التوليف ، والجمعية ، وتوصيف أحادي الطبقة المحمية الجسيمات النانوية الذهبية للأفلام كهربية البروتين أحادي الطبقة
Summary
وقد تم تجميع الغرويات Alkanethiolate الذهب استقرت مجموعات أحادي الطبقة المعروفة باسم المحمية (البلدان المتوسطية الشريكة) ، وتتميز ، وتجميعها في الأغشية الرقيقة بمثابة واجهة لامتصاص البروتين أحادي الطبقة الكهربائية من البروتين الأكسدة بسيطة مثل<em> الزائفة الزنجارية</em> azurin (AZ) والسيتوكروم<em> ج</em> (cyt<em> ج</em>).
Abstract
الذهب النانوية الغروية المحمية مع يغاندس alkanethiolate دعت مجموعات أحادي الطبقة الذهب المحمية (البلدان المتوسطية الشريكة) تم تجميعها ودمجها لاحقا في فيلم الجمعيات التي تكون بمثابة منصات لامتصاص البروتين أحادي الطبقة الكهربائية (PME). كما يستخدم PME في النظام النموذجي لدراسة خصائص الكهروكيميائية من البروتينات الأكسدة التي حصرها لمنصة الامتزاز في القطب المعدل ، الذي يشغل أيضا منصب شريك لتفاعلات الأكسدة الإلكترون (ET) نقل. وقد أظهرت الدراسات أن الذهب الجمعيات جسيمات متناهية الصغر فيلم من هذا النوع توفر بيئة البروتين الامتزاز أكثر تجانسا وتعزيز ET دون الاعتماد على المسافة بالمقارنة مع الأنظمة التقليدية مع تعديل monolayers الذاتي تجميعها alkanethiol (SAM). 1-3 في هذه الورقة ، البلدان المتوسطية الشريكة functionalized مع يغاندس hexanethiolate تم تجميعها باستخدام تفاعل Brust تعديل (4) ويتميز التحليل الطيفي فوق البنفسجية المرئية (UV – VIS) ، ونقل الإلكترون المجهري (TEM) والبروتون (1 H) الرنين المغناطيسي النووي (NMR). ويتم تجميع الأفلام MPC على تعديل واجهات SAM القطب الذهب باستخدام "دورة الانخفاض" طريقة بالتناوب طبقات لجنة السياسة النقدية وربط جزيئات ثنائي الثيول. يتم تعقب النمو الفيلم في القطب الذهب electrochemically من خلال قياس التغييرات في طبقة مزدوجة الشحن الحالية للنظام. أفلام مشابهة تجميعها على الشرائح الزجاجية سيلاني تعديل يسمح للمراقبة البصرية للنمو السينما ومستعرضة تحليل تيم يوفر سماكة الفيلم المقدرة. خلال تجميع الفيلم ، والتلاعب في حماية يجند MPC فضلا عن الربط بين الجسيمات آلية تسمح للأفلام الشبكية ، التي هي قابلة للتكيف بسهولة ، إلى واجهة مع وجود بروتين الأكسدة المختلفة الامتزاز الآلية. على سبيل المثال ، يمكن كثف الزائفة الزنجارية azurin (AZ) hydrophobically لثنائي الثيول المرتبطة الأفلام من البلدان المتوسطية الشريكة وhexanethiolate السيتوكروم ج (cyt ج) يمكن أن يجمد كهربية في حمض الكربوكسيلية تعديل MPC طبقة بينية. في هذا التقرير ، ونحن نركز على بروتوكول فيلم للنظام من الالف الى الياء حصرا. يمكن أن التحقيقات التي تنطوي على امتصاص البروتينات على منصات تعديل MPC الاصطناعية زيادة فهم التفاعلات بين الجزيئات الحيوية ومواد من صنع الإنسان ، وبالتالي المساعدة على تطوير خطط جهاز الاستشعار البيولوجي ، ونظم النمذجة ET ، والمواد الاصطناعية حيويا. 5-8
Protocol
Discussion
البروتين أحادي الطبقة الكهربائية هي تقنية فعالة تستخدم لدراسة التفاعلات بين البروتينات ومنصات إمتزاز الأكسدة الاصطناعية. فعالية هذه الاستراتيجية ، ومع ذلك ، يعتمد على القدرة على الامتصاص واجهة مهندس على درجة عالية من السيطرة المستوى الجزيئي. المنصات القائمة على إ?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نحن نعترف بامتنان المؤسسة الوطنية للعلوم (CHE – 0847145) ، وهنري دريفوس برنامج جوائز مدرس باحث بسخاء لدعم هذه البحوث. نود أن يتعرف على وجه التحديد كريستين ديفيس ، مدير الميكروسكوب والتصوير في قسم البيولوجيا في جامعة ريتشموند لتقديم المساعدة لها مستعرضة التصوير. ويرد شكر خاص الى الدكاترة. T. ليوبولد ، R. Kanters ، كيلوغ D. ، R. ميلر ، وجورج القضية ، وكذلك ، روس كولينز ، جوزيف فيل ، كارولين ماركس ، ومالوري ماندي Wimbush جون — كل منهم جعل البحوث الجامعية في جامعة ممكن من ريتشموند. ويرد شخصي جدا شكرا لجميع الباحثين الحالي الجامعية الماضية ، والمستقبل في مختبر بحوث ليوبولد.
Materials
| Name of the reagent and equipment | Company | Catalogue number |
|---|---|---|
| Tetraoctylammonium bromide | Sigma-Aldrich | 294136 |
| Sodium borohydride | Sigma-Aldrich | 213462 |
| Hydrogen tetrachloroaurate | Sigma-Aldrich | 254169-5G |
| 1-Hexanethiol | Sigma-Aldrich | 234192 |
| Transmission Electron Microscope | JEOL | 1010 |
| Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer | Bruker Avance | 300 MHz |
| Formvar/carbon support film on copper grid (400 mesh) | Electron Microscopy Sciences | FCF400-Cu |
| Gold substrate | Evaporated Metal Films Corp. | Custom |
| Ag/AgCl Reference electrode | Microelectrodes, Inc. | MI-401F |
| Potentiostats | CH Instruments, Inc. | CHI650A, CHI610B |
| 1,9-Nonanedithiol | Sigma-Aldrich | N29805 |
| (3-mercaptopropyl)-trimethoxysilane | Sigma-Aldrich | 175617 |
| Ultraviolet Visible Spectrophotometer | Agilent | 8453 |
| Embed 812 epoxy resin | Electron Microscopy Sciences | 14120 |
| "00" BEEM capsule | Electron Microscopy Sciences | 70000-B |
| Silicon flat mold | Electron Microscopy Sciences | 70900 |
| Diamond knife | Diatome | 21-ULE, S12801 |
Referências
- Loftus, A. F., Reighard, K. P., Kapourales, S. A., Leopold, M. C. Monolayer-Protected Nanoparticle Film Assemblies as Platforms for Controlling Interfacial and Adsorption Properties in Protein Monolayer Electrochemistry. J. Am. Chem. Soc. 130, 1649-1661 (2008).
- Vargo, M. L., Gulka, C. P., Gerig, J. K., Manieri, C. M., Dattelbaum, J. D., Marks, C. B., Lawrence, N. T., Trawick, M. L., Leopold, M. C. Distance Dependence of Electron Transfer Kinetics for Azurin Protein Adsorbed to Monolayer Protected Nanoparticle Film Assemblies. Langmuir. 26, 560-569 (2010).
- Doan, T. T., Vargo, M. L., Gerig, J. K., Gulka, C. P., Trawick, M. L., Dattelbaum, J. D., Leopold, M. C. Electrochemical analysis of azurin thermodynamic and adsorption properties at monolayer-protected cluster film assemblies – Evidence for a more homogeneous adsorption interface. Journal of Colloid and Interface Science. 352, 50-58 (2010).
- Brust, M., Walker, M., Bethell, D., Schriffrin, D. J., Whyman, R. J. Synthesis of Thiol-derivatised Gold Nanoparticles in a Two-phase Liquid-Liquid System. J. Chem. Soc. Chem. Commun. , 801-802 (1994).
- Scouten, W. H., Luong, J. H., Brown, R. S. Enzyme or protein immobilization techniques for applications in biosensor design. Trends Biotechnol. 13, 178-185 (1995).
- Davis, J., Vaughan, D. H., Cardosi, M. F. Elements of biosensor construction. Enzyme Microb. Technol. 17, 1030-1035 (1995).
- Ramsay, G., Ed, . In Commercial Biosensors – Applications to Clinical, Bioprocess, and Environmental Samples. , (1998).
- Ghindilis, A. L., Atanasov, P., Wilkins, E. Immunosensors: electrochemical sensing and other engineering approaches. Biosens. Bioelectron. 13, 113-131 (1998).
- Templeton, A. C., Wuelfing, W. P., Murray, R. W. Monolayer-Protected Cluster Molecules. Accounts. Chem. Res. 33, 27-36 (2000).
- Aguila, A., Murray, R. W. Monolayer-Protected Clusters with Fluorescent Dansyl Ligands. Langmuir. 16, 5949-5954 (2000).
- Hostetler, M. J., Templeton, A. C., Murray, R. W. Dynamics of Place-Exchange Reactions on Monolayer-Protected Gold Cluster Molecules. Langmuir. 15, 3782-3789 (1999).
- Wanunu, M., Popovitz-Biro, R., Cohen, H., Vaskevich, A., Rubenstein, I. Coordination-Based Gold Nanoparticle Layers. J. Am. Chem. Soc. 127, 9207-9215 (2005).
- Gaylean, A. A., Day, R. W., Malinowski, J., Kittredge, K. W., Leopold, M. C. Polyelectrolyte-linked film assemblies of nanoparticles and nanoshells: Growth, stability, and optical properties. Journal of Colloid and Interface Science. 331, 532-542 (2009).
- Campbell-Rance, D. S., Doan, T. T., Leopold, M. C. Sweep, Step, Pulse, and Frequency-Based Techniques Applied to Protein Monolayer Electrochemistry at Nanoparticle Interfaces. , .
