Name: low molecular weight protein enrichment on mesoporous silica thin films for biomarker discovery
Uploaded: 2012-04-17T13:00:00
Duration: 13 min
Description: Watch this Scientific Journal Video about Low Molecular Weight Protein Enrichment on Mesoporous Silica Thin Films for Biomarker Discovery at JoVE.com

وقد تم تمويل هذا العمل من جانب التحالف من قبل جائزة مركز NanoHealth (W81XWH-11-2-0168) وتكساس مركز للطب النانوي السرطان (1U54CA151668-01).

<ol>
	<li>Wulfkuhle, J. D., Liotta, L. A., Petricoin, E. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proteomic+applications+for+the+early+detection+of+cancer.">Proteomic applications for the early detection of cancer.</a> Nat. Rev. Cancer. 3, 267-275 (2003).</li><li>Etzioni, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+case+for+early+detection.">The case for early detection.</a> Nat. Rev. Cancer. 3, 243-252 (2003).</li><li>Hanash, S. M., Pitteri, S. J., Faca, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mining+the+plasma+proteome+for+cancer+biomarkers.">Mining the plasma proteome for cancer biomarkers.</a> Nature. 452, 571-579 (2008).</li><li>Liotta, L. A., Ferrari, M., Petricoin, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+proteomics:+written+in+blood.">Clinical proteomics: written in blood.</a> Nature. 425, 905-905 (2003).</li><li>Petricoin, E. F., Belluco, C., Araujo, R. P., Liotta, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+blood+peptidome:+a+higher+dimension+of+information+content+for+cancer+biomarker+discovery.">The blood peptidome: a higher dimension of information content for cancer biomarker discovery.</a> Nat. Rev. Cancer. 6, 961-967 (2006).</li><li>Anderson, N. L., Anderson, N. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+human+plasma+proteome:+history,+character,+and+diagnostic+prospects.">The human plasma proteome: history, character, and diagnostic prospects.</a> Mol. Cell Proteomics. 1, 845-867 (2002).</li><li>Gorg, A., Weiss, W., Dunn, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+two-dimensional+electrophoresis+technology+for+proteomics.">Current two-dimensional electrophoresis technology for proteomics.</a> Proteomics. 4, 3665-3685 (2004).</li><li>Liu, H., Sadygov, R. G., Yates, J. R., 3rd, . <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+model+for+random+sampling+and+estimation+of+relative+protein+abundance+in+shotgun+proteomics.">A model for random sampling and estimation of relative protein abundance in shotgun proteomics.</a> Anal. Chem. 76, 4193-4201 (2004).</li><li>Rabilloud, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-dimensional+gel+electrophoresis+in+proteomics:+old,+old+fashioned,+but+it+still+climbs+up+the+mountains.">Two-dimensional gel electrophoresis in proteomics: old, old fashioned, but it still climbs up the mountains.</a> Proteomics. 2, 3-10 (2002).</li><li>Hu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tailoring+of+the+nanotexture+of+mesoporous+silica+films+and+their+functionalized+derivatives+for+selectively+harvesting+low+molecular+weight+protein.">Tailoring of the nanotexture of mesoporous silica films and their functionalized derivatives for selectively harvesting low molecular weight protein.</a> ACS Nano. 4, 439-451 (2010).</li><li>Bouamrani, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mesoporous+silica+chips+for+selective+enrichment+and+stabilization+of+low+molecular+weight+proteome.">Mesoporous silica chips for selective enrichment and stabilization of low molecular weight proteome.</a> Proteomics. 10, 496-505 (2010).</li></ol>

ليس لدينا ما يكشف.

أدلة متزايدة على أن انخفاض الوزن الجزيئي منطقة بروتيوم الدورة الدموية هو مصدر غني من المؤشرات الحيوية التشخيصية للكشف المبكر عن المرض. في هذه التكنولوجيا، وقدمنا ​​سلسلة من رقائق السيليكا mesoporous مع مختلف أحجام المسام، والهياكل المسام والتعديلات لتخصيب انتقائية الببتيدات والبروتينات منخفضة الوزن الجزيئي. لتقييم استقرار البروتين، وحضنت رقائق MPS مع مصل الدم البشري، تجفف بعد غسلها، وتخزينها ل3wk في درجة حرارة الغرفة. وكانت أنماط بروتين / الببتيد التي تم الحصول عليها مقارنة مع تلك من المصل مجزأة طازجة (الشكل 6A)، وهو ما أكدته نتائج التحليل الإحصائي وأظهرت 6B في الشكل. ويقدر تباين إشارات ذروة تقاس السيرة الذاتية في المتوسط ​​12.7٪ لمصل الخام وعلى 14.2٪ للعينات مجزأة. يمكن للاختلافات هامشية يكون نتيجة لتقلبات داخلية وثيقة MALDI واقترح أن سولم N-رقاقة المعالجة والتخزين لا تحدث أي تغيير كبير في ملامح البروتين MS. وقد أجريت نفس التجربة على السيليكون غير مسامية. كان المصل المجفف عافيتها بعد التخزين على سطح السيليكون مجزأة على رقائق MPS قبل تحليل MALDI. حصلت على الملف MS الفقراء أظهرت ميزة استقرار سطح mesoporous. في المقارنة مع آليات افترض سابقا، ونحن نفترض أنه تم الحفاظ على الأنواع LMW المحاصرين داخل nanopores من التدهور من خلال استبعاد حجم البروتياز، أو عن طريق تثبيط نشاط بروتين من الفراغية بها في مكان ضيق من nanopores. يمكن للطريقة القائمة على رقاقة MPS أن تكون أداة قوية في الببتيد وLMW التنميط بروتين معقد من الدراسة السوائل البيولوجية. رقائق MPS هي غير مكلفة لتصنيع والسماح للإنتاج الارتقاء بها لتحقيق المعالجة في وقت واحد من عدد كبير من العينات، وتوفير ميزات مفيدة للفحص استكشافي والبيولوجيةاكتشاف علامة.

<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> Tetraethoxysilane </td><td> سيغما الدريخ </td><td> 131903 </td><td> 98٪ </td></tr><tr><td> تدور المغطي </td><td> البيرة العلم </td><td> أوروبا الوسطى والشرقية 200X </td><td></td></tr><tr><td> البلازما آشر </td><td> كما يشار إلى مارس </td><td> AP-600 </td><td></td></tr><tr><td> الطيفية Ellipsometer </td><td> JA Woollam شركة </td><td> M-2000DI </td><td></td></tr><tr><td> MALDI-TOF </td><td> النظم البيولوجية التطبيقية </td><td> يسترسل-DE-STR </td><td></td></tr><tr><td> α-cyano-4-hydroxycinnamic حامض </td><td> سيغما الدريخ شركة </td><td> C8982 </td><td> مصفوفة لMALDI-TOF </td></tr><tr><td> عبر ،5-3-4-dimethoxy هيدروكسيcinnamic حامض </td><td> سيغما الدريخ شركة </td><td> 85429 </td><td> مصفوفة لMALDI-TOF </td></tr><tr><td> تحريك صفيحة ساخنة </td><td> الحرارية العلمية </td><td> 11-475-30Q </td><td></td></tr><tr><td> CultureWell حجرات ساترة </td><td> سيغما الدريخ </td><td> GBL103350 </td><td> 3 مم بقطر. × عمق 1 مم، 3-10 ميكرولتر، عقيم </td></tr><tr><td> Pluronic F 127 </td><td> باسف </td><td></td><td> PEO 106 PPO 70-PEO 106 </td></tr><tr><td> Pluronic L121 </td><td> باسف </td><td></td><td> PEO 5-70-PPO PEO 5 </td></tr><tr><td> Pluronic P123 </td><td> باسف </td><td></td><td> PEO 20-70-PPO PEO 20 </td></tr></tbody></table> الجدول رقم 1. الخصائص الفيزيائية الكيميائية وتركيزات تصميم (الوزن الجزيئي وايزووالكهرباء نقطة) من الببتيد ومعايير اختيار بروتين.

low molecular weight protein enrichment on mesoporous silica thin films for biomarker discovery

تحديد المؤشرات الحيوية تعميم يحمل إمكانات كبيرة للنهج غير الغازية في التشخيص المبكر والتشخيص، وكذلك لرصد كفاءة العلاج. 1-3 وتداول منخفض بروتيوم الوزن الجزيئي (LMWP) يتكون من بروتينات صغيرة تسلط من الأنسجة والخلايا أو ارتبط شظايا الببتيد المستمدة من تدهور بروتين أكبر من البروتينات، ويعانون من هذه الحالة المرضية لدى المرضى، ويعكس على الأرجح في حالة المرض. 4،5 وعلى الرغم من هذه التطبيقات السريرية المحتملة، واستخدام الطيف الكتلي (MS) لمحة عن LMWP من السوائل البيولوجية وقد ثبت أن تكون صعبة للغاية نظرا لمدى ديناميكية كبيرة من تركيزات البروتين والببتيد في مصل الدم. 6 بدون عينة قبل المعالجة، وبعض من البروتينات أكثر وفرة عالية تحجب كشف منخفضة وفرة الأنواع في المصل / بلازما. البروتين الحالي القائم على النهج، مثل ثنائي الأبعاد بولكرلميد هلام شرمectrophoresis (2D-PAGE) والبروتيوميات بندقية الأساليب كثيفة العمالة، والإنتاجية المنخفضة وملاءمة العرض محدود بالنسبة إلى التطبيقات السريرية. 7-9 وبالتالي، هناك حاجة إلى استراتيجية أكثر فعالية لعزل LMWP من الدم، والسماح للفحص إنتاجية عالية من العينات السريرية . هنا، نقدم سريعة وفعالة وموثوق بها متعددة تجزئة النظام القائم على رقائق السيليكا mesoporous خصيصا لاستهداف وإثراء LMWP. ملفقة 10،11 Mesoporous السيليكا (MPS) الأغشية الرقيقة مع ميزات الانضباطي في النانومترية الحجم باستخدام القالب كوبوليمر مسار triblock . باستخدام القوالب البوليمر المختلفة وتركيزات البوليمر في حل السلائف، تم تحديد مختلف توزيعات حجم المسام، والهياكل المسام، والاتصال والخصائص السطحية وتطبيق انتقائي للانتعاش من البروتينات كتلة منخفضة. إعراب الانتقائي للالببتيدات المخصب إلى أقسام فرعية مختلفة وفقا لخصائصها الفيزيائية والكيميائية سوف ENهانس كفاءة استرداد والكشف عن وفرة الأنواع منخفضة. بالاشتراك مع مطياف الكتلة والتحليل الإحصائي، أثبتنا العلاقة بين الخصائص nanophase من الأفلام السيليكا mesoporous رقيقة وخصوصية وفعالية من انخفاض الكتلة الحصاد بروتيوم. عرض نتائج الكشف عن هذه الوثيقة من إمكانات تكنولوجيا النانو القائم على توفير بديل قوي على الأساليب التقليدية للحصاد LMWP من السوائل البيولوجية المعقدة. وبسبب القدرة على ضبط خصائص المواد، والقدرة على الإنتاج منخفضة التكلفة، وبساطة وسرعة جمع العينات، ومتطلبات عينة تقلص إلى حد كبير للتحليل، وهذا سوف يؤثر بشكل كبير رواية تكنولوجيا النانو في مجال البحث العلامات البيولوجية البروتين والبروتين السريرية التقييم.

Watch this Scientific Journal Video about Low Molecular Weight Protein Enrichment on Mesoporous Silica Thin Films for Biomarker Discovery at JoVE.com

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

قمنا بتطوير تكنولوجيا تقوم على فيلم السيليكا mesoporous رقيقة لاستعادة انتقائي من البروتينات منخفضة الوزن الجزيئي والببتيدات من مصل الدم البشري. تم ضبطها بدقة الخصائص الفيزيائية والكيميائية للرقائق لدينا mesoporous لتوفير التحكم ملموسا في مجال تخصيب الببتيد وبالتالي لمحة بروتيوم المصل لأغراض التشخيص.

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 ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Developing Custom Chinese Hamster Ovary-host Cell Protein Assays using Acoustic Membrane Microparticle Technology

مخصص الصينية النامية الهامستر بروتين الخلية المبيض في استضافة فحوصات باستخدام التكنولوجيا الصوتية Microparticle الغشائية

Custom assays for unique proteins are often limited to time consuming manual detection and quantitation techniques such as ELISA or Western blots due to ...

Low-Cost Cryo-Light Microscopy Stage Fabrication for Correlated Light/Electron Microscopy

منخفضة التكلفة المرحلة الميكروسكوب البرد الخفيفة التصنيع الخفيف مربوط / مجهرية إلكترون

The coupling of cryo-light microscopy (cryo-LM) and cryo-electron microscopy (cryo-EM) poses a number of advantages for understanding cellular 
dynamics ...

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

التوليف ، والجمعية ، وتوصيف أحادي الطبقة المحمية الجسيمات النانوية الذهبية للأفلام كهربية البروتين أحادي الطبقة

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

Polymer Microarrays for High Throughput Discovery of Biomaterials

[ميكروأرس] البوليمر لاكتشاف إنتاجية عالية من المواد الحيوية

The discovery of novel biomaterials that are optimized for a specific biological application is readily achieved using polymer microarrays, which allows a ...

Characteristics of Precipitation-formed Polyethylene Glycol Microgels Are Controlled by Molecular Weight of Reactants

This work describes the formation of poly(ethylene glycol) (PEG) microgels via a photopolymerized precipitation reaction. Precipitation reactions offer ...

Hydrogel Nanoparticle Harvesting of Plasma or Urine for Detecting Low Abundance Proteins

هيدروجيل الجسيمات النانوية حصاد البلازما أو البول للكشف عن وفرة البروتينات منخفضة

Novel biomarker discovery plays a crucial role in providing more sensitive and specific disease detection. Unfortunately many low-abundance biomarkers ...

From Fast Fluorescence Imaging to Molecular Diffusion Law on Live Cell Membranes in a Commercial Microscope

من السريع إلى التصوير الإسفار الجزيئية قانون إنتشار على أغشية الخلايا الحية في المجهر التجاري

It has become increasingly evident that the spatial distribution and the motion of membrane components like lipids and proteins are key factors in the ...

Design and Construction of Artificial Extracellular Matrix (aECM) Proteins from Escherichia coli for Skin Tissue Engineering

Design and Construction of Artificial Extracellular Matrix aECM Proteins from Escherichia coli for Skin Tissue Engineering

تصميم وبناء الاصطناعي خارج الخلية مصفوفة (aECM) والبروتينات من<em&gt; الإشريكية القولونية</em&gt; للبشرة هندسة الأنسجة

Recombinant technology is a versatile platform to create novel artificial proteins with tunable properties. For the last decade, many artificial proteins ...

Microfluidic Genipin Deposition Technique for Extended Culture of Micropatterned Vascular Muscular Thin Films

ميكروفلويديك Genipin ترسب تقنية للثقافة الموسعة من Micropatterned الأوعية الدموية العضلات الرقيقة

The chronic nature of vascular disease progression requires the development of experimental techniques that simulate physiologic and pathologic vascular ...

Rod-based Fabrication of Customizable Soft Robotic Pneumatic Gripper Devices for Delicate Tissue Manipulation

تصنيع مقرها قضيب من تخصيص لينة الروبوتية هوائي أجهزة القابض للتلاعب الأنسجة الحساسة

Soft compliant gripping is essential in delicate surgical manipulation for minimizing the risk of tissue grip damage caused by high stress concentrations ...