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

Vi erkänner tacksamt National Science Foundation (CHE-0.847.145) och Henry Dreyfus Teacher-Scholar Awards Program för generöst stöd för denna forskning. Vi vill specifikt känner igen Christine Davis, chef för Mikroskopi och bildbehandling vid institutionen för biologi vid universitetet i Richmond för hennes hjälp med tvärsnittsarea avbildning. Speciellt tack ges till Dr. T. Leopold, R. Kanters, D. Kellogg, R. Miller och W. mål, liksom, Russ Collins, Phil Joseph, Carolyn Marks, Mandy Mallory och John Wimbush - som alla gör grundutbildningen forskningen möjlig vid universitetet av Richmond. Ett mycket personligt tack ges till alla nuvarande, tidigare och framtida grundutbildning forskare i Leopold Research Lab.

1. Hexanethiolate cellslager Skyddad guld kluster Syntes Hexanethiolate functionalized cellslager skyddade guld kluster (Medelhavsländerna) syntetiseras efter en 2:01 1-hexanethiol (C6) till guld mullvad förhållandet att producera i genomsnitt struktur Au 225 (C6) 75. 4-9 särskilda ändringar i Brust reaktion, som ligand typ, särskilt thiol-to-guld nyckeltal, temperatur och reaktion leverans takt, eller efter syntes behandlingar, kan 9-11 ger et...

<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>

Protein cellslager elektrokemi är en effektiv teknik som används för att studera interaktioner mellan redox proteiner och syntetiska adsorptiva plattformar. Effekten av denna strategi är dock beroende av förmågan att konstruera en adsorption gränssnitt med en hög grad av molekylär nivå kontroll. MPC-baserade plattformar som skapats av detta protokoll utgör utvecklats särskilt plattformar som kan ge en mer homogen proteinadsorption miljö 3 och underlätta ET över en längre sträcka 2 ...

<table border="1"><tr><th> Reagensets namn och utrustning </th><th> Företag </th><th> Katalognummer </th></tr><tr><td> Tetraoctylammonium bromid </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 294.136 </td></tr><tr><td> Natrium borohydride </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 213.462 </td></tr><tr><td> Vätgas tetrachloroaurate </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 254.169-5G </td></tr><tr><td> 1-Hexanethiol </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 234.192 </td></tr><tr><td> Transmissionselektronmikroskop </td><td> JEOL </td><td> 1010 </td></tr><tr><td> Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer </td><td> Bruker Avance </td><td> 300 MHz </td></tr><tr><td> Formvar / carbon support film på koppar nätet (400 mesh) </td><td> Elektronmikroskopi Sciences </td><td> FCF400-Cu </td></tr><tr><td> Guld-substrat </td><td> Avdunstat Metal Films Corp </td><td> Anpassad </td></tr><tr><td> Ag / AgCl-referenselektrod </td><td> Microelectrodes, 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)-trimethoxysilane </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 175.617 </td></tr><tr><td> Ultraviolett Synlig Spektrofotometer </td><td> Agilent </td><td> 8453 </td></tr><tr><td> Bädda in 812 epoxiharts </td><td> Elektronmikroskopi Sciences </td><td> 14.120 </td></tr><tr><td> &quot;00&quot; BEEM kapsel </td><td> Elektronmikroskopi Sciences </td><td> 70 tusen-B </td></tr><tr><td> Silicon platt mögel </td><td> Elektronmikroskopi Sciences </td><td> 70.900 </td></tr><tr><td> Diamond kniv </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

Kolloidalt guld nanopartiklar skyddas med alkanethiolate ligander kallas cellslager skyddade guld kluster (Medelhavsländerna) är syntetiserade och därefter införlivas i filmen församlingar som fungerar som adsorption plattformar för protein cellslager elektrokemi (PME). PME används som modellsystem för att studera elektrokemiska egenskaper redoxproteiner genom att begränsa dem till en adsorption plattform på en modifierad elektrod, som även fungerar som en redox-partner för elektronöverföring (ET) reaktioner. Studier har visat att guld nanopartiklar film församlingar av detta slag för en mer homogen proteinadsorption miljön och främja ET utan avståndet beroende jämfört med de mer traditionella system modifierade med alkanethiol själv-monterade monolager (SAM). 1-3 I detta papper, Medelhavsländerna functionalized med hexanethiolate ligander syntetiseras med hjälp av en modifierad Brust reaktion 4 och karakteriseras med ultraviolett synliga (UV-VIS) spektroskopi, transmissionselektronmikroskopi (TEM) och protoner (1 H) kärnmagnetisk resonans (NMR). MPC filmer är monterade på SAM ändrat gränssnitt guld elektrod med hjälp av en &quot;dip cykel&quot;-metoden av omväxlande MPC lager och ditiol länka molekyler. Film tillväxt på guld elektrod spåras elektrokemiskt genom att mäta förändringar i dubbla lager laddningsströmmen av systemet. Analoga filmer monterade på silanmodifierad glasskivor möjliggöra optisk övervakning av film tillväxt och tvärsnittsarea TEM analysen ger en uppskattad filmtjocklek. Under filmens montage, manipulering av MPC liganden skydd samt interparticle domkraft möjliggöra nätverk filmer, som är lätt anpassningsbar, att samverka med redox-protein har olika adsorption mekanism. Till exempel kan Pseudomonas aeruginosa azurin (AZ) att adsorberas hydrophobically till ditiol kopplade till filmer av hexanethiolate Medelhavsländerna och cytokrom c (Cyt c) kan immobiliserade elektrostatiskt på en karboxylsyra modifierad MPC gränskiktsvetenskap lager. I denna rapport fokuserar vi på filmen protokollet för AZ-systemet uteslutande. Undersökningar där adsorption av proteiner på MPC modifierad syntetiska plattformar skulle öka förståelsen för samspelet mellan biomolekyler och konstgjorda material, och därmed bidra till utvecklingen av biosensor system, ET system modellering, och syntetiska biokompatibla material. 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

Alkanethiolate stabiliserats guld kolloider kallas cellslager skyddas kluster (Medelhavsländerna) syntetiseras, präglas, och monteras i tunna filmer som en adsorption gränssnitt för protein monolager elektrokemi av enkla redox protein som<em&gt; Pseudomonas aeruginosa</em&gt; Azurin (AZ) och cytokrom<em&gt; C</em&gt; (Cyt<em&gt; C</em&gt;).

Syntes, församling, och karakterisering av monolager skyddade guld nanopartiklar Films för protein monolager Elektrokemi

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

Guld Nanostar Syntes med Silver Seed medierad tillväxthämning Metod

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

Låg molekylvikt protein Anrikning av mesoporösa kvarts tunna filmer för biomarkörer

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

Kombinatorisk syntes av och hög kapacitet Protein Release från Polymer Film och bibliotek nanopartiklar

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

Syntes av ett intein medierad Artificiell Protein 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

Fluorescens Återhämtning efter Sammanfoga en droppe att mäta de tvådimensionella Spridning av en Phospholipid Mono

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

Syntes av guld nanopartiklar Integrerad fotokänsliga liposomer och mätning av deras mikrobubblor Kavitation på Pulse laser excitation

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 och montering av 3D mikrokärl

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

Syntes av katjoniserad Magnetoferritin för ultrasnabb magnetiseringen av celler

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

Syntesen av Functionalized 10-nm polymerbelagda guldpartiklar för endotel inriktning och Drug Delivery

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

Montering och karakterisering av biomolekylär Memristors bestående av jonkanal-dopade Lipid membran

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