Name: a guided materials screening approach for developing quantitative sol-gel derived protein microarrays
Uploaded: 2013-08-26T12:00:00
Duration: 10 min 44 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Guided Materials Screening Approach for Developing Quantitative Sol-gel Derived Protein Microarrays at JoVE.com

Yazarlar protein microarrays gelişiminde yardım için Maria Monton, Julie Lebert, Jessamyn Küçük, Xin Ge ve Laura Lautens teşekkür ederim. Yazarlar ayrıca bu iş için fon Doğa Bilimleri ve Kanada&#39;nın Mühendislik Araştırma Kurumu (NSERC) teşekkür ederim. Yazarlar ayrıca bu işin destek için Yenilik ve Ontario Yenilik Güven için Kanada Vakfı teşekkür ederim. JDB Biyoanalitik Kimya ve Biointerfaces yılında Kanada Araştırma Başkanı tutar.

<ol>
	<li>Schena, M. M., Shalon, D. D., Davis, R. W. R., Brown, P. O. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+monitoring+of+gene+expression+patterns+with+a+complementary+DNA+microarray.">Quantitative monitoring of gene expression patterns with a complementary DNA microarray.</a> Science (New York, N.Y.). 270 (5235), 467-470 (1995).</li><li>MacBeath, G., Schreiber, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Printing+proteins+as+microarrays+for+high-throughput+function+determination.">Printing proteins as microarrays for high-throughput function determination.</a> Science (New York, N.Y.). 289 (5485), 1760-1763 (2000).</li><li>Zhu, H. H., Bilgin, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+analysis+of+protein+activities+using+proteome+chips.">Global analysis of protein activities using proteome chips.</a> Science (New York, N.Y.). 293 (5537), 2101-2105 (2001).</li><li>Hook, A. L., Chang, C. -. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combinatorial+discovery+of+polymers+resistant+to+bacterial+attachment.">Combinatorial discovery of polymers resistant to bacterial attachment.</a> Nature Biotechnology. , (2012).</li><li>Monton, M. R. N., Lebert, J. M., Little, J. R. L., Nair, J. J., McNulty, J., Brennan, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Sol-Gel-Derived+Acetylcholinesterase+Microarray+for+Nanovolume+Small-Molecule+Screening.">A Sol-Gel-Derived Acetylcholinesterase Microarray for Nanovolume Small-Molecule Screening.</a> Analytical Chemistry. 82 (22), 9365-9373 (2010).</li><li>Cho, E. J., Tao, Z., Tehan, E. C., Bright, F. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multianalyte+pin-printed+biosensor+arrays+based+on+protein-doped+xerogels.">Multianalyte pin-printed biosensor arrays based on protein-doped xerogels.</a> Analytical Chemistry. 74 (24), 6177-6184 (2002).</li><li>Cho, E. J., Tao, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tools+to+Rapidly+Produce+and+Screen+Biodegradable+Polymer+and+Sol-Gel-Derived+Xerogel+Formulations.+Applied+Spectroscopy.">Tools to Rapidly Produce and Screen Biodegradable Polymer and Sol-Gel-Derived Xerogel Formulations. Applied Spectroscopy.</a> Society for Applied Spectroscopy. 56 (11), 1385-1389 (2002).</li><li>Ge, X., Lebert, J. M., Monton, M. R. N., Lautens, L. L., Brennan, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Materials+Screening+for+Sol-Gel-Derived+High-Density+Multi-Kinase+Microarrays.">Materials Screening for Sol-Gel-Derived High-Density Multi-Kinase Microarrays.</a> Chemistry of Materials. 23 (16), 3685-3691 (2011).</li><li>Rupcich, N., Green, J. R. A., Brennan, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanovolume+Kinase+Inhibition+Assay+Using+a+Sol-Gel-Derived+Multicomponent+Microarray.">Nanovolume Kinase Inhibition Assay Using a Sol-Gel-Derived Multicomponent Microarray.</a> Analytical Chemistry. 77 (24), 8013-8019 (2005).</li><li>Rupcich, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coupled+enzyme+reaction+microarrays+based+on+pin-printing+of+sol-gel+derived+biomaterials.">Coupled enzyme reaction microarrays based on pin-printing of sol-gel derived biomaterials.</a> Analytica Chimica Acta. 500 (1-2), 3-12 (2003).</li><li>MacBeath, G. G., Schreiber, S. L. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Printing+proteins+as+microarrays+for+high-throughput+function+determination.">Printing proteins as microarrays for high-throughput function determination.</a> Science (New York, N.Y.). 289 (5485), 1760-1763 (2000).</li><li>Stillman, B. A. B., Tonkinson, J. L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FAST+slides:+a+novel+surface+for+microarrays.">FAST slides: a novel surface for microarrays.</a> BioTechniques. 29 (3), 630-635 (2000).</li><li>Rupcich, N., Goldstein, A., Brennan, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+sol-gel+formulations+and+surface+treatments+for+the+development+of+pin-printed+protein+microarrays.">Optimization of sol-gel formulations and surface treatments for the development of pin-printed protein microarrays.</a> Chemistry of Materials. 15 (9), 1803-1811 (2003).</li><li>Gill, I., Ballesteros, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Encapsulation+of+biologicals+within+silicate,+siloxane,+and+hybrid+sol-gel+polymers:+An+efficient+and+generic+approach.">Encapsulation of biologicals within silicate, siloxane, and hybrid sol-gel polymers: An efficient and generic approach.</a> Journal of the American Chemical Society. 120 (34), 8587-8598 (1998).</li><li>Brook, M. A., Chen, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proteins+entrapped+in+silica+monoliths+prepared+from+glyceroxysilanes.">Proteins entrapped in silica monoliths prepared from glyceroxysilanes.</a> Journal of Sol-gel Science and Technology. 31 (1), 343-348 (2004).</li><li>Brook, M. A., Chen, Y., Guo, K., Zhang, Z., Brennan, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sugar-modified+silanes:+precursors+for+silica+monoliths.">Sugar-modified silanes: precursors for silica monoliths.</a> Journal of Materials Chemistry. 14 (9), 1469 (2004).</li><li>Zhang, J., Chung, T., Oldenburg, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Simple+Statistical+Parameter+for+Use+in+Evaluation+and+Validation+of+High+Throughput+Screening+Assays.">A Simple Statistical Parameter for Use in Evaluation and Validation of High Throughput Screening Assays.</a> Journal of Biomolecular Screening. 4 (2), 67-73 (1999).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Next+generation+of+protein+microarray+support+materials:+Evaluation+for+protein+and+antibody+microarray+applications.">Next generation of protein microarray support materials: Evaluation for protein and antibody microarray applications.</a> Journal of Chromatography A. , 1-8 (2013).</li><li>Bhatia, R. B., Brinker, C. J., Gupta, A. K., Singh, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aqueous+Sol-Gel+Process+for+Protein+Encapsulation.">Aqueous Sol-Gel Process for Protein Encapsulation.</a> Chemistry of Materials. 12 (8), 2434-2441 (2000).</li></ol>

Biz ifşa hiçbir şey yok.

Burada anlatılan yöntem hızla malzemelerin çok sayıda ekran zorunda kalmadan uygun malzemeler belirlenmesi için bir zaman ve maliyet-etkin bir üretim yöntemini, bir iletişim yazıcı ile basılabilir sol-jel türetilen maddeler belirlenmesi için en uygun olarak seçilmiştir. ~ 20,000 potansiyel malzemeler toplam kaynaktan, tek başına jelleşme süresi temelinde baskı için uygun olan ~ 200 malzemeleri tespit etmek mümkün olmuştur. Bu durum sonraki baskı denemeleri için hazırlıklı olmak gerekli malzemelerin sayısını azalttı. Bu yazdırılabilir malzeme daha sonra 768 malzeme-slayt kombinasyonları olmak üzere toplam 4 slayt yüzeyler üzerine basıldı. Ortalama olarak, bir malzemenin 50 noktalar / çoğaltır örnek yükleme, nokta birikimi ve pin temizlik dahil olmak üzere ~ 3 dakika, basılabilir. Bunlardan, 155 malzeme, ya da kabaca 20%, çözüm alım başına noktalar en fazla sayıda baskı için izin ve tekrarlanabilir nokta boyutları üretti. Şunu belirtmek gerekir ki bu 4 SLide yüzeyler test, malzeme için daha iyi basılmış: amin&gt; epoksi&gt; aldehit&gt; PMMA; PMMA slaytlar herhangi bir malzeme için yararlı diziler vermedi. Bu büyük olasılıkla yüzey kaplama kutup bağlandı. Sözü edilen kızak yüzeyleri karşılaştırıldığında, daha polar bir amin ve epoksi daha PMMA slaytlar göre sulu soller için uygun. Buna ek olarak, test edilen yüzeylerin, amin kaplı slaytlar bağ anyonik sol yatırılır için potansiyel bir pozitif yüklü yüzey sağlar. Biz şüpheli, silika slayt ve sol yüzeyi boyunca etkileşim arasındaki arayüzü nanopartiküller. Epoksi ve aldehit slayt yüzeyler her ikisi de aynı ilk şarj tabanlı etkileşim eksikliği. En iyi nokta birikimi sağlamak için son derece böyle Arrayit gibi bir tedarikçiden ön kaplı slaytlar kullanılması önerilir. In-house kaplama kötü nokta tekrarlanabilirlik 13 ve yol tutarsız yüzeyler üretir, bazı durumlarda, miktar prob yol açabilirvelilerine. eşit önem Of 18, sıcaklık ve nem malzemelerin &quot;printability&quot; etkiler. Sıcaklık ile ilgili etkileri üzerinde detaylı çalışmalar gerçekleştirilmiştir da, baskı her zaman oda sıcaklığında gerçekleştirilir (23 ± 3 ° C) yıkandı. Nem oranı (% 80&#39;den fazla) da küçük miktarlar birikimi (0,7-2,3 nl) ve buharlaşma nedeniyle düzensiz şekil birikmesini önlemek için baskı odası içinde kontrol edildi. Malzeme ekran AChE ve kinazlar, protein her iki tip için çalıştı malzemelerin küçük bir set belirlendi baskı için özel olarak en iyi sol-jel türevli malzemeler tespit doğru yönlendirilir iken. Gerçekten de, kinaz mikrodizi imalatı için tespit edilen malzemenin her iki SS + PVA + gliserol dayanmaktadır, ve her iki malzemenin de AChE mikrodizilerinde seçilen malzeme 26 içinde tespit edilmiştir. Bu &quot;iyi&quot; malzeme daha prote geliştirmek için genel bir başlangıç ​​noktası sunabilirBu kompozisyonlar etrafında in-katkılı sol-jel tabanlı mikroarrayler ve küçük ekranlar mikroarray üretim için daha iyi malzeme tespit edebilir. Unutulmaması gereken ikinci bir nokta kullanılan enzim önemidir. AChE (oldukça sağlam bir enzim) durumunda, test uyumlu olarak tanımlanan özgün 66 malzeme 26 (ya da yaklaşık% 40) sıkışmış AChE aktivitesi korunur. Bununla birlikte, daha hassas kinazlar için, tahlil 69 ile uyumlu bir kompozisyon ya da malzeme yaklaşık% 3, sadece 2&#39;si kinazların aktivitesini koruyan başardık. Farklı enzim yeterli sayıda kesin açıklama yapmak incelenmemiştir olsa da, nispeten kararsız enzimler ile bu optimize dizi üretim mutliplexed mikroarray üretim izin proteinlerin geniş bir tuzağa düşürmek için kullanılan malzemelerin belirlenmesi yol açabilir görünür. Seçilen bir protein bağımsız olarak, yazdırılabilir malzeme belirlenmesi için önemli bir cut-off faktörü uzun için duyulan ihtiyaçmalzeme jelleşme zamanı (&gt; 2.5 saat). SS sol-jel esaslı malzemelerin geliştirilmesi, bu iyon değişimi ve süzme sonrasında, çözeltinin pH değeri yaklaşık 4 olduğu, sağlamak için çok önemlidir. Daha düşük bir başlangıç ​​pH değerine sahip soller enzim aktivitesini etkileyebilir. 19 AYAR SS Dowex (iyon değişimi reçinesi) miktarı Sol nihai pH değiştirebilen bir daha düşük olma, nötr pH ile malzeme ile sonuçlanabilir. Bu reçinenin yeni bir parti hazırlandığı zaman SS reçine oranı protokol bölüm 2&#39;de belirtilen prosedür takip yaklaşık pH 4 olarak soller üretmek için ayarlanabilir olması gerekmektedir. Benzer şekilde, kristal dsu hazırlık genellikle biyomolekülün yakalanmalarında EGM tabanlı soller kullanılıyorsa malzeme yetmezliği ile ilişkili bir hata kaynağıdır. Burada ayrıntılı olarak rapor edilmemiş olmasına rağmen, büyük bir özen polyglycerated silika üretebilir, özellikle kristalin dsu sentezi, sentez sırasında suyun varlığında önlemek için gerek sırasında alınması gerekiryerine monomerik DGS daha tes. Ayrıca, dsu higroskopik doğası nedeniyle, kristalin örnek kurutulmuş ve sentezden sonra 6 ay içinde kullanılan saklanır gerekmektedir. 6 aydan büyük kristal DGS hatta asidik ortamda sonikasyon ile (nedeniyle kısmen yoğunlaştırılmış poligliseril silikat malzeme) tam çözülür olmayabilir. Eksik DGS çözünme bilinmeyen ve kontrol edilemeyen silis içeriği ve bu nedenle, daha az sağlam malzemelerle soller üretir. Temas baskı ile Unutulmaması gereken önemli bir nokta işaretçilerine kalitesidir. Hasarlı veya yanlış kullanılmış işaretçilerine (Şekil 9) yazdırılan malzemenin bağımsız tekrarlanabilir dizileri üretmek asla. Bu kırık veya tıkanmış işaretçilerine kullanılmaz sağlamak için bir diseksiyon mikroskobu kullanarak pin kalitesini kontrol etmek için önerilir. Dikkatli kullanım işaretçilerine için uzun ömürlü olmasını sağlar. Piminin serbest hareketi de önemlidir. Nem baş ve pin arasındaki baskı kafası, pin sıkışmış durumdadoğru koltuk ve böylece malzeme birikimi eksikliği sonucu, yüzey ile uygun temas yapmaz olmaz. Sonuç olarak, yüksek yoğunluklu protein katkılı pin baskılı mikroarrayler geliştirmek için ayrıntılı, çok adımlı tarama yaklaşım sağladı. Tarama daha odaklı tarama takip malzemelerin baskı, belirli bir test ile uyumlu ve enzim aktivitesi muhafaza edebiliyoruz malzemeleri tanımlamak için izin malzeme özelliklerinin optimizasyonu (jelleşme süresi ve printability) içerir. Bu güdümlü malzeme tarama yaklaşımı zaman ve verimli yüksek yoğunluklu mikrodiziler üretimi ile ilgili maliyet düşürmek için ilave mikrodizi biçimleri uygulanabilir.

Mikroarray&#39;ler tahlil hacmi artırmak için bir yöntem olarak bilimsel topluluk içinde popülerlik kazanmıştır. Mikroarray teknolojisinin gelişmesi 1990&#39;ların ortalarında gen 1 değerlendirmek için, mikroarray&#39;ler protein-protein ve protein-küçük molekül etkileşimleri tanımlamak için, ve benzersiz özelliklere sahip yeni malzemeler bulmak için yüksek verimli deneyleri gelişiminde kullanım bulduk. 2-5 Daha yakın zamanlarda, mikrodiziler uygun bir floresan kullanılarak mikrodizi kendisinde enzimatik aktivitesi ve inhibisyon kolay ölçümü sağlayan, özel malzemeler proteinler sürüklenmiş edildiği bir üç boyutlu mikroarray elemanı üreten, fonksiyonel proteinleri immobilize etmek için kullanılan burada geliştirilmiştir substrat ciroya birleştirilmiştir tahlil. 5-10 Önemli olarak, bu tür bir çok paralel mikrodizilerinde olarak birlikte gerekli tüm ekran örnekler için bileşenler ve kontroller için dizayn edilebilir. 5,8 &lt;/ P&gt; Protein microarrays erken örnekleri tipik olarak kovalent bir eki olarak bir katı destek, üzerine protein immobilizasyonu için standart yöntemler kullanılarak hazırlandı, 3 11 afinite yakalama ve fiziksel adsorpsiyon. 12 biyo-immobilizasyonu, bu yöntem için gerekli olan artış Örnek konsantrasyonu ve hızlandırılmış reaksiyon kinetiği için izin verirken testi minyatür, her sakıncaları muzdarip. Genel olarak, her bir yüzeyin kimyasal modifikasyonu nedeniyle yerel biyomolekülün özelliğe azalma, aktif yerleri erişimi engellenmiş ya da spesifik olmayan hareketsizlik nedeniyle düzgün olmayan bir doğrultuda neden olur. Bu nedenle, biyomolekülün depozisyonunda bir artışı, muhtemelen yapay bir yüzeye biyomoleküllerin bağlamak için ihtiyacı nedeniyle ortaya çıkan bir tepki rağmen bütün yöntemleri düşük hassasiyet deneyi ile sonuçlanır. Fonksiyonel biyomolekülün microarrays üretimi için gelişmekte olan bir yaklaşım protein katkılı pin-baskı geçertipik olarak Fonksiyonlu cam slaytlar veya mikro plakaları tek tek kuyu olan katı destekler üzerine silika soller,. Sol-jel işlemi, kendi başına, oda sıcaklığında bir sulu ortam içinde yer alır, ve bunun içinde 13 yükleme yanı sıra, birden fazla bileşenden tuzak yüksek protein sağlayan, basılmış ve daha sonra 3D matris içinde entrap biyomoleküllerin jeller bu sıvıyı öncüsüdür Aynı mikrodizi elemanı. sol-jel türetilmiş malzeme 13,14 Biçme yanı sıra farklı tamponlar kullanımı (pH, iyonik kuvvet) aracılığıyla sulu bileşen değiştirerek, farklı silis öncülerinin dikkatli seçimi yoluyla yapılır ve kaynaştırma edilebilir optimal bir malzeme elde etmek için, çeşitli katkı maddeleri (polimerler, küçük moleküller), özel doğası sıkışmış bir biyomolekülün bağlıdır. 10 Pin-baskı ile sol-jel türevli protein mikroarrayler geliştirme ile ilgili olası bir sınırlamapin jelleşme olmadan basılı veya kez bir yüzey üzerine basılmış istenmeyen özellikleri (üretilemez nokta boyutları, çatlama, yapışmayı, tahlil bileşenleri ile uyumsuzluk, kötü protein aktivite) gösteren edilebilir sol-jel bazlı kompozit malzemeler tanımlamak için ihtiyaç. 5 Eşzamanlı tüm bu parametrelerin optimizasyonu bir yaklaşım, burada malzeme de novo olarak dizayn edilebilir önleyen ya da seri bir şekilde yavaş yavaş incelenmiştir. Diğer yandan, bir çok bin veya malzeme onbinlerce rastgele tarama ne zaman ne de maliyet-etkindir. Bu yazıda, rastgele malzemelerin çok sayıda taranması için gerek kalmadan proteinin microarrays üretimi için uygun malzemeler arasında hızla belirlenmesini sağlar yönlendirilmiş bir tarama yaklaşımı açıklar. Bir güdümlü bir yaklaşım kullanarak, mikroarray baskı için uygun malzeme ilk tanımlamak için küçük ölçekli ekranlar bir dizi izledi, tanımlanan sol-jel malzemeler elde en iyiAl kombinasyonları bu çatlama olmadan, yeniden üretilebilir biçimde basılmış ve belirli bir tahlil ile uyumlu olabilir. Son olarak, en uygun malzeme nihai bir küçük moleküllü bir tarama deneyi, enzim aktivitesi ve performans tutma göre tespit edilir. Bu şekilde, en uygun malzeme sadece bir kaç yüz tahlilinde adımları kullanarak birçok bin aday ikinci tespit edilebilir. Biz yüksek yoğunluklu asetilkolinesteraz ve multikinaz mikroarrayler ve küçük moleküllü tarama için bu tür microarrays kullanımı hem de üretim için bu yaklaşım göstermektedir.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Reagent/Material</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly(vinyl alcohol) (PVA)</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>360627</td>
			<td>80% hydrolozyed, Mw 600</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylene glycol 600 (PEG)</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>87333</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylenimine (PEI)</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>482595</td>
			<td>50% (w/w) solution in water</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carboxyethylsilanetriol (Si-COOH)</td>
			<td>Gelest, Inc.</td>
			<td>SIC2263.0</td>
			<td>25% in water</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-(3-triethoxysilylpropyl) gluconamide(GLS)</td>
			<td>Gelest, Inc.</td>
			<td>SIT8189.0</td>
			<td>50% in ethanol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>bis[(3-methyldimethoxysilyl)propyl]polypropylene oxide (MDSPPO)</td>
			<td>Gelest, Inc.</td>
			<td>SIB1660.0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methyltrimethoxysilane (MTMS)</td>
			<td>Gelest, Inc.</td>
			<td>SIM6560.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bis(triethoxysiyly)ethane (Bis-TEOS)</td>
			<td>Gelest, Inc.</td>
			<td>SIB1817.0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-Aminopropyltriethoxysilane (APTES)</td>
			<td>Gelest, Inc.</td>
			<td>SIA0610.0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycerol</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>49767</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-Sorbitol</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>240850</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-(+)-Trehalose dihydrate</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>T9531</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-100</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>X-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N&#949;-Acetyl-L-lysine</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>A4021</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tris(hydroxymethyl)aminomethane</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>154563</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>H3375</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium hydroxide, 1.0 N</td>
			<td>LabChem Inc.</td>
			<td>LC24350-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric Acid, 1.0 N/0.1 N</td>
			<td>LabChem Inc.</td>
			<td>LC15300-2/LC152220-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium chloride</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>M8266</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diglycerolsilane (DGS)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Prepared in laboratory</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium silicate solution</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>SS338-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dowex 50WX8-100 ion exchance resin</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>217492</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetylthiocholine iodide</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>1480</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetylcholinesterase from Electrophorus electricus (electric eel)</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>C2888</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BODIPY FL L-Cystine</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>B-20340</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pro-Q Diamond Phosphoprotein/Phosphopeptide Microarray Stain Kit</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>P33706</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adenosine 5&#39;triphosphate disodium salt (ATP) solution</td>
			<td>Sigma-Alderich</td>
			<td>A6559</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MAP Kinase 2 (MAPK2)</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td>454850</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>p38&#945;/SAPK2a (T106M), active</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td>14-687M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Epidermal growth factor (EGFR)</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td></td>
			<td>Donated by Millipore</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycogen synthase kinase 3&#946; (GSK-3&#946;)</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td>14-306</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Myelin basic protein (MBP)</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td></td>
			<td>Substrate for MAPK2 and p38&#945;, Donated by Millipore</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GSM</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td>12-533</td>
			<td>Substrate for GSK-3&#946;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly-glu-tyr polypeptide p(E4Y)</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td>12-440</td>
			<td>Substrate for EGFR</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stealth pin</td>
			<td>ArrayIt</td>
			<td>SMP3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stealth pin</td>
			<td>ArrayIt</td>
			<td>SMP7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amine coated slides</td>
			<td>ArrayIt</td>
			<td>SMM2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aldehyde coated slides</td>
			<td>ArrayIt</td>
			<td>SMA2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Exposy coated slides</td>
			<td>ArrayIt</td>
			<td>SME2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly(methylmethacrylate) (PMMA) coated slides</td>
			<td>Exakt Technologies Inc.</td>
			<td>41500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.2-&#956;m syringe filter</td>
			<td>PALL Life Sciences</td>
			<td>4612</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Virtek Contact Printer</td>
			<td>BioRad</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Novaray Fluorescence Slide Imager</td>
			<td>Alpha Innotech Corporation</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Desktop microarray centrifuge</td>
			<td>ArrayIt</td>
			<td>MHC110V</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MilliQ Synthesis A10</td>
			<td>Millipore</td>
			<td></td>
			<td>Used to filter all water required for experiments</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a guided materials screening approach for developing quantitative sol-gel derived protein microarrays

Mikrodiziler yeni malzemeler ve küçük moleküllü ilaç potansiyel keşfi için yüksek verimli testlerin geliştirilmesinde kullanımı bulduk. Burada üç boyutlu protein mikrodiziler üretimi için uygun olan, sol-jel esaslı malzemelerin belirlenmesine yönelik bir güdümlü malzeme tarama yaklaşımı açıklar. Bu yaklaşım ilk, mikroarray&#39;ler olarak basılabilir malzeme tanımlayan maksimum enzim aktivitesi tutma dayalı belirli bir enzim testi ile uyumlu olanlar, ve sonra en uygun malzeme üzerinde dürüst belirleyerek malzemelerin sayısı daraltır. Bu yaklaşım, kanser dahil dört temel kinazlar bir dizi kullanarak asetilkolinesteraz ve diğer kullanılarak iki farklı enzim deneyleri, tek bir uygun mikrodiziler geliştirmek için uygulanır. Her iki durumda da, bu miktar küçük moleküllü tarama deneyleri ve doza bağımlı bir inhibitörü yanıt eğrileri üretimi için kullanılabilir mikrodiziler üretmek mümkün olmuştur. Önemlisi, yeteneği birçok arkadaşı ekranarials iyi enzim aktivitesi mikroarray üretim ve saklama hem de uygun malzeme türleri hakkında bilgi üretti. Malzemeler veriler uygun, yüksek yoğunluklu sol-jel elde mikroarrayler dikme için gerekli temel malzeme ihtiyaç ilişkin bilgi sağlar.

Malzeme ekran için bir rehberli faktör analizi yapılarak, biz ~ 20.000 yazdırma için uygun jelleşme zamanı vardı birkaç yüz için test malzemeleri sayısını en aza indirmek mümkün. Sıkı bir kılavuz gerektiren malzeme jelleşme süresi uygulayarak 2.5 saat veya daha fazla, baskı işaretçilerine yapışmasına neden veya üretilemez dizileri üretmek için muhtemel malzemeleri basılı hiçbir zaman. Yeterli (&gt; 2.5 saat) jelleşme günler için tespit yazdırılabilir malzeme 4 farklı Fonksiyonlu cam slayt yüzeyler üzerine basıldı. Düzen &quot;yazdırılabilir&quot; dikkate alınması gereken olarak, pin alındıktan hacim başına noktalar sayısı (SMP3 = 200) basılacak vardı. Noktalar da çatlama veya istenmeyen faz ayrılması Şekil 2&#39;de gösterildiği gibi basit aydınlık mikroskopi kullanılarak gerçekleşmişti sağlamak için nokta morfolojisi değerlendirildi. Tespit yazdırılabilir malzeme bu aşamasında itibaren, mikroarray&#39;ler AChE ile üretilen ve edildikinazlar, tamponlu, sulu bir bileşen içine dahil edilmiştir. Tahlil işlemi (potansiyel üst baskı da dahil olmak üzere ve adımları yıkama veya boyama) ile uyumlu idi Malzeme (NC negatif kontrol için mikroarray noktalar tutma (çatlama, noktalar veya olağandışı floresan desen kaybı) ve pozitif kontrol (PC) gözlemleyerek tespit edildi ) görüntü ile gözlemlediği gibi 1&#39;den oranı yüksek. Bu malzeme yaklaşık% 50 protein etkinliğin tutulması ile uygun malzemeler tanımlamak için kullanılan 3 daha büyük bir PC / NC oranı olduğu gibi. Bu yöntem sayesinde,&gt; 3 PC / NC kriterlere uygun kinaz içeren AChE ve 2 malzemeleri içeren 26 sol-jel türevli malzemeler. Şekil 3 ve Şekil 4 en iyi AChE ve kinaz belirlenmesi için 5 güdümlü malzeme ekrandaki adımları bir grafik dökümünü gösterir mikroarrayler, sırasıyla. Tahliller, aynı zamanda, bir Z &quot;skorunun nesil ile geçerli olabilir. 17 </sup&gt; Bu en yüksek PC / NC oranı üretilen malzeme kullanılarak yapıldı. Şekil 5 Z &#39;arsa 200 noktalar, 100 PC ve AChE dizi gösterge boya ve yüzey üst baskı sonrası 100 NC üretilen sinyal karşılaştırarak elde gösterir. AChE ve kinaz diziler mükemmel bir test göstergesi 0.60 ve 0.67 ve ilgili Z &#39;skorları, sonuçlandı. Ancak, bu tahlil onaylama önce, on-dizi enzim, boya, substrat ve kofaktör konsantrasyonlarda başka ayrıntılı olarak açıklandığı gibi, her bir bileşenin bir konsantrasyon aralığında üst baskı ve en yüksek sinyal üretilen konsantrasyonu seçilerek optimize edilmesi gerektiğini belirtmek gerekir . 5 Deneyleri doğrulamak için, nicel inhibisyon verileri iki kopya halinde gerçekleştirilir ve yinelenen araziler (Şekil 6A) ve inhibisyon eğrileri (Şekil 6B ve 6C) üretmek için kullanılır sonuçlar, bilinen ve bilinmeyen AChE inhibitörü kullanılarak elde edildi. &lt;Güçlü&gt; Spotlar ilk boya ve alt-tabaka ile daha sonra bilinen biyolojik olarak etkin olan küçük moleküllü inhibitörleri karışımları ile kesilmektedir edildi ve bilinen inhibitörleri veya inhibitör ya da bunların karışımları ihtiva eden kontrol dahil edilmiştir. Yinelenen araziler enzim aktivitesini değerlendirmek için oluşturulan ve en az% 25 enzim aktivitesi sonuçlanan herhangi bir karışımı da engellenmesi için pozitif olarak kabul edilmiştir. Bu tür karışımlar, tek tek bileşikler, daha sonra inhibisyonundan sorumlu spesifik küçük bir molekül (ler) tanımlamak için iki kopya halinde test edildi. Sonra, belirlenen bu küçük moleküller, IC50 değerleri ve inhibisyon sabitlerini belirlemek için niceliksel inhibisyon eğrileri oluşturmak için kullanılmıştır. Benzer nitel sonuçları ortak bir kinaz inhibitörü, Staurosporin ile multikinaz dizi kullanılarak elde edilmiştir. Şekil 7A ve 7B mikroarray görüntü göstermek ve gösteriyor ki üst baskı ve multikinaz boyama sonra sinyal yoğunlukları(- ATP), pozitif kontrol (+ ATP içermeyen) ve bilinen bir inhibitörü (+ ATP + inh) bir dizi olarak bir negatif kontrol için beklenir. Mikroarray&#39;ler gelen nicel inhibe veri elde etmek için yeteneğini göstermek için, bir konsantrasyon bağımlı inhibisyon deneyi tek kinaz için yapıldı. Şekiller 8A ve 8B&#39;de gösterildiği gibi, sinyal yoğunluğu inhibitör konsantrasyonu arttıkça azalır, ve bu tepki p38α/MBP kinaz / alt sistem için beklenen konsantrasyon bağımlı bir inhibisyon eğrisini takip etmektedir. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/50689/50689fig1.jpg" /> Şekil 1. Güdümlü malzeme tarama yaklaşımı için genel şematik. Her blok sırayla ekranın bir adımı temsil etmektedir. Sol taraftaki numaralar analizi için hazırlanan malzemelerin toplam sayısını temsil eder. Daha büyük 2.5 saat (jelleşme kez malzemeleri az 2.5 saat ar bir jelleşme zaman kullanmae) çizili ile gösterildiği gibi, her bir aşama geçti ve malzeme ekran esnasında taşınan malzeme numarası sağ numara ile gösterilir. * En iyi faz ayrılması daha az olan malzemeler temsil eder. <img alt="Şekil 2," src="/files/ftp_upload/50689/50689fig2.jpg" /> Şekil 2. Ekranın basılabilirlik aşamasında malzemelerin çeşitli hata modları gösteren optik görüntüler. &quot;Iyi&quot; malzeme (ikinci satır, üçüncü sütun) bir görüntü de karşılaştırma için gösterilmiştir. Referans 8, telif hakkı 2.013 American Chemical Society izniyle. <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/50689/50689fig3.jpg" /> Şekil 3,. Sol-gel-türetilmiş AChE mikroarrayler imalatı için en iyi malzemelerin belirlenmesi için bir yönetmen malzeme tarama yaklaşımı. Perma ile yayımlanmaktadırreferans 5, telif hakkı 2.013 Amerikan Kimya Derneği ission. <img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/50689/50689fig4.jpg" /> Şekil 4. Sol-gel-kaynaklı kinaz mikroarrayler imalatı için en iyi malzemelerin belirlenmesi için bir yönetmen malzemeleri tarama yaklaşımı. Referans 8, telif hakkı 2.013 Amerikan Kimya Derneği izni ile yayımlanmaktadır. <img alt="Şekil 5," src="/files/ftp_upload/50689/50689fig5.jpg" /> Şekil 5,. (A) HC (parlak yeşil) ve LC (açık yeşil) noktalar (siyah-yeşil paleti sunum netlik için Pseudocolor olarak uygulanmıştır) gösteren AChE mikroarray bir bölümü, (B) kutulu alanı büyütülmüş bir görünüm nokta vurgulamak için morfolojisi ve hizalama,. ve (C) Z &#39;komplo Düz çizgiler ve ortalama gösterir<html> kesikli çizgiler 3SD uygun ise, çoğaltır. Referans 5, telif hakkı 2.013 American Chemical Society izniyle. <img alt="Şekil 6," src="/files/ftp_upload/50689/50689fig6.jpg" /> 6 Şekil. (A) &#39;Amaryllidaceae alkaloidler sentetik analogları on-dizi tarama için arsa Yinelenen, (B) belirli bir potansiyel inhibitörleri araziler IC50 bileşik 1 ve 25 arasındaki ortalama bir standart sapma gösteren hata çubukları, (c) bileşik 2 olarak işaretlenmiş çoğaltır. Örnek noktalar inhibitör konsantrasyonu ile orantılı sinyal farklılıkları göstermek için gösterilmiştir. Referans 5 izniyle, telif hakkı 2.013 American Chemical Society. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/50689/50689fig6large.jpg" target="_blank">büyük rakam görmek için buraya tıklayın</a> . nt &quot;fo: keep-together.within-page =&quot; her zaman &quot;&gt; <img alt="Şekil 7" src="/files/ftp_upload/50689/50689fig7.jpg" /> Şekil 7. On-dizi olarak yakalanmalarında 1.4SS/1.0PVA kullanarak, dört kinaz deneyi ve bir amin ile derivatize slayt üzerine basıldı. (A) kinaz, ilgili maddeler ile birlikte sürüklenen ile lekeler tamponu ile kesilmektedir edildiği mikrodizisinin bir bölümünün bir görüntüsü (NC, üst sıra), ya da ATP (PC, orta sıra) veya ATP + Staurosporin (alt sıra) içeren çözümler. (B) arasında sinyal yoğunlukları karşılaştırarak Bar grafikler inhibe ve 25 ortalama bir standart sapma temsil eden arka plan sinyal ve hata çubukları çıkarma sonra sınır tanımayan reaksiyonlar, çoğaltır. Referans 8, telif hakkı 2.013 American Chemical Society izniyle. <img alt="Şekil 8," src="/files/ftp_upload/50689/50689fig8.jpg" /> Şekil 8. Inhibiti. bir p38a/MBP mikroarray analizi (A) staurosporinin konsantrasyonları değişen overspotted temsilcisi noktalar gösteren microarrays Bölüm, olarak (; kompozit görüntü netliği için gösterilen görüntüler aynı slayt tek bir tarama ile elde edilmiştir) belirtti. (B) IC 50 eğrisi analiz dizi görüntüler elde. 100 mM elde yoğunluğu, her görüntü çıkarılmıştır; diğer tüm yoğunlukları% 100 bir etkinlik değeri 10 nM &#39;de elde edilen yoğunluğu ayarlanarak normalize edildi. Referans 8, telif hakkı 2.013 American Chemical Society izniyle. <img alt="Şekil 9," src="/files/ftp_upload/50689/50689fig9.jpg" /> 9 Şekil. Temas çeşitli kusurları gösteren pin-baskı için kullanılan mikroskobik gizli pin Görüntüler: (A) tıkalı, (B) bükülmüş.

Watch this Scientific Journal Video about A Guided Materials Screening Approach for Developing Quantitative Sol-gel Derived Protein Microarrays at JoVE.com

A Guided Materials Screening Approach for Developing Quantitative Sol-gel Derived Protein Microarrays

Üretim gelişmekte olan bir pin-baskı yöntemi kullanılarak sol-jel türevli protein katkılı mikroarrayler geliştirmek için bir güdümlü malzeme tarama yaklaşımı açıklanmıştır. Bu metodoloji maliyet-etkin küçük moleküllü tarama için kullanılan asetilkolinesteraz ve multikinaz microarrays, geliştirilmesi yoluyla gösterilmiştir.

Kantitatif Sol-jel Türetilmiş Protein Mikroarray&#39;ler geliştirilmesi için Rehberli Malzeme Tarama Yaklaşım

Microarrays have found use in the development of high-throughput assays for new materials and discovery of small-molecule drug leads. Herein we describe a ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

Seeded Synthesis of CdSe/CdS Rod and Tetrapod Nanocrystals

We demonstrate a method for the synthesis of multicomponent nanostructures consisting of CdS and CdSe with rod and tetrapod morphologies. A seeded ...

Covalent Binding of BMP-2 on Surfaces Using a Self-assembled Monolayer Approach

Kovalent Öz-monte tabakalı Yaklaşım Kullanarak Yüzeyler üzerinde BMP-2 bağlanması

Bone morphogenetic protein 2 (BMP-2) is a growth factor embedded in the extracellular matrix of bone tissue. BMP-2 acts as trigger of mesenchymal cell ...

Synthesis and Purification of Iodoaziridines Involving Quantitative Selection of the Optimal Stationary Phase for Chromatography

Sentez ve Kromatografi için optimal sabit faz kantitatif seçimi dahil edilmesi Iodoaziridines saflaştırılması

The highly diastereoselective preparation of cis-N-Ts-iodoaziridines through reaction of diiodomethyllithium with N-Ts aldimines is described. ...

Supercritical Nitrogen Processing for the Purification of Reactive Porous Materials

Reaktif Gözenekli Malzemelerin Saflaştırılması Süperkritik Azot İşleme

Supercritical fluid extraction and drying methods are well established in numerous applications for the synthesis and processing of porous materials. ...

Glycan Node Analysis: A Bottom-up Approach to Glycomics

Glycan Düğüm Analizi: Glikomik A Aşağıdan yukarı Yaklaşım

Synthesized in a non-template-driven process by enzymes called glycosyltransferases, glycans are key players in various significant intra- and ...

Microfluidic Pneumatic Cages: A Novel Approach for In-chip Crystal Trapping, Manipulation and Controlled Chemical Treatment

Mikroakışkan Pnömatik Kafesler: Bir In-yonga Kristal Bindirme, Manipülasyon için Yeni Yaklaşım ve Kontrollü Kimyasal Arıtma

The precise localization and controlled chemical treatment of structures on a surface are significant challenges for common laboratory technologies. ...

Synthesis of a Water-soluble Metal&#8211;Organic Complex Array

Synthesis of a Water-soluble MetalÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã…â€œOrganic Complex Array

suda çözünür bir metal-organik kompleks dizi sentezi

We demonstrate a method for the synthesis of a water-soluble multimetallic peptidic array containing a predetermined sequence of metal centers such as ...

Facet-to-facet Linking of Shape-anisotropic Colloidal Cadmium Chalcogenide Nanostructures

Model model şekil-Yönbağımlı kolloidal kadmiyum Chalcogenide taşınımı bağlama

Here, we describe a protocol that allows for shape-anisotropic cadmium chalcogenide nanocrystals (NCs), such as nanorods (NRs) and tetrapods (TPs), to be ...

Chemical Synthesis of Porous Barium Titanate Thin Film and Thermal Stabilization of Ferroelectric Phase by Porosity-Induced Strain

Kimyasal sentez gözenekli baryum Titanate ince Film ve Ferroelectric faz porozite indüklenen gerilim tarafından termal stabilizasyon

Barium titanate (BaTiO3, hereafter BT) is an established ferroelectric material first discovered in the 1940s and still widely used because of its ...

Technical Aspect of the Automated Synthesis and Real-Time Kinetic Evaluation of [11C]SNAP-7941

Technical Aspect of the Automated Synthesis and Real-Time Kinetic Evaluation of [11C]SNAP-7941

Otomatik sentez ve gerçek zamanlı kinetik değerlendirmesinin teknik yönü [11C] SNAP-7941

Positron emission tomography (PET) is an essential molecular imaging technique providing insights into pathways and using specific targeted radioligands ...