Name: quantitative sers detection of uric acid via formation of precise plasmonic nanojunctions within aggregates of gold nanoparticles and cucurbit[n]uril
Uploaded: 2020-10-03T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Quantitative SERS Detection of Uric Acid via Formation of Precise Plasmonic Nanojunctions within Aggregates of Gold Nanoparticles and Cucurbit[n]uril at JoVE.

TCL אסירת תודה על התמיכה ממענק המחקר של החברה המלכותית 2016 R1 (RG150551) ופרס המנהיג העתידי של UCL BEAMS הממומן באמצעות פרס החסות המוסדית על ידי EPSRC (EP/P511262/1). WIKC, TCL ו- IPP אסירי תודה לסטודנטיות הממומנת על ידי תוכנית ההתקשרות למחקר A *STAR-UCL באמצעות EPSRC M3S CDT (EP/L015862/1). GD ו- TJ רוצים להודות ל- EPSRC M3S CDT (EP / L015862/1) על מתן חסות לסטודנטיות שלהם. TJ ו-TCL מודים ל-Camtech Innovations על תרומה לסטודנטיות של TJ. כל הכותבים אסירי תודה לקרן הגישה הפתוחה של UCL.

1. סינתזה של Au NPs
<ol><li>סינתזה של זרעי Au בשיטת טורקביץ ' הקונבנציונלית26<ol>
<li>הכן 10 מ"ל של 25 mM תמיסת HAuCl4 על ידי המסת 98.5 מ"ג של HAuCl4· 3H2O מבשר עם 10 מ"ל של מים deionized בבקבוקון זכוכית. הערה: העבר כמות קטנה של מבשר HAuCl4 לתוך סירת שקילה והשתמש במרית פלסטיק במקום במרית מת...

<ol>
	<li>Villa, J. E. L., Poppi, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+portable+SERS+method+for+the+determination+of+uric+acid+using+a+paper-based+substrate+and+multivariate+curve+resolution.">A portable SERS method for the determination of uric acid using a paper-based substrate and multivariate curve resolution.</a> Analyst. 141 (6), 1966-1972 (2016).</li><li>Westley, 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=Absolute+Quantification+of+Uric+Acid+in+Human+Urine+Using+Surface+Enhanced+Raman+Scattering+with+the+Standard+Addition+Method.">Absolute Quantification of Uric Acid in Human Urine Using Surface Enhanced Raman Scattering with the Standard Addition Method.</a> Analytical Chemistry. 89 (4), 2472-2477 (2017).</li><li>Zhao, L., Blackburn, J., Brosseau, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+Detection+of+Uric+Acid+by+Electrochemical-Surface+Enhanced+Raman+Spectroscopy+Using+a+Multilayered+Au/Ag+Substrate.">Quantitative Detection of Uric Acid by Electrochemical-Surface Enhanced Raman Spectroscopy Using a Multilayered Au/Ag Substrate.</a> Analytical Chemistry. 87 (1), 441-447 (2015).</li><li>Goodall, B. L., Robinson, A. M., Brosseau, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemical-surface+enhanced+Raman+spectroscopy+(E-SERS)+of+uric+acid:+a+potential+rapid+diagnostic+method+for+early+preeclampsia+detection.">Electrochemical-surface enhanced Raman spectroscopy (E-SERS) of uric acid: a potential rapid diagnostic method for early preeclampsia detection.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 15 (5), 1382-1388 (2013).</li><li>Lytvyn, Y., Perkins, B. A., Cherney, D. Z. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Uric+Acid+as+a+Biomarker+and+a+Therapeutic+Target+in+Diabetes.">Uric Acid as a Biomarker and a Therapeutic Target in Diabetes.</a> Canadian Journal of Diabetes. 39 (3), 239-246 (2015).</li><li>Ali, S. M. U., Ibupoto, Z. H., Kashif, M., Hashim, U., Willander, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Potentiometric+Indirect+Uric+Acid+Sensor+Based+on+ZnO+Nanoflakes+and+Immobilized+Uricase.">A Potentiometric Indirect Uric Acid Sensor Based on ZnO Nanoflakes and Immobilized Uricase.</a> Sensors. 12 (3), 2787-2797 (2012).</li><li>Yu, J., Wang, S., Ge, L., Ge, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+chemiluminescence+paper+microfluidic+biosensor+based+on+enzymatic+reaction+for+uric+acid+determination.">A novel chemiluminescence paper microfluidic biosensor based on enzymatic reaction for uric acid determination.</a> Biosensors and Bioelectronics. 26 (7), 3284-3289 (2011).</li><li>Yang, Y. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+determination+of+creatine,+uric+acid,+creatinine+and+hippuric+acid+in+urine+by+high+performance+liquid+chromatography.">Simultaneous determination of creatine, uric acid, creatinine and hippuric acid in urine by high performance liquid chromatography.</a> Biomedical Chromatography. 12 (2), 47-49 (1999).</li><li>Zhao, S., Wang, J., Ye, F., Liu, Y. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+uric+acid+in+human+urine+and+serum+by+capillary+electrophoresis+with+chemiluminescence+detection.">Determination of uric acid in human urine and serum by capillary electrophoresis with chemiluminescence detection.</a> Analytical Biochemistry. 378 (2), 127-131 (2008).</li><li>Fang, Y., Seong, N. H., Dlott, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+the+Distribution+of+Site+Enhancements+in+Surface-Enhanced+Raman+Scattering.">Measurement of the Distribution of Site Enhancements in Surface-Enhanced Raman Scattering.</a> Science. 321 (5887), 388-392 (2008).</li><li>Jeong, H. H., 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=Dispersion+and+shape+engineered+plasmonic+nanosensors.">Dispersion and shape engineered plasmonic nanosensors.</a> Nature Communications. 7, 11331 (2016).</li><li>Alula, M. T., 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=Preparation+of+silver+nanoparticles+coated+ZnO/Fe3O4+composites+using+chemical+reduction+method+for+sensitive+detection+of+uric+acid+via+surface-enhanced+Raman+spectroscopy.">Preparation of silver nanoparticles coated ZnO/Fe3O4 composites using chemical reduction method for sensitive detection of uric acid via surface-enhanced Raman spectroscopy.</a> Analytica Chimica Acta. 1073, 62-71 (2019).</li><li>Bast&#250;s, N. G., Comenge, J., Puntes, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetically+Controlled+Seeded+Growth+Synthesis+of+Citrate-Stabilized+Gold+Nanoparticles+of+up+to+200+nm:+Size+Focusing+versus+Ostwald+Ripening.">Kinetically Controlled Seeded Growth Synthesis of Citrate-Stabilized Gold Nanoparticles of up to 200 nm: Size Focusing versus Ostwald Ripening.</a> Langmuir. 27 (17), 11098-11105 (2011).</li><li>Jeong, H. H., 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=Selectable+Nanopattern+Arrays+for+Nanolithographic+Imprint+and+Etch-Mask+Applications.">Selectable Nanopattern Arrays for Nanolithographic Imprint and Etch-Mask Applications.</a> Advanced Science. 2 (7), 1500016 (2016).</li><li>Loh, X. J., Lee, T. C., Dou, Q., Deen, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Utilising+inorganic+nanocarriers+for+gene+delivery.">Utilising inorganic nanocarriers for gene delivery.</a> Biomaterials Science. 4 (1), 70-86 (2016).</li><li>Celiz, A. D., Lee, T. C., Scherman, O. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymer-Mediated+Dispersion+of+Gold+Nanoparticles:+Using+Supramolecular+Moieties+on+the+Periphery.">Polymer-Mediated Dispersion of Gold Nanoparticles: Using Supramolecular Moieties on the Periphery.</a> Advanced Materials. 21 (38), 3937-3940 (2009).</li><li>Lee, T. C., Scherman, O. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+Dynamic+Aggregates+in+Water+by+Cucurbit[5]uril+Capped+with+Gold+Nanoparticles.">Formation of Dynamic Aggregates in Water by Cucurbit[5]uril Capped with Gold Nanoparticles.</a> ChemComm. 46 (14), 2438-2440 (2010).</li><li>Lee, T. C., Scherman, O. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Facile+Synthesis+of+Dynamic+Supramolecular+Aggregates+of+Cucurbit[n]uril+(n+=+5-8)+Capped+with+Gold+Nanoparticles+in+Aqueous+Media.">A Facile Synthesis of Dynamic Supramolecular Aggregates of Cucurbit[n]uril (n = 5-8) Capped with Gold Nanoparticles in Aqueous Media.</a> Chemistry-A European Journal. 18 (6), 1628-1633 (2012).</li><li>Taylor, R. W., 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=Precise+Subnanometer+Plasmonic+Junctions+for+SERS+within+Gold+Nano-+particle+Assemblies+Using+Cucurbit[n]uril+"Glue".">Precise Subnanometer Plasmonic Junctions for SERS within Gold Nano- particle Assemblies Using Cucurbit[n]uril "Glue".</a> ACS Nano. 5 (5), 3878-3887 (2011).</li><li>Peveler, W. 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=Cucurbituril-mediated+quantum+dot+aggregates+formed+by+aqueous+self-assembly+for+sensing+applications.">Cucurbituril-mediated quantum dot aggregates formed by aqueous self-assembly for sensing applications.</a> ChemComm. 55 (38), 5495-5498 (2019).</li><li>Chio, W. I. K., 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=Selective+Detection+of+Nitroexplosives+Using+Molecular+Recognition+within+Self-Assembled+Plasmonic+Nanojunctions.">Selective Detection of Nitroexplosives Using Molecular Recognition within Self-Assembled Plasmonic Nanojunctions.</a> The Journal of Physical Chemistry C. 123 (25), 15769-15776 (2019).</li><li>Kasera, S., Biedermann, F., Baumberg, J. J., Scherman, O. A., Mahajan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+SERS+Using+the+Sequestration+of+Small+Molecules+Inside+Precise+Plasmonic+Nanoconstructs.">Quantitative SERS Using the Sequestration of Small Molecules Inside Precise Plasmonic Nanoconstructs.</a> Nano Letters. 12 (11), 5924-5928 (2012).</li><li>Taylor, R. W., 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=In+Situ+SERS+Monitoring+of+Photochemistry+within+a+Nanojunction+Reactor.">In Situ SERS Monitoring of Photochemistry within a Nanojunction Reactor.</a> Nano Letters. 13 (12), 5985-5990 (2013).</li><li>Kasera, S., Herrmann, L. O., Barrio, J. d., Baumberg, J. J., Scherman, O. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+Multiplexing+with+Nano-Self-Assemblies+in+SERS.">Quantitative Multiplexing with Nano-Self-Assemblies in SERS.</a> Scientific Reports. 4, 6785 (2014).</li><li>Chio, W. I. K., 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=Dual-triggered+nanoaggregates+of+cucurbit[7]uril+and+gold+nanoparticles+for+multi-spectroscopic+quantification+of+creatinine+in+urinalysis.">Dual-triggered nanoaggregates of cucurbit[7]uril and gold nanoparticles for multi-spectroscopic quantification of creatinine in urinalysis.</a> Journal of Materials Chemistry C. 8, 7051-7058 (2020).</li><li>Turkevich, J., Stevenson, P. C., Hillier, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+study+of+the+nucleation+and+growth+processes+in+the+synthesis+of+colloidal+gold.">A study of the nucleation and growth processes in the synthesis of colloidal gold.</a> Discussions of the Faraday Society. 11, 55-75 (1951).</li><li>Lagona, J., Mukhopadhyay, P., Chakrabarti, S., Issacs, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+cucurbit[n]uril+family.">The cucurbit[n]uril family.</a> Angewandte Chemie International Edition. 44 (31), 4844-4870 (2005).</li><li>. OceanView Installation and Operation Manual Available from: <a target="_blank" href="https://www.oceaninsight.com/globalassets/catalog-blocks-and-images/manuals--instruction-old-logo/software/oceanviewio.pdf">https://www.oceaninsight.com/globalassets/catalog-blocks-and-images/manuals--instruction-old-logo/software/oceanviewio.pdf</a> (2013)</li><li>Mahajan, 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=Raman+and+SERS+spectroscopy+of+cucurbit[n]urils.">Raman and SERS spectroscopy of cucurbit[n]urils.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 12 (35), 10429-10433 (2010).</li><li>Langer, 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=Present+and+Future+of+Surface-Enhanced+Raman+Scattering.">Present and Future of Surface-Enhanced Raman Scattering.</a> ACS Nano. 14 (1), 28-117 (2020).</li><li>Pilot, 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+Review+on+Surface-Enhanced+Raman+Scattering.">A Review on Surface-Enhanced Raman Scattering.</a> Biosensors. 9 (2), 57 (2019).</li><li>Bantz, K. 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=Recent+progress+in+SERS+biosensing.">Recent progress in SERS biosensing.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 13 (24), 11551-11567 (2011).</li><li>Moore, T. 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=In+Vitro+and+In+Vivo+SERS+Biosensing+for+Disease+Diagnosis.">In Vitro and In Vivo SERS Biosensing for Disease Diagnosis.</a> Biosensors. 8 (2), 46 (2018).</li><li>Bonifacio, A., Cervo, S., Sergo, V. <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+surface-enhanced+Raman+spectroscopy+of+biofluids:+fundamental+aspects+and+diagnostic+applications.">Label-free surface-enhanced Raman spectroscopy of biofluids: fundamental aspects and diagnostic applications.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 407 (27), 8265-8277 (2015).</li><li>Jeong, H. H., Choi, E., Ellis, E., Lee, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+gold+nanoparticles+for+biomedical+applications:+from+hybrid+structures+to+multi-functionality.">Recent advances in gold nanoparticles for biomedical applications: from hybrid structures to multi-functionality.</a> Journal of Materials Chemistry B. 7 (22), 3480-3496 (2019).</li><li>Premasiri, W. R., Clarke, R. H., Womble, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Urine+Analysis+by+Laser+Raman+Spectroscopy.">Urine Analysis by Laser Raman Spectroscopy.</a> Lasers in Surgery and Medicine. 28 (4), 330-334 (2001).</li><li>Lu, 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=Superhydrophobic+silver+film+as+a+SERS+substrate+for+the+detection+of+uric+acid+and+creatinine.">Superhydrophobic silver film as a SERS substrate for the detection of uric acid and creatinine.</a> Biomedical Optics Express. 9 (10), 4988-4997 (2018).</li><li>Feig, D. I., 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=Serum+Uric+Acid:+A+Risk+Factor+and+a+Target+for+Treatment.">Serum Uric Acid: A Risk Factor and a Target for Treatment.</a> Journal of the American Society of Nephrology. 17 (4), 69-73 (2006).</li><li>Maiuolo, J., Oppedisano, F., Gratteri, S., Muscoli, C., Mollace, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+uric+acid+metabolism+and+excretion.">Regulation of uric acid metabolism and excretion.</a> International Journal of Cardiology. 213, 8-14 (2016).</li></ol>

שיטת הסינתזה האוטומטית המתוארת בפרוטוקול מאפשרת ל- Au NPs בגדלים הולכים וגדלים להיות מסונתזים באופן רנדוקטיבי. למרות שיש כמה אלמנטים שעדיין צריכים להתבצע באופן ידני, כגון הוספה מהירה של נתרן ציטראט במהלך סינתזת הזרעים ובדיקה מעת לעת כדי להבטיח כי צינורות PEEK מאובטחים, שיטה זו מאפשרת Au NPs של ג?...

חומצת שתן, שהיא התוצר הסופי של חילוף החומרים של נוקלאוטידים פורין, היא סמן ביולוגי חשוב בסרום הדם ובשתן לאבחון מחלות כגון שיגדון, רעלת הריון, מחלות כליות, יתר לחץ דם, מחלות לב וכלי דם וסוכרת 1,2,3,4,5. השיטות הנוכחיות לזיהוי חומצות שתן כוללות בדיקות אנזימטיות צבעוניות, כרומטוגרפיה נוזלית בעלת ביצועים גבוהים ואלקטרופורזה נימית, שהן גוזלות זמן רב, יקרות ודורשות הכנת דגימה מתוחכמת 6,7,8,9.
ספקטרוסקופיית ראמאן המשופרת על פני השטח היא טכניקה מבטיחה לאבחון נקודתי שגרתי, שכן היא מאפשרת זיהוי סלקטיבי של ביו-מולקולות באמצעות טביעות האצבעות של הרטט שלהן ומציעה יתרונות רבים כגון רגישות גבוהה, תגובה מהירה, קלות שימוש והכנת דגימה ללא דגימה או מינימלית. מצעי SERS המבוססים על ננו-חלקיקי מתכת אצילים (לדוגמה, Au NPs) יכולים לשפר את אותות הראמן של מולקולות האנאליט ב-4 עד 10 סדרי גודל10 באמצעות שיפור אלקטרומגנטי חזק הנגרם על ידי תהודת פלסמון פני השטח11. ניתן לסנתז בקלות Au NPs בגדלים מותאמים אישית, בניגוד לייצור הגוזל זמן רב של ננו-קומפוזיטים מתכתיים מורכבים12, ולכן נעשה בהם שימוש נרחב ביישומים ביו-רפואיים בשל תכונותיהם המעולות 13,14,15,16. חיבור של מולקולות מקרוציקליות, cucurbit[n]urils (CBn, כאשר n = 5-8, 10), על פני השטח של Au NPs יכול לשפר עוד יותר את אותות ה-SERS של מולקולות האנאליטים, שכן מולקולות ה-CB הסימטריות והנוקשות ביותר יכולות לשלוט במרווח המדויק בין ה-Au NPs ולמקם את מולקולות האנאליט במרכז או בסמיכות לנקודות החמות הפלסמוניות באמצעות היווצרות של קומפלקסים מארחים-אורחים (איור 1)17, 18,19,20. דוגמאות קודמות למחקרי SERS שהשתמשו ב-Au NP: CBn nanoaggregates כוללים ניטרו-אקספלוזיבים, ארומטיים פוליציקליים, דיאמינוסטילבן, מוליכים עצביים וקריאטינין 21,22,23,24,25, כאשר מדידות ה-SERS מבוצעות בקובטה או על ידי העמסת טיפה קטנה על מחזיק דגימה מותאם אישית. ערכת זיהוי זו שימושית במיוחד לכימות מהיר של סמנים ביולוגיים במטריצה מורכבת עם יכולת שכפול גבוהה.
כאן, הודגמה שיטה פזיזה ליצירת קומפלקסים מארחים-אורחים של CB7 ו-UA חשוב של סמנים ביולוגיים, ולכימות UA עם מגבלת זיהוי של 0.2 μM באמצעות צבירה בתיווך CB7 של Au NPs במדיה מימית באמצעות ספקטרומטר מודולרי, המבטיח ליישומים אבחוניים וקליניים.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>40 nm gold nanoparticles</td>
			<td>NanoComposix</td>
			<td>AUCN40-100M</td>
			<td>NanoXact, 0.05 mg/ mL, bare (citrate)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge tube</td>
			<td>Corning Falcon</td>
			<td>14-432-22</td>
			<td>50 mL volume</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cucurbit[7]uril</td>
			<td>Lab-made</td>
			<td></td>
			<td>see ref. 19</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gold(III) chloride trihydrate</td>
			<td>Sigma aldrich</td>
			<td>520918</td>
			<td>&#8805;99.9% trace metals basis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer lock disposable syringe</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>WZ-07945-15</td>
			<td>3 mL volume</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer-to-MicroTight adapter</td>
			<td>LuerTight</td>
			<td>P-662</td>
			<td>360 &#956;m outer diameter Tubing to Luer Syringe</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PEEK tubing</td>
			<td>IDEX</td>
			<td>1572</td>
			<td>360 &#956;m outer diameter, 150 &#956;m inner diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PEEK tubing cutter</td>
			<td>IDEX</td>
			<td>WZ-02013-30</td>
			<td>Capillary Polymer Chromatography Tubing Cutter For 360 &#181;m to 1/32&#34; OD tubing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Raman spectrometer</td>
			<td>Ocean Optics</td>
			<td>QE pro</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium citrate tribasic dihydrate</td>
			<td>Sigma aldrich</td>
			<td>S4641</td>
			<td>ACS reagent, &#8805;99.0%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sonicator</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Standard Probe</td>
			<td>Digi-Sense</td>
			<td>WZ-08516-55</td>
			<td>Type-K</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe pump</td>
			<td>Aladdin</td>
			<td>ALADDIN2-220</td>
			<td>2 syringes, maximum syringe volume 60 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermocouple thermometer</td>
			<td>Digi-Sense</td>
			<td>WZ-20250-91</td>
			<td>Single-Input Thermocouple Thermometer with NIST-Traceable Calibration</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ThermoMixer</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>5382000031</td>
			<td>With an Eppendorf SmartBlock for 50 mL tubes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Uric acid</td>
			<td>Sigma aldrich</td>
			<td>U2625</td>
			<td>&#8805;99%, crystalline</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

quantitative sers detection of uric acid via formation of precise plasmonic nanojunctions within aggregates of gold nanoparticles and cucurbit[n]uril

עבודה זו מתארת שיטה מהירה ורגישה מאוד לזיהוי כמותי של סמן ביולוגי חשוב, חומצת שתן (UA), באמצעות ספקטרוסקופיית ראמאן משופרת על פני השטח (SERS) עם מגבלת זיהוי נמוכה של ~ 0.2 מיקרומטר עבור פסגות אופייניות מרובות באזור טביעת האצבע, באמצעות ספקטרומטר מודולרי. סכמת ביוסנסינג זו מתווכת על-ידי קומפלקס בין קומפלקס בין מקרו-מחזור, cucurbit[7]uril (CB7) ו-UA, וההיווצרות שלאחר מכן של ננו-צווים פלסמוניים מדויקים בתוך Au NP המורכב מעצמו: ננו-אגרגטים של CB7. סינתזת Au NP facile של גדלים רצויים עבור מצעי SERS בוצעה גם היא על סמך גישת הפחתת הציטראט הקלאסית עם אפשרות להקלה באמצעות סינתיסייזר אוטומטי שנבנה במעבדה. ניתן להרחיב פרוטוקול זה בקלות לזיהוי מרובב של סמנים ביולוגיים בנוזלי גוף ליישומים קליניים.

בסינתזת Au NP שהוצגה, ספקטרום ה-UV-Vis מראה תזוזה של פסגות ה-LSPR מ-521 ננומטר ל-529 ננומטר לאחר 10 צעדי גדילה (איור 4A,B) בעוד שנתוני ה-DLS מראים התפלגות גודל צרה כאשר הגודל של Au NPs גדל מ-25.9 ננומטר ל-42.8 ננומטר (איור 4C,D). הגדלים הממוצעים של G0, G5 ו-G10 שנמדדו מתמו?...

Watch this Scientific Journal Video about Quantitative SERS Detection of Uric Acid via Formation of Precise Plasmonic Nanojunctions within Aggregates of Gold Nanoparticles and Cucurbit[n]uril at JoVE.

Quantitative SERS Detection of Uric Acid via Formation of Precise Plasmonic Nanojunctions within Aggregates of Gold Nanoparticles and Cucurbit[n]uril

קומפלקס מארח-אורח של cucurbit[7]uril וחומצת שתן נוצר בתמיסה מימית לפני שהוסיף כמות קטנה לתמיסת Au NP עבור חישת ספקטרוסקופיית ראמאן (SERS) כמותית משופרת על פני השטח באמצעות ספקטרומטר מודולרי.

זיהוי SERS כמותי של חומצת שתן באמצעות היווצרות של ננו-צווים פלסמוניים מדויקים בתוך אגרגטים של ננו-חלקיקי זהב ו-Cucurbit[n]uril

This work describes a rapid and highly sensitive method for the quantitative detection of an important biomarker, uric acid (UA), via surface-enhanced ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

Quantitative SERS Detection of Uric Acid via Formation of Precise Plasmonic Nanojunctions within Aggregates of Gold Nanoparticles and Cucurbit[n]uril

Template Directed Synthesis of Plasmonic Gold Nanotubes with Tunable IR Absorbance

תבנית בימוי סינתזה של צינוריות זהב Plasmonic עם ספיג IR מתכוונן

A nearly parallel array of pores can be produced by anodizing aluminum foils in acidic environments1, 2. Applications of anodic aluminum oxide (AAO) ...

Preparation of Silica Nanoparticles Through Microwave-assisted Acid-catalysis

הכנה של חלקיקי סיליקה באמצעות חומצה קטליזה בסיוע מיקרוגל

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

A Simple Method for the Size Controlled Synthesis of Stable Oligomeric Clusters of Gold Nanoparticles under Ambient Conditions

שיטה פשוטה עבור סינתזת מבוקרת הגודל של אשכולות Oligomeric היציבים של זהב חלקיקים בתנאי סביבה

Reducing dilute aqueous HAuCl4 with sodium thiocyanate (NaSCN) under alkaline conditions produces 2 to 3 nm diameter nanoparticles. Stable grape-like ...

Synthesis of Ligand-free CdS Nanoparticles within a Sulfur Copolymer Matrix

סינתזה של חלקיקים CDS-חינם ליגנד בתוך מטריקס קופולימר גופרית

Aliphatic ligands are typically used during the synthesis of nanoparticles to help mediate their growth in addition to operating as high-temperature ...

Hydroquinone Based Synthesis of Gold Nanorods

סינתזה הידרוקינון המבוססת של Nanorods הזהב

Gold nanorods are an important kind of nanoparticles characterized by peculiar plasmonic properties. Despite their widespread use in nanotechnology, the ...

An Optimized Protocol for the Efficient Radiolabeling of Gold Nanoparticles by Using a 125I-labeled Azide Prosthetic Group

An Optimized Protocol for the Efficient Radiolabeling of Gold Nanoparticles by Using a 125I-labeled Azide Prosthetic Group

פרוטוקול אופטימיזציה עבור Radiolabeling היעיל של חלקיקי זהב על ידי שימוש<sup&gt; 125</sup&gt; שכותרתו לי אזיד תותבת קבוצה

Here, we demonstrate a detailed protocol for the radiosynthesis of a 125I-labeled azide prosthetic group and its application to the efficient ...

Luminophore Formation in Various Conformations of Bovine Serum Albumin by Binding of Gold(III)

Luminophore Formation in Various Conformations of Bovine Serum Albumin by Binding of GoldIII

Luminophore-צורה הייצורים החיים השונים של אלבומין שור על-ידי איגוד של Gold(III)

The purpose of the presented protocols is to study the process of Au(III) binding to BSA, yielding conformation change-induced red fluorescence (&#955;em ...

Synthesis and Characterization of Amphiphilic Gold Nanoparticles

סינתזה ואפיון חלקיקי זהב אמפיפילי

Gold nanoparticles covered with a mixture of 1-octanethiol (OT) and 11-mercapto-1-undecane sulfonic acid (MUS) have been extensively studied because of ...