सोने के नैनोकणों और Cucurbit[n] uril के समुच्चय के भीतर सटीक प्लास्मोनिक नैनोजंक्शन के गठन के माध्यम से यूरिक एसिड का मात्रात्मक SERS पता लगाना[n] uril
Summary
एक मॉड्यूलर स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग करके मात्रात्मक सतह-संवर्धित रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी (SERS) संवेदन के लिए Au NP समाधान में एक छोटी राशि जोड़ने से पहले एक जलीय घोल में cucurbit[7] यूरिल और यूरिक एसिड का एक मेजबान-अतिथि परिसर बनाया गया था।
Abstract
यह काम एक महत्वपूर्ण बायोमार्कर, यूरिक एसिड (यूए) का मात्रात्मक पता लगाने के लिए एक तेजी से और अत्यधिक संवेदनशील विधि का वर्णन करता है, सतह-संवर्धित रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी (एसईआरएस) के माध्यम से, एक मॉड्यूलर स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग करके फिंगरप्रिंट क्षेत्र में कई विशेषता चोटियों के लिए ~ 0.2 μM की कम पहचान सीमा के साथ। इस बायोसेंसिंग योजना को एक मैक्रोसाइकिल, क्यूकरबिट [7] यूरिल (सीबी 7), और यूए के बीच मेजबान-अतिथि जटिलता द्वारा मध्यस्थता की जाती है, और स्व-इकट्ठे एयू एनपी के भीतर सटीक प्लास्मोनिक नैनोजंक्शन के बाद के गठन: सीबी 7 नैनोएग्रीगेट्स। SERS substrates के लिए वांछनीय आकारों का एक सरल Au NP संश्लेषण भी एक प्रयोगशाला-निर्मित स्वचालित सिंथेसाइज़र का उपयोग करके सुविधाजनक बनाने के विकल्प के साथ शास्त्रीय साइट्रेट-कमी दृष्टिकोण के आधार पर किया गया है। इस प्रोटोकॉल को नैदानिक अनुप्रयोगों के लिए शरीर के तरल पदार्थों में बायोमार्कर का मल्टीप्लेक्स डिटेक्शन करने के लिए आसानी से बढ़ाया जा सकता है।
Introduction
यूरिक एसिड, जो प्यूरीन न्यूक्लियोटाइड्स के चयापचय का अंतिम उत्पाद है, गठिया, प्रीक्लेम्पसिया, गुर्दे की बीमारियों, उच्च रक्तचाप, हृदय रोगों और मधुमेह जैसे रोगों के निदान के लिए रक्त सीरम और मूत्र में एक महत्वपूर्ण बायोमार्कर है 1,2,3,4,5। यूरिक एसिड का पता लगाने के लिए वर्तमान तरीकों में colorimetric enzymatic assays, उच्च प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी और केशिका वैद्युतकणसंचलन शामिल हैं, जो समय लेने वाले, महंगे हैं और परिष्कृत नमूना तैयारी 6,7,8,9 की आवश्यकता होती है।
सतह-संवर्धित रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी नियमित बिंदु-देखभाल निदान के लिए एक आशाजनक तकनीक है क्योंकि यह उनके कंपन उंगलियों के निशान के माध्यम से बायोमोलेक्यूल्स का चयनात्मक पता लगाने की अनुमति देता है और उच्च संवेदनशीलता, तेजी से प्रतिक्रिया, उपयोग में आसानी और कोई या न्यूनतम नमूना तैयारी जैसे कई फायदे प्रदान करता है। महान धातु नैनोकणों (जैसे, एयू एनपी) पर आधारित एसईआरएस सब्सट्रेट सतह प्लास्मोन अनुनाद 11 के कारण मजबूत विद्युत चुम्बकीय वृद्धि के माध्यम से परिमाण 10 के 4 से10 आदेशों द्वारा विश्लेषक अणुओं के रमन संकेतों को बढ़ा सकतेहैं। अनुरूप आकार के एयू एनपी को जटिल धातु nanocomposites12 के समय लेने वाले निर्माण के विपरीत आसानी से संश्लेषित किया जा सकता है, और इस प्रकार उनके बेहतर गुणों के कारण जैव चिकित्सा अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है 13,14,15,16। मैक्रोसाइक्लिक अणुओं का लगाव, cucurbit[n]urils (CBn, जहां n = 5-8, 10), Au NPs की सतह पर विश्लेषक अणुओं के SERS संकेतों को और बढ़ा सकता है क्योंकि अत्यधिक सममित और कठोर CB अणु Au NPs के बीच सटीक रिक्ति को नियंत्रित कर सकते हैं और केंद्र में विश्लेषक अणुओं को स्थानीयकृत कर सकते हैं या मेजबान-अतिथि परिसरों के गठन के माध्यम से प्लास्मोनिक हॉटस्पॉट के करीब निकटता में (चित्रा 1)17, 18,19,20. Au NP का उपयोग करके SERS अध्ययनों के पिछले उदाहरण: CBn nanoaggregates नाइट्रोएक्सप्लोसिव्स, polycyclic aromatics, diaminostilbene, neurotransmitters और क्रिएटिनिन21,22,23,24,25 शामिल हैं, SERS माप या तो एक cuvette में प्रदर्शन किया जा रहा है या एक कस्टम-निर्मित नमूना धारक पर एक छोटी बूंद लोड करके। यह पता लगाने की योजना विशेष रूप से एक उच्च reproducibility के साथ एक जटिल मैट्रिक्स में biomarkers तेजी से मात्रा निर्धारित करने के लिए उपयोगी है।
इसमें, सीबी 7 और एक महत्वपूर्ण बायोमार्कर यूए के मेजबान-अतिथि परिसरों को बनाने के लिए एक सरल विधि, और जलीय मीडिया में एयू एनपी के सीबी 7-मध्यस्थता एकत्रीकरण के माध्यम से 0.2 μM की पहचान सीमा के साथ यूए को मापने के लिए एक मॉड्यूलर स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग करके प्रदर्शित किया गया था, जो नैदानिक और नैदानिक अनुप्रयोगों के लिए आशाजनक है।
Protocol
Representative Results
Discussion
प्रोटोकॉल में वर्णित स्वचालित संश्लेषण विधि बढ़ते आकार के एयू एनपी को पुन: संश्लेषित करने की अनुमति देती है। हालांकि कुछ तत्व हैं जिन्हें अभी भी मैन्युअल रूप से किए जाने की आवश्यकता है, जैसे कि बीज संश?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
टीसीएल रॉयल सोसाइटी रिसर्च ग्रांट 2016 आर 1 (आरजी 150551) और ईपीएसआरसी (ईपी / पी 511262 / 1) द्वारा संस्थागत प्रायोजन पुरस्कार के माध्यम से वित्त पोषित यूसीएल बीम्स फ्यूचर लीडर अवार्ड से समर्थन के लिए आभारी है। WIKC, TCL और IPP EPSRC M3S CDT (EP/L015862/1) के माध्यम से A* STAR-UCL Research Attachment Programme द्वारा वित्त पोषित Studentship के लिए आभारी हैं। जीडी और टीजे अपने छात्रों को प्रायोजित करने के लिए EPSRC M3S CDT (EP / L015862 / 1) को धन्यवाद देना चाहते हैं। टीजे और टीसीएल ने टीजे के छात्रत्व में योगदान के लिए कैमटेक इनोवेशन को स्वीकार किया। सभी लेखकों UCL ओपन एक्सेस फंड के लिए आभारी हैं.
Materials
| 40 nm gold nanoparticles | NanoComposix | AUCN40-100M | NanoXact, 0.05 mg/ mL, bare (citrate) |
| Centrifuge tube | Corning Falcon | 14-432-22 | 50 mL volume |
| Cucurbit[7]uril | Lab-made | see ref. 19 | |
| Gold(III) chloride trihydrate | Sigma aldrich | 520918 | ≥99.9% trace metals basis |
| Luer lock disposable syringe | Cole-Parmer | WZ-07945-15 | 3 mL volume |
| Luer-to-MicroTight adapter | LuerTight | P-662 | 360 μm outer diameter Tubing to Luer Syringe |
| PEEK tubing | IDEX | 1572 | 360 μm outer diameter, 150 μm inner diameter |
| PEEK tubing cutter | IDEX | WZ-02013-30 | Capillary Polymer Chromatography Tubing Cutter For 360 µm to 1/32" OD tubing |
| Raman spectrometer | Ocean Optics | QE pro | |
| Sodium citrate tribasic dihydrate | Sigma aldrich | S4641 | ACS reagent, ≥99.0% |
| Sonicator | |||
| Standard Probe | Digi-Sense | WZ-08516-55 | Type-K |
| Syringe pump | Aladdin | ALADDIN2-220 | 2 syringes, maximum syringe volume 60 mL |
| Thermocouple thermometer | Digi-Sense | WZ-20250-91 | Single-Input Thermocouple Thermometer with NIST-Traceable Calibration |
| ThermoMixer | Eppendorf | 5382000031 | With an Eppendorf SmartBlock for 50 mL tubes |
| Uric acid | Sigma aldrich | U2625 | ≥99%, crystalline |
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