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.

Sitrat Altın Nanopartiküller Azaltılması (AuNP) ve Karakterizasyonu üzerinden 1. Sentezi <ol><li> 5 ml bir Erlenmeyer şişesi (500 mi) ve büyük karıştırma çubuğu temizleme, nitrik asit, konsantre edildi ve 15 mi kimyasal güvenlik başlığı içinde hidroklorik asit konsantre edildi. <ol><li> asit yıkama ile balonun tüm yüzeyini ıslak nükleaz içermeyen su ile şişesi durulayın ve şişeyi kurumasını bekleyin. </li></ol></li><li> 1 mm altın (III) klorid, 100 ml ilave edilir; kaynayana kadar bir...

<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>

Geçtiğimiz on yıl içinde, nanopartikül bazlı kolorimetrik analizler hedeflerin saptanması için geliştirilmiştir küçük moleküller, DNA, proteinler ve hücreler 2-4 içerir. nanopartiküller ile DNA aptamers kullanmak Tahliller ilgi kazanmaktadır. Tipik haliyle, bu kolorimetrik analizler AuNPs 9-10&#39;a ilave edilir analit molekülleriyle DNA aptamer karıştırılmasıyla gerçekleştirilir. Ancak, bu analizler kontrollü bir laboratuar ayarları ile proof-of-concept gösterilere ve ...

Renkölçüm analitik kimyada kullanılan en eski tekniklerden biridir. Bu teknik için, analitin niteliksel ve niceliksel belirlenmesi renkli bir bileşik 1 &#39;in üretimi göre imal edilmektedir. Tipik haliyle, renk deneyleri, görülebilir ışık spektrumunun gözlenebilir bir ya da saptanabilir bir renk değişimi ile sonuçlanan, analit türlerinin varlığında, bir renk değişimine deneyim reaktif maddeleri. Kolorimetre örneğin deoksiribonükleik asitler (DNA), peptidler ve proteinler 2-4 gibi kompleks biyolojik moleküllere Atomlar, iyonlar, moleküller ve küçük arasında değişen hedeflerin tespiti kullanılmıştır. Son iki yıldır, nanomateryaller özellikle renk tabanlı deneyleri 5-6 ile, algılama deneyleri alanında devrim var. bu antikorların, oligonükleotid aptamers veya peptid aptamers gibi bir hedef seçici tanıma elemanı ile nanomateryallerin benzersiz kimyasal ve fiziksel özelliklerini birleştiren, diriliş yol açmıştır iTasarım ve kolorimetrik tespit deneyleri 7 gelişimi n. Metal nanopartiküller sayısız kolorimetrik testlerin tasarımında istismar edilmiş bir gösterdi boyut bağımlı renk değişimi özelliği var. Altın nano parçacıklar (AuNPs) nedeniyle parçacıkların dağılmış çözeltisi, tipik olarak tuz hassas eklenmesiyle, 8 toplamak için uyarılan bir Kırmızı-to-mavi renk kayması, özellikle ilgi konusudur. Birleştirilmiş (mavi) Devletlere dağılmış (kırmızı) geçişi kontrol etme yeteneği, iyonik, düşük moleküler, peptid, protein için kolorimetrik sensörler ve hücresel hedeflerle, 2-4,9 yaratılmasına yol açmıştır. Bu sensörlerin çoğu hedef tanıma motifi olarak aptamers kullanır. Aptamerler 10 12 -10, 15 farklı dizileri 10-11 rastgele olarak seçilen DNA veya ribonükleik asit (RNA) moleküllerdir. Seçim süreci hedef yeniden tanımlarbiliş düşük nanomolar rejiminde bağlanma afiniteleri ile elementler ve üstel zenginleşme (SELEX) ile ligandların Sistematik Gelişimi en çok bilinen işlem 12-13. Algılama için oligonükleotid bazlı aptamers avantajları sentez kolaylığı, kontrol kimyasal modifikasyonunu ve kimyasal stabilitesini 14-15 içerir. kolorimetrik tahlil oluşturmak için bir yaklaşım, tanıma elemanları ile nanomalzemeleri birleştiren AuNP yüzeylere DNA aptamer moleküllerinin fiziksel adsorpsiyon yoluyla bu iki tür birleştirme oluşur. Hedef aptamerin bağlanarak, aptamer tuzu eklenmesi ile bir uyarılabilir kırmızıdan mavi renk tepki 19 neden AuNP yüzeyi ile aptamer etkileşimini değiştiren bir yapısal değişim 16-18 karşılaşır. AuNPs bu şaşırtıcı özelliği de kullanılabilir aptamer tabanlı cihazlar için gözlemlenebilir kolorimetrik tepki mekanizması sağlarFarklı analitler için kolorimetrik tahlilleri imzalamak. AuNP yüzeylerde kovalent olmayan, fiziksel olarak adsorbe DNA aptamers kullanılarak tasarlanmış renk deneyleri nedeniyle sağlamlığı, kontrollü laboratuvar ortamlarında dışında başarısızlık için bir eğilimi ve pratik kullanıma hazır bilgi eksikliği ile ilgili sorunlar için zayıf sensör platformu olma stigma var ayarlar. Ancak, aptamer-AuNP tabanlı kolorimetrik tahlil nedeniyle çalışma ve gözlemlenebilir renk yanıtı basitlik ilgi oldu. Bu çalışmanın amacı, temsilcisi analit olarak kokain kullanan DNA AuNP bazlı kolorimetrik testlerin tasarımı, geliştirilmesi, işletilmesi, yüzeyin azalması ile ilgili yanlış pozitif yanıt ve uzun süreli depolama için bir protokol sağlamaktır. Ayrıca, nedeniyle bu aptamer-AuNP eşek için geleneksel yaklaşıma göre daha az adımda sonuçlandı kullanım kolaylığı ve kullanım kolaylığı avantajlı olarak bu adsorbe aptamer tahlil yaklaşımı (Şekil 1) önerdiays. Bu tahlil için, aptamer ilk kez bir süre için yüzeye adsorbe bırakıldı AuNPs ilave edildi. Bu yaklaşıma ilave bir avantajı AuNP yüzey etkileşimleri ile ilişkili olmayan bir hedef analit molekülleri yanıtın bir azalma oldu. Ancak, yanlış pozitif yanıt azalma tahlil duyarlılık pahasına oldu. Bu nedenle yüzey koruma ve analit erişilebilirlik arasında bir denge Uygun test fonksiyonunu korumak için gereklidir. Dahası, içinden renk deneyleri analiz önemli bir kusur renkte ince farklılıkları ayırt etmek için çalışırken, özellikle enstrümantasyon, sonuçlar genellikle sübjektif ve analist-to-analisti yoruma açıktır olmasıdır ile başka anlamına gelir. Tersine, bu işin vb güç durumu, taşınabilirlik ile pratiklik gibi, laboratuar dışında kullanılabilir laboratuar tabanlı enstrümantasyon yapma konularında bir dizi vardır, bir renk analizi protokolü mor için geliştirilene taşınabilirlik ve yaygın renk bazlı analiz yorumlanması 20-21 ile ilişkili bazı tahminler ortadan kaldırmak için. Bir önceki yöntemlere göre, bu çaba laboratuvar ortamlarında ötesinde uygulamalar için kendi sınırları bu testlerin itmek için gayret.

<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

in-the-alanın uygulamaları için küçük moleküllerin tespiti için aptamer-altın nanopartikülüne (AuNP) kolorimetrik tahlil tasarım ve geliştirme incelenmiştir. Hedef seçici AuNP bazlı renk deneyleri kontrollü proof-of-concept laboratuvar ortamlarında geliştirilmiştir. Ancak, bu planlar laboratuvar ortamlarında ötesinde pratik kullanımını belirlemek için başarısızlık bir noktaya uyguladığı edilmemiştir. Bu çalışma küçük molekül analit ve in-the-alanın ayarları için deney kullanılarak bir aptamer-AuNP kolorimetrik tahlil tasarlamak, geliştirmek ve sorunları gidermek için genel bir yaklaşım açıklanmaktadır. Adsorbe aptamerler nanoparçacık yüzeyleri pasifleştirilmesi ve azaltmak ve hedef olmayan analitlerle yalancı pozitif ortadan kaldırmak için bir yol sağlar, çünkü deney avantajlıdır. pratik kullanımları için bu sistem aptamer-AuNP testinin sadece raf ömrünü tanımlayan gerekli geçiş, ancak uzun süreli depolama Capabil uzatmak için yöntem ve prosedürlerin oluşturulmasıities. Ayrıca, kolorimetrik okuma ile tanınan kaygılardan biri doğru renk genellikle ince değişiklikleri belirlemek için analistler yerleştirilen yüktür. alanda analistlerin sorumluluk azaltmak için, bir renk analizi protokolü laboratuar sınıfı ekipman bu görevi gerçekleştirmek için gerek kalmadan renk tanımlama görevlerini yerine getirmek üzere tasarlanmıştır. Veri analizi protokolü ve test edilmek üzere bir yöntem tarif edilmektedir. Ancak anlamak ve adsorbe aptamer deneyleri tasarımını etkilemek için, etkileşimler aptamer hedef ile ilişkili ve AuNPs daha fazla çalışmaya ihtiyaç. Elde edilen bilgi işlevsellik sağlamak için aptamers terzilik yol açabilir.

<html> Bu çalışmanın temel amacı geliştirmek ve bu alanda kullanılmak üzere AuNP kolorimetrik testlerin dayalı istikrar ve aptamer sağlamlığını araştırmaktır. Bir önceki yayında vurgulandığı gibi, tahlil oluşturmak için iki farklı stratejiler 7 incelendi. deneyler Aptamer Testi ve emilen Aptamer Assay olarak adlandırılır. Adsorbe Aptamer Deneyi Bir ​​fieldable saptama sistemi (Şekil 1) açısından daha cazip. <p class="jove...

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

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

in-the-alanın uygulamaları için küçük moleküllerin tespiti için aptamer-altın nanoparçacık kolorimetrik testinin tasarım ve geliştirme incelenmiştir. Buna ek olarak, akıllı aygıt kolorimetrik bir uygulama (uygulama) doğrulandı ve analiz uzun süreli depolama alanında kullanım için kurulmuştur.

In-alan uygulamaları için tasarım ve Aptamer-Altın Nanopartikül Tabanlı Kolorimetrik Tahliller Gelişimi

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

Mikroakiskan kullanarak Yeni Tedavi Uygulamaları Geliştirme

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

Sıvı Faz Kurtarma Moleküler Ağırlık Tabanlı Fraksiyonu GELFREE 8100 Fraksiyonu Sisteminin Kullanılması

The GELFREE 8100 Fractionation System is a novel protein fractionation system designed to maximize protein recovery during molecular weight based ...

Closed System Cell Culture Protocol Using HYPERStack Vessels with Gas Permeable Material Technology

Gaz Geçirgen Malzeme Teknolojisi HYPERStack gemiler Kapalı Sistem Hücre Kültürü Protokolü

Large volume adherent cell culture is currently standardized on stacked plate cell growth products when microcarrier beads are not an optimal choice.   ...

Absolute Quantum Yield Measurement of Powder Samples

Toz numuneler mutlak Kuantum Verimi Ölçümü

Measurement of fluorescence quantum yield has become an important tool in the search for new solutions in the development, evaluation, quality control and ...

Whole-Body Nanoparticle Aerosol Inhalation Exposures

Tüm-Vücut Nanopartikül Aerosol Solunum Etkilenmeler

Inhalation is the most likely exposure route for individuals working with aerosolizable engineered nano-materials (ENM). To properly perform nanoparticle ...

Toxicological Assays for Testing Effects of an Epigenetic Drug on Development, Fecundity and Survivorship of Malaria Mosquitoes

Sıtma Sivrisinekler Gelişimi, doğurganlık ve Kalma bir Epigenetik İlaç Test Etkileri Toksikolojik Tahliller

Insecticidal resistance poses a major problem for malaria control programs. Mosquitoes adapt to a wide range of changes in the environment quickly, making ...

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

Aracılığıyla DEĞİŞTİR Protein-protein etkileşimleri İnhibitörlerinin Geliştirilmesi: Tasarım ve Geliştirme Olmayan ATP Rekabetçi CDK inhibitörleri Uygulama

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

Bir Kolorimetrik Altın Nanopartikül Testi Uygulanan Yapı-anahtarlama aptamers seçilmesi için bir yöntem

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

Deniz Memelileri Miyoglobin Tespiti için bir Kolloidal Altın merkezli İmmunokromatografik Testi Strip Gelişimi

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

Canlı Mikroskopi ve Açık Kaynaklı Yazılım Kullanılarak Aspergillus nidulans Büyüme Hızının Nicel Analizi

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