पॉलीइलेक्ट्रोलाइट कॉम्प्लेक्स मिसेल की असेंबली और लक्षण वर्णन
Summary
हम पॉलीइलेक्ट्रोलाइट कॉम्प्लेक्स मिसेल, पॉलीइलेक्ट्रोलाइट्स और हाइड्रोफिलिक चार्ज-अनचार्ज्ड ब्लॉक कोपॉलिमर द्वारा गठित पॉलीइलेक्ट्रोलाइट कॉम्प्लेक्स मिसेल, कोर-शेल नैनोकणों को डिजाइन करने, कोडांतरण और विशेषता के लिए प्रोटोकॉल और प्रतिनिधि डेटा प्रदान करते हैं।
Abstract
पॉलीइलेक्ट्रोलाइट कॉम्प्लेक्स मिसेल (पीसीएम), जलीय समाधान में आवेशित बहुलकों की स्व-असेंबली द्वारा गठित कोर-शेल नैनोकण, पॉलीइलेक्ट्रोलाइट इंटरैक्शन की भौतिकी की खोज के लिए एक शक्तिशाली मंच प्रदान करते हैं और एक आशाजनक समाधान भी प्रदान करते हैं वीवो में चिकित्सीय ओलिगोन्यूक्लियोटाइड्स देने की दबाने की समस्या। पीसीएम के लिए भविष्य कहनेवाला संरचना-संपत्ति संबंधों का विकास करना मुश्किल साबित हुआ है, नैनोपार्टिकल सेल्फ असेंबली के दौरान मजबूत गतिज जाल की उपस्थिति के कारण भाग में। यह लेख पीसीएम निर्माण के लिए पॉलिमर चुनने के मानदंडों पर चर्चा करता है और नमक एनीलिंग के आधार पर प्रोटोकॉल प्रदान करता है जो दोहराने योग्य, कम बहुलता नैनोकणों की असेंबली को सक्षम करता है। हम प्रकाश बिखरने, छोटे कोण एक्स-रे बिखरने और इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके पीसीएम लक्षण वर्णन पर भी चर्चा करते हैं।
Introduction
जब विपरीत आवेशित पॉलीइलेक्ट्रोलाइट्स को जलीय समाधान में मिलाया जाता है, तो उनके प्रतिकारों की रिहाई से एंट्रोपी लाभ समाधान को बहुलक-समृद्ध संघनित चरण में डीमिक्स करने का कारण बनता है और एक बहुलक-समाप्त अधिनेत1,2,3,4,5,पॉलीइलेक्ट्रोलाइट जटिलके रूप में जानी जाने वाली घटना होती है। यदि एक तटस्थ हाइड्रोफिलिक ब्लॉक पॉलीइलेक्ट्रोलाइट्स के एक या दोनों के लिए संयुग्मित है, नैनोस्केल चरण जुदाई के बजाय होता है(चित्रा 1ए)। परिणामस्वरूप स्व-इकट्ठे कोर-शेल नैनोकणों को विभिन्न रूप से पॉलीइलेक्ट्रोलाइट कॉम्प्लेक्स मिसेल (पीसीएम), पॉलीऑन कॉम्प्लेक्स मिसेल, ब्लॉक आयनोमर कॉम्प्लेक्स, या कोसेरवेट-कोर मिसेल को सादृश्य द्वारा सर्फेक्टेंट मिसेलाइजेशन के रूप में जाना जाता है, भले ही सिस्टम के सभी घटक हाइड्रोफिलिक6,7हैं। प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड जैसे हाइड्रोफिलिक अणुओं को समझाने की पीसीएम की क्षमता, साथ ही ब्लॉक कोपॉलीमर वाहक वास्तुकला द्वारा पेश की जाने वाली व्यापक ट्यूनेबिलिटी उन्हें वीवो8,9,10,11,12,13में चिकित्सीय अणुओं को वितरित करने के लिए आकर्षक उम्मीदवार बनाती है।
सेलुलर लक्ष्यों को चिकित्सीय न्यूक्लिक एसिड पहुंचाना एक विशेष रूप से महत्वपूर्ण चुनौती है, और एक जिसके लिए पीसीएमएस कई फायदे प्रदान करते हैं। चिकित्सकीय न्यूक्लिक एसिड (आनुवंशिक डीएनए, एमआरएनए, और ओलिगोन्यूक्लियोटाइड्स जैसे सिआरएनए) में मानव स्वास्थ्य में सुधार की अपार संभावनाएं हैं, लेकिन संभावित14,15,16को महसूस करने के लिए कई जैविक और शारीरिक बाधाओं को दूर करना चाहिए। नंगे न्यूक्लिक एसिड सीरम और सेलुलर न्यूक्लीज द्वारा अपमानित किए जाते हैं, जल्दी से परिसंचरण से साफ हो जाते हैं, और उनके मजबूत नकारात्मक आवेश से उनके लिए सहायता के बिना कोशिका झिल्ली में प्रवेश करना मुश्किल हो जाता है। इन बाधाओं पर काबू पाने के लिए वर्तमान दृष्टिकोणों में15, 17,18हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन के माध्यम से इकट्ठे हुए विभिन्न लिपिड नैनोकणों में न्यूकलीज और/या एनकैप्सुलेशन से होने वाले नुकसान को रोकने के लिए महंगा रासायनिक संशोधन शामिल हैं । हालांकि इन तरीकों स्थानीय इंजेक्शन और जिगर लक्ष्यीकरण के लिए प्रभावी साबित कर दिया है, प्रणालीगत उपयोग विषाक्तता, इम्यूनोजेनिसिटी, और सीमित जैव वितरण16की महत्वपूर्ण सीमाएं प्रस्तुत करता है । इसके विपरीत, पीसीएमएस न्यूक्लिक एसिड के नकारात्मक आरोप का उपयोग चरण-अलग कोर के भीतर उन्हें गाढ़ा करने के लिए करते हैं, जबकि तटस्थ कोरोना गिरावट के खिलाफ एक स्मेरिक बाधा प्रदान करता है और साथ ही लक्ष्यीकरण या आंतरिककरण11,19को बढ़ाने के लिए लिगांड को शामिल करने के लिए एक मंच प्रदान करता है। इन विट्रो और पशु अध्ययनों से पता चला है कि पीसीएमएस प्रभावी रूप से विभिन्न न्यूक्लिक एसिड पेलोड20,21,22,23,24वितरित कर सकते हैं, लेकिन घटक बहुलकों के गुणों से आकार, आकार और स्थिरता जैसे पीसीएम गुणों की भविष्यवाणी करने की हमारी क्षमता में कमजोरियों ने उनके व्यापक गोद लेने में रुकावट पैदा की है।
हमारे समूह और क्षेत्र के अन्य लोगों द्वारा हाल ही में काम संरचना-संपत्ति विकसित करके इस समस्या का समाधान करना शुरू कर दिया है, और कुछ मामलों में न्यूक्लिक एसिड और विभिन्न सीनिक-तटस्थ बहुलक7,25,26,27से गठित पीसीएमएस के लिए संरचना-संपत्ति-कार्य संबंध। इन अध्ययनों से उभरे दो सुसंगत विषयों में पीसीएम असेंबली के लिए अच्छी तरह से नियंत्रित, दोहराने योग्य प्रोटोकॉल विकसित करने और परिणामस्वरूप नैनोकणों की विशेषता के लिए कई तकनीकों का उपयोग करने का लाभ विकसित करने का महत्व है। पॉलीइलेक्ट्रोलाइट्स, विशेष रूप से न्यूक्लिक एसिड जैसे उच्च आवेश घनत्व वाले, एक दूसरे के साथ बहुत दृढ़ता से बातचीत करते हैं, और मिश्रण पर आसानी से फंस जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप पीसीएम तैयारी होती है जो प्रक्रिया में छोटी विविधताओं के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होती है और बैच से बैच तक उच्च पॉलीहाइविटी और खराब दोहराव प्रदर्शित करती है। PCMs को भी अपने घटकों के परमाणु स्तर के विन्यास के आधार पर आकार और आकार की एक विस्तृत श्रृंखला अपनाने के लिए दिखाया गया है, और किसी भी व्यक्ति लक्षण वर्णन तकनीक के साथ इस विविधता पर कब्जा बहुत मुश्किल है, विशेष रूप से गतिशील प्रकाश बिखरने (DLS) के रूप में कुछ आम तकनीकों के बाद से उनकी व्याख्या के लिए कण आकार के बारे में मांयताओं की आवश्यकता है ।
इस लेख में, हम ओलिगोन्यूक्लियोटाइड्स और सीनिक-न्यूट्रल डिब्लॉक कोपॉलिमर पर ध्यान केंद्रित करने के साथ पीसीएम के लिए सामग्री डिजाइन और चयन पर चर्चा करते हैं। हम तो एक नमक annealing प्रोटोकॉल है कि उच्च नमक सांद्रता का उपयोग करता है धीमी गति से डायलिसिस के बाद पीसीएम विधानसभा के दौरान गतिज फँसाने से बचने का वर्णन । पॉलीइलेक्ट्रोलाइट्स उच्च नमक की स्थिति में मिश्रित होते हैं जहां इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षणों की जांच की जाती है, फिर नमक एकाग्रता को धीरे-धीरे पॉलीइलेक्ट्रोलाइट्स को अपने सबसे ऊर्जावान अनुकूल विन्यास ों में बसने की अनुमति देने के लिए कम किया जाता है, जो थर्मल एनिंगकी धीमी शीतलन प्रक्रिया के अनुरूप होता है। इस प्रोटोकॉल का उपयोग करते हुए, हम नियमित रूप से ओलिगोन्यूक्लियोटाइड पीसीएमएस7,26के लिए असाधारण रूप से कम पॉलीडिस्टिहाइव और उच्च दोहराव प्राप्त करने में सक्षम हैं। अंत में, हम वर्णन करते हैं कि बाहरी आकृति विज्ञान से आंतरिक संरचना तक लंबाई तराजू की एक बहुत विस्तृत श्रृंखला पर पीसीएम की विशेषता के लिए चार अलग-अलग माप तकनीकों का उपयोग कैसे किया जा सकता है: डीएलएस, मल्टी-एंगल लाइट बिखरने (माल्स), छोटे कोण एक्स-रे बिखरने (SAXS), और ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (TEM)। हमें उम्मीद है कि ये प्रोटोकॉल अधिक शोधकर्ताओं को इन दिलचस्प नैनोकणों की क्षमताओं का प्रभावी ढंग से पता लगाने में सक्षम बनाएंगे ।
बहुलक चयन और तैयारी
पीसीएम गुण घटक बहुलक की भौतिक और रासायनिक विशेषताओं से दृढ़ता से प्रभावित होते हैं, जिससे पॉलीमर चयन डिजाइन प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण कदम हो जाता है। न्यूक्लिक एसिड पीसीएम के लिए सबसे अच्छी तरह से विशेषता वाले ब्लॉक कोपॉलिमर पॉली (लाइसिन) -पॉली (एथिलीन ग्लाइकोल) (प्लिस-खूंटी) जैसे रैखिक डाइब्लॉक हैं, लेकिन पीसीएमएस पॉलीइलेक्ट्रोलाइट्स और विभिन्न प्रकार के हाइड्रोफिलिक न्यूट्रल-चार्ज ्डपॉलीमर के बीच बनाए जा सकते हैं, जिन्हें उच्च थ्रूपुट तरीकेसेउत्पन्न किया जा सकता है। चार्ज किए गए समूह का चुनाव आयन बांधना और मिसेल26के आकार की स्थिरता को दृढ़ता से प्रभावित करता है, और पीसीएम आकार को चार्ज किए गए ब्लॉक5,7,26 (चित्रा 2)की लंबाई के साथ बढ़ाने के लिए दिखाया गया है, इस प्रकार पीसीएम गुणों को वांछित आवेदन की आवश्यकताओं के लिए देखते होने की अनुमति देता है। रैखिक डिब्लॉकके के लिए हमने पाया है कि आरोपित ब्लॉक में कम से कम 10 आरोप होने चाहिए और वांछित पीएच पर पुरजोर आरोप लगाए जाने चाहिए । लंबे समय तक चार्ज किए गए ब्लॉक सिना जैसे ओलिगोन्यूक्लियोटाइड्स के साथ पीसीएम गठन को बढ़ावा दे सकते हैं, जो छोटे ब्लॉक21के साथ जटिल होना मुश्किल है। हमने 200 तक ब्लॉक लंबाई के साथ पीसीएम गठन को सफलतापूर्वक देखा है, और साहित्य लंबे समय तक पॉलीमर का वर्णन करता है। तटस्थ ब्लॉक24की पसंद में अधिक लचीलापन उपलब्ध है, लेकिन अनुभव से पता चला है कि बहुत कम तटस्थ ब्लॉक नैनोपार्टिकल गठन के बजाय एकत्रीकरण का कारण बनते हैं, और चार्ज ब्लॉक लंबाई के साथ न्यूनतम तटस्थ लंबाई बढ़ जाती है। PLys-खूंटी के लिए, ~ 50 से नीचे pLys लंबाई के लिए कम से कम 3,000-5,000 की खूंटी मेगावाट की आवश्यकता होती है, और चार्ज किए गए ब्लॉक को और बढ़ाने के लिए लंबी लंबाई की आवश्यकता होती है। तटस्थ ब्लॉक लंबाई में वृद्धि के परिणामस्वरूप तटस्थ बहुलक ों की स्नैरिक भीड़ के कारण पीसीएम आकार, विशेष रूप से खोल मोटाई में वृद्धि होती है।
यह पांडुलिपि लिओफिलेइज्ड उच्च शुद्धता pLys-खूंटी और ज्ञात मात्रा के ओलिगोन्यूक्लियोटाइड्स से पीसीएम तैयार करने के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करती है, लेकिन अन्य प्रणालियों के लिए भी आसानी से अनुकूलनीय होना चाहिए। हमने पॉलीआर्गिनाइन और पॉलीग्लूग्मी एसिड, साथ ही पॉलीएक्रेलिक एसिड और पॉली (विनाइलबेंजाइल ट्रिमेथिलमोनियम) जैसे कई सिंथेटिक पॉलीइलेक्ट्रोलाइट्स सहित कई आवेशित पॉलीपेप्टाइड्स के साथ इसका सफलतापूर्वक परीक्षण किया है। हम पॉलीइलेक्ट्रोलाइट शुल्क के स्टोइचियोमेट्रिक अनुपात के साथ पीसीएम तैयार करने का भी वर्णन करते हैं, लेकिन यह आसानी से संशोधित किया जाता है। हमें प्रभारी एकाग्रता इकाइयों (सी.सी.) में काम करना सबसे आसान लगता है, जो स्वाभाविक रूप से बहुलक ों को भी समायोजित करता है जो पूरी तरह से चार्ज नहीं होते हैं। यदि या तो बहुलक अच्छी तरह से विशेषता नहीं है, देखभाल के लिए सही बहुलक लंबाई/जनता का निर्धारण और सुनिश्चित करें कि अतिरिक्त नमक डायलिसिस द्वारा चार्ज बेअसर के लिए आवश्यक से परे मौजूद नहीं है, उदाहरण के लिए लिया जाना चाहिए । जब सांद्रता की गणना की जाती है तो किसी भी बनाए गए पानी की उपस्थिति का भी हिसाब होना चाहिए। न्यूक्लिक एसिड एकाग्रता को 260 एनएम पर अवशोषित करके आसानी से निर्धारित किया जा सकता है, और सी.सी. की गणना करते समय टर्मिनल फॉस्फेट की उपस्थिति या अनुपस्थिति पर विचार किया जाना चाहिए।
पॉलीएनियन के रूप में ओलिगोन्यूक्लियोटाइड्स का उपयोग करते समय, संकरण राज्य और रासायनिक संरचना आत्म-असेंबली के लिए प्रवृत्ति और परिणामस्वरूप पीसीएम5,7,26की विशेषताओं को निर्धारित करने में मदद करती है। यदि डिलीवरी के लिए पीसीएमएस का उपयोग करते हैं, तो जैविक प्रभावकारिता की आवश्यकताओं के भीतर इन्हें अनुकूलित करना वांछित संरचनाओं को बनाने की संभावना में वृद्धि करेगा। संकरण का विश्लेषण करने के लिए सहायक उपकरणों में न्यूक्लिक एसिड, एनयूपैक29और आईडीटी ओलिगोएनालाइजर के लिए मैटलैब कार्य शामिल हैं। हम हेयरपिन गठन में खुद को 1 बाध्यकारी की ताकत को समझने के लिए उम्मीदवार अनुक्रम का विश्लेषण करने की सलाह देते हैं; 2) एक ही अनुक्रम की एक और प्रतिलिपि (आत्म-डिमर); और 3) सिस्टम में मौजूद अन्य ओलिगोन्यूक्लियोटाइड्स के लिए। डीएनए और आरएनए एक विशिष्ट अनुक्रम के लिए तापमान पिघलने भी निकटतम पड़ोसी विधि30,31का उपयोग कर गणना की जा सकती है . न्यूक्लिक एसिड (चरण 2.3) की थर्मल एनीलिंग व्यक्तिगत न्यूक्लियोटाइड्स में किसी भी अवशिष्ट माध्यमिक संरचना को विकृत करती है और संतुलन तह को बढ़ावा देती है।
पीसीएम लक्षण वर्णन और विश्लेषण
नैनोकणों की विशेषता के लिए तकनीकों की एक विस्तृत श्रृंखला उपलब्ध है, जिसमें स्थिर और गतिशील प्रकाश बिखरने, इलेक्ट्रॉनों या न्यूट्रॉन के छोटे कोण बिखरने और इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी शामिल हैं। इस लेख में, हम दो प्रकाश बिखरने की तकनीक, छोटे कोण एक्स-रे बिखरने, और दो इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी तकनीकों के लिए प्रोटोकॉल प्रदान करते हैं।
डीएलएस नमूने की ब्राउनियन गति से एक कोण पर बिखरने की तीव्रता में लौकिक उतार-चढ़ाव के ऑटोसहिक को मापता है। फिटिंग इस डेटा गोलाकार micelles(चित्रा 3)के लिए हाइड्रोडायनामिक त्रिज्या और पॉलीहाइविटी प्रदान कर सकते हैं । मल्टीपल एंगल लाइट स्कैटरिंग (माल्स) कई कोणों पर स्थिर बिखरने की तीव्रता को मापता है। यह कोणीय निर्भरता नैनोपार्टिकल के आकार का वर्णन करती है लेकिन दृश्यप्रकाश के लिए ~ 50 एनएम से अधिक लंबाई के तराजू तक सीमित है, जो छोटे नैनोकणों के लिए इसकी प्रभावशीलता को सीमित करती है। दोनों तकनीकें अपवर्तक सूचकांक बेमेल पर आधारित हैं और मुख्य रूप से नैनोपार्टिकल के बाहरी आयामों का वर्णन करती हैं।
छोटे कोण एक्स-रे बिखरने (SAXS) बिखरने की जांच के रूप में एक्स-रे का उपयोग करता है, और उनकी छोटी तरंगदैर्ध्य ~ 0.1-100 एनएम की एक श्रृंखला पर माप की अनुमति देता है। देखा बिखरने तीव्रता बनाम कोण फिटिंग (पारंपरिक गति हस्तांतरण क्यूके रूप में व्यक्त) पीसीएम आकृति विज्ञान (यानी, आकार और आकार) और भी आंतरिक संरचना के बारे में जानकारी प्रदान करता है । यदि एक पूर्ण तीव्रता अंशांकन उपलब्ध है, और यदि बिखरने की तीव्रता को शून्य कोण तक बहिष्कृत किया जा सकता है, तो पीसीएम द्रव्यमान और एकत्रीकरण संख्या का भीअनुमानलगाया जा सकता है, जिससे SAXS एक अत्यंत बहुमुखी और मूल्यवान विधि बन जाती है। छोटे कोण न्यूट्रॉन बिखरने (संस) लंबाई तराजू की एक समान श्रृंखला पर संवेदनशील है, लेकिन केवल विशेष सुविधाओं पर उपलब्ध है और इस अनुच्छेद33,34,35में स्पष्ट रूप से चर्चा नहीं की जाएगी।
हाल के वर्षों में बेंचटॉप SAXS उपकरणों का आगमन देखा है, लेकिन हम पाते है कि सिंक्रोट्रॉन स्रोतों बेहतर पीसीएम लक्षण वर्णन के लिए अनुकूल हैं, के रूप में उनकी उच्च तीव्रता डेटा इन कम विपरीत नमूनों के लिए बहुत तेजी से एकत्र करने की अनुमति देता है । हम उपयोगकर्ता के नजरिए से उन्नत फोटॉन स्रोत (Argonne राष्ट्रीय प्रयोगशाला, यूएसए) में बीमलाइन 12-आईडी-बी में पीसीएम SAXS डेटा प्राप्त करने के लिए एक संक्षिप्त प्रोटोकॉल प्रदान करते हैं। यह प्रोटोकॉल अधिकांश सिंक्रोट्रॉन स्रोतों पर लागू होना चाहिए, लेकिन प्रयोग का प्रस्ताव करने से पहले स्थानीय कर्मचारियों के साथ परामर्श अत्यधिक अनुशंसित है। हम इगोर प्रो के लिए लिखे गए मैक्रो का एक मुफ्त सेट इरेना36का उपयोग करके डेटा कटौती और विश्लेषण प्रोटोकॉल भी प्रदान करते हैं। Irena SAXS डेटा मॉडलिंग के लिए फार्म कारकों का एक बहुमुखी सेट भी शामिल है और बहुघटक मॉडल है कि PCMs के जटिल बिखरने प्रोफ़ाइल का वर्णन करने में सक्षम है के निर्माण के लिए अनुमति देता है (प्रतिनिधि परिणामदेखें, चित्रा 4)। Irena भी व्यापक प्रलेखन और ट्यूटोरियल ऑनलाइन उपलब्ध है। नीचे दी गई प्रक्रियाओं का प्रयास करने से पहले, हम इनके साथ परिचित होने की सलाह देते हैं, विशेष रूप से ट्यूटोरियल “दो मुख्य स्कैटरर आबादी के साथ SAXS डेटा का मॉडलिंग”।
रेडिएशन से होने वाली क्षति एक्स-रे बिखरने की चिंता है, लेकिन इसे कम करने के लिए कई उपायों को नियोजित किया जा सकता है। विशेष रूप से, हम एक सील बंद केशिका के बजाय डेटा अधिग्रहण के दौरान बहने वाले सिरिंज पंप और पीसीएम नमूने के साथ फ्लो सेल सेटअप का उपयोग करने की सलाह देते हैं। यह पृष्ठभूमि घटाव को भी बहुत सरल बनाता है। हम यह भी सुझाव देते हैं कि प्रवाह को एक लंबे समय तक सीमित करने के लिए बहने वाले नमूने के कई एक्सपोजर लेने का सुझाव दें ताकि नमूने की किसी भी एक मात्रा को देखा जा सके और किसी भी नुकसान की पहचान करने के लिए एक्सपोजर डेटा की तुलना करने की अनुमति दी जा सके।
बिखरने की तकनीकों के विपरीत, जिसे आम तौर पर व्याख्या करने के लिए फिटिंग की आवश्यकता होती है, ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (टीईएम) नमूने के माध्यम से एक इलेक्ट्रॉन बीम पारित करके नैनोकणों की एक वास्तविक अंतरिक्ष दृश्य छवि प्रदान करता है और प्रस्फुटन स्क्रीन(चित्रा 5)पर एक छवि पेश करता है। हम इस लेख में दो TEM तकनीकों के लिए प्रोटोकॉल पेश करते हैं। क्रायो टेम मिसेल नमूनों को विट्रियस बर्फ की एक पतली परत में जमा करता है, न्यूनतम विदेशी पदार्थों के साथ संरचनात्मक संरचना को संरक्षित करता है, त्रिज्या में मिसेल के लिए इष्टतम ‧~ 10-100 एनएम। नकारात्मक दाग TEM एक ग्रिड की सतह पर सूख जाने के बाद नमूने को घेरने के लिए एक भारी धातु नमक (जैसे, यूरेनियम) का उपयोग करता है। घने दाग नमूना की तुलना में अधिक इलेक्ट्रॉनों तितर बितर, इसके विपरीत जोड़ने और नमूने की एक नकारात्मक छवि का उत्पादन होगा । उच्च गुणवत्ता वाली छवियों के लिए क्रायो टेम की सिफारिश की जाती है। हालांकि, यह अधिक महंगा है, समय लेने वाली है, और पर्याप्त विपरीत प्रदान नहीं कर सकता है। जब यह चिंता का विषय है, नकारात्मक दाग नमूनों का इस्तेमाल किया जाना चाहिए । प्रत्येक के उदाहरण चित्र 5में दिखाए गए हैं ।
इन तकनीकों में से प्रत्येक नैनोकणों के थोड़ा अलग पहलुओं पर रिपोर्ट, अलग ताकत और सीमाओं के साथ । प्रकाश बिखरने आसानी से उपलब्ध है, और अक्सर सबसे तेजी से दृष्टिकोण है, लेकिन आकार और आकार संकल्प में पर्याप्त सीमाएं हैं। SAXS काफी उच्च थ्रूपुट पर लंबाई तराजू की एक बड़ी श्रृंखला पर जानकारी प्रदान कर सकता है, लेकिन डेटा प्राप्त करने के लिए विशेष उपकरणों की आवश्यकता होती है, साथ ही इसकी व्याख्या करने के लिए मॉडलिंग भी होती है। TEM छवियों की व्याख्या करने के लिए सरल हैं, लेकिन इसके विपरीत सीमित किया जा सकता है और स्वाभाविक रूप से कम थ्रूपुट हैं। हमारे अनुभव से पता चला है कि लक्षण वर्णन के लिए कई तकनीकों का उपयोग करने से पीसीएम गुणों के बारे में प्राप्त की जा सकने वाली जानकारी बढ़ जाती है और अकेले प्रत्येक से प्राप्त डेटा सेट की व्याख्या को सरल बनाया जाता है। उदाहरण के लिए, SAXS और TEM मुख्य रूप से एक पीसीएम के घने कोर की जांच करते हैं, जबकि नैनोपार्टिकल के समग्र आयामों पर प्रकाश बिखरने की रिपोर्ट। इस प्रकार, उन्हें मिलाने से कोर और कोरोना आकार दोनों की माप की अनुमति होती है। वास्तविक अंतरिक्ष छवियों को प्राप्त करने की TEM की क्षमता SAXS डेटा मॉडलिंग के लिए उपयुक्त रूप कारकों का चयन करने के लिए जमीनी सत्य डेटा प्रदान कर सकती है जो अन्यथा अस्पष्ट हो सकती है। यह लेख सभी चार तकनीकों के लिए प्रोटोकॉल का वर्णन करता है, और एक अज्ञात नमूने की विशेषता के लिए उनका उपयोग करने के लिए एक उदाहरण प्रक्रिया चर्चा अनुभाग में दी गई है।
Protocol
Representative Results
Discussion
जैसा कि ऊपर बताया गया है, यहां प्रस्तुत प्रोटोकॉल को पॉलीएनियन घटक और प्लाय-खूंटी के रूप में ओलिगोन्यूक्लियोटाइड्स पर ध्यान केंद्रित करने के साथ लिखा जाता है, जो कोपॉलिनियम-न्यूट्रल ब्लॉक कोपॉलिमर क?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम शिकागो विश्वविद्यालय में क्रमशः सॉफ्ट मैटर लक्षण वर्णन सुविधा और उन्नत इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी सुविधा के फिल ग्रिफिन और टेरा लावोई का शुक्रिया अदा करते हैं। हम समर्थन के लिए आर्गोन नेशनल लेबोरेटरी में उन्नत फोटॉन स्रोत और पदानुक्रमित सामग्री डिजाइन (CHiMaD) के लिए NIST केंद्र के जियाओबिंग ज़ुओ और सोएनके सीफर्ट को भी धन्यवाद देते हैं। हम इस काम में उनके योगदान के लिए जेफ टिंग और माइकल Lueckheide शुक्रिया अदा करते हैं ।
Materials
| 70 mm circle filter paper | Whatman | 1001-070 | Filter paper for wicking during grid prep |
| Carbon Film TEM grid | Electron Microscopy Sciences | CF200-Cu | TEM grid |
| DAWN | Wyatt Technology | DAWN | MALS instrument |
| DNA oligonucleotide | Integrated DNA Nanotechnologies Inc | Custom oligonucleotide | |
| Lacey Carbon TEM grid | Electron Microscopy Sciences | LC200-Cu | TEM grid |
| Methoxy-poly(ethylene glycol)-block-poly(l-lysine hydrochloride) PEG5k – PLKC50 | Alamanda Polymers Inc | mPEG5K-b-PLKC50 | Example block copolymer |
| Milli-Q | Millipore Sigma | Ultrapure water | |
| NanoDrop | Thermo Scientific | For measuring nucleic acid concentration | |
| negative-action tweezers | Dumont | N7 | Tweezers for grid preparation |
| Parafilm "M" | Bemis Company Inc | PM996 | Laboratory film |
| Quantifoil Holey Carbon TEM grid | Electron Microscopy Sciences | Q210CR1.3 | TEM grid |
| Research Goniometer and Laser Light Scattering System | Brookhaven Instruments | BI-200SM | DLS/MALS instrument |
| Slide-A-Lyzer G2 2K 0.5 mL | Thermo Scientific Pierce Protein Biology | 87723 | Dialysis cartridge |
| small volume cuvette | Brookhaven Instruments | BI-SVC | Cuvette for DLS/MALS |
| Solarus 950 Advanced Plasma System | Gatan | Solarus 950 | Plasma system for TEM grids |
| Talos TEM | FEI | Talos | TEM used for cryo samples |
| Tecnai Spirit TEM | FEI | Spirit | TEM used for dry samples |
| Uranyl Formate | SPI-Chem | 16984-59-1 | For negative staining samples for TEM |
| Vitrobot | FEI | Vitrobot | Vitrification robot for cryo grid preparation |
References
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