Name: hydrogel nanoparticle harvesting of plasma or urine for detecting low abundance proteins
Uploaded: 2014-08-07T20:45:00
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कृपया चित्रा 5 में दिखाया गया डेटा संग्रह और विश्लेषण के साथ सहायता माइकल हेनरी, डबलिन सिटी विश्वविद्यालय,. इस काम के द्वारा आंशिक रूप से समर्थन किया था (1) जॉर्ज मेसन विश्वविद्यालय, (2) इटली / यूएसए के ढांचे में इतालवी IstitutoSuperiore डि Sanita &#39; स्वास्थ्य विभाग के अमेरिका और मानव सेवा, जॉर्ज मेसन विश्वविद्यालय, और सार्वजनिक स्वास्थ्य के इतालवी मंत्रालय, (3) एनआईएच, IMAT कार्यक्रम अनुदान 1R21CA137706-01 और लाल को 1R33CA173359-01, और (4) सायरस नैनोसाईंसिस, इंक के बीच सहयोग समझौता .

मानव प्लाज्मा और मूत्र जॉर्ज मेसन विश्वविद्यालय संस्थागत समीक्षा बोर्ड प्रोटोकॉल को मंजूरी दे दी है, निम्नलिखित लिखित सूचित सहमति से, स्वस्थ स्वयंसेवक दाताओं से एकत्र किया गया था. दाताओं समान रूप से ...

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	<li>Aebersold, R., Mann, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mass+spectrometry-based+proteomics.">Mass spectrometry-based proteomics.</a> Nature. 422 (6928), 198-207 (2003).</li><li>Gerszten, R. 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नैदानिक ​​प्रासंगिकता एक सीरम या प्लाज्मा नमूना एक पूरे के रूप में जीव की स्थिति के बारे में जानकारी का एक समृद्ध स्रोत प्रदान कर सकते हैं, जो प्रोटीन और पेप्टाइड घूम कम बहुतायत शामिल...

मानव जीनोम अनुक्रमण के पूरा होने के बावजूद महत्वपूर्ण प्रगति प्रारंभिक चरण रोग के भविष्य कहनेवाला पहचान बायोमार्कर में नहीं किया गया है, या कि चिकित्सीय परिणाम, या रोग का निदान 1 के साथ सहसंबंधी. प्रगति की इस कमी का एक कारण कई संभावित महत्वपूर्ण बायोमार्कर पारंपरिक मास स्पेक्ट्रोमेट्री और अन्य बायोमार्कर की खोज प्लेटफार्मों की सीमा का पता लगाने के नीचे एक एकाग्रता में मौजूद है. मास स्पेक्ट्रोमेट्री (एमएस) और एकाधिक रिएक्शन मॉनिटरिंग (एम आर एम) आम ​​तौर पर एक का पता लगाने संवेदनशीलता से अधिक 50 / मिलीलीटर एनजी जबकि 50 स्नातकोत्तर / एमएल और 10 एनजी / एमएल के बीच सीमा में एक नैदानिक ​​प्रयोगशाला गिरावट में immunoassays द्वारा मापा analytes की बहुमत . यह विशेष रूप से एक रोग के प्रारंभिक चरण में कई बायोमार्कर, पारंपरिक एमएस और MRM 2 से नहीं पाया जा सकता है. इसके अलावा इस तरह के जटिल जैविक तरल पदार्थ में एल्बुमिन और इम्युनोग्लोबुलिन के रूप में उच्च बहुतायत प्रोटीन की उपस्थिति अक्सर अरब गुना exc से नकाबईएसएस कम बहुतायत, कम आणविक वजन प्रोटीन और पेप्टाइड 3, 4. इस कारण कई नमूना प्रारंभिक चरणों मास स्पेक्ट्रोमेट्री अनुक्रमण और पहचान करने से पहले आवश्यक हैं. ऐसा ही एक प्रारंभिक कदम व्यावसायिक रूप से उपलब्ध रिक्तीकरण कॉलम 5-8 के साथ उच्च बहुतायत प्रोटीन की कमी को रोजगार. वे अक्सर गैर covalently हटाया जा रहा है कि वाहक प्रोटीन के साथ जुड़े रहे हैं, क्योंकि दुर्भाग्य से इस कदम उम्मीदवार बायोमार्कर की पैदावार में कमी की ओर जाता है. नमूने एकत्र कर रहे हैं एक बार एक और चुनौती उम्मीदवार बायोमार्कर पूर्व vivo की स्थिरता का प्रतिनिधित्व करती है. प्रोटीन अंतर्जात या exogenous प्रोटीस 9 से गिरावट के अधीन हैं. गिरावट 10-13 से प्रोटीन की रक्षा करते हुए हाइड्रोजेल नैनोकणों, परख की सीमा के भीतर एक स्तर पर ख्यात biomarker एकाग्रता amplifying द्वारा इन महत्वपूर्ण चुनौतियों से पार कर सकते हैं. यह वें नोट करना महत्वपूर्ण हैLMW पर रक्त में प्रोटीन छोटे बरकरार प्रोटीन के साथ ही बड़े प्रोटीन के टुकड़े का मिश्रण हैं. 60 केडीए से बड़ा ऊतक व्युत्पन्न प्रोटीन निष्क्रिय संवहनी तहखाने झिल्ली के माध्यम से रक्त प्रवाह में प्रवेश करने के लिए बहुत बड़ी हैं, लेकिन वे पेप्टाइड या प्रोटीन टुकड़े के रूप में 14 रक्त में प्रतिनिधित्व किया जा सकता है. हमारा लक्ष्य बीमारी का जल्दी पता लगाने, चिकित्सा के लिए रोगी स्तरीकरण, और उपचार के लिए प्रतिक्रिया की निगरानी के लिए उम्मीदवार हो सकता है कि उपन्यास घूम बायोमार्कर उपाय है. हमारे नैनोकणों एक साथ छोटे प्रोटीन और पेप्टाइड पर कब्जा करने और प्रारंभिक मात्रा के आधार पर 100 गुना करने के लिए उन्हें अपना ध्यान केंद्रित करते हुए चुनिंदा, उच्च बहुतायत इम्युनोग्लोबुलिन और एल्बुमिन बाहर करने के लिए बनाई गई हैं. हमारे समूह सफलतापूर्वक प्रोटीन और पेप्टाइड्स के लिए के रूप में उच्च आत्मीयता आणविक फँसाना कार्य कर सकते हैं जो छोटे कार्बनिक रंगों का एक सेट की पहचान की. बंधनकारी प्रोटीन डाई कारण हाइड्रोफोबिक और electrostatic बातचीत का एक संयोजन के लिए माना जाता हैएस. डाई पर सुरभित छल्ले प्रोटीन सतह 11 पर हाइड्रोफोबिक जेब के माध्यम से प्रोटीन के साथ बिछा. फँसाना चाहे, उनके रसायन शास्त्र के आधार पर, analytes की चयनित वर्गों के लिए एक विशेष आकर्षण दिखा. फँसाना चाहे प्रोटीन या पेप्टाइड्स के लिए, इस तरह के एल्बुमिन के रूप में, वाहक प्रोटीन के साथ प्रतिस्पर्धा करते हैं. कम वजन आणविक प्रोटीन / पेप्टाइड कण में फंस बन जाते हैं. इस तरह के एल्बुमिन और इम्युनोग्लोबुलिन के रूप में उच्च आणविक वजन प्रोटीन के कारण हाइड्रोजेल 11 (चित्रा 1) के प्रतिबंधक ताकना क्योंकि sieving क्षमता के कण प्रवेश करने से रोका जाता है. हाइड्रोजेल नैनोकणों अमोनियम persulfate 11 से शुरू की तेज़ी polymerization द्वारा संश्लेषित कर रहे हैं. एन isopropylacrylamide (NIPAm), एक्रिलिक एसिड (एएसी) और allylamine (एए) और पार linker एन, N&#39;-Methylenebisacrylamide (बीआईएस) के सह monomers पतला शर्तों 1 में 6 घंटे के लिए 70 डिग्री सेल्सियस पर प्रतिक्रिया करने के लिए अनुमति दी जाती है1, 13. पाली की उच्च प्रोटीन बंधन आत्मीयता (एन isopropylacrylamide सह एक्रिलिक एसिड) covalently (अमीनो युक्त रंगों को शामिल अर्थात्., Sulfonatedanthraquinonetriazine रंजक) नैनोकणों में के माध्यम से प्राप्त किया (पाली (NIPAm सह एएसी) nanoparticlesis रंगों की हाइड्रोफिलिक / हाइड्रोफोबिक विशेषताओं के आधार पर जलीय या कार्बनिक सॉल्वैंट्स में प्रदर्शन एक amidation प्रतिक्रिया 11, एक anthraquinonetriazine डाई की क्लोराइड परमाणु के साथ nanoparticle में amine समूहों की 13. न्युक्लेओफ़िलिक प्रतिस्थापन डाई युक्त पाली (NIPAm बनाने के लिए उपयोग किया जाता है -सह Allylamine) (एए), 11 नैनोकणों 12. एक दो कदम polymerization प्रक्रिया vinylsulfonic एसिड (VSA) 11, 13 के एक बाहरी कवच युक्त हाइड्रोजेल नैनोकणों बनाने के लिए उपयोग किया जाता है. हाइड्रोजेल नैनोकणों पूरे रक्त, प्लाज्मा, सीरम, मस्तिष्कमेरु द्रव, पसीना, और मूत्र सहित विभिन्न जैविक तरल पदार्थ, के लिए लागू किया जा सकता है. एक कदम में, समाधान में, एनanoparticles (मिनट के भीतर) एक तेजी ज़ब्ती और कम आणविक वजन की एकाग्रता 10, 11, 13, 15-18 analytes प्रदर्शन करते हैं. प्रोटीन बाद में उपयोग कर नैनोकणों से eluted और पता चला रहे हैं पश्चिमी स्पेक्ट्रोमेट्री 10, 11, 13, 15, 18, ​​22 जन, 19-21 सोख्ता, 23, immunoassays / एलिसा 10, 11, 15, 18, ​​या रिवर्स चरण प्रोटीन माइक्रोएरे 16, 24 assays. नैनोकणों रासायनिक चारे के साथ functionalized, और एक कोर या कोर खोल आर्किटेक्चर, कब्जा पेश करने और चारा / खोल भौतिक गुणों पर आधारित प्रोटीन ध्यान केंद्रित. नैनोकणों में शामिल विभिन्न रंगों इसलिए डाई आत्मीयता के आधार पर दक्षता, समाधान के पीएच, और उच्च प्रचुर मात्रा में प्रोटीन 13 प्रतिस्पर्धा की उपस्थिति / अनुपस्थिति बदलती के साथ प्रोटीन के विभिन्न सबसेट पर कब्जा करेगा. इसके अलावा, समाधान की मात्रा के संबंध में नैनोकणों की मात्रा नैनोकणों से प्रोटीन उपज को प्रभावित करेगा. के इन पहलुओंहाइड्रोजेल nanoparticle कटाई प्रोटीन की उच्च मात्रा में होते हैं जो प्लाज्मा नमूनों से कटाई प्रोटीन के लिए तीन अलग अलग nanoparticle फँसाना चाहे का उपयोग कर प्रदर्शन किया, और आम तौर पर प्रोटीन की बड़ी मात्रा में शामिल नहीं है, जो मूत्र के नमूने से कर रहे हैं. इस प्रोटोकॉल में हम कटाई और पाली (NIPAm सह एएसी), पाली (NIPAm / डाई), और core- खोल नैनोकणों का उपयोग प्लाज्मा नमूनों से ट्यूमर परिगलन कारक अल्फा (TNFα) ध्यान केंद्रित का प्रदर्शन (पाली (NIPAm सह VSA)) . पाली (NIPAm / डाई) नैनोकणों माइकोबैक्टीरियम ट्यूबरक्लोसिस संक्रमित व्यक्तियों की नकल करने के लिए मानव मूत्र नमूनों में जोड़ा गया था कि माइकोबैक्टीरियम प्रजातियों प्रतिजन, ध्यान केंद्रित करने के लिए दिखाए जाते हैं.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="957">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:315px;">hydrogel nanoparticles</td>
			<td style="width:187px;">Ceres Nanoscience</td>
			<td style="width:119px;">CS003</td>
			<td style="width:336px;">NanoTrap ESP particles</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">18 M&#937;-cm water</td>
			<td style="width:187px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Type 1 reagent grade water</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tris HCl, 50mM pH7.0</td>
			<td style="width:187px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">IC816116</td>
			<td>50mM, pH 7</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Acetonitrile</td>
			<td style="width:187px;">BDH</td>
			<td style="width:119px;">BDH1103-4LP</td>
			<td>available from VWR</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Ammonium Hydroxide NH4OH</td>
			<td style="width:187px;">BDH</td>
			<td style="width:119px;">BDH3014</td>
			<td>available from VWR, assayed at 28-30% NH3</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">sodium thiocyanate 25mM</td>
			<td style="width:187px;">Acros Organics</td>
			<td style="width:119px;">419675000</td>
			<td>for serum/plasma samples</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Multi-analyte Urine Reagent Strips</td>
			<td style="width:187px;">Siemens</td>
			<td style="width:119px;">2161</td>
			<td style="width:336px;">for urine samples</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Tris-Glycine SDS Sample Buffer (2X)</td>
			<td style="width:187px;">Life Technologies</td>
			<td style="width:119px;">LC2676</td>
			<td style="width:336px;">use at room temperature to prevent SDS from precipitating</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">Dry bath incubator (100 oC) with heating block</td>
			<td style="width:187px;">Barnstead</td>
			<td>11-715-125DQ</td>
			<td>do not substitute a boiling water bath</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Nitrogen evaporator manifold</td>
			<td style="width:187px;">Organomation Associates</td>
			<td>Microvap118</td>
			<td>for serum/plasma samples</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:315px;">Centrifuge, swing-out rotor</td>
			<td style="width:187px;">Sorvall</td>
			<td style="width:119px;">Legend series</td>
			<td>50ml tube capacity, rcf 3700 x g</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:315px;">Centrifuge, fixed angle rotor</td>
			<td style="width:187px;">Eppendorf</td>
			<td style="width:119px;">5424</td>
			<td>1.7ml microcentrifuge capacity, rcf 16,000 x g</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:315px;">50ml conical centrifuge&#160;tubes</td>
			<td style="width:187px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">14-432-22</td>
			<td>with screw caps for urine samples</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:315px;">1.5ml microcentrifuge tubes</td>
			<td style="width:187px;">Eppendorf</td>
			<td>22363204</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:315px;">Disposable plastic transfer pipettes</td>
			<td style="width:187px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">13-711-7M</td>
			<td>at least 1ml capacity</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Vortex mixer</td>
			<td style="width:187px;">Fisher Scientific</td>
			<td>50-949-755</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:315px;">Timer</td>
			<td style="width:187px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">S04782</td>
			<td>seconds/minutes</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

hydrogel nanoparticle harvesting of plasma or urine for detecting low abundance proteins

उपन्यास बायोमार्कर की खोज और अधिक संवेदनशील और विशिष्ट रोग का पता लगाने प्रदान करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है. जैविक तरल पदार्थ में मौजूद है कि दुर्भाग्य से बहुत कम बहुतायत बायोमार्कर आसानी मास स्पेक्ट्रोमेट्री या वे, बहुत कम एकाग्रता में मौजूद हैं अस्थिर कर रहे हैं, और अक्सर इस तरह के एल्बुमिन या इम्युनोग्लोबुलिन के रूप में उच्च बहुतायत प्रोटीन द्वारा नकाबपोश कर रहे हैं क्योंकि immunoassays के साथ नहीं पाया जा सकता. चारा युक्त पाली (एन isopropylacrylamide) (NIPAm) आधारित नैनोकणों इन शारीरिक बाधाओं को दूर करने में सक्षम हैं. एक कदम में वे कब्जा ध्यान केंद्रित करने और शरीर के तरल पदार्थ से बायोमार्कर की रक्षा करने में सक्षम हैं. कम आणविक वजन analytes nanoparticle की कोर भर में उच्च आत्मीयता प्रोटीन फँसाना कार्य जो विभिन्न जैविक रासायनिक रंगों ने कब्जा कर रहे हैं. नैनोकणों परिमाण के कई आदेशों द्वारा ब्याज की प्रोटीन ध्यान केंद्रित करने में सक्षम हैं. यह एकाग्रता कारक प्रोटीन के भीतर कर रहे हैं कि इस तरह के प्रोटीन के स्तर को बढ़ाने के लिए पर्याप्त हैवर्तमान मास स्पेक्ट्रोमीटर, पश्चिमी सोख्ता, और immunoassays की सीमा का पता लगाने. नैनोकणों जैविक तरल पदार्थ की अधिकता के साथ incubated किया जा सकता है और वे एल्बुमिन और अन्य उच्च आणविक वजन प्रोटीन को छोड़कर, जबकि बहुत कम आणविक वजन प्रोटीन और पेप्टाइड्स की एकाग्रता को समृद्ध करने में सक्षम हैं. हमारे डेटा एक विशेष analyte की एकाग्रता में एक 10,000 गुना प्रवर्धन पहले से undetectable बायोमार्कर का पता लगाने के लिए जन स्पेक्ट्रोमेट्री और immunoassays सक्षम करने से प्राप्त किया जा सकता है.

हाइड्रोजेल Nanoparticle आकार और एकरूपता पाली (NIPAm-एएसी) कणों के बीच और बैचों के भीतर अत्यंत उच्च उपज और reproducibility के साथ उत्पादन किया गया है. कणों पर कब्जा, भंडारण, और प्रोटीन की क्षालन (कम से कम 48 घंटे) ...

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

Several pathological biomarkers cannot be easily detected by current techniques because of their low concentration in biological fluids, the presence of degrading enzymes, and large amounts of high molecular weight proteins. Chemically functionalized hydrogel nanoparticles can harvest, preserve and concentrate low abundance proteins enabling the detection of previously undetectable biomarkers.

कम बहुतायत प्रोटीन का पता लगाने के लिए प्लाज्मा या मूत्र के हाइड्रोजेल Nanoparticle कटाई

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

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Encapsulation of Cardiomyocytes in a Fibrin Hydrogel for Cardiac Tissue Engineering

Cardiomyocytes की कार्डिएक ऊतक इंजीनियरिंग के लिए एक आतंच Hydrogel में इनकैप्सुलेशन

Culturing cells in a three dimensional hydrogel environment is an important technique for developing constructs for tissue engineering as well as studying ...

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मानव तंत्रिका पूर्वपुस्र्ष कोशिकाओं के 3 आयामी स्वयं कोडांतरण पेप्टाइड Hydrogel में खेती

The  influence of 3-dimensional (3D) scaffolds on growth, proliferation and finally  neuronal differentiation is of great interest in order to find new ...

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

डिजाइन और कृत्रिम बाह्य मैट्रिक्स का निर्माण (aECM) प्रोटीन से<em&gt; Escherichia कोलाई</em&gt; त्वचा के ऊतक इंजीनियरिंग के लिए

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

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

नाजुक ऊतक हेरफेर के लिए अनुकूलन नरम रोबोट वायवीय ग्रिपर उपकरणों की रॉड आधारित निर्माण

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Targeted Plasma Membrane Delivery of a Hydrophobic Cargo Encapsulated in a Liquid Crystal Nanoparticle Carrier

एक लिक्विड क्रिस्टल Nanoparticle कैरियर में एक हाइड्रोफोबिक कार्गो समझाया की लक्षित प्लाज्मा झिल्ली प्रसव

The controlled delivery of drug/imaging agents to cells is critical for the development of therapeutics and for the study of cellular signaling processes. ...

Patterning Bioactive Proteins or Peptides on Hydrogel Using Photochemistry for Biological Applications

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There are many biological stimuli that can influence cell behavior and stem cell differentiation. General cell culture approaches rely on soluble factors ...

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Two common goals of salivary gland therapeutics are prevention and cure of tissue dysfunction following either autoimmune or radiation injury. By locally ...

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This manuscript describes the production process for a laboratory apparatus, made from off-the-shelf components, that can be used to collect microcolumns ...

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बैक्टीरिया स्क्रीनिंग, चयन, और अलगाव के लिए Photodegradable हाइड्रोजेल इंटरफेस

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