Name: design and development of aptamer&#8211;gold nanoparticle based colorimetric assays for in-the-field applications
Uploaded: 2016-06-23T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Design and Development of AptamerÃ¢â‚¬â€œGold Nanoparticle Based Colorimetric Assays for In-the-field Applications at JoVE.com

This work was partially funded by the Air Force Office of Scientific Research and the Assistant Secretary of Defense for Research and Engineering (Defense Biometrics and Forensics Office). JES participation was supported by a National Research Council Research Associateship Award at Air Force Research Laboratory.

1. सोने के नैनोकणों साइट्रेट कटौती (AuNP) और विशेषता के माध्यम से संश्लेषण <ol><li> 5 मिलीलीटर के साथ एक Erlenmeyer कुप्पी (500 मिलीलीटर) और बड़ी हलचल बार साफ नाइट्रिक एसिड केंद्रित है और 15 मिलीलीटर रासायनिक सुरक्षा हुड म?...

<ol>
	<li>Housecroft, C., Constable, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Chemistry: an introduction to organic, inorganic, and physical chemistry. , 349-353 (2006).</li><li>Bunka, D., Stockley, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aptamers+come+of+age-at+last.">Aptamers come of age-at last.</a> Nat. Rev. Microbiol. 4 (8), 588-596 (2006).</li><li>Mayer, 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+chemical+biology+of+aptamers.">The chemical biology of aptamers.</a> Angew. Chem. 48 (15), 2672-2689 (2009).</li><li>Medley, C., Smith, J., Tang, Z., Wu, Y., Bamrungsap, S., Tan, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gold+Nanoparticle-Based+Colorimetric+Assay+for+the+Direct+Detection+of+Cancerous+Cells.">Gold Nanoparticle-Based Colorimetric Assay for the Direct Detection of Cancerous Cells.</a> Anal. Chem. 80 (4), 1067-1072 (2008).</li><li>Giljohann, D., Seferos, D., Daniel, W., Massich, M., Patel, P., Mirkin, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gold+nanoparticles+for+biology+and+medicine.">Gold nanoparticles for biology and medicine.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 49 (19), 3280-3294 (2010).</li><li>Iliuk, A., Hu, L., Tao, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aptamer+in+bioanalytical+applications.">Aptamer in bioanalytical applications.</a> Anal. Chem. 83 (12), 4440-4452 (2011).</li><li>Smith, J., Griffin, D., Leny, J., Hagen, J., Ch&#225;vez, J., Kelley-Loughnane, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colorimetric+detection+with+aptamer-gold+nanoparticle+conjugates+coupled+to+an+android-based+color+analysis+application+for+use+in+the+field.">Colorimetric detection with aptamer-gold nanoparticle conjugates coupled to an android-based color analysis application for use in the field.</a> Talanta. 121, 247-255 (2014).</li><li>Alivasatos, A., 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=Organization+of+nanocrustal+molecules+using+DNA.">Organization of nanocrustal molecules using DNA.</a> Nature. 382, 609-611 (1996).</li><li>Wang, L., Liu, X., Song, S., Fan, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unmodified+gold+nanoparticles+as+a+colorimetric+probe+for+potassium+DNA+aptamers.">Unmodified gold nanoparticles as a colorimetric probe for potassium DNA aptamers.</a> Chem. Commun. (36), 3780-3782 (2006).</li><li>Liu, J., Lu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+colorimetric+sensing+of+adenosine+and+cocaine+based+on+a+general+sensor+design+involving+aptamers+and+nanoparticles.">Fast colorimetric sensing of adenosine and cocaine based on a general sensor design involving aptamers and nanoparticles.</a> Angew. Chem. 118 (1), 96-100 (2006).</li><li>Pavlov, V., Xiao, Y., Shlyahovsky, B., Willner, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aptamer-functionalized+Au+nanoparticles+for+the+amplified+optical+detection+of+thrombin.">Aptamer-functionalized Au nanoparticles for the amplified optical detection of thrombin.</a> J. Am. Chem. Soc. 126 (38), 11768-11769 (2004).</li><li>Mayer, 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+chemical+biology+of+aptamers.">The chemical biology of aptamers.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 48 (15), 2672-2689 (2009).</li><li>Hermann, T., Patel, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adaptive+recognition+by+nucleic+acid+aptamers.">Adaptive recognition by nucleic acid aptamers.</a> Science. 287 (5454), 820-825 (2000).</li><li>Lee, J., Stovall, G., Ellington, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aptamer+therapeutics+advance.">Aptamer therapeutics advance.</a> Curr. Opin. Chem. Biol. 10 (3), 282-289 (2006).</li><li>Song, S., Wang, L., Li, J., Zhao, J., Fan, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aptamer-based+biosensors.">Aptamer-based biosensors.</a> TrAC. 27 (2), 108-117 (2008).</li><li>Wei, H., Li, B., Wang, E., Dong, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+and+sensitive+aptamer-based+colorimetric+sensing+of+protein+using+unmodified+gold+nanoparticles.">Simple and sensitive aptamer-based colorimetric sensing of protein using unmodified gold nanoparticles.</a> Chem. Commun. (36), 3735-3737 (2007).</li><li>Zheng, Y., Wang, Y., Yang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aptamer-based+colorimetric+biosensing+of+dopamine+using+unmodified+gold+nanoparticles.">Aptamer-based colorimetric biosensing of dopamine using unmodified gold nanoparticles.</a> Sensors and Actuators B. 156 (1), 95-99 (2011).</li><li>Ch&#225;vez, J., MacCuspie, R., Stone, M., Kelley-Loughnane, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colorimetric+detection+with+aptamer-gold+nanoparticle+conjugates:+effect+of+aptamer+length+on+response.">Colorimetric detection with aptamer-gold nanoparticle conjugates: effect of aptamer length on response.</a> J. Nanopart. Res. 14 (10), 1-11 (2012).</li><li>Neves, M., Reinstein, O., Johnson, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Defining+a+stem+length-dependent+binding+mechanism+for+the+cocaine-binding+aptamer.+A+combined+NMR+and+calorimetry+study.">Defining a stem length-dependent binding mechanism for the cocaine-binding aptamer. A combined NMR and calorimetry study.</a> Biochemistry. 49 (39), 8478-8487 (2010).</li><li>Li, H., Rothberg, L. <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+Colorimetric+Detection+of+Specific+Sequences+in+Genomic+DNA+Amplified+by+the+Polymerase+Chain+Reaction.">Label-Free Colorimetric Detection of Specific Sequences in Genomic DNA Amplified by the Polymerase Chain Reaction.</a> J. Am. Chem. Soc. 126 (35), 10958-10961 (2004).</li><li>Li, H., Rothberg, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colorimetric+detection+of+DNA+sequences+based+on+electrostatic+interactions+with+unmodified+gold+nanoparticles.">Colorimetric detection of DNA sequences based on electrostatic interactions with unmodified gold nanoparticles.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. 101 (39), 14036-14039 (2004).</li><li>Smith, J., Medley, C., Tang, Z., Shangguan, D., Lofton, C., Tan, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aptamer-Conjugated+Nanoparticle+for+the+Collection+and+Detection+of+Multiple+Cancer+Cells.">Aptamer-Conjugated Nanoparticle for the Collection and Detection of Multiple Cancer Cells.</a> Anal. Chem. 79 (8), 3075-3082 (2007).</li><li>Martin, J., Ch&#225;vez, J., Chushak, Y., Chapleau, R., Hagen, J., Kelley-Loughnane, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tunable+stringency+aptamer+selection+and+gold+nanoparticle+assay+for+detection+of+cortisol.">Tunable stringency aptamer selection and gold nanoparticle assay for detection of cortisol.</a> Anal. Bioanal. Chem. 406 (19), 4637-4647 (2014).</li><li>Shen, L., Hagen, J., Papautsky, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Point-of-care+colorimetric+detection+with+a+smartphone.">Point-of-care colorimetric detection with a smartphone.</a> Lab on a Chip. 12 (21), 4240-4243 (2012).</li><li>Choodum, A., Kanatharana, P., Wongniramaikul, W., NicDaeid, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+quantitative+colourimetric+tests+for+trinitrotoluene+(TNT)+in+soil.">Rapid quantitative colourimetric tests for trinitrotoluene (TNT) in soil.</a> Forensic. Sci. Int. 222 (1), 340-345 (2012).</li></ol>

पिछले दशक के दौरान, nanoparticle आधारित वर्णमिति assays के लक्ष्य का पता लगाने के लिए विकसित किया गया है छोटे अणुओं, डीएनए, प्रोटीन, और कोशिकाओं 2-4 शामिल हैं। Assays कि नैनोकणों के साथ उपयोग डीएनए aptamers ब्याज प्राप्त क?...

वर्णमिति विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में इस्तेमाल सबसे पुरानी तकनीकों में से एक है। इस तकनीक के लिए, analyte की एक गुणात्मक या मात्रात्मक निर्धारण के लिए एक रंगीन यौगिक 1 के उत्पादन के आधार पर बनाई गई है। आमतौर पर, रंग assays अभिकर्मकों कि analyte प्रजातियों की उपस्थिति है, जो दृश्य प्रकाश स्पेक्ट्रम में एक नमूदार या detectable रंग बदलने में परिणामों में एक रंग परिवर्तन का अनुभव का उपयोग करें। वर्णमिति ऐसे डिऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए), पेप्टाइड्स, और प्रोटीन के रूप में 2-4 परमाणुओं, आयनों, और जटिल जैविक अणुओं को छोटे अणुओं से लेकर लक्ष्य का पता लगाने में इस्तेमाल किया गया है। पिछले दो दशकों के लिए, विशेष रूप से रंग nanomaterials आधारित assays 5-6 के साथ पता लगाने assays के क्षेत्र में क्रांति ला दी है। ऐसे एंटीबॉडी, oligonucleotide aptamers या पेप्टाइड aptamers के रूप में, एक लक्ष्य चयनात्मक मान्यता तत्व के साथ nanomaterials के अद्वितीय रासायनिक और भौतिक गुणों के संयोजन, पुनरुत्थान के लिए प्रेरित किया है मैंn डिजाइन और वर्णमिति पता लगाने assays 7 का विकास। धातु नैनोकणों एक प्रदर्शन के आकार पर निर्भर रंग बदलने संपत्ति है, जो कई वर्णमिति assays के डिजाइन में शोषण किया गया है। सोने के नैनोकणों (AuNPs) एक विशिष्ट लाल करने वाली नीले रंग परिवर्तन, जब कणों की छितरी समाधान 8 कुल करने के लिए, आम तौर पर नमक की सटीक अलावा के माध्यम से प्रेरित किया जाता है के कारण विशेष रुचि के हैं। एकत्रित (नीला) राज्यों को तितर-बितर (लाल) से संक्रमण को नियंत्रित करने की क्षमता ईओण, छोटे आणविक, पेप्टाइड, प्रोटीन के लिए वर्णमिति सेंसर, और सेलुलर लक्ष्य 2-4,9 के निर्माण के लिए प्रेरित किया है। इन सेंसरों से कई लक्ष्य मान्यता आकृति के रूप में aptamers रोजगार। Aptamers डीएनए या 10 से 12 -10 15 विभिन्न दृश्यों 10-11 के एक यादृच्छिक पूल से चयनित ribonucleic एसिड (आरएनए) अणु होते हैं। चयन प्रक्रिया के लक्ष्य फिर से पहचानतीकम nanomolar शासन में बाध्यकारी समानताएं साथ अनुभूति तत्वों, और घातीय संवर्धन (SELEX) द्वारा ligands के व्यवस्थित विकास सबसे अधिक जाना जाता प्रक्रिया 12-13 है। संवेदन अनुप्रयोगों के लिए oligonucleotide आधारित aptamers के लाभ चलाया रासायनिक संश्लेषण संशोधन की आसानी, और रासायनिक स्थिरता 14-15 शामिल हैं। एक वर्णमिति परख बनाने के लिए एक दृष्टिकोण है, मान्यता तत्वों के साथ nanomaterials जोड़ती AuNP सतहों के लिए डीएनए aptamer अणुओं की शारीरिक सोखना के माध्यम से इन दो प्रजातियों के संयोजन के होते हैं। के माध्यम से लक्ष्य-aptamer बंधन, aptamer एक संरचनात्मक परिवर्तन 16-18 कि AuNP सतह है, जो नमक के अलावा के साथ एक inducible लाल करने वाली नीले रंग की प्रतिक्रिया 19 की ओर जाता है के साथ aptamer की बातचीत बदल अनुभव करता है। AuNPs की यह आश्चर्यजनक सुविधा aptamer आधारित उपकरणों है कि डे के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है के लिए एक नमूदार वर्णमिति प्रतिक्रिया तंत्र प्रदान करता हैअलग analytes के लिए वर्णमिति assays करें। रंग AuNP सतहों पर गैर सहसंयोजक, शारीरिक रूप से adsorbed डीएनए aptamers का उपयोग कर बनाया assays मजबूती, नियंत्रित प्रयोगशाला सेटिंग्स के बाहर विफलता के लिए एक प्रवृत्ति है, और व्यावहारिक में उपयोग के लिए उपलब्ध जानकारी की कमी के साथ मुद्दों के कारण एक कमजोर सेंसर मंच होने का कलंक सेटिंग्स। हालांकि, aptamer-AuNP आधारित वर्णमिति परख संचालन और नमूदार रंग प्रतिक्रिया की सादगी की वजह से ब्याज की थी। इस काम के लक्ष्य के डिजाइन, विकास, संचालन, संबंधित सतह की कमी झूठी सकारात्मक प्रतिक्रिया, और लंबी अवधि के भंडारण डीएनए AuNP आधारित वर्णमिति प्रतिनिधि analyte के रूप में कोकीन का उपयोग कर assays के लिए एक प्रोटोकॉल प्रदान करना है। इसके अलावा, हम सादगी और उपयोग में आसानी है कि इन aptamer-AuNP गधे के लिए परंपरागत दृष्टिकोण से कम चरणों में हुई होने के कारण लाभप्रद होने के रूप में इस adsorbed aptamer परख दृष्टिकोण (चित्रा 1) का प्रस्तावays। इस परख के लिए, aptamer पहले AuNPs है, जो समय की एक विस्तारित अवधि के लिए सतह को सोखना की अनुमति दी गई करने के लिए जोड़ा गया है। इस दृष्टिकोण के लिए एक अतिरिक्त लाभ यह गैर लक्ष्य analyte AuNP सतह बातचीत से संबंधित अणुओं के जवाब की कमी थी। हालांकि, झूठी सकारात्मक प्रतिक्रिया में कमी परख संवेदनशीलता की कीमत पर किया गया था। इसलिए सतह के संरक्षण और analyte पहुंच के बीच एक संतुलन उचित परख समारोह को बनाए रखने के लिए आवश्यक है। इसके अलावा, के माध्यम से रंग assays का विश्लेषण करने का एक प्रमुख दोष अन्य साधन के साथ तुलना इंस्ट्रूमेंटेशन है कि परिणाम अक्सर व्यक्तिपरक और से विश्लेषक करने वाली विश्लेषक व्याख्या के लिए खुले हैं, खासकर जब रंग में सूक्ष्म अंतर अंतर करने के लिए कोशिश कर रहा। इसके विपरीत, वहाँ इस तरह के आदि शक्ति की उपलब्धता, पोर्टेबिलिटी के साथ व्यावहारिकता, इस काम के रूप में, प्रयोगशाला के बाहर प्रयोगशाला आधारित इंस्ट्रूमेंटेशन प्रयोग करने योग्य बनाने के साथ मुद्दों का एक नंबर रहे हैं, एक रंग विश्लेषण प्रोटोकॉल mor के लिए विकसित किया गया थाई पोर्टेबिलिटी और आमतौर पर रंग आधारित परख व्याख्या 20-21 के साथ जुड़े अटकलबाजी से कुछ को खत्म करने के लिए। पिछले दृष्टिकोण की तुलना में, प्रयोगशाला सेटिंग्स परे अनुप्रयोगों के लिए अपनी सीमा को इन assays पुश करने के लिए इस प्रयास करते रहे।

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Gold(III) chloride hydrate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>254169</td>
			<td>99.999% purity is important and solutions were made fresh every time</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Citrate Dihydrate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>W302600-1KG-K</td>
			<td>We have found the manufacturer greatly affects AuNP assays, and solutions were made fresh every time</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Synergy</td>
			<td>Bio-TEK</td>
			<td>HT</td>
			<td>Any absorbance spectrometer will work, but a platereader provides multiple sample analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-(2-hydroxyethyl)piperazine-1-ethanesulfonic acid (HEPES) Buffer, 1 M sterilized</td>
			<td>Amresco</td>
			<td>J848</td>
			<td>Any sterilized brand will work</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corning, 250 mL Filter System, 0.22 &#181;m cellulose acetate</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>430767</td>
			<td>Other membranes have been found to remove the AuNPs</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV Spectrophophotometer</td>
			<td>Varian</td>
			<td>Cary 300&#160;</td>
			<td>Any absorbance spectrometer will work</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium Chloride Hexahydrate</td>
			<td>Fluka</td>
			<td>63068</td>
			<td>&#8805;98% any brand will work</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DNA</td>
			<td>IDT</td>
			<td>Custom</td>
			<td>DNA was purified with a desalting column, higher purification techniques can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Procaine Hydrochloride</td>
			<td>ACROS</td>
			<td>AC20731-1000</td>
			<td>99% stocks of 1 mg/mL in methanol were prepared</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric Acid</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>A144S-500</td>
			<td>36.5-38.0% w/w other brands will work</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cocaine Hydrochloride</td>
			<td>Lipomed</td>
			<td>COC-156-HC-1LM</td>
			<td>We have found the manufacturer greatly affects AuNP assays</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitric Acid</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>A509-SK212</td>
			<td>65% w/w other brands will work</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Chloride Solution, 5 M bioreagent grade</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>S5150-1L</td>
			<td>Sterile solutions made from solid will work</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diethyl Pyrocarbonate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>D5758-25 mL</td>
			<td>&#8805;97% any brand will work</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ecgoninemethylester Hydrochloride</td>
			<td>Lipomed</td>
			<td>COC-205-HC-1LM</td>
			<td>We obtained the EME control from the same manufacturer as the cocaine target</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcentrifuge Tubes, Axygen Scientific, nonsterile, 1.7mL</td>
			<td>VWR</td>
			<td>10011-722</td>
			<td>We have found the manufacturer greatly affects AuNP assays, and the tubes were autoclaved in house</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>nuclease free water</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>methanol</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

design and development of aptamer&#8211;gold nanoparticle based colorimetric assays for in-the-field applications

डिजाइन और एक aptamer-सोने nanoparticle (AuNP) में मैदान अनुप्रयोगों के लिए छोटे अणुओं का पता लगाने के लिए वर्णमिति परख के विकास जांच की गई थी। लक्ष्य चयनात्मक AuNP आधारित रंग assays नियंत्रित सबूत की अवधारणा प्रयोगशाला सेटिंग्स में विकसित किया गया है। हालांकि, इन योजनाओं की विफलता की एक बात करने के लिए लगाए गए नहीं किया गया है प्रयोगशाला सेटिंग से परे उनकी व्यावहारिक उपयोग निर्धारित करने के लिए। यह काम एक सामान्य दृष्टिकोण के डिजाइन, विकास, और समस्या निवारण के लिए छोटे अणु analytes और इन-द-क्षेत्र सेटिंग्स के लिए परख का उपयोग करने के लिए एक aptamer-AuNP वर्णमिति परख का वर्णन है। क्योंकि adsorbed aptamers passivate nanoparticle सतहों और कम करने और गैर लक्ष्य analytes के लिए झूठी सकारात्मक प्रतिक्रियाओं को खत्म करने का एक साधन प्रदान परख फायदेमंद है। व्यावहारिक उपयोग करता है के लिए इस प्रणाली aptamer-AuNP परख की न केवल शैल्फ जीवन को परिभाषित करने की आवश्यकता संक्रमण है, लेकिन लंबी अवधि के भंडारण capabil विस्तार देने के लिए तरीकों और प्रक्रियाओं की स्थापनाities। इसके अलावा, वर्णमिति readout के साथ मान्यता प्राप्त चिंताओं में से एक बोझ विश्लेषकों पर रखा सही रंग में अक्सर सूक्ष्म परिवर्तनों की पहचान है। क्षेत्र में विश्लेषकों पर जिम्मेदारी को कम करने के लिए, एक रंग विश्लेषण प्रोटोकॉल प्रयोगशाला ग्रेड उपकरण पर इस कार्य प्रदर्शन के लिए आवश्यकता के बिना रंग पहचान कर्तव्यों का पालन करने के लिए डिजाइन किया गया था। बनाने और डेटा विश्लेषण प्रोटोकॉल के परीक्षण के लिए विधि वर्णित है। हालांकि समझते हैं और adsorbed aptamer assays के डिजाइन को प्रभावित करने के लिए, बातचीत aptamer, लक्ष्य के साथ जुड़े, और AuNPs आगे के अध्ययन की आवश्यकता है। ज्ञान प्राप्त कार्यक्षमता में सुधार के लिए aptamers सिलाई करने के लिए ले जा सकता है।

<html> इस काम के प्राथमिक उद्देश्य के लिए विकसित और स्थिरता और aptamer की मजबूती के क्षेत्र में उपयोग के लिए आधारित AuNP वर्णमिति assays जांच करने के लिए किया गया था। जैसा कि पिछले एक प्रकाशन में प्रकाश डा?...

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Design and Development of AptamerÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã¢â‚¬Å“Gold Nanoparticle Based Colorimetric Assays for In-the-field Applications

डिजाइन और इन-द-क्षेत्र अनुप्रयोगों के लिए छोटे अणुओं का पता लगाने के लिए एक aptamer-सोने nanoparticle वर्णमिति परख के विकास जांच की गई थी। इसके अतिरिक्त, एक स्मार्ट डिवाइस वर्णमिति आवेदन (एपीपी) मान्य किया गया था और परख की लंबी अवधि के भंडारण के क्षेत्र में उपयोग के लिए स्थापित किया गया था।

डिजाइन और Aptamer-सोने nanoparticle आधारित वर्णमिति assays के विकास में मैदान अनुप्रयोगों के लिए

The design and development of an aptamer&#8211;gold nanoparticle (AuNP) colorimetric assay for the detection of small molecules for in-the-field ...

The overall goal is to provide a general approach for the development of an aptamer-gold nanoparticle based colorimetric assay for the detection of target molecules, and to provide approaches to improve long-term storage and reduce false positive response rates. This methods answers key questions in the field of gold nanoparticle aptamer colorimetric assays such as the reproducibility of the assays in the field for long-term storage and reducing false positive response rate. These assays can be prone to issues with shelf-life and false positive responses.In this work, we improve over both of these issues. Clean a 500-milliliter Erlenmeyer flask and large stir bar with five milliliters of concentrated nitric acid and 15 milliliters of concentrated hydrochloric acid in a chemical safety hood. Wet the entire surface of the flask with the acid wash.Then rinse the flask with nuclease-free water and allow the flask to dry. Add 100 milliliters of one millimolar gold three chloride. Use a sheet of aluminum foil to cover the top of the acid-cleaned Erlenmeyer flask and heat with continuous stirring on a hot plate until boiling.Next, add 10 milliliters of 38.8 millimolar sodium citrate. The color will change from clear or gray to dark blue or black, and finally to dark to red over several minutes. Continue stirring with the heat off for 10 minutes.Allow the gold nanoparticle suspension to cool to room temperature and add 110 microliters of DEPC with continuous stirring. Cover the entire flask with aluminum foil and allow the DEPC treatment to incubate overnight. The next day, autoclave the gold nanoparticle suspension.Then cool to room temperature and filter through a 0.22 micron pore cellulose acetate membrane. Store the filtered, autoclaved gold nanoparticle stock solution in the dark at four degrees Celsius. Calculate the gold nanoparticle concentration as described in the text protocol.Here, the concentration was calculated to be 10 nanomolar with a size of 15 nanometers as determined by dynamic light scattering. Purchase or synthesize the cocaine-binding aptamer sequences using standard phosphoramidite chemistry. After purifying the aptamers using standard desalting, reconstitute oligonucleotides in nuclease-free water at either 100 micromolar or one millimolar stock solutions.Aliquoted purified aptamers can be stored at 20 degrees Celsius for several months. Combine the DNA with the 10 nanomolar stock gold nanoparticle solution, varying the volume of gold nanoparticles as desired, to provide enough sample for the test to be performed. Incubate the mixture for three to four hours at room temperature and protect from the light.Add an equal volume of 20 millimolar HEPES, two millimolar magnesium chloride and pH 7.4 buffer, and place the sample at four degrees Celsius in the dark overnight. The initial salt concentration needed to induce the assay color response by salt titration is determined with the assay blank. Add 20 microliters of methanol to 180-microliter aliquots of the aptamer-gold chloride assay in a 96-well plate.A critical step in the performance of these assays is to determine the sodium chloride concentration to destabilize the gold nanoparticles once the target has been added. Titrate the samples with increasing volumes of stock sodium chloride solution and determine the equivalence point. Here, determine the sodium chloride volume needed to cause the slightest color change by visual observation.Optimizing the assay response, add 20 microliters of analyte molecules diluted in methanol to 180-microliter aliquots of aptamer-gold nanoparticle assay in a 96-well plate at room temperature. Immediately, add the sodium chloride concentration determined in the previous step to initiate the assay color response. Obtain the largest color change possible by increasing or decreasing the sodium chloride concentration and comparing the target response to the blank response.Use the sodium chloride concentration that provides the largest response difference. Observe or measure the assay response 150 seconds following sodium chloride addition. Analyze the absorbance at 650 nanometers and 530 nanometers, using a spectrophotometer.Plot the results as the ratio of absorbance obtained at 650 nanometers and 530 nanometers as a function of analyte concentration. Normalize the assay response to the blank signal. Prepare the aptamer-gold nanoparticle assay components as described earlier in the video.Make separate solutions containing one gram per milliliter of trehalose and one gram per milliliter of sucrose in nuclease-free water to make the cryogen solution. So a critical step in freezing these assays is determining how much trehalose and sucrose solutions to add to the samples to ensure total and even freezing. Make a solution that contains 19.2 milligrams per milliliter of trehalose and 4.8 milligrams per milliliter of sucrose with the 60 MN4 DNA per gold nanoparticle assay at a final volume of 200 microliters in 1.5 milliliter microcentrifuge tubes.Final cryogen solution concentrations will vary with DNA coverage. Flash freeze the samples using a 146 degrees Celsius freezer or in liquid nitrogen. Store the samples frozen until use.For this work, leave the samples in the 146 degrees Celsius freezer overnight and then transfer to a 20 degrees Celsius freezer for long-term storage. Shown here are representative results of sodium chloride titration curves for untreated and DNA aptamer-treated gold nanoparticles. The initial sodium chloride concentration used in the assay was determined by titration.Representative results of the aptamer-gold nanoparticle colorimetric assay for cocaine and control molecules are shown here. The graphs reveal the effect that increasing the DNA coverage density has on the false positive response rate of the cocaine assay. Shown here are the calibration curve plots obtained from photoimage analysis of the cocaine colorimetric assay.Photos obtained using smartphones. Representative results of the assay response of aptamer-gold nanoparticle colorimetric assay to cocaine and control molecules are presented here. The data compares samples freshly prepared to samples stored frozen up to four weeks.While attempting this procedure, it is very important to determine the proper sodium chloride concentration to destabilize the gold nanoparticles and promote the typical color change upon addition of the target. So after watching this video, you should have a good understanding of how to develop gold nanoparticle aptamer colorimetric assays for the detection of targets of interest. You can use the approaches outlined here to reduce false positive response rates and keep your assays viable for more than a month.

Research

JoVE Journal

Biology

Design and Development of Aptamer&#8211;Gold Nanoparticle Based Colorimetric Assays for In-the-field Applications

Development of New Therapeutic Applications Using Microfluidics

नई चिकित्सीय अनुप्रयोगों के विकास Microfluidics का उपयोग

Using the GELFREE 8100 Fractionation System for Molecular Weight-Based Fractionation with Liquid Phase Recovery

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Development of Inhibitors of Protein-protein Interactions through REPLACE: Application to the Design and Development Non-ATP Competitive CDK Inhibitors

के माध्यम से जगह प्रोटीन, प्रोटीन बातचीत के अवरोधकों की विकास: डिजाइन और विकास गैर एटीपी प्रतियोगी CDK अवरोधकों के आवेदन

REPLACE is a unique strategy developed to more effectively target protein-protein interactions (PPIs). It aims to expand available drug target space by ...

A Method for Selecting Structure-switching Aptamers Applied to a Colorimetric Gold Nanoparticle Assay

एक वर्णमिति गोल्ड nanoparticle के परख लागू करने के लिए संरचना-स्विचिंग aptamers चुनने के लिए एक विधि

Small molecules provide rich targets for biosensing applications due to their physiological implications as biomarkers of various aspects of human health ...

Development of a Colloidal Gold-based Immunochromatographic Test Strip for Detection of Cetacean Myoglobin

ह्वेल Myoglobin की जांच के लिए एक कोलाइडयन गोल्ड आधारित इम्यूनोक्रोमैटोग्राफिक परीक्षण पट्टी का विकास

This protocol describes the development of a colloidal gold immunochromatographic test strip based on the sandwich format that can be used to ...

Quantitative Analysis of Aspergillus nidulans Growth Rate using Live Microscopy and Open-Source Software

Quantitative Analysis of Aspergillus nidulans Growth Rate using Live Microscopy and Open-Source Software

लाइव माइक्रोस्कोपी और ओपन-सोर्स सॉफ्टवेयर का उपयोग करके एस्परगिलस निदुलन्स विकास दर का मात्रात्मक विश्लेषण

It is well established that colony growth of filamentous fungi, mostly dependent on changes in hyphae/mycelia apical growth rate, is macroscopically ...