Name: synthesis, assembly, and characterization of monolayer protected gold nanoparticle films for protein monolayer electrochemistry
Uploaded: 2011-10-04T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Synthesis, Assembly, and Characterization of Monolayer Protected Gold Nanoparticle Films for Protein Monolayer Electrochemistry at JoVE.com

אנו בתודה להכיר הקרן הלאומית למדע (מל&quot;ג-0847145), ואת הנרי דרייפוס מורים Scholar פרסים תוכנית התומכת בנדיבות במחקר זה. ברצוננו להכיר באופן ספציפי כריסטין דייוויס, מנהל מיקרוסקופית והדמיה בחוג לביולוגיה באוניברסיטת ריצ&#39;מונד על הסיוע שלה עם הדמיה חתך. תודה מיוחדת נתונה לד&quot;ר. ט ליאופולד, ר &#39;מקרה Kanters, ד קלוג, ר&#39; מילר, וו, כמו גם, ראס קולינס, פיל יוסף, קרולין מרקס, מנדי מלורי וג&#39;ון Wimbush - כולם לעשות מחקר לתואר ראשון באוניברסיטת אפשרי של ריצ&#39;מונד. אישי מאוד מודה לך ניתנת לכל, החוקרים הנוכחי ראשון האחרון, ובעתיד במעבדת המחקר של ליאופולד.

1. Monolayer Hexanethiolate מוגן זהב סינתזה אשכולות Hexanethiolate פונקציונליות מוגן monolayer זהב אשכולות (MPCs) מסונתזים לאחר 02:01 1 hexanethiol (C6) יחס שומה זהב כדי לייצר מבנה ממוצע של 225 Au (C6) 75. 4-9 שינויים ספציפיים התגובה Brust, כמו טיפולים מסוג לי?...

<ol>
	<li>Loftus, A. F., Reighard, K. P., Kapourales, S. A., Leopold, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monolayer-Protected+Nanoparticle+Film+Assemblies+as+Platforms+for+Controlling+Interfacial+and+Adsorption+Properties+in+Protein+Monolayer+Electrochemistry.">Monolayer-Protected Nanoparticle Film Assemblies as Platforms for Controlling Interfacial and Adsorption Properties in Protein Monolayer Electrochemistry.</a> J. Am. Chem. Soc. 130, 1649-1661 (2008).</li><li>Vargo, M. L., Gulka, C. P., Gerig, J. K., Manieri, C. M., Dattelbaum, J. D., Marks, C. B., Lawrence, N. T., Trawick, M. L., Leopold, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distance+Dependence+of+Electron+Transfer+Kinetics+for+Azurin+Protein+Adsorbed+to+Monolayer+Protected+Nanoparticle+Film+Assemblies.">Distance Dependence of Electron Transfer Kinetics for Azurin Protein Adsorbed to Monolayer Protected Nanoparticle Film Assemblies.</a> Langmuir. 26, 560-569 (2010).</li><li>Doan, T. T., Vargo, M. L., Gerig, J. K., Gulka, C. P., Trawick, M. L., Dattelbaum, J. D., Leopold, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemical+analysis+of+azurin+thermodynamic+and+adsorption+properties+at+monolayer-protected+cluster+film+assemblies+-+Evidence+for+a+more+homogeneous+adsorption+interface.">Electrochemical analysis of azurin thermodynamic and adsorption properties at monolayer-protected cluster film assemblies - Evidence for a more homogeneous adsorption interface.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 352, 50-58 (2010).</li><li>Brust, M., Walker, M., Bethell, D., Schriffrin, D. J., Whyman, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+Thiol-derivatised+Gold+Nanoparticles+in+a+Two-phase+Liquid-Liquid+System.">Synthesis of Thiol-derivatised Gold Nanoparticles in a Two-phase Liquid-Liquid System.</a> J. Chem. Soc. Chem. Commun. , 801-802 (1994).</li><li>Scouten, W. H., Luong, J. H., Brown, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enzyme+or+protein+immobilization+techniques+for+applications+in+biosensor+design.">Enzyme or protein immobilization techniques for applications in biosensor design.</a> Trends Biotechnol. 13, 178-185 (1995).</li><li>Davis, J., Vaughan, D. H., Cardosi, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Elements+of+biosensor+construction.">Elements of biosensor construction.</a> Enzyme Microb. Technol. 17, 1030-1035 (1995).</li><li>Ramsay, G., Ed, . <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+Commercial+Biosensors+-+Applications+to+Clinical,+Bioprocess,+and+Environmental+Samples.">In Commercial Biosensors - Applications to Clinical, Bioprocess, and Environmental Samples.</a> , (1998).</li><li>Ghindilis, A. L., Atanasov, P., Wilkins, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immunosensors:+electrochemical+sensing+and+other+engineering+approaches.">Immunosensors: electrochemical sensing and other engineering approaches.</a> Biosens. Bioelectron. 13, 113-131 (1998).</li><li>Templeton, A. C., Wuelfing, W. P., Murray, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monolayer-Protected+Cluster+Molecules.">Monolayer-Protected Cluster Molecules.</a> Accounts. Chem. Res. 33, 27-36 (2000).</li><li>Aguila, A., Murray, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monolayer-Protected+Clusters+with+Fluorescent+Dansyl+Ligands.">Monolayer-Protected Clusters with Fluorescent Dansyl Ligands.</a> Langmuir. 16, 5949-5954 (2000).</li><li>Hostetler, M. J., Templeton, A. C., Murray, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamics+of+Place-Exchange+Reactions+on+Monolayer-Protected+Gold+Cluster+Molecules.">Dynamics of Place-Exchange Reactions on Monolayer-Protected Gold Cluster Molecules.</a> Langmuir. 15, 3782-3789 (1999).</li><li>Wanunu, M., Popovitz-Biro, R., Cohen, H., Vaskevich, A., Rubenstein, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coordination-Based+Gold+Nanoparticle+Layers.">Coordination-Based Gold Nanoparticle Layers.</a> J. Am. Chem. Soc. 127, 9207-9215 (2005).</li><li>Gaylean, A. A., Day, R. W., Malinowski, J., Kittredge, K. W., Leopold, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polyelectrolyte-linked+film+assemblies+of+nanoparticles+and+nanoshells:+Growth,+stability,+and+optical+properties.">Polyelectrolyte-linked film assemblies of nanoparticles and nanoshells: Growth, stability, and optical properties.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 331, 532-542 (2009).</li><li>Campbell-Rance, D. S., Doan, T. T., Leopold, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sweep,+Step,+Pulse,+and+Frequency-Based+Techniques+Applied+to+Protein+Monolayer+Electrochemistry+at+Nanoparticle+Interfaces.">Sweep, Step, Pulse, and Frequency-Based Techniques Applied to Protein Monolayer Electrochemistry at Nanoparticle Interfaces.</a> , .</li></ol>

Monolayer אלקטרוכימיה חלבון הוא טכניקה יעילה בשימוש ללמוד אינטראקציות בין חלבונים חמזור פלטפורמות adsorptive סינתטי. היעילות של האסטרטגיה הזו, לעומת זאת, תלויה ביכולת מהנדס ממשק ספיחה עם רמה גבוהה של שליטה ברמה המולקולרית. MPC פלטפורמות מבוססות פרוטוקול זה נוצר על ידי מייצגים...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tr><th> שם מגיב וציוד </th><th> חברה </th><th> מספר קטלוגי </th></tr><tr><td> Tetraoctylammonium ברומיד </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 294136 </td></tr><tr><td> נתרן borohydride </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 213462 </td></tr><tr><td> מימן tetrachloroaurate </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 254169-5G </td></tr><tr><td> 1-Hexanethiol </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 234192 </td></tr><tr><td> הילוכים מיקרוסקופ אלקטרונים </td><td> JEOL </td><td> 1010 </td></tr><tr><td> תהודה מגנטית גרעינית ספקטרומטר </td><td> Bruker Avance </td><td> 300 MHz </td></tr><tr><td> Formvar / פחמן תמיכה הסרט על רשת נחושת (400 רשת) </td><td> מיקרוסקופית אלקטרונים למדעים </td><td> FCF400-Cu </td></tr><tr><td> זהב המצע </td><td> מאויד מתכת סרטים קורפ </td><td> מנהג </td></tr><tr><td> Ag / AgCl הפניה אלקטרודה </td><td> Microelectrodes, Inc </td><td> MI-401F </td></tr><tr><td> Potentiostats </td><td> CH מכשירים, Inc </td><td> CHI650A, CHI610B </td></tr><tr><td> 1,9-Nonanedithiol </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> N29805 </td></tr><tr><td> (3-mercaptopropyl)-trimethoxysilane </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 175617 </td></tr><tr><td> ספקטרופוטומטר גלוי סגול </td><td> Agilent </td><td> 8453 </td></tr><tr><td> הטמע 812 שרף אפוקסי </td><td> מיקרוסקופית אלקטרונים למדעים </td><td> 14120 </td></tr><tr><td> &quot;00&quot; BEEM קפסולה </td><td> מיקרוסקופית אלקטרונים למדעים </td><td> 70000-B </td></tr><tr><td> הסיליקון שטוח עובש </td><td> מיקרוסקופית אלקטרונים למדעים </td><td> 70900 </td></tr><tr><td> יהלום סכין </td><td> Diatome </td><td> 21-ULE, S12801 </td></tr></table>

synthesis, assembly, and characterization of monolayer protected gold nanoparticle films for protein monolayer electrochemistry

זהב Colloidal חלקיקים מוגן עם ligands alkanethiolate שנקרא מוגן monolayer זהב אשכולות (MPCs) מסונתזים ושילבו מכן לתוך הסרט מכלולים המשמשים פלטפורמות ספיחה עבור אלקטרוכימיה חלבון monolayer (PME). PME ישמש כמערכת מודל לחקר תכונות אלקטרוכימי של חלבונים חמזור על ידי כליאת להם פלטפורמה ספיחה על אלקטרודה שונה, המשמש גם כשותף חמזור עבור העברת אלקטרונים (ET) תגובות. מחקרים הראו כי זהב הסרט nanoparticle מכלולים מסוג זה לספק סביבה הומוגנית יותר חלבון ספיחה ולקדם ET ללא תלות במרחק בהשוואה למערכות מסורתיות יותר שונה עם עצמית התאספו monolayers alkanethiol (SAM). 1-3 במאמר זה, MPCs פונקציונליות עם ligands hexanethiolate מסונתזים באמצעות תגובה Brust שונה 4 ומאופיינת עם ספקטרוסקופיה גלוי (UV-VIS) אולטרה סגול, שידור במיקרוסקופ אלקטרונים (TEM), ו - פרוטון (1 H) תהודה מגנטית גרעינית (NMR). סרטים MPC הם התאספו על SAM אלקטרודה ממשקים שונה זהב באמצעות &quot;מחזור לטבול&quot; שיטת לסירוגין שכבות MPC ומולקולות קישור dithiol. צמיחה הסרטים ב אלקטרודה זהב הוא איתר electrochemically ידי מדידת השינויים על השכבה הכפולה הטעינה הנוכחית של המערכת. סרטים מקביל המורכב על silane שקופיות זכוכית שונה לאפשר ניטור אופטי של צמיחה הסרט חתך הניתוח TEM מספק עובי הסרט מוערך. במהלך האסיפה הסרט, מניפולציה של ההגנה ליגנד MPC וכן מנגנון הצמדה interparticle לאפשר הסרטים לרשת, כי הם להתאמה בקלות, ממשק עם חלבון חמזור שיש מנגנון שונה ספיחה. לדוגמה, Pseudomonas aeruginosa azurin (AZ) יכול להיות adsorbed hydrophobically כדי dithiol צמודות הסרטים של MPCs hexanethiolate ו ציטוכרום C (CYT ג) יכול להיות משותקת אלקטרוסטטי על חומצה carboxylic שונה שכבת MPC interfacial. בדו&quot;ח זה, אנו מתמקדים פרוטוקול סרט עבור מערכת AZ בלעדי. חקירות הקשורות ספיחה של חלבונים על גבי פלטפורמות MPC שונה סינתטיים יכול לקדם את ההבנה של אינטראקציות בין ביומולקולות מעשה ידי אדם, חומרים, וכתוצאה מכך סיוע בפיתוח תוכניות biosensor, ET מערכות דוגמנות, וחומרים סינתטיים ביולוגית. 5-8

Watch this Scientific Journal Video about Synthesis, Assembly, and Characterization of Monolayer Protected Gold Nanoparticle Films for Protein Monolayer Electrochemistry at JoVE.com

Synthesis, Assembly, and Characterization of Monolayer Protected Gold Nanoparticle Films for Protein Monolayer Electrochemistry

קולואידים Alkanethiolate זהב התייצב המכונה אשכולות monolayer מוגן (MPCs) מסונתזים, המאופיינת, ו התאספו לתוך סרטים דקים כממשק ספיחה עבור אלקטרוכימיה חלבון monolayer של חלבון חיזור פשוטות כמו<em&gt; Pseudomonas aeruginosa</em&gt; Azurin (AZ) ו ציטוכרום<em&gt; ג</em&gt; (CYT<em&gt; ג</em&gt;).

סינתזה, הרכבה, אפיון monolayer מוגן סרטים Nanoparticle זהב עבור אלקטרוכימיה monolayer חלבון

Colloidal gold nanoparticles protected with alkanethiolate ligands called monolayer protected gold clusters (MPCs) are synthesized and subsequently ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Gold Nanostar Synthesis with a Silver Seed Mediated Growth Method

זהב Nanostar סינתזה עם שיטת Seed כסף מתווכת צמיחה

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 ...

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

חלבון נמוך מולקולרית משקל העשרה על סרטים סיליקה mesoporous דק גילוי סמן ביולוגי

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

Combinatorial Synthesis of and High-throughput Protein Release from Polymer Film and Nanoparticle Libraries

סינתזה קומבינטורית של שחרור חלבון ותפוקה גבוהה מסרט הפולימר וספריות Nanoparticle

Polyanhydrides are a class of biomaterials with excellent biocompatibility and drug delivery capabilities. While they have been studied extensively with ...

Synthesis of an Intein-mediated Artificial Protein Hydrogel

סינתזה של חלבון מלאכותי בתיווך intein Hydrogel

We present the synthesis of a highly stable protein hydrogel mediated by a split-intein-catalyzed protein trans-splicing reaction. The building blocks of ...

Fluorescence Recovery after Merging a Droplet to Measure the Two-dimensional Diffusion of a Phospholipid Monolayer

שחזור הקרינה לאחר מיזוג אגל למדוד דיפוזיה דו ממדים של חד שכבתי פוספוליפידים

We introduce a new method to measure the lateral diffusivity of a surfactant monolayer at the fluid-fluid interface, called fluorescence recovery after ...

Synthesis of Gold Nanoparticle Integrated Photo-responsive Liposomes and Measurement of Their Microbubble Cavitation upon Pulse Laser Excitation

סינתזה של משולב זהב Nanoparticle תמונה המגיבים ליפוזומים ומדידה של microbubble Cavitation שלהם על עירור לייזר דופק

Photo-responsive nanoparticles (NPs) have received considerable attention because of their potential in providing spatial, temporal, and dosage control ...

Micropatterning and Assembly of 3D Microvessels

Micropatterning והרכבת 3D microvessels

In vitro platforms to study endothelial cells and vascular biology are largely limited to 2D endothelial cell culture, flow chambers with polymer or glass ...

Synthesis of Cationized Magnetoferritin for Ultra-fast Magnetization of Cells

סינתזה של Cationized Magnetoferritin עבור המגנטיזציה אולטרה-מהירה של תאים

Many important biomedical applications, such as cell imaging and remote manipulation, can be achieved by labeling cells with superparamagnetic iron oxide ...

Synthesis of Functionalized 10-nm Polymer-coated Gold Particles for Endothelium Targeting and Drug Delivery

סינתזה של Functionalized 10-nm פולימר מצופה זהב חלקיקים אנדותל הכוונת משלוח סמים

Gold nanoparticles (AuNPs) have been used extensively in medical research due to their size, biocompatibility, and modifiable surface. Specific targeting ...

Assembly and Characterization of Biomolecular Memristors Consisting of Ion Channel-doped Lipid Membranes

הרכבה ואפיון של Memristors למערכות ביולוגיות המורכב ממברנות השומנים מסטול-תעלת יונים

The ability to recreate synaptic functionalities in synthetic circuit elements is essential for neuromorphic computing systems that seek to emulate the ...