Name: attaching biological probes to silica optical biosensors using silane coupling agents
Uploaded: 2012-05-01T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Attaching Biological Probes to Silica Optical Biosensors Using Silane Coupling Agents at JoVE.com

المؤلفين الامتنان البروفيسور اندريا أرماني في جامعة جنوب كاليفورنيا للحصول على الدعم خلال الوقت تم تطوير هذا البروتوكول. وقدمت التمويل اللازم لوضع الأولية لهذا العمل من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم [085281 و 1028440] والمعهد الوطني للصحة من خلال المعاهد الوطنية للصحة المدير الجديد لبرنامج مبتكر جائزة [1DP2OD007391-01]. تتوفر معلومات إضافية في <a href="http://web.missouri.edu/~hunthk/" target="_blank">http://web.missouri.edu/ ~ hunthk /</a> .

1. خلفية ويرد على البيوتين إلى السطح من هذه الأجهزة من خلال عملية بسيطة من ثلاث خطوات، (الشكل 1). أولا، علينا تنظيف السطح وملء مع مجموعات الهيدروكسيل من خلال تعريض الأجهزة إلى بلازما الأوكسجين أو حل سمكة البيرانا. الثانية، ?...

<ol>
	<li>Datar, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cantilever+Sensors:+Nanomechanical+Tools+for+Diagnostics.">Cantilever Sensors: Nanomechanical Tools for Diagnostics.</a> MRS Bull. 34, 449-454 (2009).</li><li>Hunt, H. K., Armani, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Label-free+biological+and+chemical+sensors.">Label-free biological and chemical sensors.</a> Nanoscale. 2, 1544-1559 (2010).</li><li>Sundberg, F., Karlsson, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+detection+and+characterization+of+immune+responses+using+label-free+biacore+immunoassays.">Rapid detection and characterization of immune responses using label-free biacore immunoassays.</a> Immunology. 120, 46-47 (2007).</li><li>Hermanson, G. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Bioconjugate Techniques. , (2008).</li><li>Bernards, M. T., Cheng, G., Zhang, Z., Chen, S. F., Jiang, S. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonfouling+polymer+brushes+via+surface-initiated,+two-component+atom+transfer+radical+polymerization.">Nonfouling polymer brushes via surface-initiated, two-component atom transfer radical polymerization.</a> Macromolecules. 41, 4216-4219 (2008).</li><li>Fan, X. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensitive+optical+biosensors+for+unlabeled+targets:+A+review.">Sensitive optical biosensors for unlabeled targets: A review.</a> Anal. Chim. Acta. 620, 8-26 (2008).</li><li>Qavi, A. J., Washburn, A. L., Byeon, J. Y., Bailey, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Label-free+technologies+for+quantitative+multiparameter+biological+analysis.">Label-free technologies for quantitative multiparameter biological analysis.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 394, 121-135 (2009).</li><li>Hunt, H. K., Soteropulos, C., Armani, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioconjugation+Strategies+for+Microtoroidal+Optical+Resonators.">Bioconjugation Strategies for Microtoroidal Optical Resonators.</a> Sensors. 10, 9317-9336 (2010).</li><li>Kalia, J., Raines, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+Bioconjugation.">Advances in Bioconjugation.</a> Curr. Org. Chem. 14, 138-147 (2010).</li><li>Matsko, A. B., Savchenkov, A. A., Strekalov, D., Ilchenko, V. S., Maleki, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+Applications+of+Whispering-Gallery+Mode+Resonators+in+Photonics+and+Nonlinear+Optics.">Review of Applications of Whispering-Gallery Mode Resonators in Photonics and Nonlinear Optics.</a> IPN Progress Report. , 42-162 (2005).</li><li>Armani, A. M., Kulkarni, R. P., Fraser, S. E., Flagan, R. C., Vahala, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Label-free,+single-molecule+detection+with+optical+microcavities.">Label-free, single-molecule detection with optical microcavities.</a> Science. 317, 783-787 (2007).</li><li>Zhu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On-chip+single+nanoparticle+detection+and+sizing+by+mode+splitting+in+an+ultrahigh-Q+microresonator.">On-chip single nanoparticle detection and sizing by mode splitting in an ultrahigh-Q microresonator.</a> Nat. Photon. 4, 122-122 (2010).</li><li>Armani, D. K., Kippenberg, T. J., Spillane, S. M., Vahala, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultra-high-Q+toroid+microcavity+on+a+chip.">Ultra-high-Q toroid microcavity on a chip.</a> Nature. 421, 925-928 (2003).</li><li>Vollmer, F., Arnold, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whispering-gallery-mode+biosensing:+label-free+detection+down+to+single+molecules.">Whispering-gallery-mode biosensing: label-free detection down to single molecules.</a> Nat. Methods. 5, 591-596 (2008).</li><li>Vollmer, F., Arnold, S., Keng, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single+virus+detection+from+the+reactive+shift+of+a+whispering+gallery+mode.">Single virus detection from the reactive shift of a whispering gallery mode.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 20701-20704 (2008).</li><li>Hunt, H. K., Armani, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recycling+microcavity+optical+biosensors.">Recycling microcavity optical biosensors.</a> Opt. Lett. 36, 1092-1094 (2011).</li><li>Soteropulos, C. E., Hunt, H. K., Armani, A. M. <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+binding+kinetics+using+whispering+gallery+mode+microcavities.">Determination of binding kinetics using whispering gallery mode microcavities.</a> Appl. Phys. Lett. 99, 103703-103703 (2011).</li></ol>

كما هو موضح في البروتوكولات، وأنشأنا منصة المساكن التي يمكن من خلالها نقل المجهرية السيليكا بواسطة ينبع لها في جميع مراحل عملية functionalization. تم إنشاء هذا المنبر السكن وإيجاد حل لتلوث المياه السطحية والأضرار التي نجمت عن microsphere ملامسة الجدران من الحاويات المختلفة المس?...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> اسم كاشف </td><td> شركة </td><td> فهرس العدد </td><td> تعليقات </td></tr><tr><td> الميثانول </td><td> الصياد </td><td> 67-56-1 </td><td> ACS الصف </td></tr><tr><td> حامض الكبريتيك </td><td> الصياد </td><td> 8014-95-7 </td><td> دخن </td></tr><tr><td> ماء الأوكسجين </td><td> الصياد </td><td> 7722-84-1 </td><td> 30٪ وزن </td></tr><tr><td> Aminopropyltrimethoxysilane </td><td> الصياد </td><td> 13822-56-5 </td><td></td></tr><tr><td> NHS-EZ البيوتين رابط </td><td> ثقب </td><td> 20217 </td><td></td></tr><tr><td> Dimethylsulfoxide </td><td> الصياد </td><td> 67-68-5 </td><td> لا مائي </td></tr><tr><td> فلوريسئين الفصيلة </td><td> ثقب </td><td> 46425 </td><td></td></tr><tr><td> التخزين المؤقت فوسفات المالحة </td><td> الصياد </td><td> 7647-14-5 </td><td> مسحوق مركزات </td></tr><tr><td> بيكربونات الصوديوم العازلة </td><td> الصياد </td><td> NC0099321 </td><td></td></tr><tr><td> تكساس الأحمر - أفيدين المتقارنة </td><td> ثقب </td><td> A820 </td><td></td></tr><tr><td> الألياف البصرية </td><td> نيوبورت </td><td> F-SC </td><td></td></tr><tr><td> الألياف المتعرية </td><td> مبيعات الألياف الصك </td><td> NN-175 </td><td> عدم نيك متجرد ام 175 </td></tr><tr><td> Kimwipes </td><td> الصياد </td><td> 06666A </td><td></td></tr><tr><td> العارية الألياف الساطور </td><td> Ilsintech </td><td> CL-03A </td><td></td></tr><tr><td> شرائح زجاجية مجهر </td><td> الصياد </td><td> 12-550B </td><td></td></tr><tr><td> البولي بروبلين قوارير </td><td> الصياد </td><td> 03-341-75A </td><td> 60 مل، يتوقف الحد الأقصى </td></tr><tr><td> احتضان الكرسي الهزاز </td><td&gt; VWR </td><td> 12620-910 </td><td></td></tr><tr><td> فراغ المجفف </td><td> الصياد </td><td> 08-594-15B </td><td></td></tr></tbody></table>

attaching biological probes to silica optical biosensors using silane coupling agents

من أجل التفاعل مع البيئات البيولوجية، ومنصات جهاز الاستشعار البيولوجي، مثل نظام Biacore شعبية (على أساس مأكل سطح الرنين (SPR) تقنية)، والاستفادة من مختلف تقنيات التغيير في السطح، والتي يمكن، على سبيل المثال، منع تلوث السطح، وتوليف hydrophobicity / hydrophilicity من السطح، والتكيف مع مجموعة متنوعة من البيئات الإلكترونية، والأكثر شيوعا، وتحدث خصوصية من أجل التوصل إلى الهدف من الفائدة. 1-5 هذه التقنيات توسيع وظيفة من أجهزة الاستشعار وإلا حساسة للغاية إلى التطبيقات في العالم الحقيقي في بيئات معقدة، مثل كما الدم والبول، وتحليل مياه الصرف الصحي. 2،6-7 بينما منصات biosensing التجارية، مثل Biacore، وغير مفهومة بشكل جيد، وتقنيات قياسية لأداء هذه التعديلات السطحية، إن لم تكن هذه التقنيات تترجم بطريقة موحدة لغيرها من التسمية مجانا منصات biosensing، مثل معرض يهمس وضع (WGM) مرنانات بصري. 8-9 &lt;<html> / P&gt; مرنانات WGM البصرية تمثل تكنولوجيا واعدة لأداء التسمية خالية من الكشف عن مجموعة واسعة من الأنواع في تركيزات منخفضة للغاية 6،10-12 حساسية عالية من هذه المنصات هي نتيجة للبصريات بهم هندسية فريدة من نوعها:. WGM بصري مرنانات تحصر تداول . في ضوء معين، ترددات الرنين لا يتجزأ 13 وعلى غرار منصات SPR، لا مجال بصري يقتصر كليا على جهاز الاستشعار، ولكن evanesces، وهذا &quot;ذيل زائل&quot; يمكن أن تتفاعل ثم مع الأنواع في البيئة المحيطة. هذا التفاعل يتسبب في معامل الانكسار الفعال لمجال بصري إلى تغيير، مما أدى إلى طفيفة، ولكن يمكن اكتشافها، والتحول في وتيرة صدى للجهاز. لأن الحقل البصري يدور، ويمكن ان تتفاعل عدة مرات مع البيئة، مما أدى إلى تضخيم المتأصلة في الإشارة، والحساسيات عالية جدا إلى تغييرات طفيفة في البيئة. 2،14-15 خيمة &quot;&gt; لإجراء الكشف استهدفت في بيئات معقدة، ويجب أن تقرن هذه المنصات مع جزيء مسبار (عادة نصف من زوج ملزم، على سبيل المثال الأجسام المضادة / المستضدات) من خلال تعديل السطح. 2 على الرغم من أن تكون ملفقة مرنانات WGM البصرية في هندستها عدة من مجموعة متنوعة من النظم المادية، microsphere السيليكا هو الأكثر شيوعا. هذه المجهرية هي ملفقة بشكل عام على نهاية الألياف الضوئية، والتي تنص على &quot;الجذعية&quot; التي يمكن من خلالها التعامل مع المجهرية خلال التجارب functionalization والكشف. قد كيمياء سطح السيليكا يمكن تطبيقها على تعلق جزيئات التحقيق على سطوحها، ولكن الأساليب التقليدية، ولدت لركائز مستو غالبا ما تكون غير كافية لهذه الهياكل ثلاثي الأبعاد، وأية تغييرات على سطح المجهرية (الغبار والتلوث، والعيوب السطحية، والطلاء متفاوت) يمكن أن يكون شديد، عواقب سلبية على قدرات الكشف عنها، وهنا علينا أن نبرهن مقاربة سطحيةلfunctionalization سطح microsphere السيليكا مرنانات WGM البصرية باستخدام silane كلاء اقتران لسد سطح غير العضوية والبيئة البيولوجية، عن طريق ربط البيوتين إلى السطح السيليكا. 8،16 على الرغم من أننا استخدام مرنانات السيليكا WGM microsphere مثل نظام الاستشعار في هذا التقرير، البروتوكولات هي عامة ويمكن استخدامها لfunctionalize سطح أي جهاز السيليكا مع البيوتين.

Watch this Scientific Journal Video about Attaching Biological Probes to Silica Optical Biosensors Using Silane Coupling Agents at JoVE.com

Attaching Biological Probes to Silica Optical Biosensors Using Silane Coupling Agents

أجهزة الاستشعار التفاعل مع البيئات المعقدة والبيولوجية وإجراء الكشف المستهدفة من خلال الجمع بين أجهزة استشعار حساسة للغاية مع تحقيقات محددة للغاية التي تعلق على الاستشعار عن طريق تعديل السطح. هنا، علينا أن نبرهن على سطح functionalization من أجهزة الاستشعار البصرية السيليكا مع البيوتين استخدام وكلاء اقتران silane لسد استشعار والبيئة البيولوجية.

ربط المسابر البيولوجي لأجهزة الاستشعار البصرية عن طريق وكلاء السيليكا اقتران silane

In order to interface with biological environments, biosensor platforms, such as the popular Biacore system (based on the Surface Plasmon Resonance (SPR) ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Engineering Biological-Based Vascular Grafts Using a Pulsatile Bioreactor

الطعوم الوعائية الهندسة البيولوجية ، عن طريق بناء مفاعل حيوي نابض

Much effort has been devoted to develop and advance the methodology to regenerate functional small-diameter arterial bypasses. In the physiological ...

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

تصميم مفاعل حيوي لضغط الدوري السابقين فيفو دراسة صمامات القلب الأورطي

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic ...

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

بروتين منخفض الوزن الجزيئي تخصيب اليورانيوم على أفلام السيليكا Mesoporous رقيقة لاكتشاف العلامات البيولوجية

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

Insertion of Flexible Neural Probes Using Rigid Stiffeners Attached with Biodissolvable Adhesive

إدراج مرنة العصبية عن طريق مجسات التقوية الصلبة المرفقة مع اصق Biodissolvable

Microelectrode  arrays for neural interface devices that are made of biocompatible thin-film  polymer are expected to have extended functional lifetime ...

Optical Detection of E. coli Bacteria by Mesoporous Silicon Biosensors

Optical Detection of E. coli Bacteria by Mesoporous Silicon Biosensors

كشف البصري<em&gt; E. القولونية</em&gt; البكتيريا عن طريق أجهزة الاستشعار السيليكون Mesoporous

A label-free optical biosensor based on a nanostructured porous Si is designed for rapid capture and detection of Escherichia coli K12 bacteria, as a ...

Wideband Optical Detector of Ultrasound for Medical Imaging Applications

النطاق العريض للكشف عن الموجات فوق الصوتية البصرية للتطبيقات التصوير الطبي

Optical sensors of ultrasound are a promising alternative to piezoelectric techniques, as has been recently demonstrated in the field of optoacoustic ...

Use of Label-free Optical Biosensors to Detect Modulation of Potassium Channels by G-protein Coupled Receptors

استخدام تسمية خالية أجهزة الاستشعار البصرية لكشف التحوير من قنوات البوتاسيوم التي كتبها G-بروتين المستقبلات اقترن

Ion channels control the electrical properties of neurons and other excitable cell types by selectively allowing ions to flow through the plasma ...

Preparation of Mica Supported Lipid Bilayers for High Resolution Optical Microscopy Imaging

إعداد ميكا المدعومة الدهون طبقات ثنائية لارتفاع القرار المجهر الضوئي التصوير

Supported lipid bilayers (SLBs) are widely used as a model for studying membrane properties (phase separation, clustering, dynamics) and its interaction ...

Label-free Single Molecule Detection Using Microtoroid Optical Resonators

تسمية خالية واحدة كشف الجزيئة عن طريق Microtoroid البصرية الرنين

Detecting small concentrations of molecules down to the single molecule limit has impact on areas such as early detection of disease, and fundamental ...

Computed Tomography and Optical Imaging of Osteogenesis-angiogenesis Coupling to Assess Integration of Cranial Bone Autografts and Allografts

التصوير المقطعي والتصوير الضوئي من-تكون العظم الأوعية الدموية اقتران لتقييم دمج القحف طعم ذاتي العظام والمغايرة

A major parameter determining the success of a bone-grafting procedure is vascularization of the area surrounding the graft. We hypothesized that ...