Name: covalent attachment of single molecules for afm-based force spectroscopy
Uploaded: 2020-03-16T14:00:00
Duration: 10 min 37 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Covalent Attachment of Single Molecules for AFM-based Force Spectroscopy at JoVE.com

B.N.B. و T.H. تعترف بتمويل من دويتشه فورشونججماينشافت (DFG، مؤسسة البحوث الألمانية) في إطار استراتيجية التميز في ألمانيا - EXC-2193/1 - 390951807، gefördert durch يموت دويتشه Forschungsgemeinschaft (DFG) ايم رحمن دير Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder – EXC-2193/1 – 390951807, ومنح HU 997/1-13 (المشروع # 420798410). وتعترف وزارة التعليم العالي والبحث والفنون في ولاية هيسن بالدعم الجزئي في إطار مشروع لوي ووINAPO. نشكر الدكتور فولفغانغ برونر والدكتور أغني زوكاوسكايت من معهد فراونهوفر لفيزياء الحالة الصلبة التطبيقية IAF للتبرع برقائق السيليكون المغلفة بالذهب عالية الجودة.

ويعلن صاحبا البلاغ أنه ليس لهما مصلحة مالية متنافسة.

SMFS المستندة إلى AFM هي واحدة من الأدوات الرئيسية للتحقيق في تفاعلات جزيء واحد في فيزياء البوليمر. لتجربة جزيء واحد صحيح، مرفق التكافؤ من البوليمر التحقيق إلى طرف AFM cantilever أمر ضروري.
وتستند العديد من الأعمال السابقة على تجارب الصيد النانوي، ولا سيما لPNiPAM، حيث يتم امتصاص البوليمرات على سطح ومن ثم امتدت عن طريق اختيار عشوائيا لهم من الركيزة باستخدام تلميح AFM cantilever30،31. وهذا قد يغير النتائج ويؤدي إلى سوء تفسير سلوك جزيء واحد. هناك، قد تهيمن الآثار التعاونية على النتائج لأنه لا يمكن استبعاد التفاعلات مع البوليمرات المجاورة. هذا له تأثير كبير على النتائج ، وخاصة بالنسبة للبوليمرات التي تظهر سلوكًا مختلفًا بشكل كبير بكميات كبيرة مقارنة بالجزيئات المعزولة الفردية57،58.
بروتوكول وظيفية المعروضة هنا موثوق بها ويمكن تطبيقها بسهولة على البوليمرات المختلفة، بغض النظر عن طول كفاف، hydrophobicity أو العائق ستريكامن المونومرات. بالإضافة إلى ذلك، يتم توفير التخميل لمنع التفاعلات غير المرغوب فيها بين البوليمر مسبار واحد وطرف AFM cantilever وكذلك بين طرف AFM cantilever والسطح الأساسي. وعلاوة على ذلك، يظهر تقييم منحنيات تمديد القوة التي تبين أحداث التمدد. وهناك، يُقترح إجراء لتحديد منحنيات تمديد القوة الرئيسية. وهذا يوفر وسيلة أفضل للكشف، على سبيل المثال، عن الآثار المتعلقة بدرجات الحرارة على سلوك تمديد القوة. وعلاوة على ذلك، يتم توفير تحليل أحداث الامتزاز جزيء واحد يضم هضاب القوة الثابتة. أيضا ، يتم إعطاء طريقة بسيطة لتصحيح التحف إشارة قوة الجيوب الأنفية في منحنيات تمديد القوة التي قد تضعف نتائج التجربة.
بالمقارنة مع Stetter وآخرون39، يتم تقليل إجراء التشغيل المقدم هنا إلى ثلاث خطوات بدلاً من أربع وتحسين متانة الإجراء. الفائدة الرئيسية لأداء PEGylation وsilanization في خطوة واحدة هو أن يكون رد فعل أفضل للرقابة وزيادة العائد. وعلاوة على ذلك، هناك حاجة إلى عدد أقل من الحلول اللازمة، كما أن هناك حاجة إلى اتخاذ خطوات أقل في الغسل. وهذا يقلل من الجهد والوقت للتحضير ويزيد من قابلية الاستنساخ. وعلاوة على ذلك ، فإن نقل AFM cantilevers هو دائمًا جزء ًا حاسمًا من عملية التشغيل. النقل من حل إلى آخر دائما ً يخاطر بالتأثير بقوة على جودة التشغيل بسبب عمليات النقل من خلال واجهة الهواء والماء أو فقدان أجهزة AFM عن طريق الاستخدام غير السليم لملاقط.
من أجل إثبات التعلق التكافؤ السليم من البوليمر واحد إلى تلميح AFM cantilever شروط مختلفة يجب أن تتحقق. أولاً، مراقبة AFM cantilevers ذات أهمية كبيرة وينبغي أن تكون مستعدة لكل وظيفية. ولا تعتبر عملية التشغيل والخلية السائلة لإجراء التجارب نظيفة إلا إذا أظهر عدد صغير من منحنيات تمديد القوة امتدادات أو هضاب في تجربة التحكم (في الأمثلة المقدمة أقل من 2 في المائة).
نمط واضح تمتد مع عدم وجود مزيد من قطرات أو ماكسيما ضروري للحصول على جزيء واحد المناسبة تمتد الأحداث. بالإضافة إلى ذلك ، يجب تحليل اعتماد قوة التمزق على معدل تحميل القوة عند التمزق أو الاستجابة المرنة الكاملة لمنحنى التمدد من أجل استبعاد الامتزاز المتزامن للبوليمرات المتعددة59،60. بالنسبة لـ PEG و PNiPAM ، أظهرت 19٪ و 42٪ من منحنيات تمديد القوة التي تم اتخاذها في مواقع مختلفة من السطح نمط ًا ممتدًا من هذا القبيل ، على التوالي. من أجل الحصول على أحداث التمدد ، يجب أن يكون فيزيوبتيون البوليمر إلى السطح الأساسي المعني قويًا. وإلا لوحظ حدث الامتزاز مثل الهضبة. هذا هو أكثر حسما للكشف عن أحداث تمتد في القوات العالية (ما يصل إلى 500 pN أو أكثر). وبما أن هذا الفيزيوبتيون القوي لا يُلبى لكل منحنى تمديد للقوة، فإن غلة مثل هذه الأحداث أقل من أحداث الامتزاز الشبيهة بالهضبة النقية. كبديل، يمكن استخدام مجموعات التمسك بقوة مثل الكاتيشول أو chemisorption بين البوليمر والسطح الأساسي. ومع ذلك ، وهذا يتطلب إدخال المزيد من المجموعات الوظيفية أو مواقع الاقتران في البوليمر61،62.
في الواقع ، فإن الكتلة (أي طول كفاف) من البوليمر يوفر بصمة قيمة. على الرغم من أنه لا يمكن ترجمة الكتلة مباشرة إلى طول كفاف يقاس للأسباب التالية، توزيع الطول قيمة جداً لتعريف الأحداث جزيء واحد. في حالة بوليمر PNiPAM مع تعدد التشتت المنخفض(= 1.28) ، وجدنا اختلافات كبيرة في قيم التمديد لأحداث التمدد التي تم الحصول عليها (وبالتالي في طول البوليمر) في التجارب. ويمكن أن يكون أحد أسباب ذلك هو تحديد طول البوليمر وتوزيعه. في اللونية استبعاد الحجم (SEC)، يتم تحديد الوزن النسبي للبوليمر المستهدف بالمقارنة مع معايير مثل PS أو بولي (ميثاكريلات الميثيل) (PMMA)63. ومن المتوقع أن ينحرف الوزن النسبي المفترض عن الوزن الجزيئي المطلق لأن نصف قطر الهيدرودينامي للبوليمر المستهدف والمعيار يمكن أن يختلف اختلافا كبيرا. بالإضافة إلى ذلك، قد تكون طبقة سيلان oligomerized بواسطة المياه زائفة في التولوين أثناء عملية وظيفية. يؤدي إرفاق مثل هذه القلة إلى طرف AFM cantilever إلى طبقة أكثر مرونة مع نقاط ارتساء أقل64. أيضا ، قد لا تكون نقطة التعلق من البوليمر إلى طبقة السيليكون بالضرورة في قمة مما يؤدي إلى تحول في قيم الطول المكتشفة29. في حين أن نموذج البوليمر مثل سلسلة wormlike (WLC) أو سلسلة مشتركة بحرية (FJC) نموذج لا يمكن استنساخ سلوك قوة التمديد المعنية لPEG أو PNiPAM بشكل صحيح على مدى كامل نطاق التمديد18،29،41،65،66، مثل هذا النموذج البوليمر قد تكون ذات قيمة لأنظمة البوليمر والبروتين الأخرى10،15،67،68.
يعتبر المرفق الالتكافؤي لبوليمر PS واحد (بطول كفاف يُعد أكثر من 1 ميكرومتر) ناجحًا فقط ، عندما يظهر عدد كبير من منحنيات تمديد القوة هضبة طويلة بما يكفي من القوة الثابتة(الشكل 5). يتم تعريف الهضبة الناتجة عن تحلية بوليمر واحد من خلال قطرة حادة واحدة من قوة ثابتة لخط الأساس في امتداد معين ، كما هو معطى في الشكل 5A. إذا تم إرفاق المزيد من البوليمرات إلى طرف AFM cantilever ، لوحظ تتالي من الهضاب56 (الشكل 5C). طول الهضبة (طول الامتزاز)، وربط مع طول كفاف البوليمر51،يجب أن يكون أطول بكثير من أي ذروة التصاق بسبب التصاق غير محدد من تلميح AFM cantilever إلى السطح الأساسي (هنا حول 200 نانومتر). لا ينبغي تفسير الميزات التي تظهر فقط في منحنى تمديد قوة واحدة. في التجارب المقدمة، أظهر ما لا يقل عن 80 من أصل 100 منحنى هضبة أطول من 200 نانومتر في خريطتين قوة على الأقل في بقعتين مختلفتين على السطح. وعلاوة على ذلك، فإن توزيع أطوال الامتزاز، وذلك باستخدام قطع البعثرة مثل الواردة في الشكل 5B و 5D،تكشف ما إذا كان عدد البوليمرات ملزمة إلى تلميح AFM cantilever. في حالة PS ، كان التوزيع الضيق لقوة الامتزاز والطول المأخوذ من هضاب منحنيات تمديد القوة بمثابة دليل على وجود ارتباط التكافؤ الناجح. وقد أثبت ذلك أخيرانجاح بروتوكول التشغيل. وبالتالي، فإننا نوصي بشدة بعرض هذه القوة والتوزيع اتّهامافيال في المنشورات.
تقييم منحنيات تمديد القوة باستخدام الخوارزميات المضمنة التي تشمل العديد من المعلمات المحددة مسبقًا يجب أن يتم بعناية. والأسباب هي على سبيل المثال أن معدل أخذ العينات الثابت غير مناسب لكل سرعة سحب مطبقة أو أن التنعيم الآلي لمنحنيات تمديد القوة قد يؤدي إلى متوسط التفاصيل الهامة. وعادة ما يمكن للفهم السليم لإجراءات التقييم المعنية أن يمنع الأخطاء في إجراء التقييم، والتي يمكن أن تؤثر بدورها بقوة على النتائج النهائية لتجربة SMFS المستندة إلى AFM.
باختصار ، نقدم بروتوكول وظيفي موثوق به ويمكن تطبيقه بسهولة على مجموعة متنوعة من البوليمرات. وعلاوة على ذلك، يتم تقديم التقييم السليم لمنحنيات قوة الجزيء الواحد، مما يسمح بتحديد المعلمات الفيزيائية مثل قوة التمدد، وقوة الامتزاز وطول الامتزاز. والبروتوكولات والإجراءات المقدمة ذات قيمة بالنسبة للتحقيق في النظم المستجيبة للمحفزات على مستوى الجزيء الواحد.

منذ اختراعه في 1980s1، أصبح مجهر القوة الذرية (AFM) واحدة من أهم تقنيات التصوير في العلوم الطبيعية تتميز بدقة النانو المكانية الفرعية ، ودقة قوة sub piconewton وإمكانية القياس في مختلف ظروف المذيبات ودرجة الحرارة2،3،4،5،66.
وبصرف النظر عن التصوير8،9، يستخدم AFM لأداء مطياف قوة جزيء واحد (SMFS) إعطاء نظرة ثاقبة في التفاعلات لاصقة بين البوليمر واحد والأسطح، والخصائص الفيزيائية للبوليمرات واحدة وآليات تتكشف من البروتينات7،,10،11،,,12،,13،,14،,15،,16. في تجربة SMFS العادية ، يتم إحضارها إلى طرف cantilever وظيفية في اتصال مع سطح بحيث البوليمر في AFM تلميح cantilever physisorbs إلى هذا السطح. من خلال سحب تلميح AFM cantilever من السطح ، يتم تحويل تغيير في انحراف Cantilever AFM إلى قوة تؤدي إلى منحنى تمديد القوة4. يمكن تحديد المعلمات الفيزيائية مثل قوة التمدد وقوة الامتزاز وطول الامتزاز على أنها تعتمد على معلمات مختلفة مثل سرعة السحب ، ووقت السُبل على السطح ، وعمق المسافة البادئة في السطح ، ودرجة الحرارة ، والمذيبات17،و 18 والأسطحالمختلفة مثل الركائز الصلبة ، وأفلام البوليمر أو ثنائيات الدهون المدعومة19،20،21،22. وعلاوة على ذلك، يمكن فحص البوليمر في اتجاهات مكانية مختلفة، وبالتالي التحقيق في خصائص الاحتكاك من البوليمر23،,24،,25،,26.
ملحق التكافؤ من البوليمر التحقيق إلى طرف AFM cantilever ضروري لمثل هذه الدراسات. وهكذا ، فإن العائد العالي من أحداث جزيء واحد مع واحد والبوليمر نفسه ملزمة لتلميح AFM cantilever يمنع أي تحيز للنتائج بسبب معايرة ثابت الربيع من cantilever AFM27،28، نقاط التعلق متفاوتة29 أو البوليمرات متفاوتة (مع أطوال كفاف مختلفة) كما هو الحال في تجارب nanofishing30،31،32. أيضا، يمكن منع التفاعلات مع البوليمرات الأخرى، فضلا عن الآثار في المتوسط على نطاق واسع18،,28. للتعلق التكافؤ من البوليمر إلى تلميح AFM cantilever، يمكن تطبيق أنواع مختلفة من التعديلات الكيميائية، وكثير منها يلخص في الكتاب من قبل هيرمانسون33. أمين وthiol القائم على ربط ردود الفعل وكذلك فوق الكيمياء تمثل الأساليب الأكثر استخداما في AFM cantilever تلميح الوظيفية34،35،36،37،38،39،40،41،42. بيك وآخرون40 تظهر كيفية استخدام 1-إيثيل-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimid (EDC)/NHS الكيمياء لإرفاق بروتين إلى تلميح AFM cantilever. ومع ذلك ، فإن المجموعات الوظيفية المذكورة تميل إلى الربط المتبادل ، مما يؤدي إلى فقدان الوظائف43،44. أيضا، كاربوديميدس تظهر ميلا إلى التحلل المائي السريع في الحل43. مايليميد ومجموعات ثيول عموما أكثر استقرارا ولا تظهر ردود الفعل crosslinking. البروتوكول المقدم هو الأمثل للبروتوكولات المنشورة سابقا الواردة في المراجع35،39.
هنا ، يتم تقديم بروتوكول وظيفيموثوق به يمكن تعديله بسهولة إلى عدد كبير من البوليمرات المختلفة ، بغض النظر عن خصائص مثل طول الكفاف أو hydrophobicity. تم اختيار ثلاثة بوليمرات مختلفة على سبيل المثال: البولي إيثيلين السكري جليكولN(PEG) وبولي (N-isopropylacrylamide) (PNiPAM) وكذلك ارتفاع كتلة المولان البوليستيرين الكاره للماء (PS). من أجل توفير قدرة ملزمة التكافؤ مع جزيء رابط مناسب، تم اختيار البوليمرات الثلاثة ليضم مويتي تيل تيل تيتشيليك كمجموعة نهاية وظيفية. جزيء الرابط نفسه هو عادة البوليمر PEG قصيرة مع اثنين من المواقع النشطة، ومجموعة سيلان في نهاية واحدة ومجموعة maleimide في الطرف الآخر. الأول يتيح المرفق التكافؤ إلى طرف AFM cantilever والأخير رد فعل ملزم مع مجموعة ثيول من البوليمر الكتلة المولية عالية وظيفية. وعلاوة على ذلك، فإن جزيئات رابط PEG غير النشطة بمثابة طبقة تخميل لمنع التفاعلات غير المرغوب فيها بين البوليمر التحقيق وطرف AFM cantilever وكذلك بين طرف AFM cantilever والسطح الأساسي.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1-Dodecanethiol (&#8805;98%)</td>
			<td>Sigma-Aldrich, USA</td>
			<td>417364-500ML</td>
			<td>Used for SAM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonia solution (30%)</td>
			<td>Roth, Germany</td>
			<td>CP17.2</td>
			<td>Used for cleaning</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cypher ES</td>
			<td>Asylum Research, an Oxford Instruments company, USA</td>
			<td>-</td>
			<td>AFM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol (&#8805;99.9%)</td>
			<td>Roth, Germany</td>
			<td>PO76.1</td>
			<td>Solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gold coated silicon wafer</td>
			<td>Fraunhofer Institute for Applied Solid State Physics IAF, Germany</td>
			<td>-</td>
			<td>Used for SAM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High Resolution Replicating Compound</td>
			<td>Microset Products Ltd, UK</td>
			<td>101RF</td>
			<td>Bonding agent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrogen peroxide solution</td>
			<td>Sigma-Aldrich, USA</td>
			<td>H1009</td>
			<td>Used for cleaning</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Igor Pro</td>
			<td>Wavemetrics, USA</td>
			<td>-</td>
			<td>Software environment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetra-30-LF-PC</td>
			<td>Diener Electronic, Germany</td>
			<td>-</td>
			<td>Plasma chamber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Maleimide-polyethylene glycol-triethoxysilane</td>
			<td>Creative PEG works, USA</td>
			<td>PHB-1923</td>
			<td>Linker polymer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MLCT-Bio-DC</td>
			<td>Bruker, USA</td>
			<td>MLCT-Bio-DC</td>
			<td>AFM cantilever</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prime CZ-Si wafer, n-type (Phosphor) TTV &#60; 10 &#181;m</td>
			<td>MicroChemicals, Germany</td>
			<td>WSA40600250 P1314SNN1</td>
			<td>Silicon wafer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Purelab Chorus 1, 18.2 M&#937; cm</td>
			<td>Elga LabWater, Germany</td>
			<td>10034-540</td>
			<td>Ultrapure water source</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>R3 SA</td>
			<td>Vomm GmbH, Germany</td>
			<td>5803 Blank</td>
			<td>Tweezers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thiol terminated poly(N-isopropylacrylamide)</td>
			<td>Gallei Group, Saarland University, Germany</td>
			<td>-</td>
			<td>PNiPAM probe polymer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thiol terminated polystyrene</td>
			<td>Polymer Source, Canada</td>
			<td>P40722-SSH</td>
			<td>PS probe polymer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thiol-polyethylene glycol-thiol</td>
			<td>Creative PEGWorks, USA</td>
			<td>PSB-615</td>
			<td>PEG probe polymer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Toluene (99.99%)</td>
			<td>Fisher Chemicals</td>
			<td>T324-500</td>
			<td>Solvent</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

covalent attachment of single molecules for afm-based force spectroscopy

الفحص المجهري للقوة الذرية (AFM) القائم على الجزيء الواحد هو أداة مثالية للتحقيق في التفاعلات بين البوليمر الواحد والأسطح. لتجربة جزيء واحد صحيح، التعلق التكافؤ من جزيء التحقيق أمر ضروري لأنه فقط عندها يمكن الحصول على مئات من آثار قوة التمديد مع واحد ونفس جزيء واحد. العديد من الآثار هي بدورها ضرورية لإثبات أن يتم التحقيق جزيء واحد وحده. بالإضافة إلى ذلك، يعد التخميل أمرًا حاسمًا لمنع التفاعلات غير المرغوب فيها بين جزيء المسبار الواحد وطرف الكانتيليفر AFM وكذلك بين طرف AFM cantilever والسطح الأساسي. بروتوكول وظيفية المعروضة هنا موثوق بها ويمكن تطبيقها بسهولة على مجموعة متنوعة من البوليمرات. يتم الكشف عن أحداث جزيء واحد مميزة (أي امتدادات والهضاب) في آثار قوة التمديد. من هذه الأحداث ، يمكن الحصول على المعلمات المادية مثل قوة التمدد وقوة الامتزاز وطول الامتزاز. وهذا مهم بشكل خاص للاستقصاء الدقيق للأنظمة المستجيبة للمحفزات على مستوى جزيء واحد. كما النظم المثالية بولي (جلايكول الإيثيلين) (PEG)، بوليx (N-isopropylacrylamide) (PNiPAM) والبوليسترين (PS) وتمتد من SiO x (لPEG و PNiPAM) ومن الأسطح أحادية الطبقات الذاتية التي يتم تجميعها (لPS) في البيئة المائية.N

تظهر الأمثلة التالية نتائج تمتد جزيء واحد والامتزاز من البوليمرات PEG، PNiPAM وPS. تم استخدام جميع نصائح AFM cantilever مع البروتوكول المذكور أعلاه. تم قياس PEG و PNiPAM على SiOx مع اختلاف في درجة الحرارة. للحصول على مناقشة مفصلة للمنحنيات الممتدة المعتمدة على درجة الحرارة الناتجة لـ PEG و PNiPAM ، انظر Kolberg et al.18 هو شعار قوة تمديد مختلف هو هضبة من القوة الثابتة (على سبيل المثال ، عندما desorbing PS من monolayers ذاتية التجميع من الميثيل إنهاء الكان ثيولز على الذهب (SAM) في الماء4،27،39،51).
مثال 1: تمتد من PEG وPNiPAM في الماء تم قياس سلوك التمدد المعتمد على درجة الحرارة في الماء باستخدام PNiPAM واحد والبوليمرات PEG ملزمة بشكل كامل إلى طرف AFM cantilever في نهاية واحدة وفيزيسورعلى سطحSiO x في الطرف الآخر. بعد تجارب المعايرة والتحكم النظيف (أقل من 2٪ من منحنيات تمديد القوة تظهر أحداث جزيء واحد) ، تم تسجيل خرائط قوة اثنين على الأقل لكل من Cantilever AFM. تم إجراء التجربة المعتمدة على درجة الحرارة عن طريق تسجيل خريطة قوة واحدة على الأقل في كل درجة حرارة. عندما ظهرت أحداث تمدد قليلة فقط ، تم التخلص من كانتيليفر AFM المعني ة وتم أخذ AFM المقبل من الشريحة (عادة في الترتيب C و B و D و E من MLCT-Bio-DC). بالنسبة للبيانات المثالية لـ PEG ، لوحظ حدث تمدد واحد في 95 من أصل 500 منحنيات تمديد القوة المقاسة (19٪). بالنسبة لـ PNiPAM ، أظهر 252 من أصل 600 منحنيات تمديد القوة نمطًا ممتدًا (42٪). ولإجراء مقارنة أفضل بين منحنيات تمديد القوة، تم إنشاء منحنى رئيسي واحد لكل درجة حرارة. لهذا الغرض، فقط تلك المنحنيات مع حدث تمتد إلى ما لا يقل عن 500 pN، حيث التقلبات التشكيلية والآثار المذيبات لا تذكر، تم اختيار52. وكان العدد النهائي للامتدادات التي أخذت في الاعتبار 3 في 278 ك، 7 في 298 ك و 4 في 318 K لPEG و 4 في 278 K، 3 في 298 K و 3 في 318 K لPNiPAM18.
يتم إعطاء الإجراء لإنشاء المنحنيات الرئيسية في الشكل 3. يتم إعادة تحجيم منحنيات تمديد القوة المختارة(الشكل 3A)إلى طول L0 (التمديد بقوة 500 pN)، انظر الشكل 3B. تظهر ذروة الالتصاق اختلافًا كبيرًا في الالتصاق غير المحدد بين السطح وطرف AFM cantilever ، ولكنها لا تؤثر على سلوك التمدد البوليمر. بعد دمج منحنيات تمديد القوة rescaled يتم متوسطها بواسطة تنعيم ثنائي الاسم كما هو موجود في الشكل 3C. لهذا، مرشح غاوسي convolves البيانات مع معاملات طبيعية المستمدة من مثلث باسكال على مستوى يساوي المعلمة التنعيم 2053. وأخيرا، يتم الحصول على منحنى رئيسي لكل درجة حرارة كما هو معطى في الشكل 3D. يُظهر التكبير النطاق الذي يكون فيه تأثير درجة الحرارة على سلوك تمديد القوة أكثر وضوحًا.
يمكن العثور على مقارنة بين سلوك درجة الحرارة من PEG(A)وPNiPAM(B)في الشكل 4. لPEG لوحظ انخفاض قوة التمدد مع زيادة درجة الحرارة. ولوحظت زيادة بنسبة 5 في المائة تقريباً من الامتداد المُعيد في 100 pN عند زيادة درجة الحرارة من 278 إلى 318 ك. بالنسبة لـ PNiPAM ، يمكن الكشف عن تحول معاكس يعتمد على درجة الحرارة. ولوحظ انخفاض بنسبة 1 في المائة تقريباً من الامتداد المُعيد التحجيم عند 100 pN عندما زادت درجة الحرارة من 278 إلى 328 ك. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن الحصول على الطاقة الحرة الممتدة من المنحنيات الرئيسية للقوة- التمديد عن طريق تحديد المنطقة الواقعة تحت المنحنى لأي قيمة قوة معينة. ويمكن استخدام هذا لاستخراج مساهمات حيوية وentropic من الطاقة الحرة تمتد مع مساعدة من ديناميات الجزيئية (MD) المحاكاة18.
مثال 2: امتلاك PS من سطح SAM في الماء ويمكن استخدام الامتزاز PS من سطح سام في الماء لتحديد قوة الامتزاز والطول وبالتالي تحديد حجم التفاعل الكاره للماء. بعد المعايرة، تم تسجيل خريطتين للقوة على الأقل في موقعين مختلفين من السطح. عندما كان مرفق البوليمر ناجحا، أظهرت منحنيات قوة التمديد هضاب القوة الثابتة، كميزة مميزة، انظر الشكل 5A والشكل 5C. ويلاحظ امتصاص مثل الهضبة عندما ديناميات السندات التحقيق أسرع بكثير من معدل سحب تلميح AFM cantilever (شبه التوازن). توفر قوى الامتزاز من منحنيات تمديد القوة الشبيهة بالهضبة مباشرة ً طاقات حرة للالتصاق من خلال دمج تتبع القوة- التمديد54. وقد استخدمت لتحديد التفاعلات الكهروستاتيكية والتشتتية والكارهة للماء وكذلك خصائص الاحتكاك من البوليمرات واحدة على الأسطح في البيئة السائلة2،4،23،51،54،55.
تم تجهيز كل هضبة من القوة الثابتة مع منحنى السيني لتحديد قوة الامتزاز وطول الامتزاز، والتي تم رسمها بعد ذلك في الرسوم البيانية. تم تجهيز الرسوم البيانية مع غاوسية لاستخراج القيمة القصوى والانحراف المعياري. للحصول على نظرة عامة أفضل، تم عرض قوة الامتزاز وقيم الطول معًا في مخطط مبعثر، كما هو معطى في الشكل 5B والشكل 5D.
للحصول على البوليسترين على SAM في الماء، وقوى الامتزاز تحديد تتوافق مع القيم التي تم الحصول عليها سابقا19،,23. كما يرتبط طول الامتزاز مع طول كفاف البوليمر51، يمكن استخدام توزيع طول الامتزاز كدليل على الربط المنضدي للبوليمر المعني إلى طرف AFM cantilever عبر مجموعته النهائية الوظيفية. وبالتالي ، فإن طول الامتزاز بمثابة بصمة.
لأكثر من بوليمر واحد تعلق على طرف AFM cantilever، يمكن ملاحظة سلاسل من الهضاب (خطوات منفصلة) في منحنيات قوة التمديد56. كل هضبة تمثل الامتزاز من البوليمر في تمديد مختلفة. وأظهرت التجربة الواردة في الشكل 5جيم والشكل 5دال حالة نموذجية من بولمرات اثنين متصلين بطرف الكانتيليفر AFM في نفس الوقت. من خلال تركيب التمزق النهائي ، يمكن العثور على توزيع ثنائي الوسائط لطول الامتزاز ، في حين أظهرت قوة الامتزاز توزيعًا ضيقًا. في هذه الحالة ، يمكن العثور على طول الامتزاز الأصغر في 90٪ من منحنيات تمديد القوة ، إما كهضبة واحدة أو كهضبة إضافية على الهضبة الأطول ، كما هو معطى في الشكل 5C. تم العثور على ارتفاع طول الامتزاز في 37٪ من منحنيات القوة التمديد التي تم الحصول عليها. وهكذا، يمكن استخدام توزيع طول الامتزاز لتحديد عدد البوليمرات المختلفة المرفقة بطرف AFM cantilever. بشكل عام، توزيع ضيق لقيم طول الامتزاز هو مؤشر جيد على أن واحد واحد واحد تم فحص البوليمر واحد في منحنيات القوة التمديد التي تم الحصول عليها. وفي الوقت نفسه، يمكن استخدام الموضع الفائق للقوات ذات الصلة - التمديد لتقرير ما إذا كان قد تم قياس واحد واحد واحد من البوليمر.
بعد إثبات الربط المنضدي لبوليمر PS واحد ، يمكن إجراء مزيد من التجارب مع هذا البوليمر PS الركيزة متفاوتة (سطح صلب وكذلك أفلام البوليمر) ، وظروف المذيبات ، ودرجة الحرارة ، وسرعة السحب أو وقت السُكن.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60934/60934fig1a.jpg"> الشكل 1: نظرة عامة تخطيطية لعملية وظيفية تلميح. يتضمن التعديل الكيميائي للتلميح AFM cantilever بعد(1)تنشيط البلازما(2)silanization / PEGylation و(3)مرفق البوليمر. بالإضافة إلى ذلك ، يتم عرض الهياكل الكيميائية التفصيلية للبوليمرات المستخدمة ، وهي PEG و PNiPAM و PS. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60934/60934fig1large.jpg" target="_blank">يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60934/60934fig2a.jpg"> الشكل 2: القضاء على التداخلات في منحنيات تمديد القوة. (أ)العثور على منحنى قوة التمديد تظهر قطعة أثرية إشارة قوة الجيوب الأنفية على طول التمديد ولكن ليس هناك جزيء واحد تمتد الحدث. (ب)اختيار منحنى قوة التمديد مع حدث جزيء واحد، والتي يتم تصحيحها من قطعة أثرية الجيوب الأنفية. (C)فرض المنحنيات للسيطرة إذا كانت القطع الأثرية الجيوب الأنفية من المنحنيات مطابقة حقا. (D)عن طريق طرح منحنى تمديد القوة(A)من (B) يتم الحصول على منحنى تمديد القوة مع خط أساس مستقيم. على الرغم من أنه لا يمكن استخدام ذروة الالتصاق لمزيد من التحليل ، إلا أنه يتم الآن تصحيح منحنى تمديد القوة للقطعة الأثرية مما يؤدي إلى قيم قوة أكثر دقة في منطقة حدث الجزيء الواحد (هنا: أكثر من 0.2 ميكرومتر من التمديد). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60934/60934fig2large.jpg" target="_blank">يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60934/60934fig3a.jpg"> الشكل 3: تحديد المنحنيات الرئيسية من منحنيات تمديد القوة من PEG في 298 K. (أ)بيانات تجريبية عند 298 ك، باستخدام 7 منحنيات تمديد القوة. بعد إعادة التحجيم إلى طول L0 بقوة 500 pN(B)، يمكن دمج منحنيات تمديد القوة ومتوسطها عن طريق تنعيم ثنائي الاسم للحصول على منحنى رئيسي(C). يتم إعطاء المنحنيات التي تم إعادة تحجيمها كنقاط بينما يظهر المنحنى الرئيسي كخط صلب. وأخيرا، يمكن مقارنة المنحنيات الرئيسية التي تم الحصول عليها لدرجات حرارة مختلفة(D). يشير التكبير إلى النطاق الذي يكون فيه تأثير درجة الحرارة على سلوك تمديد القوة أكثر وضوحًا. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60934/60934fig3large.jpg" target="_blank">يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60934/60934fig4a.jpg"> الشكل 4: مقارنة المنحنيات الرئيسية المعتمدة على درجة الحرارة من PNiPAM و PEG. لPEG يتم ملاحظة زيادة في تمديد rescaled في 100 pN (نطاق منتصف القوة) عند زيادة درجة الحرارة(A)، في حين أن PNiPAM يتم الكشف عن التحول المعاكس تعتمد على درجة الحرارة(B). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60934/60934fig4large.jpg" target="_blank">يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60934/60934fig5.jpg"> الشكل 5: تحليل منحنيات تمديد القوة من PS على SAM في الماء. (أ)منحنى مثالي للقوة التمديد (أزرق) مع نوبة سيغويدال ية للهضبة (أرجواني). بالإضافة إلى ذلك، علامة الأسهم القوة المحددة (الأحمر) وطول (الأخضر) من الهضبة. يتم عرض قوة الامتزاز وقيم طول الامتزاز التي تم الحصول عليها بواسطة نوبات سيغويدال في مؤامرة مبعثرة ويتم تجهيز المخططات البيانية الناتجة مع غاوسي. (ب)متوسط قوة الامتزاز المحدد وقيم طول الامتزاز هي (112 ± 6) pN و (659 ± 7) نانومتر ، حيث 93 ٪ من منحنيات تمديد القوة تظهر مثل هذه الأحداث الهضبة واحدة. (C)منحنى مثالي لتمديد القوة (أزرق) لاثنين من البوليمرات المرفقة بطرف AFM cantilever في نفس الوقت. هنا، تظهر قوة الامتزاز توزيع أحادي الواسطة مع متوسط قيمة القوة (117 ± 5) pN، في حين يمكن العثور على توزيع ثنائي الوسائط لطول الامتزاز مما يؤدي إلى متوسط قيم الطول (656 ± 9) نانومتر و (1050 ± 16) نانومتر. (D)90٪ من منحنيات قوة التمديد عينة تظهر أحداث الهضبة واحد فقط. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60934/60934fig5large.jpg" target="_blank">يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Covalent Attachment of Single Molecules for AFM-based Force Spectroscopy at JoVE.com

Covalent Attachment of Single Molecules for AFM-based Force Spectroscopy

التعلق التكافؤ من جزيئات التحقيق إلى المجهر القوة الذرية (AFM) نصائح cantilever هو تقنية أساسية للتحقيق في خصائصها الفيزيائية. وهذا يسمح لنا لتحديد قوة التمدد، وقوة الامتزاز وطول البوليمرات عن طريق مطياف قوة جزيء واحد المستندة إلى AFM مع استنساخ عالية.

مرفق التكافؤ من جزيئات واحدة للتنظير الطيفي للقوة المستندة إلى AFM

Atomic force microscopy (AFM)-based single molecule force spectroscopy is an ideal tool for investigating the interactions between a single polymer and ...

يتيح لنا التحليل الطيفي لقوة الجزيء الواحد قياس المعلمات الفيزيائية التي تصف الخصائص الميكانيكية واللصقية للبوليمرات. عند استخدام التحليل الطيفي للقوة القائم على AFM لدراسة جزيئات واحدة ، من الضروري أن يكون لديك بروتوكول موثوق وفعال لربط هذه الجزيئات بشكل تافع إلى طرف AFM cantilever. ويمكن اعتماد هذا البروتوكول للعديد من البوليمرات المختلفة بغض النظر عن طول كفاف أو رهاب السفه.يجب تنفيذ جميع الخطوات في غطاء الدخان لتجنب استنشاق الأبخرة العضوية. بالإضافة إلى ذلك، يلزم وجود زجاج مقاوم للمذيبات ومعطف مختبر وحماية العين. أولا استخدام الملاقط تنظيفها حديثا لوضع رقائق AFM cantilever في غرفة البلازما.بدء تشغيل برنامج تنشيط سطح غرفة البلازما عن طريق تحديد ابدأ ثم نعم. تحقق من أن عملية البلازما تعمل بشكل صحيح. عملية البلازما مع محتوى عالي الأكسجين يظهر لون أزرق فاتح.في حين أن برنامج تنشيط السطح هو تنفيذ، حل silane-PEG-mal في التولوين للحصول على تركيز 1.25 ملليغرام لكل ملليلتر. ضع ثلاثة ملليلترات من الحل في طبق بيتري مسطح. بعد اكتمال عملية البلازما، تهوية غرفة البلازما عن طريق تحديد تأكيد ثم التنفيس.انتقل فورا إلى الخطوة التالية من أجل منع امتصاص الملوثات. ضع الرقائق في طبق بيتري وحضن الرقائق لمدة ثلاث ساعات عند 60 درجة مئوية. يُرفع طبق بيتري من الفرن ويُسمح له بأن يبرد لمدة 10 دقائق على الأقل.بعد ذلك ، شطف رقائق. بالنسبة لـ PEG أو البوليسترين الملزم ، اشطف الرقائق بالتولوين ثلاث مرات. بالنسبة للربط البولينيبال، يجب شطف رقائق مرة واحدة مع التولوين ومرتين مع الإيثانول.للحد من تأثير قوات الشعيرات الدموية على cantilever AFM، إمالة رقائق قليلا عند الشطف. رقائق كانتليفر AFM تحتاج إلى شطف بشكل صحيح لإزالة أي فائض من البوليمرات الفيزيائية التي قد تؤثر على التجربة. وينبغي أن يتم الشطف بعناية لمنع أي ضرر ل cantilevers AFM.وأخيرا، وإعداد اثنين على الأقل من رقائق لتكون بمثابة ضوابط التي لن تخضع للبوليمر الطاعن المرفق. بالنسبة للضوابط مقابل رقائق ال PEG والبوليستيرين ، شطف مرتين مع الإيثانول ومرة واحدة بالماء. بالنسبة للضوابط مقابل رقائق البولينيبال، شطف مرتين بالماء.لتنفيذ مرفق التكافؤ من PEG أو البوليسترين، وإعداد ثلاثة ملليلتر من حل البوليمر في التولوين بتركيز 1.25 ملليغرام لكل ملليلتر. إضافة الحل ورقائق إلى طبق بيتري واحتضان رقائق في 60 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة. بعد الحضانة مع الدمج أو البوليسترين، والسماح للرقائق لتبرد لمدة 10 دقائق.شطف رقائق مرتين مع التولولين، مرتين مع الإيثانول، ومرة واحدة مع الماء. لأداء المرفق التساهمي من البوليينيبام، وإعداد ثلاثة ملليلتر من محلول البوليمر في الإيثانول بتركيز 1.25 ملليغرام لكل ملليلتر. إضافة الحل ورقائق إلى طبق بيتري واحتضان رقائق في درجة حرارة الغرفة لمدة ثلاث ساعات.بعد الحضانة مع بولينيبال، شطف رقائق مرتين مع الإيثانول ومرتين بالماء. لتخزين الرقائق حتى استخدامها في تجربة، ضع كل رقاقة على حدة في طبق بيتري مليلتر واحد مليء بالماء. حافظ على أطباق بيتري عند أربع درجات مئوية.أولاً، أدخل شريحة AFM cantilever الوظيفية في حامل رقاقة. الغراء السطح المعد في حامل العينة التي هي مناسبة للقياسات في السائل. استخدام ماصة لغمر رقاقة في الماء.جبل سطح العينة في AFM. غمر سطح العينة في الماء. قم بتوصيل حامل الشريحة بـ AFM.ثم اقترب من الرقاقة إلى سطح العينة. استخدام لوحة البيئية لتعيين درجة الحرارة المستهدفة والتبديل في الوضع وأزرار الراديو ردود الفعل إلى. ثم السماح للنظام توازن لمدة 15 دقيقة.لاتخاذ منحنى تمديد قوة، نهج تلميح afm cantilever إلى السطح واختيار قوة واحدة. يعرض المنحنى الناتج الانحراف مقابل مسافة بيزو مع الاقتراب من السطح الموضح باللون الأحمر والتراجع الموضح باللون الأزرق. توسيع الجزء من المنحنى الذي يمثل المسافة البادئة من تلميح AFM cantilever إلى السطح الأساسي.لتنفيذ احتواء خطي، قم بتعيين المؤشرات على إما النهج أو المنحنى السحب وحدد تحديث INVOLS من قائمة السياق. تظهر القيمة الناتجة لقيمة حساسية العتلة البصرية العكسية في اللوحة في أعلى اليسار. بعد تكرار هذا الإجراء خمس مرات على الأقل، حساب متوسط لحساسية العتلة البصرية العكسية وأدخل المتوسط في اللوحة.ضع الـ AFM cantilever على ارتفاع حوالي 100 ميكرومتر فوق السطح عن طريق اختيار الانتقال إلى مرحلة ما قبل المشاركة. للحصول على نسبة إشارة إلى ضوضاء مرضية لمدى الضوضاء الحرارية، قم بتعيين عدد المتوسط إلى 10 على الأقل واختيار أعلى دقة تردد ممكنة. بعد ذلك، قم بتسجيل طيف الضوضاء الحرارية عن طريق تحديد التقاط البيانات الحرارية.لملاءمة طيف الضوضاء الحرارية مع وظيفة مذبذب متناسق بسيطة، قم بتوسيع الجزء من المنحنى الذي يمثل ذروة الرنين الأول. ثم حدد تهيئة احتواء. وأخيراً، قم بصقل الملاءمة باستخدام زر البيانات الحرارية المناسب.سيظهر ثابت القوة في اللوحة. لبدء جمع البيانات، قم بتعيين المعلمات الخاصة بالتجربة. تعيين سرعة سحب إلى ميكرومتر واحد في الثانية الواحدة وقوة الزناد إلى نانوتون واحد.اقترب من طرف AFM cantilever إلى السطح وحدد قوة واحدة لتسجيل منحنى واحد وتحديد ما إذا كانت المعلمات تحتاج إلى تعديل كما هو موضح في المخطوطة. حدد F خريطة من اللوحة الرئيسية. للحصول على خريطة قوة مع 100 منحنيات، تعيين عدد نقاط القوة وخطوط القوة إلى 10.ابدأ في تسجيل خريطة القوة عن طريق تحديد خريطة do F. اتخاذ منحنيات تمديد القوة بطريقة تشبه الشبكة لتجنب أي آثار السطح المحلية ومتوسط مناطق سطح مختلفة. بعد التجربة، كرر تحديد حساسية العتلة البصرية العكسية وثابت الربيع للتحقق من اتساق واستقرار النظام.كانت بولينييبام واحدة والبوليمرات PEG مرتبطة بتكهية إلى تلميح AFM cantilever في نهاية واحدة وphysisorbed على سطح ثاني أكسيد السيليكون في الطرف الآخر. لقياس درجة الحرارة تعتمد على سلوك تمتد، تم تحديد واضح جزيء واحد تمتد الحدث تليها الحد الأقصى النهائي في نهاية منحنى امتداد القوة المعنية. ثم تم إنشاء منحنى رئيسي واحد لكل درجة حرارة.بالنسبة لـ PEG ، لوحظ انخفاض في قوة التمدد مع زيادة درجة الحرارة. بالنسبة للبولينيبال، لوحظ الاتجاه المعاكس. يمكن استخدام الزفير من البوليسترين من سطح سام في الماء لتحديد قوة desorption وطول.عندما كان مرفق البوليمر ناجحا، وأظهرت منحنيات تمديد القوة هضاب من قوة ثابتة. تم تجهيز كل هضبة مع منحنى السيني لتحديد قوة desorption وطول desorption. وتماثل قوى الاحتياز الملحوظة القيم التي تم الحصول عليها سابقاً.عندما أكثر من البوليمر تعلق على تلميح AFM cantilever، لوحظت شلالات من الهضاب في منحنيات تمديد القوة. مع اثنين من البوليمرات المرفقة، تم العثور على توزيع ثنائي الوسائط لطول desorption في حين أظهرت قوة desorption توزيع ضيق. ويمكن استخدام تلميح AFM cantilever وظيفية لتحديد استجابة قوة من جزيئات واحدة في بيئة سائلة ومع المحفزات الخارجية.استخدام معدات نظيفة، والمذيبات، AFM النصائح cantilever، والشطف المتكرر من المهم جدا للوصول إلى مستوى عال من النظافة التي ينبغي تأكيدها قبل التجارب التي تم وصفها. وقد مهدت البروتوكولات والإجراءات المقدمة الطريق لفهم أفضل لنظم البوليمرات المتجاوبة للمحفزات. ويمكن مقارنة النتائج مباشرة المحاكاة الحيوية الجزيئية.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Microfluidic On-chip Capture-cycloaddition Reaction to Reversibly Immobilize Small Molecules or Multi-component Structures for Biosensor Applications

ميكروفلويديك على رقاقة رد الفعل التقاط-إضافة حلقية لشل حركة عكسية جزيئات صغيرة أو هياكل متعدد المكون للتطبيقات الاستشعار البيولوجي

Methods  for rapid surface immobilization of bioactive small molecules with control over  orientation and immobilization density are highly desirable for ...

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

التساهمية تجليد BMP-2 على السطوح باستخدام نهج أحادي الطبقة تجميعها الذاتي

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

Preparation of Silica Nanoparticles Through Microwave-assisted Acid-catalysis

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

Activating Molecules, Ions, and Solid Particles with Acoustic Cavitation

تفعيل الجزيئات، والأيونات، والجسيمات الصلبة مع الصوتية التجويف

The chemical and physical effects of ultrasound arise not from a direct interaction of molecules with sound waves, but rather from the acoustic ...

Insights into the Interactions of Amino Acids and Peptides with Inorganic Materials Using Single-Molecule Force Spectroscopy

نظرة ثاقبة لتفاعلات الأحماض الأمينية والببتيدات مع المواد غير العضوية عن طريق جزيء واحدة قوة التحليل الطيفي

The interactions between proteins or peptides and inorganic materials lead to several interesting processes. For example, combining proteins with minerals ...

Electrochemical Impedance Spectroscopy as a Tool for Electrochemical Rate Constant Estimation

المعاوقة الكهروكيميائية التحليل الطيفي كأداة لتقدير معدل الكهروكيميائية المستمر

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used for advanced characterization of organic electroactive compounds along with cyclic voltammetry (CV). ...

Synthesis of Information-bearing Peptoids and their Sequence-directed Dynamic Covalent Self-assembly

توليف البببتيدات الحاملة للمعلومات والتجميع الذاتي الديناميكي المنضدي الموجه للتسلسل

This protocol presents the use of Lewis acidic multi-role reagents to circumvent kinetic trapping observed during the self-assembly of information-encoded ...

A Femtoliter Droplet Array for Massively Parallel Protein Synthesis from Single DNA Molecules

A مجموعة القطيفة Femtoliter تخليق البروتين موازية على نطاق واسع من جزيئات الحمض النووي واحد

Advances in spatial resolution and detection sensitivity of scientific instrumentation make it possible to apply small reactors for biological and ...

Self-Assembly of Hybrid Lipid Membranes Doped with Hydrophobic Organic Molecules at the Water/Air Interface

التجميع الذاتي للأغشية الدهنية الهجينة مخدر مع جزيئات عضوية اغذية في المياه / الهواء واجهة

Because of their unique properties, including an ultrathin thickness (3-4 nm), ultrahigh resistivity, fluidity and self-assembly ability, lipid bilayers ...

Atomic Force Microscopy Combined with Infrared Spectroscopy as a Tool to Probe Single Bacterium Chemistry

مجهر القوة الذرية جنبا إلى جنب مع التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء كأداة للتحقيق في كيمياء البكتيريا الواحدة

Atomic Force Microscopy-Infrared Spectroscopy (AFM-IR) is a novel combinatory technique, enabling simultaneous characterization of physical properties and ...