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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Queremos agradecer a la Fundación Nacional de Ciencias (CHE-0847145), y el profesor Henry Dreyfus-Académico del Programa de Premios por su generoso apoyo a esta investigación. Nos gustaría reconocer específicamente Christine Davis, Director de Microscopía e Imagen en el Departamento de Biología de la Universidad de Richmond por su ayuda en la sección transversal de imágenes. Un agradecimiento especial se da a los Dres. T. Leopold, la sentencia de R. Kanter, Kellogg D., R. Miller, y W., así como, Russ Collins, Joseph Fil, Marcas de Carolyn, Mallory y Mandy Wimbush John - todos los cuales hacen posible la investigación de pregrado en la Universidad de Richmond. Un personal muy agradecimiento es para todos los investigadores actuales, cursos pasados ​​y futuros en el Laboratorio de Investigación de Leopold.

1. Hexanethiolate monocapa Síntesis Protegidas racimos de oro Hexanethiolate monocapa funcionalizada protegidos racimos de oro (PSM) se sintetizan después de un 2:01 1 hexanethiol (C6) de relación en moles de oro para producir una estructura promedio de Au 225 (C6) 75. 4-9 Las modificaciones específicas a la reacción Brust, como tratamientos de tipo ligando específico ratios tiol a oro, la temperatura y el caudal de reacción, o la síntesis de mensaje-, ...

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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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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>

Electroquímica de proteínas monocapa es una técnica efectiva para estudiar las interacciones entre las proteínas redox y sintéticos plataformas de adsorción. La eficacia de esta estrategia, sin embargo, depende de la habilidad para diseñar una interfaz de adsorción con un alto grado de control de nivel molecular. Las plataformas basadas en MPC creado por este protocolo representa plataformas específicamente diseñadas que son capaces de proporcionar una proteína más homogénea medio ambiente y facilitar la ab...

<table border="1"><tr><th> Nombre de los reactivos y equipos </th><th> Empresa </th><th> Número de catálogo </th></tr><tr><td> Tetraoctilamonio bromuro </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 294136 </td></tr><tr><td> Borohidruro de sodio </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 213462 </td></tr><tr><td> Hidrógeno tetracloroaurato </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> Microscopio electrónico de transmisión </td><td> JEOL </td><td> 1010 </td></tr><tr><td> Espectrómetro de Resonancia Magnética Nuclear </td><td> Bruker Avance </td><td> 300 MHz </td></tr><tr><td> Formvar / carbono de apoyo al cine en la red de cobre (400 mesh) </td><td> Microscopía electrónica de Ciencias </td><td> FCF400-Cu </td></tr><tr><td> Sustrato de oro </td><td> Evaporado metal Films Corp. </td><td> Costumbre </td></tr><tr><td> Ag / AgCl Electrodo de referencia </td><td> Microelectrodos, Inc. </td><td> MI-401F </td></tr><tr><td> Potenciostatos </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)-trimetoxisilano </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 175617 </td></tr><tr><td> Espectrofotómetro ultravioleta visible </td><td> Agilent </td><td> 8453 </td></tr><tr><td> Insertar 812 de resina epoxi </td><td> Microscopía electrónica de Ciencias </td><td> 14120 </td></tr><tr><td> &quot;00&quot; cápsulas BEEM </td><td> Microscopía electrónica de Ciencias </td><td> 70000-B </td></tr><tr><td> Plano de silicio del molde </td><td> Microscopía electrónica de Ciencias </td><td> 70900 </td></tr><tr><td> Diamante cuchillo </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 oro coloidal protegidos con ligandos alkanethiolate llamada monocapa protegidos racimos de oro (PSM) se sintetizan y se incorporaron posteriormente en las asambleas de cine que sirven como plataformas para la adsorción electroquímica de proteínas monocapa (PME). PME se utiliza como sistema modelo para estudiar las propiedades electroquímicas de las proteínas redox mediante su confinamiento a una plataforma de adsorción a un electrodo modificado, que también sirve como un socio redox de transferencia de electrones (ET), las reacciones. Los estudios han demostrado que el oro asambleas película de nanopartículas de este tipo proporcionan una proteína más homogéneo el medio ambiente y promover la adsorción de ET, sin dependencia de la distancia en comparación con los sistemas más tradicionales modificados con alcanotiol monocapas autoensambladas (SAM). 1.3 En este documento, los países socios mediterráneos funcionalizadas con ligandos hexanethiolate son sintetizados mediante una reacción Brust modificado 4 y se caracteriza con la espectroscopia ultravioleta-visible (UV-Vis), microscopía electrónica de transmisión (TEM), y un protón (1 H) de resonancia magnética nuclear (RMN). MPC películas se montan sobre SAM interfaces de electrodos modificados de oro mediante el uso de un &quot;ciclo de salsa&quot; método de alternar capas de MPC y ditiol moléculas de enlace. Crecimiento de la película en el electrodo de oro se hace un seguimiento electroquímicamente mediante la medición de cambios en la doble capa de carga actual del sistema. Películas análogos montados en portaobjetos de vidrio de silano modificado permita el seguimiento óptico de crecimiento de la película y un análisis transversal TEM proporciona un espesor estimado. Durante el montaje de cine, la manipulación de la protección ligando MPC, así como el mecanismo de vinculación entre partículas permiten películas en red, que son fácilmente adaptables, para interactuar con proteínas redox que tienen diferentes mecanismos de adsorción. Por ejemplo, Pseudomonas aeruginosa azurina (AZ) pueden ser adsorbidos hidrofóbicamente a ditiol vinculados a las películas de los PSM hexanethiolate y citocromo c (cyt c) se puede inmovilizar electrostáticamente en un ácido carboxílico modificado MPC capa interfacial. En este informe, nos centramos en el protocolo de la película para que el sistema AZ exclusivamente. Investigaciones que involucran a la adsorción de proteínas en las plataformas MPC sintética modificada podría facilitar la comprensión de las interacciones entre biomoléculas y materiales hechos por el hombre, y por lo tanto ayudar al desarrollo de planes de biosensores, sistemas de modelado de ET, y materiales sintéticos biocompatibles. 5-8

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

Alkanethiolate estabilizado coloides de oro conocidos como clusters monocapa protegidas (PSM) se sintetizan, que se caracteriza, y montados en láminas delgadas como una interfaz de adsorción de la electroquímica de proteínas monocapa de proteínas redox sencillas como<em&gt; Pseudomonas aeruginosa</em&gt; Azurina (AZ) y el citocromo<em&gt; C</em&gt; (Cyt<em&gt; C</em&gt;).

Síntesis, de la Asamblea, y caracterización de una sola capa de nanopartículas de oro protegidas Films de Electroquímica de proteínas monocapa

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

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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Síntesis de oro Nanostar con un método de la Simiente de Plata crecimiento mediada por

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 ...

Investigación

Bioingeniería

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

De bajo peso molecular de proteínas en el enriquecimiento de las películas delgadas de silicio mesoporosos para el descubrimiento 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

Síntesis combinatoria y de alto rendimiento liberación de proteínas de película de polímero y nanopartículas Bibliotecas

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

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Síntesis de una proteína artificial mediada Intein 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

La recuperación de fluorescencia después de combinar una gotita de medir la difusión de dos dimensiones de un fosfolípido monocapa

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

Síntesis de nanopartículas de oro liposomas Integrado fotosensible y la medición de su microburbujas cavitación al pulso láser de excitación

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 y Montaje 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

Síntesis de cationizada Magnetoferritin para la magnetización ultra-rápido de las 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

Síntesis de funcionalizados 10 nm recubierto de polímero partículas de oro para apuntar el endotelio y el suministro de medicamentos

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

Montaje y caracterización de memristores Biomolecular consisten en membranas lipídicas dopado canal iónico

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