-
- DNA to potężne i wszechstronne narzędzie do samoorganizacji w nanoskali. Kilku badaczy złożyło nanocząstki i koloidy w różne struktury, wykorzystując specyficzne dla sekwencji właściwości wiązania DNA.
- Jednak do niedawna wszystkie zgłoszone struktury były nieuporządkowane, nawet w układach, w których można było oczekiwać uporządkowanych kryształów koloidalnych.
- Opisujemy szczegółowo podejście eksperymentalne i przygotowanie powierzchni, które zastosowaliśmy do utworzenia pierwszych kryształów koloidalnych za pośrednictwem DNA, przy użyciu cząstek polistyrenowych o średnicy 1 mm .
- Eksperymenty kontrolne oparte na oddziaływaniu zubożenia wyraźnie wskazują, że dwie standardowe metody szczepienia biocząsteczek do cząstek koloidalnych (biotyna/ awidyna i rozpuszczalny w wodzie karbodiimid) nie prowadzą do uporządkowania struktur, nawet jeśli stosuje się blokery, które dają nominalnie stabilne, odwracalnie agregujące dyspersje.
- W przeciwieństwie do tego, metoda oparta na pęcznieniu/usuwaniu pęcznienia z przekładkami z poli(glikolu etylenowego) skutkowała cząstkami , które łatwo tworzyły uporządkowane kryształy. Swoistość sekwencji oddziaływania jest wykazana przez kryształ wykluczający cząstki niosące sekwencję nieoddziałującą.
- Zależność temperaturowa żelowania i krystalizacji dobrze zgadza się z prostym modelem termodynamicznym i bardziej szczegółowym modelem efektywnego potencjału interakcji par koloidalnych.
- Postawiamy hipotezę, że powierzchnie uzyskane przez dwie pierwsze chemie w jakiś sposób utrudniają cząsteczkę – walcowanie cząstki wymagane do wyżarzania uporządkowanych struktur, jednocześnie nie wywołując znaczącej interakcji średniej siły, która zmieniłaby schemat fazowy samoorganizacji.
- Wreszcie obserwujemy, że kinetyka krystalizacji cząstek staje się szybsza wraz ze wzrostem gęstości szczepionego DNA, co jest zgodne z procesem wiązania cząstki z cząstką , który jest reakcją, a nie ograniczoną dyfuzją.
Wizualizacja przepływu i cytometria przepływowa z holograficzną wideomikroskopią.
- Strumień wideo przechwycony przez wbudowany mikroskop holograficzny można analizować klatka po klatce, aby śledzić trójwymiarowe ruchy poszczególnych cząstek koloidalnych z rozdzielczością nanometrową, a jednocześnie mierzyć ich rozmiary i współczynniki załamania.
- Dzięki połączeniu akceleracji sprzętowej i optymalizacji oprogramowania, analizę tę można przeprowadzić w czasie zbliżonym do rzeczywistego za pomocą gotowego oprzyrządowania. Wydajny algorytm identyfikacji cząstek automatyzuje wstępne oszacowanie położenia z wystarczającą dokładnością, aby umożliwić bezobsługowe śledzenie i charakteryzację holograficzną.
- Rozdzielczość tej techniki dla wielkości cząstek jest wystarczająco dobra, aby wykryć powłoki w skali molekularnej na powierzchni kulek koloidalnych, bez konieczności barwienia lub znakowania fluorescencyjnego. Demonstrujemy to podejście do bezznakowej holograficznej cytometrii przepływowej poprzez wykrywanie wiązania awidyny z kulkami z biotynylowanego polistyrenu .
Immobilizacja białek wiążących na nieporowatych podłożach. Porównanie obciążenia, aktywności i stabilności białka.
- Cztery różne nieporowate materiały w postaci cząstek, nylon, polistyren , szkło sodowo-wapniowe i szkło z topionej krzemionki, zostały ocenione pod kątem ich przydatności jako nośników immobilizacji dla immunoglobulin.
- Metodę ilościowego oznaczania białka, którą zwykle stosuje się do roztworów, test kwasu bicynchoninowego (BCA), zastosowano z powodzeniem do bezpośredniego pomiaru ng ilości białka unieruchomionego na nośnikach. Badano dwa białka, przeciwciało monoklonalne przeciwko teofilinie oraz białko wiążące biotynę, awidynę .
- Do pomiaru aktywności unieruchomionego białka zastosowano radioaktywną teofilinę i radioaktywną biotynę. Zdolność wiązania liganda na mm2 nośnika mierzono jako funkcję ilości unieruchomionego białka.
- Mierząc zarówno ilość unieruchomionego białka, jak i jego zdolność wiązania liganda, ustaliliśmy, że przeciwciało antyteofiliny zaadsorbowane na kulkach polistyrenowych traci prawie 90% swojej aktywności wiązania po 65 godzinach, chociaż w tym czasie z kulek traci się niewiele białka. A
- vidin zachowuje prawie pełną aktywność dla biotyny na polistyrenie . Aktywność wiązania koniugatu biotynylo-przeciwciało unieruchomionego na polistyrenie zaadsorbowanym na awidynie jest stabilna, nawet przy przechowywaniu przez ponad 22 tygodnie.
- Przeciwciało kowalencyjnie unieruchomione na szklanych kulkach sodowo-wapniowo-krzemianowych zachowuje swoją aktywność wiązania podczas długotrwałego przechowywania, chociaż na mol unieruchomionego przeciwciała wiąże się tylko 0,1 mola 3H-teofiliny.
- Stosując cząstki topionego szkła krzemionkowego jako nośnik stały, to samo przeciwciało wiąże około 0,6 mola ligandu na mol unieruchomionego białka przeciwciała. Strukturalna „miękkość” immunoglobuliny wymaga zapobiegania interakcji z powierzchnią w celu utrzymania aktywności.
Wpływ wielkości i kształtu cząstek na ich margines i przyczepność do ścian: implikacje w projektowaniu nośników do dostarczania leków w skali nano-mikro.
- Technologie donaczyniowego dostarczania leków głównie wykorzystują sferyczne nanocząstki jako nośniki. Ich cele często znajdują się w ścianie naczynia krwionośnego lub w tkance poza ścianą, tak że lokalizacja pojazdu w kierunku ściany (margines) staje się warunkiem wstępnym dla ich funkcji.
- W tym celu, niektóre badania wykazały, że w środowisku przepływu mikrocząstki mają większą skłonność niż nanocząstki do ocierania się o ścianę. Ponadto cząstki niesferyczne teoretycznie mają większy obszar oddziaływań powierzchniowo-adhezyjnych niż cząstki kuliste . Jednak nie zostały zgłoszone szczegółowe, systematyczne badania, które integrują różne parametry wielkości i kształtu cząstek w skali nano-mikro w celu zbadania ich zachowania w lokalizacji ścian w przepływie krwi bogatym w erytrocyty.
- Zajmujemy się tą luką, przeprowadzając badania obliczeniowe i eksperymentalne z wykorzystaniem cząstek o czterech różnych kształtach (kulisty, spłaszczony, wydłużony, pręcik) w rozmiarach od nano do mikro. Badania obliczeniowe przeprowadzono przy użyciu pakietu Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator (LAMMPS), z
- Dyssypatywna dynamika cząstek (DPD). Do badań eksperymentalnych, cząstki modelowe zostały wykonane z obojętnie pływających kulek z polistyrenu fluorescencyjnego , które zostały rozciągnięte termicznie w niesferyczne kształty, a wszystkie cząstki zostały pokryte biotyną.
- Stosując układ mikroprzepływowy, powleczone biotyną cząstki przepływały przez powierzchnie powleczone awidyną w nieobecności w porównaniu z obecnością RBC, a adhezję cząstek i retencję na powierzchni oceniano za pomocą odwróconej mikroskopii fluorescencyjnej.
- Nasze badania obliczeniowe i eksperymentalne zapewniają jednoczesną analizę różnych rozmiarów i kształtów cząstek pod kątem ich retencji w przepływie krwi i wskazują, że w obecności RBC, niesferyczne cząstki w mikroskali ulegają zwiększonemu „marginalizacji + adhezji” w porównaniu z cząstkami sferycznymi w skali nano , co skutkuje ich wyższym wiązaniem. Wyniki te dostarczają ważnych informacji na temat ulepszonego projektowania systemów dostarczania leków ukierunkowanych na naczynia krwionośne.
Pomiary siły adhezji na sfunkcjonalizowanych mikrokulkach: Dogłębne porównanie mikropipety sterowanej komputerowo i mikroskopii sił przepływu.
- Charakterystyka wiązania sfunkcjonalizowanych mikrocząstek z powierzchniami o określonej chemii rzuca światło na interakcje w skali molekularnej. Adsorpcję polimerów lub białek często monitoruje się przez osadzanie cząstek koloidalnych. Pomiary siły na mikrokulkach za pomocą mikroskopii sił atomowych (AFM) lub pęsety optycznej są standardowymi metodami w biofizyce molekularnej, ale zazwyczaj charakteryzują się niską wydajnością. Testy płukania i wirowania z (bio)chemicznie zdobionymi mikrokulkami zapewniają lepsze statystyki, ale tylko wyniki jakościowe bez skalibrowanej siły wiązania lub wartości energetycznej.
- W niniejszej pracy pokazujemy, że mikropipeta sterowana komputerowo (CCMP) jest prostą i wysokowydajną alternatywą do ilościowego określania adhezji powierzchniowej sfunkcjonalizowanych mikrocząstek . Jednak będąc techniką pośredniego pomiaru siły, jej dogłębne porównanie z bezpośrednim pomiarem siły jest warunkiem wstępnym zastosowań wymagających kalibrowanych wartości siły adhezji. W tym celu przymocowaliśmy mikrokulki polistyrenowe do stałego podłoża wiązaniem awidyna -biotyna.
- Zmierzyliśmy siłę adhezji mikrokulek zarówno za pomocą specjalistycznego, zrobotyzowanego mikroskopu siłowego (FluidFM BOT), jak i CCMP. Ponadto strefę kontaktu kulki z podłożem scharakteryzowano bezpośrednio na optycznym bioczujniku falowodowym, aby określić gęstość cząsteczek awidyny . Rozkład siły odrywania zarejestrowanej na ~50 pojedynczych kulkach przez FluidFM BOT porównano z rozkładem adhezji uzyskanym z pomiarów CCMP na setkach pojedynczych kulek. Odkryliśmy, że obie metody zapewniają jednomodalne histogramy.
Avidin Polystyrene Particles |
|||
| VP-08-10 | Spherotech | 10 mL | 450 EUR |
Avidin Polystyrene Particles |
|||
| VP-10-10 | Spherotech | 10 mL | 450 EUR |
Avidin Polystyrene Particles |
|||
| VP-30-5 | Spherotech | 5 mL | 346.8 EUR |
Avidin Polystyrene Particles |
|||
| VP-60-5 | Spherotech | 5 mL | 346.8 EUR |
Avidin Polystyrene Particles |
|||
| VPX-1400-4 | Spherotech | 4 mL | 542.4 EUR |
Avidin Polystyrene Particles |
|||
| VPX-60-5 | Spherotech | 5 mL | 358.8 EUR |
DiagPoly Amine Polystyrene Particles, 0.5 µm |
|||
| DNM-F004 | Creative Diagnostics | 10 mL | 714 EUR |
Sodium Hypochlorite 0.5% w/v - 500mL |
|||
| SH05WV05 | Scientific Laboratory Supplies | 500ML | 19.38 EUR |
Sodium Hypochlorite 0.5% w/v - 5L |
|||
| SH05WV5 | Scientific Laboratory Supplies | 5L | 30.78 EUR |
DiagPoly Avidin Coated Polystyrene Particles, 0.7-0.9 µm |
|||
| DNM-C001 | Creative Diagnostics | 10 mL | 1212 EUR |
DiagPoly Avidin Coated Polystyrene Particles, 1.0-1.4 µm |
|||
| DNM-C002 | Creative Diagnostics | 10 mL | 1212 EUR |
DiagPoly Avidin Coated Polystyrene Particles, 3.0-3.9 µm |
|||
| DNM-C003 | Creative Diagnostics | 5 mL | 1062 EUR |
DiagPoly Avidin Coated Polystyrene Particles, 6.0-8.0 µm |
|||
| DNM-C004 | Creative Diagnostics | 5 mL | 1062 EUR |
Absolute Mag Avidin Magnetic Polystyrene Particles, 6 µm |
|||
| WHM-G154 | Creative Diagnostics | 2 mL | 866.4 EUR |
Absolute Mag Avidin Magnetic Polystyrene Particles, 7 µm |
|||
| WHM-G155 | Creative Diagnostics | 2 mL | 866.4 EUR |
Absolute Mag Avidin Magnetic Polystyrene Particles, 8 µm |
|||
| WHM-G156 | Creative Diagnostics | 2 mL | 866.4 EUR |
Absolute Mag Avidin Magnetic Polystyrene Particles, 10 µm |
|||
| WHM-G157 | Creative Diagnostics | 2 mL | 866.4 EUR |
Absolute Mag Avidin Magnetic Polystyrene Particles, 12 µm |
|||
| WHM-G158 | Creative Diagnostics | 2 mL | 866.4 EUR |
HRP Conjugated Avidin |
|||
| BA1081-0.5 | BosterBio | 0.5ml | 175.2 EUR |
TRITC Conjugated Avidin |
|||
| BA1093-0.5 | BosterBio | 0.5ml | 224.4 EUR |
FITC Conjugated Avidin |
|||
| BA1125-0.5 | BosterBio | 0.5ml | 224.4 EUR |
Avidin Fluorescent Particles |
|||
| VFP-0552-5 | Spherotech | 5 mL | 242.4 EUR |
Avidin Fluorescent Particles |
|||
| VFP-0558-5 | Spherotech | 5 mL | 242.4 EUR |
Avidin Fluorescent Particles |
|||
| VFP-0562-5 | Spherotech | 5 mL | 242.4 EUR |
Avidin Fluorescent Particles |
|||
| VFP-0852-5 | Spherotech | 5 mL | 242.4 EUR |
Avidin Fluorescent Particles |
|||
| VFP-0856-5 | Spherotech | 5 mL | 242.4 EUR |
Avidin Fluorescent Particles |
|||
| VFP-0862-5 | Spherotech | 5 mL | 242.4 EUR |
Avidin Fluorescent Particles |
|||
| VFP-0870-5 | Spherotech | 5 mL | 242.4 EUR |
Avidin Fluorescent Particles |
|||
| VFP-2052-5 | Spherotech | 5 mL | 315.6 EUR |
Avidin Fluorescent Particles |
|||
| VFP-2058-5 | Spherotech | 5 mL | 315.6 EUR |
Avidin Magnetic Particles |
|||
| VM-10-10 | Spherotech | 10 mL | 315.6 EUR |
Avidin Magnetic Particles |
|||
| VM-40-10 | Spherotech | 10 mL | 315.6 EUR |
Avidin Magnetic Particles |
|||
| VM-60-10 | Spherotech | 10 mL | 388.8 EUR |
Avidin Magnetic Particles |
|||
| VM-80-5 | Spherotech | 5 mL | 438 EUR |
Avidin Magnetic Particles |
|||
| VMS-30-10 | Spherotech | 10 mL | 346.8 EUR |
Avidin Magnetic Particles |
|||
| VMS-40-10 | Spherotech | 10 mL | 346.8 EUR |
Avidin Magnetic Particles |
|||
| VMX-10-10 | Spherotech | 10 mL | 261.6 EUR |
Avidin Magnetic Particles |
|||
| VMX-40-5 | Spherotech | 5 mL | 315.6 EUR |
Volumetric Sol Nitric Acid 0.5% w/v Solution |
|||
| N05WV5 | Scientific Laboratory Supplies | 5L | 38.76 EUR |
Eosin Y TS 0.5% (w/v) Adsorption Indicator |
|||
| EOW00051 | Scientific Laboratory Supplies | 1L | 102.6 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP10-008-10 | Spherotech | 10 mL | 322.8 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP10-015-10 | Spherotech | 10 mL | 322.8 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP10-025-10 | Spherotech | 10 mL | 322.8 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP10-025-100 | Spherotech | 100 mL | 2155.2 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP10-05-10 | Spherotech | 10 mL | 322.8 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP10-08-10 | Spherotech | 10 mL | 322.8 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP10-10-10 | Spherotech | 10 mL | 322.8 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP10-15-10 | Spherotech | 10 mL | 322.8 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP10-20-10 | Spherotech | 10 mL | 408 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP10-50-10 | Spherotech | 10 mL | 481.2 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPB-05-10 | Spherotech | 10 mL | 213.6 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPB-05-100 | Spherotech | 100 mL | 1278 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPB-1000-5 | Spherotech | 5 mL | 315.6 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPB-60-5 | Spherotech | 5 mL | 230.4 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPR-60-5 | Spherotech | 5 mL | 249.6 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPX-05-10 | Spherotech | 10 mL | 194.4 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPX-05-100 | Spherotech | 100 mL | 1131.6 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPX-08-10 | Spherotech | 10 mL | 194.4 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPX-10-10 | Spherotech | 10 mL | 194.4 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPX-100-10 | Spherotech | 10 mL | 286.8 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPX-1000-10 | Spherotech | 10 mL | 261.6 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPX-1200-10 | Spherotech | 10 mL | 254.4 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPX-1400-10 | Spherotech | 10 mL | 254.4 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPX-150-10 | Spherotech | 10 mL | 310.8 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPX-1600-10 | Spherotech | 10 mL | 261.6 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPX-1800-10 | Spherotech | 10 mL | 261.6 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPX-20-10 | Spherotech | 10 mL | 194.4 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPX-200-10 | Spherotech | 10 mL | 388.8 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPX-2000-10 | Spherotech | 10 mL | 261.6 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPX-2200-10 | Spherotech | 10 mL | 261.6 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPX-25-10 | Spherotech | 10 mL | 194.4 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPX-250-10 | Spherotech | 10 mL | 408 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPX-400-10 | Spherotech | 10 mL | 254.4 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPX-50-10 | Spherotech | 10 mL | 279.6 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPX-600-10 | Spherotech | 10 mL | 254.4 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPX-800-10 | Spherotech | 10 mL | 261.6 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPXR-1000-1 | Spherotech | 1 mL | 322.8 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPXR-25-1 | Spherotech | 1 mL | 322.8 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPXR-50-5 | Spherotech | 5 mL | 1089.6 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PPXR-60-1 | Spherotech | 1 mL | 322.8 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP-008-10 | Spherotech | 10 mL | 200.4 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP-008-100 | Spherotech | 100 mL | 1180.8 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP-015-10 | Spherotech | 10 mL | 200.4 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP-025-10 | Spherotech | 10 mL | 200.4 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP-025-100 | Spherotech | 100 mL | 1180.8 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP-05-10 | Spherotech | 10 mL | 200.4 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP-05-100 | Spherotech | 100 mL | 1180.8 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP-08-10 | Spherotech | 10 mL | 200.4 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP-08-100 | Spherotech | 100 mL | 1180.8 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP-10-10 | Spherotech | 10 mL | 230.4 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP-10-100 | Spherotech | 100 mL | 1424.4 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP-100-10 | Spherotech | 10 mL | 286.8 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP-100-100 | Spherotech | 100 mL | 1862.4 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP-15-10 | Spherotech | 10 mL | 230.4 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP-150-10 | Spherotech | 10 mL | 286.8 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP-20-10 | Spherotech | 10 mL | 242.4 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP-20-100 | Spherotech | 100 mL | 1521.6 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP-25-10 | Spherotech | 10 mL | 249.6 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP-25-100 | Spherotech | 100 mL | 1570.8 EUR |
Polystyrene Particles |
|||
| PP-30-10 | Spherotech | 10 mL | 254.4 EUR |
Dochodzimy do wniosku, że FluidFM BOT może bezpośrednio zmierzyć krzywą siły odrywania 50 mikrokulek w ciągu 150 minut. CCMP może dostarczyć skalibrowane wartości siły wiązania/adhezji 120 mikrokulek na godzinę.