Name: a closed-type wireless nanopore electrode for analyzing single nanoparticles
Uploaded: 2019-03-20T13:00:00
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この研究は中国の国家自然科学基金 (61871183,21834001)、イノベーション プログラムの上海市教育委員会 (2017-01-07-00-02-E00023)、上海市教育から「広陳」プロジェクトでサポートされている委員会・上海教育開発財団 (17 CG 27)。

1. 溶液の調製
注: は、すべての化学物質の一般的な安全上の注意に注意を払います。ヒューム フードの化学薬品の処分し、白衣、ゴーグル、手袋を着用します。火や火花から引火性の液体を保ちます。純水 (25 ° C で 18.2 cm MΩ) を使用してすべての水溶液を調製しました。準備されたソリューションは、0.22 μ m 孔サイズ フィルターを使用してフィルター処理されなかった?...

<ol>
	<li>Vajda, S., 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=Subnanometre+platinum+clusters+as+highly+active+and+selective+catalysts+for+the+oxidative+dehydrogenation+of+propane.">Subnanometre platinum clusters as highly active and selective catalysts for the oxidative dehydrogenation of propane.</a> Nature Materials. 8 (3), 213-216 (2009).</li><li>Liu, G. L., Long, Y. T., Choi, Y., Kang, T., Lee, L. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantized+plasmon+quenching+dips+nanospectroscopy+via+plasmon+resonance+energy+transfer.">Quantized plasmon quenching dips nanospectroscopy via plasmon resonance energy transfer.</a> Nature Methods. 4 (12), 1015-1017 (2007).</li><li>Hu, J. S., 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=Mass+production+and+high+photocatalytic+activity+of+ZnS+nanoporous+nanoparticles.">Mass production and high photocatalytic activity of ZnS nanoporous nanoparticles.</a> Angewandte Chemie International Edtion. 44 (8), 1269-1273 (2005).</li><li>Martinez, B., Obradors, X., Balcells, L., Rouanet, A., Monty, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low+temperature+surface+spin-glass+transition+in+&#947;-Fe+2+O+3+nanoparticles.">Low temperature surface spin-glass transition in &#947;-Fe 2 O 3 nanoparticles.</a> Physical Review Letters. 80 (1), 181 (1998).</li><li>Fang, 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=Plasmonic+Imaging+of+Electrochemical+Reactions+of+Single+Nanoparticles.">Plasmonic Imaging of Electrochemical Reactions of Single Nanoparticles.</a> Accounts of Chemical Research. 49 (11), 2614-2624 (2016).</li><li>Mirkin, M. V., Sun, T., Yu, Y., Zhou, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemistry+at+One+Nanoparticle.">Electrochemistry at One Nanoparticle.</a> Accounts of Chemical Research. 49 (10), 2328-2335 (2016).</li><li>Murray, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoelectrochemistry:+metal+nanoparticles,+nanoelectrodes,+and+nanopores.">Nanoelectrochemistry: metal nanoparticles, nanoelectrodes, and nanopores.</a> Chemical Reviews. 108 (7), 2688-2720 (2008).</li><li>Anderson, T. J., Zhang, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-Nanoparticle+Electrochemistry+through+Immobilization+and+Collision.">Single-Nanoparticle Electrochemistry through Immobilization and Collision.</a> Accounts of Chemical Research. 49 (11), 2625-2631 (2016).</li><li>Fu, K., Bohn, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanopore+Electrochemistry:+A+Nexus+for+Molecular+Control+of+Electron+Transfer+Reactions.">Nanopore Electrochemistry: A Nexus for Molecular Control of Electron Transfer Reactions.</a> ACS Central Science. 4 (1), 20-29 (2018).</li><li>Zaino, L. P., Ma, C., Bohn, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanopore-enabled+electrode+arrays+and+ensembles.">Nanopore-enabled electrode arrays and ensembles.</a> Microchimica Acta. 183 (3), 1019-1032 (2016).</li><li>Katemann, B. B., Schuhmann, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+and+Characterization+of+Needle-Type.">Fabrication and Characterization of Needle-Type.</a> Electroanalysis. 14 (1), 22-28 (2002).</li><li>Penner, R. M., Heben, M. J., Longin, T. L., Lewis, N. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+and+use+of+nanometer-sized+electrodes+in+electrochemistry.">Fabrication and use of nanometer-sized electrodes in electrochemistry.</a> Science. 250 (4984), 1118-1121 (1990).</li><li>Watkins, J. J., 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=Zeptomole+voltammetric+detection+and+electron-transfer+rate+measurements+using+platinum+electrodes+of+nanometer+dimensions.">Zeptomole voltammetric detection and electron-transfer rate measurements using platinum electrodes of nanometer dimensions.</a> Analytical Chemistry. 75 (16), 3962-3971 (2003).</li><li>Liu, Y., Li, M., Zhang, F., Zhu, A., Shi, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+Au+Disk+Nanoelectrode+Down+to+3+nm+in+Radius+for+Detection+of+Dopamine+Release+from+a+Single+Cell.">Development of Au Disk Nanoelectrode Down to 3 nm in Radius for Detection of Dopamine Release from a Single Cell.</a> Analytical Chemistry. 87 (11), 5531-5538 (2015).</li><li>Li, Y., Bergman, D., Zhang, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+and+electrochemical+response+of+1-3+nm+Pt+disk+electrodes.">Preparation and electrochemical response of 1-3 nm Pt disk electrodes.</a> Analytical Chemistry. 81 (13), 5496-5502 (2009).</li><li>Kasianowicz, J. J., Brandin, E., Branton, D., Deamer, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+individual+polynucleotide+molecules+using+a+membrane+channel.">Characterization of individual polynucleotide molecules using a membrane channel.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 93 (24), 13770-13773 (1996).</li><li>Cao, C., 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=Discrimination+of+oligonucleotides+of+different+lengths+with+a+wild-type+aerolysin+nanopore.">Discrimination of oligonucleotides of different lengths with a wild-type aerolysin nanopore.</a> Nature Nanotechnology. 11 (8), 713-718 (2016).</li><li>Cao, C., Long, Y. -. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biological+Nanopores:+Confined+Spaces+for+Electrochemical+Single-Molecule+Analysis.">Biological Nanopores: Confined Spaces for Electrochemical Single-Molecule Analysis.</a> Accounts of Chemical Research. 51 (2), 331-341 (2018).</li><li>Sha, J. J., Si, W., Xu, W., Zou, Y. R., Chen, Y. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glass+capillary+nanopore+for+single+molecule+detection.">Glass capillary nanopore for single molecule detection.</a> Science China-Technological Sciences. 58 (5), 803-812 (2015).</li><li>Ying, Y. L., Zhang, J., Gao, R., Long, Y. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanopore-based+sequencing+and+detection+of+nucleic+acids.">Nanopore-based sequencing and detection of nucleic acids.</a> Angewandte Chemie International Edition. 52 (50), 13154-13161 (2013).</li><li>Lan, W. J., Holden, D. A., Zhang, B., White, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoparticle+transport+in+conical-shaped+nanopores.">Nanoparticle transport in conical-shaped nanopores.</a> Analytical Chemistry. 83 (10), 3840-3847 (2011).</li><li>Karhanek, M., Kemp, J. T., Pourmand, N., Davis, R. W., Webb, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single+DNA+molecule+detection+using+nanopipettes+and+nanoparticles.">Single DNA molecule detection using nanopipettes and nanoparticles.</a> Nano Letters. 5 (2), 403-407 (2005).</li><li>Morris, C. A., Friedman, A. K., Baker, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+nanopipettes+in+the+analytical+sciences.">Applications of nanopipettes in the analytical sciences.</a> Analyst. 135 (9), 2190-2202 (2010).</li><li>Yu, R. -. J., Ying, Y. -. L., Gao, R., Long, Y. -. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Confined+Nanopipette+Sensing:+From+Single+Molecules,+Single+Nanoparticles+to+Single+Cells.">Confined Nanopipette Sensing: From Single Molecules, Single Nanoparticles to Single Cells.</a> Angewandte Chemie Interntaional Edition. , (2018).</li><li>Gao, R., 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=A+30+nm+Nanopore+Electrode:+Facile+Fabrication+and+Direct+Insights+into+the+Intrinsic+Feature+of+Single+Nanoparticle+Collisions.">A 30 nm Nanopore Electrode: Facile Fabrication and Direct Insights into the Intrinsic Feature of Single Nanoparticle Collisions.</a> Angewandte Chemie Interntaional Edition. 57 (4), 1011-1015 (2018).</li><li>Ying, Y. L., 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=Asymmetric+Nanopore+Electrode-Based+Amplification+for+Electron+Transfer+Imaging+in+Live+Cells.">Asymmetric Nanopore Electrode-Based Amplification for Electron Transfer Imaging in Live Cells.</a> Journal of the American Chemical Society. 140 (16), 5385-5392 (2018).</li><li>Gao, R., Ying, Y. L., Hu, Y. X., Li, Y. J., Long, Y. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wireless+Bipolar+Nanopore+Electrode+for+Single+Small+Molecule+Detection.">Wireless Bipolar Nanopore Electrode for Single Small Molecule Detection.</a> Analytical Chemistry. 89 (14), 7382-7387 (2017).</li><li>Gao, R., 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=Dynamic+Self-Assembly+of+Homogenous+Microcyclic+Structures+Controlled+by+a+Silver-Coated+Nanopore.">Dynamic Self-Assembly of Homogenous Microcyclic Structures Controlled by a Silver-Coated Nanopore.</a> Small. 13 (25), (2017).</li><li>Kim, B. K., Kim, J., Bard, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemistry+of+a+single+attoliter+emulsion+droplet+in+collisions.">Electrochemistry of a single attoliter emulsion droplet in collisions.</a> Journal of the American Chemical Society. 137 (6), 2343-2349 (2015).</li><li>Lee, P. C., Meisel, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption+and+surface-enhanced+Raman+of+dyes+on+silver+and+gold+sols.">Adsorption and surface-enhanced Raman of dyes on silver and gold sols.</a> Journal of Physical Chemistry. 86 (17), 3391-3395 (1982).</li><li>Steinbock, L. J., Otto, O., Chimerel, C., Gornall, J., Keyser, U. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detecting+DNA+folding+with+nanocapillaries.">Detecting DNA folding with nanocapillaries.</a> Nano Letters. 10 (7), 2493-2497 (2010).</li><li>Gong, X., 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=Label-free+in-flow+detection+of+single+DNA+molecules+using+glass+nanopipettes.">Label-free in-flow detection of single DNA molecules using glass nanopipettes.</a> Analytical Chemistry. 86 (1), 835-841 (2013).</li><li>Cadinu, P., 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=Double+Barrel+Nanopores+as+a+New+Tool+for+Controlling+Single-Molecule+Transport.">Double Barrel Nanopores as a New Tool for Controlling Single-Molecule Transport.</a> Nano Letters. 18 (4), 2738-2745 (2018).</li><li>Bell, N. A., Keyser, U. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digitally+encoded+DNA+nanostructures+for+multiplexed,+single-molecule+protein+sensing+with+nanopores.">Digitally encoded DNA nanostructures for multiplexed, single-molecule protein sensing with nanopores.</a> Nature Nanotechnology. 11 (7), 645-651 (2016).</li></ol>

明確に定義された nanopipette の作製は、密閉型の WNE 作製プロセスの最初のステップです。キャピラリーの中央に CO2レーザの焦点を当て、1 つ毛細血管はナノスケール円錐先端の 2 つの対称的なピペットに分割します。直径は至るまで 30-200 nm レーザーの引き手のパラメーターを調整することにより、簡単に制御されます。それは異なるピペットの引き手を引いてのパラメーターが変化...

ナノ粒子が触媒機能、特定の光学機能、electroactivity、高の表面・体積比1,2,3、など多様な機能のため多大な注目を集めています。4. 単一ナノ粒子の電気化学的解析、ナノスケール レベルで本質的な化学的・電気化学的プロセスを理解するための直接法。単一ナノ粒子の非常に敏感な測定を達成するために 2 つの電気化学的アプローチは、現在応答5,6,7からナノ粒子の情報を読み出すため以前適用されています。これらの方法の 1 つには、固定または電極8,9の研究によりのインターフェイス上の個々 のナノ粒子をキャプチャが含まれます。その他の戦略は、動的な酸化還元プロセスから過渡電流の揺らぎを生成する電極の表面で単一ナノ粒子衝突によって駆動されます。
これらのメソッドの両方は、単一ナノ粒子の直径に一致するナノスケールの超高感度センシング インターフェイスを必要があります。ただし、電極の伝統的な製造主に搭載マイクロ電気機械システム (MEMS) または退屈と undisciplinable10、11,12である技術を引っ張ってレーザー 13。たとえば、電極の作製を MEMS ベースは高く、大規模な生産および電極の普及を制限するクリーン ルームの使用が必要です。その一方で、電極の作製を引っ張ってレーザーは中にシールと毛細血管の内側の金属ワイヤのプル、オペレーターの経験に大きく依存します。金属ワイヤで毛細血管にしっかりと密封されてない場合、nanopipette の内壁とワイヤ間のギャップを大幅に余分なバック グラウンド電流ノイズを導入し、ゲルロボットのセンシング エリアを拡大します。これらの欠点は、主として、違いの感度を低下させます。一方、ギャップの存在は、電極面積を拡大し、違いの感度を低減できます。結果として、各製造プロセス14,15で手に負えない電極形態による再現性のあるパフォーマンスを保証するは難しいです。したがって、再現性の優れたナノ電極の一般的な製造方法は単一ナノ粒子の本質的な機能の電気化学的探査を容易にすることが急務します。
最近では、ナノ細孔技術は単一分子解析16,17,18,19,20のエレガントでラベル無料アプローチとして開発されたが。その制御の作製により、nanopipette はレーザー キャピラリー引き手21,22,23,24 で 30-200 nm に至る均一径ナノ閉じ込めを提供しています。.さらに、このシンプルで再現性のある施工により、nanopipette の一般化です。最近、我々 は、nanopipette 内部の金属ワイヤーのシーリングを必要としない無線ナノポア電極 (WNE) を提案しました。安易なと再現可能な製造プロセスを通じて、WNE 所有、ゲルロボット インターフェイス25,26,27,28 を形成する nanopipette 内のナノスケール金属蒸着.WNE では、明確に定義された構造およびその制限の制服の形態を所有している、ので、それは高い時間分解能を実行するための低抵抗容量 (RC) 時定数と同様に、現在の高解像度を実現します。以前、我々 は WNEs、開放型と密閉型、単一のエンティティ分析を実現するための 2 つのタイプを報告しました。オープン型の WNE イオン電流応答26に単一のエンティティのガルバニ電流の電流を変換する nanopipette の内壁に堆積したナノメタル層を採用しています。通常、オープン型 WNE の直径は約 100 nm。WNE の直径をさらに低減、固体金属ナノ針状が完全に化学・電気化学的アプローチを通じて nanopipette 先端を占める密閉型 WNE を提案します。このメソッドは、ナノポア閉じ込め中 30 nm の金ナノ針状を急速に生成できます。密閉型 WNE の先端領域で明確に定義されたインタ フェースは、単一ナノ粒子の電気化学測定の高い信号対雑音比を保証します。充電された金ナノ粒子は、密閉型の WNE と衝突とヒント界面超高速充放電プロセスはイオンの現在のトレースで容量性フィードバックの応答 (CFR) を誘導します。以前単一ナノ粒子衝突研究を介して金属と違い29内部配線と比較して、密閉型の WNE を示した 0.6 pA ± 0.1 pA (RMS) の高い現在の解像度と高い時間分解能 0.01 ms。
ここで、寸法と優れた再現性を制御高密閉型 WNE の詳細作製手順について述べる。このプロトコル、単純な AuCl4-と BH4反応で-は、nanopipette のオリフィスを完全にブロックする金ナノ針状を生成する設計されています。バイポーラ電気化学は、nanopipette 内の数 μ m の長さに達する金ナノ針状の持続的成長を採用しています。この簡単な手順がこの違い製造、クリーン ルームと高価な機器を使わず、一般的な化学の研究室で実施することができますを実現。 にします。サイズ、形態、および密閉型 WNE の内部構造を確認するのには、このプロトコルは、走査型電子顕微鏡 (SEM) と蛍光分光法の利用による詳細な評価手順を提供します。金ナノ粒子 (結果) 衝突の密閉型 WNE ナノグリーンへの本質的な動的な相互作用を直接測定する 1 つの最近の例は、強調表示されます。密閉型の WNE が単一エンティティ レベル センサー、ナノ材料、細胞の電気化学的研究の将来の新しいパスを開くかもしれないと考えています。

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>650501</td>
			<td>Highly flammable and volatile</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Analytical balance</td>
			<td>Mettler Toledo</td>
			<td>ME104E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Axopatch 200B amplifier</td>
			<td>Molecular Devices</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blu-Tack reusable adhesive</td>
			<td>Bostik</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge tube</td>
			<td>Corning Inc.</td>
			<td></td>
			<td>Centrifuge Tubes with CentriStar Cap, 15 ml</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloroauric acid</td>
			<td>Energy Chemical</td>
			<td>E0601760010</td>
			<td>HAuCl4</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clampfit 10.4 software</td>
			<td>Molecular Devices</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digidata 1550A digitizer</td>
			<td>Molecular Devices</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DS Fi1c true-color CCD camera</td>
			<td>Nikon</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ecoflex 5 Addtion cure silicone rubber</td>
			<td>Smooth-On</td>
			<td>17050377</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eppendorf Reference 2 pipettes</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>492000904</td>
			<td>10, 100 and 1000 &#181;L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>24102</td>
			<td>Highly flammable and volatile</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Faraday cage</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Copper</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>iXon 888 EMCCD</td>
			<td>Andor</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcentrifuge tubes</td>
			<td>Axygen Scientific</td>
			<td></td>
			<td>0.6, 1.5 and 2.0 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microloader</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>5242 956.003</td>
			<td>20 &#181;L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope Cover Glass</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>LOT 16938</td>
			<td>20 mm*60 mm-1 mm thick</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Milli-Q water purifier</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>SIMS00000</td>
			<td>Denton Electron Beam Evaporator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>P-2000 laser puller</td>
			<td>Sutter Instrument</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette tips</td>
			<td>Axygen Scientific</td>
			<td></td>
			<td>10, 200 and 1,000 &#181;L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium chloride,+D25+A2:F2+A2:F25</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>P9333-500G</td>
			<td>KCl</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quartz pipettes</td>
			<td>Sutter</td>
			<td>QF100-50-7.5</td>
			<td>O.D.:1.0 mm, I.D.:0.5 mm, 75 mm length</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Refrigerator</td>
			<td>Siemens</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicone thinner</td>
			<td>Smooth-On</td>
			<td>1506330</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silver wire</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>11466</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium borohydride,</td>
			<td>Tianlian Chem. Tech.</td>
			<td>71320</td>
			<td>NaBH4</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ti-U inverted dark-field microscope</td>
			<td>Nikon</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a closed-type wireless nanopore electrode for analyzing single nanoparticles

Nanoelectrochemistry による単一ナノ粒子の本質的な特徴を測定深い基本的な重要性を保持しているし、ナノサイエンスの潜在的な影響を持っています。ただし、単一ナノ粒子の電気化学的分析として挑戦、センシング ナノグリーンは手に負えない。このような課題に対処するため述べるここ作製と展示形態が高度制御と優れた再現性密閉型無線ナノポア電極 (WNE) の評価。WNE の安易な作製には、クリーン ルームや高価な機器を使用せず一般の化学実験で明確に定義された電極の準備ができます。1 つのアプリケーション、30 の 0.6 pA の高い現在の解像度を示し、高時間分解能 0.01 さん伴う優れた形態、小型密閉型 WNE 混合物単一金ナノ粒子の分析では強調 nm単一分子・ イオンの検出そして単一セルのプロービングにナノ粒子のキャラクタリゼーションから直径、密閉型 WNEs のより多くの潜在的なアプリケーションを拡張できます。

石英コニカル nanopipette に基づいて適切に定義された 30 nm 無線ナノポア電極を作製する安易なアプローチを紹介します。図 13 つの主要な手順が含まれています、nanopipette の作製を示します。0.5 mm の内径と外径 1.0 mm マイクロキャピ ラリーは、引き手で固定し、レーザーは溶融石英キャピラリーの中心に焦点を当てた。力を毛細血管の端末に適用...

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A Closed-Type Wireless Nanopore Electrode for Analyzing Single Nanoparticles

ここでは、密閉型無線ナノポア電極の作製と単一ナノ粒子の衝突のそれに続く電気化学的測定のためのプロトコルを提案する.

単一ナノ粒子を分析するための密閉型無線ナノポア電極

Measuring the intrinsic features of single nanoparticles by nanoelectrochemistry holds deep fundamental importance and has potential impacts in ...

ナノサイエンスにおいて、単一ナノ粒子の本来の特徴を電気化学的に測定することは、ナノサイエンスにおいて非常に重要である。この方法は、迅速な単一ナノ粒子分析のための無線ナノポア電極を構築する簡単で再現性の高い方法を示す。ナノ電極の大きさは、この簡単な製造方法によって30ナノメートルに達することができる。解析中の現在の解像度と時間解像度はそれぞれ 0.6 ピコインと 0.01 ミリ秒です。ナノ電極先端のナノスケールサイズのため、この無線ナノポア電極は生体内および非侵襲的な世俗的分析に利用されると予想される。金ナノチップの局在した表面プラズモニック共鳴特性とクロスナノピペットの完璧な光学ビジョンは、ナノスケールでの電気光学検出を可能にする可能性があります。ワイヤレスナノポア電極の製造に関心のある研究者は、ナノピペットの注ぎ込みプロセスを習得する必要があります。これは手順の重要なステップだからです。ピペットを注ぐ際には、環境温度と湿度に注意を払う必要があります。まず、4.8ミリリットルのクロロアウリン酸を1%から40ミリリットルの脱イオン水で激しい攪拌で加えます。その後、溶液を沸騰させます。1%の質量分率でクエン酸三ナトリウム溶液を10ミリリットル素早く添加します。最終的な溶液が赤色になるまで、さらに15分間溶液を加熱します。アセトンで満たされた15ミリリットルの遠心分離管に石英毛細血管を入れ、超音波洗浄機で10分間きれいにします。終了したらアセトンを取り出し、エタノールを加えます。その後、超音波洗浄機に遠心管を10分間入れて、さらに10分間のクリーニングを行います。次に、水晶体毛管をエタノールの除去用脱イオン水を用いて別の15ミリリットル遠心管に入れ、10分間超音波洗浄を行う。窒素ガス流を使用して石英毛細血管を乾燥させ、きれいな遠心分離管に保管します。これに続いて、炭酸ガスレーザープーラーをオンにし、15〜20分間予熱して安定したレーザーパワーを確保します。あらかじめ加熱された炭酸ガスレーザープーラーにきれいな石英キャピラリーを取り付けます。特定の直径に対して、炭酸ガスレーザープラーのパネルに熱、フィラメント、速度、遅延、引っ張り力の引き込みパラメータを設定します。さらに特徴付けのために再利用可能な接着剤でシャーレに準備されたナノピペットを固定します。調製したクロロウ酸溶液をマイクロローダーでナノピペットに10マイクロリットル注入します。ナノピペットの気泡を除去するために、約1,878倍Gで5分間ナノピペットを遠心分離する。遠心分離後、以前に調製したシリコーンゴムでナノピペットをカバースリップに固定し、ナノピペット内部の領域をシス側、外側をトランス側として定義します。ゴムが治るのを5分待った後、反転した顕微鏡の目的表の上に統合されたアンサンブルを置きます。暗視野照明をオンにして調整し、10倍の顕微鏡目的の下でナノピペット先端に焦点を合わせます。より高い容量分解能を実現するために、40倍の目標に変更します。次に、ナノピペットの中に1つの塩化銀電極を配置する。その後、トランス側に第2の接地された塩化銀電極を配置します。塩化銀電極をプリアンプに接続します。現在の測定システムと、イオン電流記録用の対応するソフトウェアをオンにします。その後、適用される電位を300ミリボルトに設定します。今ゆっくりとクロロアウリン酸とホウ水素ナトリウムとの反応を引き起こすためにトランス側に150マイクロリットルのホウ水素化ナトリウム溶液を加えます。同時に、電流計測と暗視野検出システムを用いて、電流トレースと暗視野画像散乱スペクトルを電気的および光学的に記録します。イオン電流トレースがピコインゼロに戻った後で、適用される電位をオフにします。準備した閉じたタイプのWNEを下から先端まで流れる脱イオン水で洗います。閉型WNEの製造後に、トランスおよびシス側の溶液を塩化カリウム溶液に変更する。トランス側に30ナノモル金ナノパラシカル溶液の50マイクロリットルを移す。次に、300ミリボルトの電位で単一ナノ粒子衝突イベントの現在の信号を記録します。最後に、印加電圧を変更して、電流信号の周波数、振幅、形状変化を監視します。ナノピペットの製造には、3つの主要なステップが含まれる。内径0.5ミリ、外径1ミリのマイクロキャピラリーを引き手に固定し、レーザーをキャピラリーの中心に集め、石英を溶かします。毛細管の端子に力を加えることで、最終的にナノスケールの円錐状の先端を持つ2つの部分を分離して形成します。ナノピペット先端の内部に金ナノチップを生成する手順は、引っ張りプロセスの後に、ここに示されている。in in situ特性解析システムは、現在の応答と暗視野画像の同時記録により閉型WNEの製造プロセスを監視するために使用された。裸ナノピペット及びクローズドタイプWNEのトップビューSEM画像は、側面図SEM画像を分割したフォーカスイオンビーム後にここに示され、閉じたタイプのWNE内の金ナノチップの形態を提供する。単一ナノ粒子衝突実験では、金ナノ粒子がWNEのトランス側に添加される。このCNEの顕著な雑音性能は高い信号周波数の隠された信号を明らかにする。金ナノチップを生成する際には、低い適用電位を使用して電気化学的界面を生成する必要があります。高い適用電位は金の生成をスピードアップし、ナノ先端の欠陥構造をもたらす可能性があります。この方法の高コントラスト解像度と高い特殊解像度は、ナノスケールでの電子移動プロセスをさらに理解するのに役立ちます。ホウ水素ナトリウムは危険であり、水と激しく反応します。ホウ水素化ナトリウム溶液の調製には注意してください。

Research

JoVE Journal

Chemistry

Steady-state, Pre-steady-state, and Single-turnover Kinetic Measurement for DNA Glycosylase Activity

DNAグリコシラーゼ活性の定常状態、プレ定常状態、およびシングルターンオーバー速度論的測定

Human 8-oxoguanine DNA glycosylase (OGG1) excises the mutagenic oxidative DNA lesion 8-oxo-7,8-dihydroguanine (8-oxoG) from DNA. Kinetic characterization ...

化学

Preparation of Silica Nanoparticles Through Microwave-assisted Acid-catalysis

マイクロ波支援酸 - 触媒反応によりシリカナノ粒子の調製

Microwave-assisted synthetic techniques were used to quickly and reproducibly produce silica nanoparticle sols using an acid catalyst with nanoparticle ...

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周囲条件下での金ナノ粒子の安定オリゴマークラスターのサイズ制御された合成のための簡単​​な方法

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In Situ Detection and Single Cell Quantification of Metal Oxide Nanoparticles Using Nuclear Microprobe Analysis

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Liquid-cell Transmission Electron Microscopy for Tracking Self-assembly of Nanoparticles

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In Situ Lithiated Reference Electrode: Four Electrode Design for In-operando Impedance Spectroscopy

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Ligand-Mediated Nucleation and Growth of Palladium Metal Nanoparticles

リガンドを介した核生成とパラジウムの金属ナノ粒子の成長

The size, size distribution and stability of colloidal nanoparticles are greatly affected by the presence of capping ligands. Despite the key contribution ...