JoVE Journal > Bioengineering
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Automatic Translation
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Bioengineering

Fabricage van Zero Mode Waveguides voor hoge concentratie single molecule microscopie

Published: May 12, 2020
doi:
10.3791/61154
, , , , ,
1Pennsylvania Muscle Institute, Perelman School of Medicine,University of Pennsylvania, 2Department of Physics,West Chester University

Summary

Hier wordt een nanosfeerlithografiemethode beschreven voor parallelle fabricage van zero-mode golfgeleiders, die arrays van nanoapertures zijn in een met metaal beklede glazen microscopie coverslip voor beeldvorming met één molecuul bij nano- tot micromolarconcentraties van fluoroforen. De methode maakt gebruik van colloïdale kristal zelfassemblage om een waveguide sjabloon te maken.

Abstract

In fluorescentie-enzymologie met één molecuul beperkt achtergrondfluorescentie van gelabelde substraten in oplossing vaak de fluorofoorconcentratie tot pico- tot nanomolar-bereiken, verschillende ordes van grootte minder dan veel fysiologische ligandconcentraties. Optische nanostructuren genaamd zero mode waveguides (ZMW’s), die 100−200 nm in diameteropeningen zijn vervaardigd in een dun geleidend metaal zoals aluminium of goud, maken beeldvorming van individuele moleculen bij micromolarconcentraties van fluoroforen mogelijk door zichtbare licht excitatie te beperken tot zeptoliter effectieve volumes. De behoefte aan dure en gespecialiseerde nanofabrication-apparatuur heeft echter het wijdverbreide gebruik van ZMW’s uitgesloten. Meestal worden nanostructuren zoals ZMW’s verkregen door direct te schrijven met behulp van elektronenstraallithografie, die sequentieel en traag is. Hier, colloïdaal, of nanosfeer, wordt lithografie gebruikt als een alternatieve strategie om maskers op nanometerschaal te maken voor het fabriceren van golfgeleiders. Dit verslag beschrijft de aanpak in detail, met praktische overwegingen voor elke fase. De methode maakt het mogelijk om duizenden aluminium of gouden ZMW’s parallel te maken, met uiteindelijke golfgeleiderdiameters en diepten van 100−200 nm. Alleen gemeenschappelijke laboratoriumapparatuur en een thermische verdamper voor metaaldepositie zijn vereist. Door ZMW’s toegankelijker te maken voor de biochemische gemeenschap, kan deze methode de studie van moleculaire processen bij cellulaire concentraties en snelheden vergemakkelijken.

Introduction

Single-molecule technieken zoals single molecule fluorescentie resonantie energieoverdracht (smFRET) of single molecule fluorescentie correlatie spectroscopie (FCS) zijn krachtige tools voor moleculaire biofysica, waardoor de studie van dynamische bewegingen, conformaties en interacties van individuele biomoleculen in processen zoals transcriptie1,2,3, vertaling4,5,6, en vele anderen7. Voor smFRET is totale interne reflectiefluorescentie (TIRF) microscopie een veel voorkomende methode omdat veel tethered moleculen in de loop van de tijd kunnen worden gevolgd en de evanescente golf die door TIR wordt gegenereerd, beperkt is tot een gebied van 100−200 nm naast de coverslip8. Echter, zelfs met deze beperking op excitatie volume, fluoroforen van belang moeten nog steeds worden verdund tot pM of nM bereiken om enkele molecuul signalen boven achtergrond fluorecence9te detecteren . Aangezien de Michaelis-Menten-constanten van cellulaire enzymen zich meestal in het μM-mM-bereik10bevinden, zijn biochemische reacties in studies met één molecuul meestal veel langzamer dan die in de cel. Eiwitsynthese vindt bijvoorbeeld plaats bij 15−20 aminozuren per seconde in E. coli11,12, terwijl de meeste prokaryotische ribosomen in smFRET-experimenten zich vertalen bij 0,1−1 aminozuur per seconde13. In de eiwitsynthese toonden kristalstructuren en smFRET op vastgelopen ribosomen aan dat transfer-RNA ‘s (tRNAs) fluctueren tussen ‘hybride’ en ‘klassieke’ toestanden vóór de tRNA-mRNA translocatie stap14,15. Wanneer echter fysiologische concentraties van de translocatie GTPase-factor, EF-G, aanwezig waren, werd in smFRET6een andere conformatie waargenomen, intermediair tussen de hybride en klassieke toestanden. Het bestuderen van dynamische moleculaire processen met snelheden en concentraties vergelijkbaar met die in de cel is belangrijk, maar blijft een technische uitdaging.

Een strategie om de fluorescerende substraatconcentratie te verhogen is het gebruik van op metaal gebaseerde, sub-zichtbare golflengteopeningen, zero mode waveguides (ZMWs) genoemd, om beperkte excitatievelden te genereren die selectief biomoleculen genereren die zijn gelokaliseerd in de openingen16 (Figuur 1). De openingen hebben doorgaans een diameter van 100−200 nm en een diepte van 100−150 nm17. Boven een cutoff golflengte gerelateerd aan de grootte en vorm van de putten (λc ≈ 2,3 keer de diameter voor cirkelvormige golfgeleiders met water als het diëlektrische medium18), zijn geen voortplantingsmodi toegestaan in de golfgeleider, vandaar de term zero mode waveguides. Echter, een oscillerend elektromagnetisch veld, een evanescente golf genoemd, exponentieel rottend in intensiteit nog steeds tunnels een korte afstand in de golfgeleider18,19. Hoewel vergelijkbaar met TIR evanescente golven, ZMW evanescent golven hebben een kortere verval constante, wat resulteert in 10−30 nm effectieve excitatie regio binnen de waveguide. Bij micromolarconcentraties van fluorescerend gelabelde liganden zijn slechts één of enkele moleculen tegelijkertijd aanwezig in het excitatiegebied. Deze beperking van het excitatievolume en de daaruit voortvloeiende vermindering van achtergrondfluorescentie maakt fluorescentiebeeldvorming van afzonderlijke moleculen in biologisch relevante concentraties mogelijk. Dit is toegepast op vele systemen20, met inbegrip van FCS-metingen van enkelvoudige eiwitdiffusie21, fretmetingen met één molecuul van ligand-eiwit22 met lage affiniteit en eiwit-eiwitinteracties23, en spectro-elektrochemische metingen van enkelvoudige moleculaire omzetgebeurtenissen24.

ZMW’s zijn geproduceerd door een metaallaag rechtstreeks te patroonen met behulp van ionenbundelfrezen25,26 of elektronenstraallithografie (EBL), gevolgd door plasma-etsen16,27. Deze maskerloze lithografiemethoden creëren golfgeleiders in serie en vereisen meestal toegang tot gespecialiseerde nanofabrication-faciliteiten, waardoor wijdverspreide acceptatie van ZMW-technologie wordt voorkomen. Een andere methode, ultraviolet nanoimprint lithografie lift-off28, gebruikt een kwarts diavorm om een omgekeerde ZMW-sjabloon op een resist-film te drukken als een stempel. Hoewel deze methode meer gestroomlijnd is, vereist het nog steeds EBL voor de vervaardiging van de kwartsvorm. Dit artikel presenteert het protocol voor een eenvoudige en goedkope gesjabloonde fabricagemethode die geen EBL- of ionenbundelfrezen vereist en is gebaseerd op het dicht verpakken van nanobolletjes om een lithografisch masker te vormen.

Nanosfeer of “natuurlijke” lithografie, die voor het eerst werd voorgesteld in 1982 door Deckman en Dunsmuir29,30, maakt gebruik van de zelfassemblage van monodisperse colloïdale deeltjes, variërend van tientallen nanometers tot tientallen micrometers31, om sjablonen te maken voor oppervlaktepatronen via etsen en / of afzetting van materialen. De tweedimensionale (2D) of driedimensionale (3D) uitgebreide periodieke arrays van colloïdale deeltjes, aangeduid als colloïdale kristallen, worden gekenmerkt door een heldere iridescence van verstrooiing en diffractie32. Hoewel minder veel gebruikt dan elektronenbundel of fotolithografie, is deze maskeringsmethodologie eenvoudig, goedkoop en gemakkelijk verkleind om functiegroottes onder 100 nm te creëren.

Het sturen van de zelfassemblage van colloïdale deeltjes bepaalt het succes van het gebruik van colloïdale kristallen als maskers voor oppervlaktepatronen. Als de grootte en vorm van deeltjes homogeen zijn, kunnen colloïdale deeltjes gemakkelijk zelf worden geassembleerd met zeshoekige verpakking, aangedreven door entropische uitputting33. Waterverdamping na druppelcoating is een effectieve route om de colloïdale deeltjes te sedimenteren, hoewel andere methoden dipcoating34, spincoating35, elektroforetische depositie36en consolidatie op een lucht-waterinterface37omvatten . Het onderstaande protocol is gebaseerd op de verdampingssedimentatiemethode, die het eenvoudigst te implementeren was. De driehoekige interstices tussen dicht opeengepakte polystyreenparels vormen openingen om een offermetaal te vergulden en palen te vormen (figuur 2 en aanvullende figuur 1). Kort gloeien van de kralen voor deze stap past de vorm en diameter van deze palen aan. De kralen worden verwijderd, een laatste metalen laag wordt rond de palen afgezet en vervolgens worden de palen verwijderd. Nadat de twee metaaldepositiestappen op het colloïdale nanomasker, verwijdering van de tussenliggende palen en oppervlaktechemiemodificatie voor passivering en tethering, zijn ZMW-arrays klaar voor gebruik voor beeldvorming met één molecuul. Uitgebreidere karakterisering van de optische eigenschappen van ZMW na fabricage is te vinden in een begeleidend artikel38. Naast een thermische verdamper voor dampafzetting van de metalen, zijn er geen gespecialiseerde gereedschappen nodig.

Protocol

OPMERKING: Alle stappen kunnen worden voltooid in de algemene labruimte. 1. Glasafdekkingenlipreiniging Om een schoon oppervlak voor verdampingsdepositie van colloïdale deeltjes te bieden, plaatst u 24 x 30 mm optische borosilicaatglasafdekkingslips (0,16−0,19 mm dikte) in de gegroefde inzetstukken van een koplinglas vlekpot voor reiniging.OPMERKING: Zorg ervoor dat de afdeklips rechtop staan en goed gescheiden zijn, zodat alle oppervlakken duidelijk zichtbaar zijn tijdens het…

Representative Results

De zelfassemblage van de colloïdale deeltjes van polystyreen via verdampingssedimentatie (stappen 2.1−2.13) kan een reeks resultaten opleveren, omdat het controle van de verdampingssnelheid van oplosmiddelen vereist. Omdat de afzettingen echter snel zijn (10−15 min per ronde), kan de procedure snel worden geoptimaliseerd voor verschillende omgevingslabomstandigheden. Figuur 3A toont een goed gevormd colloïdaal sjabloon na afzetting en verdamping. Macroscopisch is het gebied van kralen …

Discussion

Voor de colloïdale zelfassemblage (protocolsectie 2) versnelt het gebruik van ethanol in plaats van water als suspensie-oplosmiddel het verdampingsproces, zodat sjablonen in 2−3 min na depositie klaar zijn in plaats van 1−2 uur zoals in eerdere methoden48,49. Het hier gepresenteerde verdampingssedimentatieprotocol is ook eenvoudiger dan eerdere sedimentatieprotocollen die het regelen van de oppervlaktekanteling, temperatuur en luchtvolume boven de suspensie<…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Dit werk werd ondersteund door NIH-subsidies R01GM080376, R35GM118139 en NSF Center for Engineering MechanoBiology CMMI: 15-48571 aan Y.E.G., en door een NIAID predoctorale NRSA fellowship F30AI114187 aan R.M.J.

Materials

1. Glass Coverslip Cleaning
Acetone Sigma 32201 1 L
Coplin glass staining jar Fisher Scientific 08-817 Staining jar with 8 grooves and molded glass cover
Coverslips VWR 48404-467 24 mm x 30 mm (No.1½, Rectangular)
Ethanol Sigma E7023 1 L
KOH Sigma 30603 Potassium hydroxide
Petri dishes Fisher Scientific R80115TS 100 mm diameter, 15 mm deep
Sonicator Branson Z245143 Tabletop ultrasonic cleaner, 5510
2. Evaporative Deposition of Polystyrene Beads
Clear storage container Fisher Scientific 50-110-8222 26 x 18 x 15 in.
Desk fan O2Cool FD05001A Any small desk (~5 in.) fan will work
Glass beaker Fisher Scientific 02-555-25B 250 mL
Humidity meter Fisher Scientific 11-661-19
Microcentrifuge tubes Fisher Scientific 21-402-903 1.5 mL
Polystyrene microspheres Polysciences 18602-15 1.00 µm diameter, non-functionalized
Triton X-100 deturgent Sigma X100 100 mL
3. Bead Annealing for Reducing Pore Size in the Colloidal Crystal Template
Aluminum plate Fisher Scientific AA11062RY Customized in-house to 14 cm x 14 cm
Ceramic hotplate Fisher Scientific HP88857100 13 x 8.2 x 3.8 in.
Temperature controller McMaster-Carr 38615K71 Read temperature with thermocouple probe
Thermocouple probe McMaster-Carr 9251T93 Type K, surface probe
4/5. Nanofabrication of Zero Mode Waveguides Using the Colloidal Crystal Template
Aluminum etchant Transene Type A
Aluminum pellets Kurt J. Lesker EVMAL40QXHB For electron beam evaporation
Chloroform Sigma 288306 1 L
Copper etchant Transene 49-1
Copper pellets Kurt J. Lesker EVMCU40QXQA For electron beam evaporation
Gold pellets Kurt J. Lesker EVMAUXX40G For electron beam evaporation
Lens paper Thorlabs MC-5
Plasma cleaner Harrick Plasma PDC-32G
Scotch tape Staples MMM119
Thin film deposition system Kurt J. Lesker PVD-75 Tabletop thermal evaporation system will also work
Titanium pellets Kurt J. Lesker EVMTI45QXQA For electron beam evaporation
Toluene Sigma 244511 1 L
Representative Results
COMSOL Multiphysics Modeling Software COMSOL, Inc.
Dual View spectral splitter Photometrics, Inc.
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kapanidis, A. N., et al. Initial transcription by RNA polymerase proceeds through a DNA-scrunching mechanism. Science. 314 (5802), 1144-1147 (2006).
  2. Santoso, Y., et al. Conformational transitions in DNA polymerase I revealed by single-molecule FRET. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (2), 715-720 (2010).
  3. Herbert, K. M., Greenleaf, W. J., Block, S. M. Single-molecule studies of RNA polymerase: motoring along. Annual Review of Biochemistry. 77, 149-176 (2008).
  4. Chen, C., et al. Dynamics of translation by single ribosomes through mRNA secondary structures. Nature Structural & Molecular Biology. 20 (5), 582-588 (2013).
  5. Chen, C., et al. Single-molecule fluorescence measurements of ribosomal translocation dynamics. Molecular Cell. 42 (3), 367-377 (2011).
  6. Jamiolkowski, R. M., Chen, C., Cooperman, B. S., Goldman, Y. E. tRNA Fluctuations Observed on Stalled Ribosomes Are Suppressed during Ongoing Protein Synthesis. Biophysical Journal. 113 (11), 2326-2335 (2017).
  7. Myong, S., Stevens, B. C., Ha, T. Bridging Conformational Dynamics and Function Using Single-Molecule Spectroscopy. Structure. 14 (4), 633-643 (2006).
  8. Martin-Fernandez, M. L., Tynan, C. J., Webb, S. E. A ‘pocket guide’ to total internal reflection fluorescence. Journal of Microscopy. 252 (1), 16-22 (2013).
  9. Holzmeister, P., Acuna, G. P., Grohmann, D., Tinnefeld, P. Breaking the concentration limit of optical single-molecule detection. Chemical Society Reviews. 43 (4), 1014-1028 (2014).
  10. Scheer, M., et al. BRENDA, the enzyme information system in 2011. Nucleic Acids Research. 39, 670-676 (2011).
  11. Kudva, R., et al. Protein translocation across the inner membrane of Gram-negative bacteria: the Sec and Tat dependent protein transport pathways. Research in Microbiology. 164 (6), 505-534 (2013).
  12. Talkad, V., Schneider, E., Kennell, D. Evidence for variable rates of ribosome movement in Escherichia coli. Journal of Molecular Biology. 104 (1), 299-303 (1976).
  13. Blanchard, S. C., Kim, H. D., Gonzalez, R. L., Puglisi, J. D., Chu, S. tRNA dynamics on the ribosome during translation. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 101 (35), 12893-12898 (2004).
  14. Dunkle, J. A., et al. Structures of the bacterial ribosome in classical and hybrid states of tRNA binding. Science. 332 (6032), 981-984 (2011).
  15. Kim, H. D., Puglisi, J. D., Chu, S. Fluctuations of transfer RNAs between classical and hybrid states. Biophysical Journal. 93 (10), 3575-3582 (2007).
  16. Levene, M. J., et al. Zero-mode waveguides for single-molecule analysis at high concentrations. Science. 299 (5607), 682-686 (2003).
  17. Zhu, P., Craighead, H. G. Zero-mode waveguides for single-molecule analysis. Annual Review of Biophysics. 41, 269-293 (2012).
  18. Pollack, G. L., Stump, D. R. . Electromagnetism. , (2002).
  19. Jackson, J. D. . Classical electrodynamics. Third edition. , (1999).
  20. Crouch, G. M., Han, D., Bohn, P. W. Zero-mode waveguide nanophotonic structures for single molecule characterization. Journal of Physics D: Applied Physics. 51 (19), 193001 (2018).
  21. Wenger, J., et al. Dual-color fluorescence cross-correlation spectroscopy in a single nanoaperture: towards rapid multicomponent screening at high concentrations. Optics Express. 14 (25), 12206-12216 (2006).
  22. Goldschen-Ohm, M. P., et al. Structure and dynamics underlying elementary ligand binding events in human pacemaking channels. eLife. 5, 20797 (2016).
  23. Miyake, T., et al. Real-Time Imaging of Single-Molecule Fluorescence with a Zero-Mode Waveguide for the Analysis of Protein-Protein Interaction. Analytical Chemistry. 80 (15), 6018-6022 (2008).
  24. Zhao, J., Branagan, S. P., Bohn, P. W. Single-Molecule Enzyme Dynamics of Monomeric Sarcosine Oxidase in a Gold-Based Zero-Mode Waveguide. Applied Spectroscopy. 66 (2), 163-169 (2012).
  25. Fore, S., Yuen, Y., Hesselink, L., Huser, T. Pulsed-interleaved excitation FRET measurements on single duplex DNA molecules inside C-shaped nanoapertures. Nano Letters. 7 (6), 1749-1756 (2007).
  26. Rigneault, H., et al. Enhancement of single-molecule fluorescence detection in subwavelength apertures. Physical Review Letters. 95 (11), 117401 (2005).
  27. Foquet, M., et al. Improved fabrication of zero-mode waveguides for single-molecule detection. Journal of Applied Physics. 103 (3), 034301 (2008).
  28. Wada, J., et al. Fabrication of Zero-Mode Waveguide by Ultraviolet Nanoimprint Lithography Lift-Off Process. Japanese Journal of Applied Physics. 50 (6), 06 (2011).
  29. Fischer, U. C., Zingsheim, H. P. Submicroscopic pattern replication with visible light. Journal of Vacuum Science and Technology. 19 (4), 881-885 (1981).
  30. Deckman, H. W., Dunsmuir, J. H. Natural lithography. Applied Physics Letters. 41 (4), 377-379 (1982).
  31. Li, B., Zhou, D., Han, Y. Assembly and phase transitions of colloidal crystals. Nature Reviews Materials. 1 (2), 15011 (2016).
  32. Bohn, J. J., Tikhonov, A., Asher, S. A. Colloidal crystal growth monitored by Bragg diffraction interference fringes. Journal of Colloid and Interface Science. 350 (2), 381-386 (2010).
  33. Dimitrov, A. S., Nagayama, K. Continuous Convective Assembling of Fine Particles into Two-Dimensional Arrays on Solid Surfaces. Langmuir. 12 (5), 1303-1311 (1996).
  34. Pisco, M., et al. Nanosphere lithography for optical fiber tip nanoprobes. Light: Science & Applications. 6 (5), 16229 (2017).
  35. Chandramohan, A., et al. Model for large-area monolayer coverage of polystyrene nanospheres by spin coating. Scientific Reports. 7, 40888 (2017).
  36. Besra, L., Liu, M. A review on fundamentals and applications of electrophoretic deposition (EPD). Progress in Materials Science. 52 (1), 1-61 (2007).
  37. Yu, J., et al. Preparation of High-Quality Colloidal Mask for Nanosphere Lithography by a Combination of Air/Water Interface Self-Assembly and Solvent Vapor Annealing. Langmuir. 28 (34), 12681-12689 (2012).
  38. Jamiolkowski, R. M., et al. Nanoaperture fabrication via colloidal lithography for single molecule fluorescence analysis. PLoS ONE. 14 (10), 0222964 (2019).
  39. Innocenzi, P., et al. Evaporation of Ethanol and Ethanol-Water Mixtures Studied by Time-Resolved Infrared Spectroscopy. The Journal of Physical Chemistry A. 112 (29), 6512-6516 (2008).
  40. Rieger, J. The glass transition temperature of polystyrene. Journal of Thermal Analysis. 46 (3), 965-972 (1996).
  41. Donev, A., Torquato, S., Stillinger, F. H., Connelly, R. Jamming in hard sphere and disk packings. Journal of Applied Physics. 95 (3), 989-999 (2004).
  42. Kinz-Thompson, C. D., et al. Robustly Passivated, Gold Nanoaperture Arrays for Single-Molecule Fluorescence Microscopy. ACS Nano. 7 (9), 8158-8166 (2013).
  43. Korlach, J., et al. Selective aluminum passivation for targeted immobilization of single DNA polymerase molecules in zero-mode waveguide nanostructures. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (4), 1176-1181 (2008).
  44. Chandradoss, S. D., et al. Surface passivation for single-molecule protein studies. Journal of Visualized Experiments. (86), e50549 (2014).
  45. Plénat, T., Yoshizawa, S., Fourmy, D. DNA-Guided Delivery of Single Molecules into Zero-Mode Waveguides. ACS Applied Materials & Interfaces. 9 (36), 30561-30566 (2017).
  46. Kudalkar, E. M., Davis, T. N., Asbury, C. L. Single-Molecule Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy. Cold Spring Harbor protocols. 2016 (5), 077800 (2016).
  47. Schindelin, J., et al. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nature Methods. 9 (7), 676-682 (2012).
  48. Hoogenboom, J. P., Derks, D., Vergeer, P., Blaaderen, A. v. Stacking faults in colloidal crystals grown by sedimentation. The Journal of Chemical Physics. 117 (24), 11320-11328 (2002).
  49. Micheletto, R., Fukuda, H., Ohtsu, M. A Simple Method for the Production of a Two-Dimensional, Ordered Array of Small Latex Particles. Langmuir. 11 (9), 3333-3336 (1995).
  50. Denkov, N., et al. Mechanism of formation of two-dimensional crystals from latex particles on substrates. Langmuir. 8 (12), 3183-3190 (1992).
  51. Okubo, T. Convectional, sedimentation and drying dissipative patterns of colloidal crystals of poly(methyl methacrylate) spheres on a watch glass. Colloid and Polymer Science. 286 (11), 1307-1315 (2008).
  52. Ye, S., Routzahn, A. L., Carroll, R. L. Fabrication of 3D Metal Dot Arrays by Geometrically Structured Dynamic Shadowing Lithography. Langmuir. 27 (22), 13806-13812 (2011).
  53. Zhao, Y., et al. Dark-Field Illumination on Zero-Mode Waveguide/Microfluidic Hybrid Chip Reveals T4 Replisomal Protein Interactions. Nano Letters. 14 (4), 1952-1960 (2014).
  54. Goldschen-Ohm, M. P., White, D. S., Klenchin, V. A., Chanda, B., Goldsmith, R. H. Observing Single-Molecule Dynamics at Millimolar Concentrations. Angewandte Chemie International Edition. 56 (9), 2399-2402 (2017).
  55. Noriega, T. R., Chen, J., Walter, P., Puglisi, J. D. Real-time observation of signal recognition particle binding to actively translating ribosomes. eLife. 3, 04418 (2014).
  56. Uemura, S., et al. Real-time tRNA transit on single translating ribosomes at codon resolution. Nature. 464 (7291), 1012-1017 (2010).
  57. Choi, J., Puglisi, J. D. Three tRNAs on the ribosome slow translation elongation. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 114 (52), 13691-13696 (2017).
  58. Eid, J., et al. Real-Time DNA Sequencing from Single Polymerase Molecules. Science. 323 (5910), 133-138 (2009).
  59. Martin, W. E., Srijanto, B. R., Collier, C. P., Vosch, T., Richards, C. I. A Comparison of Single-Molecule Emission in Aluminum and Gold Zero-Mode Waveguides. The Journal of Physical Chemistry A. 120 (34), 6719-6727 (2016).
  60. Wenger, J., et al. Single molecule fluorescence in rectangular nano-apertures. Optics Express. 13 (18), 7035-7044 (2005).
  61. Pineda, A. C., Ronis, D. Fluorescence quenching in molecules near rough metal surfaces. The Journal of Chemical Physics. 83 (10), 5330-5337 (1985).

Tags

Zero Mode WaveguidesSingle Molecule MicroscopyNanosphere LithographyEvaporative DepositionPolystyrene BeadsHumidity ChamberOptical Borosilicate Glass CoverslipsAcetonePotassium HydroxideEthanolCentrifugationRelative Humidity

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Chen, K. Y., Jamiolkowski, R. M., Tate, A. M., Fiorenza, S. A., Pfeil, S. H., Goldman, Y. E. Fabrication of Zero Mode Waveguides for High Concentration Single Molecule Microscopy. J. Vis. Exp. (159), e61154, doi:10.3791/61154 (2020).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image