Name: synthesis, assembly, and characterization of monolayer protected gold nanoparticle films for protein monolayer electrochemistry
Uploaded: 2011-10-04T13:00:00
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Agradecemos a National Science Foundation (CHE-0847145), eo Henry Dreyfus Professor Scholar-Programa de Prêmios para generosamente apoio a esta pesquisa. Gostaríamos de reconhecer especificamente Christine Davis, Diretor de Microscopia e Imagem do Departamento de Biologia da Universidade de Richmond por sua assistência com transversal de imagem. Um agradecimento especial é dada aos drs. T. Leopold, Case Kanters R., D. Kellogg, R. Miller, e W., bem como, Russ Collins, Phil Joseph, Carolyn Marks, Mandy Mallory e John Wimbush - todos eles fazem iniciação científica possível na Universidade de Richmond. Um pessoal muito obrigado é dado a todos os atuais, passados ​​e futuros pesquisadores de graduação no Laboratório de Pesquisa Leopold.

1. Monocamada Hexanethiolate Protected Síntese Clusters de Ouro Hexanethiolate funcionalizados monocamada clusters de ouro protegidas (PPM) são sintetizados na sequência de um 1-hexanethiol 02:01 (C6) a razão molar de ouro para produzir uma estrutura média de Au 225 (C6) 75. 4-9 modificações específicas para a reação Brust, como tratamentos tipo de ligante específico, tiol-to-ouro proporções, temperatura e taxa de entrega de reação, ou pós-sínt...

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	<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. 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Eletroquímica monocamada de proteína é uma técnica eficaz usada para estudar as interações entre proteínas redox e sintéticos plataformas de adsorção. A eficácia desta estratégia, no entanto, depende da capacidade de adsorção engenheiro de uma interface com um alto grau de controle de nível molecular. As plataformas baseadas em MPC criado por este protocolo representam plataformas especificamente projetados que são capazes de proporcionar um ambiente mais homogêneo de proteína adsorção 3 e...

<table border="1"><tr><th> Nome do reagente e equipamentos </th><th> Companhia </th><th> Número de catálogo </th></tr><tr><td> Brometo de Tetraoctylammonium </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 294136 </td></tr><tr><td> Borohidreto de sódio </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 213462 </td></tr><tr><td> Hidrogênio 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> Microscópio Eletrônico de Transmissão </td><td> JEOL </td><td> 1010 </td></tr><tr><td> Espectrômetro de Ressonância Magnética Nuclear </td><td> Bruker Avance </td><td> 300 MHz </td></tr><tr><td> Formvar carbono / filme de suporte em malha de cobre (400 mesh) </td><td> Microscopia Eletrônica de Ciências </td><td> FCF400-Cu </td></tr><tr><td> Substrato de ouro </td><td> Evaporado metal Films Corp </td><td> Personalizado </td></tr><tr><td> Ag / AgCl eletrodo de referência </td><td> Microeletrodos, Inc. </td><td> MI-401F </td></tr><tr><td> Potentiostats </td><td> CH Instruments, 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)-trimetoxissilano </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 175617 </td></tr><tr><td> Espectrofotômetro Visível ultravioleta </td><td> Agilent </td><td> 8453 </td></tr><tr><td> Incorporar resina epóxi 812 </td><td> Microscopia Eletrônica de Ciências </td><td> 14120 </td></tr><tr><td> &quot;00&quot; cápsula Beem </td><td> Microscopia Eletrônica de Ciências </td><td> 70000-B </td></tr><tr><td> Silicon molde plana </td><td> Microscopia Eletrônica de Ciências </td><td> 70900 </td></tr><tr><td> Faca de diamante </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

Nanopartículas de ouro coloidal protegidos com ligantes alkanethiolate chamados clusters monocamada protegidos ouro (PPM) são sintetizados e, posteriormente, incorporados em conjuntos de cinema que servem como plataformas de adsorção de proteínas eletroquímica monocamada (PME). PME é utilizada como sistema modelo para estudar propriedades eletroquímicas de proteínas redox, confinando-os a uma plataforma de adsorção em um eletrodo modificado, que também serve como um parceiro redox para transferência de elétrons (ET) reações. Estudos têm demonstrado que as assembleias de nanopartículas de ouro filme desta natureza prever um ambiente mais homogêneo adsorção de proteínas e promover ET sem dependência distância em comparação com os sistemas mais tradicionais modificados com alkanethiol monocamadas auto-organizadas (SAM). 1-3 Neste artigo, PPM funcionalizados com ligantes hexanethiolate são sintetizados usando uma reação Brust modificado 4 e caracterizados com espectroscopia visível (UV-Vis) ultravioleta, microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e prótons (1 H) de ressonância magnética nuclear (RMN). MPC filmes são montados na SAM interfaces de eletrodo de ouro modificado usando um &quot;mergulho ciclo&quot; método de camadas alternadas MPC e ditiol moléculas de ligação. Crescimento de filmes em eletrodo de ouro é rastreada eletroquimicamente medindo mudanças para a camada dupla corrente de carga do sistema. Filmes análogos montados em lâminas de vidro modificado silano permitem a monitoração óptica de crescimento de filmes e análise transversal TEM fornece uma espessura estimada. Durante a montagem de filmes, manipulação de protecção ligante MPC, bem como o mecanismo de ligação interpartículas permitir a filmes em rede, que são facilmente adaptáveis, para fazer a interface com a proteína redox ter mecanismo de adsorção diferentes. Por exemplo, Pseudomonas aeruginosa azurin (AZ) pode ser adsorvida hidrofobicamente para ditiol-linked filmes de PPM hexanethiolate e citocromo c (cyt c) pode ser imobilizada eletrostaticamente em um ácido carboxílico modificado MPC camada interfacial. Neste relatório, vamos nos concentrar sobre o protocolo de filmes para o sistema AZ exclusivamente. Investigações envolvendo a adsorção de proteínas em plataformas MPC modificado sintéticos podem ajudar a entender as interações entre biomoléculas e materiais sintéticos, e, conseqüentemente, auxiliar no desenvolvimento de sistemas de biosensor, os sistemas de ET, modelagem e materiais sintéticos biocompatíveis. 5-8

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

Colóides de ouro Alkanethiolate estabilizado conhecidos como clusters monocamada protegidas (PPM) são sintetizados, caracterizados, e montada em filmes finos como uma interface para a adsorção eletroquímica proteína monocamada de proteína redox simples, como<em&gt; Pseudomonas aeruginosa</em&gt; Azurin (AZ) e citocromo<em&gt; C</em&gt; (Cyt<em&gt; C</em&gt;).

Síntese, Assembléia e Caracterização de monocamada Protected Films nanopartículas de ouro para Eletroquímica monocamada Protein

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

Síntese Nanostar ouro com um método de crescimento de sementes de Prata Mediated

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 ...

Bioengenharia

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

Enriquecimento protéico de baixo peso molecular em filmes finos de sílica mesoporosa para a descoberta de biomarcadores

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

Síntese combinatória de alta capacidade e liberação de proteínas a partir de polímero de Cinema e Bibliotecas Nanopartículas

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

Síntese de uma proteína artificial intein mediada Hidrogel

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

Recuperação de fluorescência após a fusão uma gota de medir a difusão bidimensional de um Phospholipid Monolayer

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

Síntese de nanopartículas de ouro lipossomas Integrated Photo-reactivos e medição das suas microbolhas cavitação em cima do pulso laser de excitação

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 e Montagem de microvasos 3D

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

Síntese de cationizada Magnetoferritin para a magnetização ultra-rápida de Células

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

Síntese de funcionalizados 10 nm polímero-revestida com partículas de ouro para o direcionamento do endotélio e entrega da droga

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

Montagem e caracterização de Biomolecular Memristors consiste em membranas de lipídios dopado com canal iônico

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