+) present in the "growth solution". By using this method, it is possible to markedly reduce the amount of CTAB, an expensive and cytotoxic reagent, necessary to obtain the elongated shape. Gold nanorods with an aspect ratio of about 3 can be obtained in the presence of just 50 mM of CTAB (versus 100 mM used in the standard protocol based on the use of ascorbic acid), while shorter gold nanorods are obtained using a concentration as low as 10 mM.

This paper describes a protocol for the synthesis of gold nanorods, based on the use of hydroquinone as reducing agent, plus the different mechanisms for controlling their size and aspect ratio.

Altın nanorods hidrokinon Esaslı Sentezi

Gold nanorods are an important kind of nanoparticles characterized by peculiar plasmonic properties. Despite their widespread use in nanotechnology, the ...

Microfabrication of Nanoporous Gold Patterns for Cell-material Interaction Studies

Nanostructured materials with feature sizes in tens of nanometers have enhanced the performance of several technologies, including fuel cells, biosensors, biomedical device coatings, and drug delivery tools. Nanoporous gold (np-Au), produced by a nano-scale self-assembly process, is a relatively new material that exhibits large effective surface area, high electrical conductivity, and catalytic activity. These properties have made np-Au an attractive material to scientific community. Most studies on np-Au employ macro-scale specimens and focus on fundamental science of the material and its catalytic and sensor applications. The macro-scale specimens limit np-Au's potential in miniaturized systems, including biomedical devices. In order to address these issues, we initially describe two different methods to micropattern np-Au thin films on rigid substrates. The first method employs manually-produced stencil masks for creating millimeter-scale np-Au patterns, while the second method uses lift-off photolithography to pattern sub-millimeter-scale patterns. As the np-Au thin films are obtained by sputter-deposition process, they are compatible with conventional microfabrication techniques, thereby amenable to facile integration into microsystems. These systems include electrically-addressable biosensor platforms that benefit from high effective surface area, electrical conductivity, and gold-thiol-based surface bioconjugation. We describe cell culture, immunostaining, and image processing techniques to quantify np-Au's interaction with mammalian cells, which is an important performance parameter for some biosensors. We expect that the techniques illustrated here will assist the integration of np-Au in platforms at various length-scales and in numerous applications, including biosensors, energy storage systems, and catalysts.

We report on techniques to micropattern nanoporous gold thin films via stencil printing and photolithography, as well as methods to culture cells on the microfabricated patterns. In addition, we describe image analysis methods to characterize morphology of the material and the cultured cells using scanning electron and fluorescence microscopy techniques.

Hücre-malzeme Etkileşim Araştırmalar Nanogözenekli Altın Patterns mikroimalat

Nanostructured materials with feature sizes in tens of nanometers have enhanced the performance of several technologies, including fuel cells, biosensors, ...

Naked-Eye Detection of Rare Point Mutations in DNA

The protocol describes a naked-eye colorimetric test for the detection of somatic point mutations in an excess of wild type DNA. The future foreseen application of the method is the identification of rare mutations in circulating cell-free DNA from liquid biopsies, with a relevance in cancer diagnostics and stratification of oncological patients for personalized therapy. As a proof of concept, the test has been designed to detect the BRAFV600E mutation in the BRAF gene, which is important to identify the sub-group of melanoma patients that can benefit from targeted therapies with BRAF inhibitors. However, this colorimetric test can be easily generalized to other somatic mutations of clinical relevance due to the use of universal detection probes, thus providing strong potential in oncological diagnostics.
The test detects 0.5% of BRAFV600E in an excess of BRAFWT DNA, which matches the sensitivity of some commercial instrumental assays. Such sensitivity is clinically relevant for diagnostic purposes, allowing the early identification of drug-sensitive patients. In contrast to commercial assays based on real-time PCR, this test requires minimal instrumentation and processing, as it can be performed on DNA amplified with a standard PCR (or isothermal techniques) and provides a naked-eye readout with a one-tube reaction of a few steps in only one hour. At present, the test has been used only on synthetic DNA samples. However, the latter have been designed to mimic a real sample amplified from circulating cell-free DNA, to favor the translation of the test to clinical diagnostics.

This protocol permits the naked-eye identification of point mutated DNA in a 200-fold excess of wild type DNA molecules, by exploiting gold nanoparticles and paramagnetic microparticles.

The protocol describes a naked-eye colorimetric test for the detection of somatic point mutations in an excess of wild type DNA. The future foreseen ...

Gold Nanoparticle Synthesis

Gold nanoparticles (Au nanoparticles) that are ~12 nm in diameter were synthesized by rapidly injecting a solution of 150 mg (0.15 mmol) of tetrachloroauric acid in 3.0 g (3.7 mmol, 3.6 mL) of oleylamine (technical grade) and 3.0 mL of toluene into a boiling solution of 5.1 g (6.4 mmol, 8.7 mL) of oleylamine in 147 mL of toluene. While boiling and mixing the reaction solution for 2 hours, the color of the reaction mixture changed from clear, to light yellow, to light pink, and then slowly to dark red. The heat was then turned off, and the solution was allowed to gradually cool down to room temperature for 1 hour. The gold nanoparticles were then collected and separated from the solution using a centrifuge and washed three times; by vortexing and dispersing the gold nanoparticles in 10 mL portions of toluene, and then precipitating the gold nanoparticles by adding 40 mL portions of methanol and spinning them in a centrifuge. The solution was then decanted to remove any remaining byproducts and unreacted starting materials. Drying the gold nanoparticles in a vacuum environment produced a solid black pellet; which could be stored for long periods of time (up to one year) for later use, and then redissolved in organic solvents such as toluene.

A protocol for synthesizing ~12 nm diameter gold nanoparticles (Au nanoparticles) in an organic solvent is presented. The gold nanoparticles are capped with oleylamine ligands to prevent agglomeration. The gold nanoparticles are soluble in organic solvents such as toluene.

Altın Nanopartikül Sentezi

Gold nanoparticles (Au nanoparticles) that are ~12 nm in diameter were synthesized by rapidly injecting a solution of 150 mg (0.15 mmol) of ...

Plazmonik DNA Origami Nanoantenleri ile Sağlanan Tek Moleküllü SERS Ölçümleri

Single-Molecule Surface-Enhanced Raman Scattering Measurements Enabled by Plasmonic DNA Origami Nanoantennas

Surface-enhanced Raman scattering (SERS) has the capability to detect single molecules for which high field enhancement is required. Single-molecule (SM) SERS is able to provide molecule-specific spectroscopic information about individual molecules and therefore yields more detailed chemical information than other SM detection techniques. At the same time, there is the potential to unravel information from SM measurements that remain hidden in Raman measurements of bulk material. This protocol outlines the SM SERS measurements using a DNA origami nanoantenna (DONA) in combination with atomic force microscopy (AFM) and Raman spectroscopy. A DNA origami fork structure and two gold nanoparticles are combined to form the DONAs, with a 1.2-2.0 nm gap between them. This allows an up to 1011-fold SERS signal enhancement, enabling measurements of single molecules. The protocol further demonstrates the placement of a single analyte molecule in a SERS hot spot, the process of AFM imaging, and the subsequent overlaying of Raman imaging to measure an analyte in a single DONA.

Yazar Spotlight: Plazmonik DNA Origami Nanoantenleri Tarafından Sağlanan Tek Moleküllü Yüzeyle Geliştirilmiş Raman Saçılma Ölçümleri  

This protocol demonstrates single-molecule surface-enhanced Raman scattering (SERS) measurements using a DNA origami nanoantenna (DONA) combined with colocalized atomic force microscopy (AFM) and Raman measurements.

Plazmonik DNA Origami Nanoantenleri Tarafından Sağlanan Tek Moleküllü Yüzey Geliştirilmiş Raman Saçılma Ölçümleri

Surface-enhanced Raman scattering (SERS) has the capability to detect single molecules for which high field enhancement is required. Single-molecule (SM) ...

Hızlı Nanoprobe sinyal geliştirme içinde in Situ altın nanoparçacık sentezi tarafından

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

Bir UV-Vis ve Raman Spektroskopisi İmmunoassay Platformu imalatı

Gümüş Tohum aracılığı Büyüme Yöntemi ile Altın Nanostar Sentezi

Ortam Koşullarında Altın Nanopartiküller Kararlı Oligomerik Kümeleri Boyut Kontrollü Sentezi için Basit Bir Yöntem

Altın nanorods hidrokinon Esaslı Sentezi

Hücre-malzeme Etkileşim Araştırmalar Nanogözenekli Altın Patterns mikroimalat

Naked-Eye Detection of Rare Point Mutations in DNA

Altın Nanopartikül Sentezi

Plazmonik DNA Origami Nanoantenleri Tarafından Sağlanan Tek Moleküllü Yüzey Geliştirilmiş Raman Saçılma Ölçümleri

Plazmonik DNA Origami Nanoantenleri Tarafından Sağlanan Tek Moleküllü Yüzey Geliştirilmiş Raman Saçılma Ölçümleri

Plazmonik DNA Origami Nanoantenleri Tarafından Sağlanan Tek Moleküllü Yüzey Geliştirilmiş Raman Saçılma Ölçümleri