Name: rapid nanoprobe signal enhancement by in situ gold nanoparticle synthesis
Uploaded: 2018-03-07T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 30 s
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欧州連合の第 7 フレームワーク プログラム (FP/2007-2013) の下で欧州研究評議会からの資金調達/ERC 助成契約号 615458、スウェーデン研究評議会、Pronova 優秀センター タンパク質技術 (VINNOVA - スウェーデン語イノベーション システム庁) は感謝します。

ひと血清サンプルのコレクション、すなわち国の法的および倫理的な要件に基づき得られました。倫理委員会の (または類似の) 承認とドナーから書面による同意。
1. 強化ソリューションの準備:
<ol><li>脱イオン水でナトリウム塩 MES を中断することにより 10 mM MES pH 6 バッファーを準備します。6 4 M NaOH 溶液を使用するために pH を調整します。</li>
	<li>5 mM 10 mM MES 6 pH 緩衝 (ソリューション 1) HAuCl4ソリューションを準備します。</li>
	<li>10 mM MES 6 pH 緩衝 (解決方法 2) 1.027 M H2O2ソリューションを準備します。 注: 解決方法 1 と解決方法 2 のボリュームは強化される数とマイクロ アレイのサイズに依存します。たとえば、10 × 10 mm のマイクロ アレイは、100 μ L 容量 (ソリューション 1 + 解決策 2) に確実に強化ソリューションと接触してマイクロ アレイ領域を必要です。後希釈、約 30-45 日以内の H2O2が使わなければなりません。</li>
</ol>2. ナノ粒子作製:
<ol><li>準備 40 nm の金ナノ粒子 Bastúsらで説明されているようです。16簡潔に、2.2 mM クエン酸ナトリウム (149 の mL) の沸騰溶液 1 mL の水溶液の 25 mM HAuCl4前駆体を注入します。赤ワイン色が観察されるまで待機します。種子成長ステップの種子としてナノ粒子のこのソリューションを使用します。</li>
	<li>90 ° C での種子を含む液に 25 mM HAuCl4の 1 mL に続いて 60 mM クエン酸ナトリウム 1 mL を注入します。30 分後反応は完了です。種子の生長まで手順を繰り返します 5 回 40 nm のナノ粒子が得られる、Bastúsらによる記述で。16
</li>
	<li>ナノ粒子ナノ粒子のサイズを決定するための最終的な解決の紫外可視吸光度を測定します。17また、透過電子顕微鏡 (TEM) を取得して使用できるナノ粒子のサイズを決定します。</li>
	<li>準備 90 nm AgNPs リベロらで説明されているようです。18は簡潔に、ポリ (アクリル酸ナトリウム) の積極的に撹拌した溶液に dimethylaminoborane (と) を追加 (PAA)、アグノ3。ソリューションの最終巻、50 mL と、PAA の最終的な集中とアグノ3それぞれ 1.6 mM、10 mM と 3.33 mM。 注: カルボキシル基と 50 変更 100 nm IONPs nm のカルボキシル基修飾 SiNPs を購入しました。</li>
	<li>抗体プエルタスらによって記述されたプロトコルに従うと、金ナノ粒子を付着させる目的します。19は簡単に言えば、1.2x10-9 M 金ナノ粒子溶液に COOH-ペグ-SH (5000 g·mol− 1) の 1 mg を追加 (OD 10 光密度)。12 4 M の NaOH 溶液で pH を調整します。<ol>
<li>穏やかな攪拌条件室温 (~ 22 ° C) で一晩インキュベート ソリューションをしましょう。</li>
		<li>ペグの過剰を削除するには、15 分間 13800 x g でソリューションを遠心分離します。</li>
		<li>500 μ L の脱イオン水でペレットを再懸濁します。</li>
		<li>N--(3-Dimethylaminopropyl) - n 5 μmol と PEG 修飾金ナノ粒子を孵化させなさい '-ethylcarbodiimide 塩酸塩 (EDC) と 10 mM MES ph 6 N hydroxysulfosuccinimide ナトリウム塩 (スルホ-NHS) 7.5 μmol 37 ° C で 30 分のバッファー</li>
		<li>EDC とスルホ NHS の過剰を削除するには、5 分 13800 x g で溶液を遠心分離します。</li>
		<li>500 μ L の 10 mM MES pH 6 バッファーでペレットを再懸濁します、抗体の 100 g·mL-1を追加します。解決策は 37 ° C で 2 時間インキュベートみましょう</li>
		<li>10 分間 13800 x g でソリューションを 2 回遠心分離によって抗体の過剰を削除し、500 μ L の 10 mM リン酸ナトリウム pH 7.5、0.3 M NaCl バッファーでペレットを再懸濁します。解決策は 37 ° C で 30 分間インキュベートみましょう</li>
		<li>2 回 10 分間 13800 x g でソリューションを遠心分離によって非特異的結合抗体を削除し、10 mM MES pH 6 バッファーで 500 μ L の 1% ウシ血清アルブミン (BSA) でペレットを再懸濁します。4 ° C でサンプルを一晩インキュベートします。</li>
		<li>2 回、10 分間 13800 x g でソリューションを遠心分離して 500 μ L の 10 mM MES pH 6 バッファーでペレットを再 BSA の過剰を洗います。</li>
		<li>EDC とスルホ NHS の量を適宜調整する抗体 SiNPs の 5 M AgNPs、IONPS の 0.5 mg、0.5 mg の変更用アドレスは、2.5.9 を 2.5.1 手順に従います。</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. 垂直流紙ベース試金:
<ol><li>マイクロ アレイを準備するには、ロボットのプリンターとニトロセルロース紙膜タンパク質 G 濃度勾配を入金します。印刷した後、室温 (~ 22 ° C) でマイクロ アレイ一晩乾燥をしましょう。</li>
	<li>フィルター ホルダーで囲まれた膜の垂直方向の流れの試金を遂行します。1 mL·min− 1の割合で超シリンジ ポンプを使用して igg 抗体修飾金ナノ粒子の 8 M ソリューションを流れ。17 M IgG 変更 AgNPs のソリューションでこの手順を繰り返します 0.1 mg·mL− 1 IgG 変更 SiNPs と 0.1 mg·mL− 1 IgG 変更 IONPs。</li>
	<li>マイクロ アレイは室温 (~ 22 ° C) で 30 分間乾燥し、4800 dpi の解像度でフラット ベッド スキャナーでスキャンができます。24 ビット カラーの TIFF ファイルとしてイメージを保存します。</li>
</ol>4. 商業ガラス ベースのアッセイを参照します。
<ol><li>120 分室温で 4 の異なる血清サンプルでアレルゲン成分検出のための 2 つのガラス スライドを孵化させなさい。</li>
	<li>脱イオン水でマイクロ アレイをすすいでください。</li>
	<li>加温 30 分抗ひと IgE と 2 番目のスライド加温室温 (~ 22 ° C) での蛍光標識抗ひと IgE 抗体と 1 つのスライド抗体修飾金ナノ粒子室温で 30 分間。</li>
	<li>脱イオン水でマイクロ アレイをすすいでください。</li>
	<li>レーザースキャニング装置と蛍光抗ひと IgE 抗体とインキュベートされたマイクロ アレイの蛍光強度を測定します。比色信号集録の卓上スキャナーで抗体修飾金ナノ粒子抗ひと IgE と培養されたマイクロ アレイをデジタル化します。</li>
	<li>デジタル化後、5 分間室温 (~ 22 ° C) で強化ソリューションとマイクロ アレイをインキュベートします。</li>
	<li>脱イオン水でセンサーを洗浄、室温 (~ 22 ° C) で 10 分間乾燥するようにし、なさい。</li>
	<li>マイクロ アレイを比色信号集録の 4800 dpi の解像度でテーブル トップのスキャナーでデジタル化します。16 ビット グレースケール TIFF ファイルの画像を保存します。</li>
</ol>5. マイクロ アレイ培養強化ソリューション:
<ol><li>事前解決方法 1 と解決方法 2 の同じ量を混合またはセンサーの表面に直接それらをミックスし、マイクロ アレイに関心のある分野が溶液の混合物で覆われていることを確認します。</li>
	<li>Let センサーを 5 分長い孵化に時間得ることができる特に紙ベースのマイクロ アレイのための高い信号/ノイズ比と同様、改良された感度の強化ソリューション室温で孵化させなさい。</li>
	<li>5 回の脱イオン水に水没してマイクロ アレイを洗い米のまま室温で乾燥します。 注: 乾燥段階の時間は、マイクロ アレイの素材によって異なります。紙ベースのマイクロ アレイの乾燥段階には約 30 分が必要です。ガラス製マイクロ アレイ乾燥約 5-10 分が必要です。</li>
</ol>6. イメージングによる解析:
<ol><li>ソフトウェア ツールで蛍光強度を分析します。センサーの製造元の使用 (DfU) の指示に従って 0.3 Isac 標準化ユニット (ISU) 以上は、すべての結果を検討してください。</li>
	<li>ソフトウェア ツールを使用して色の強度を分析します。画像ファイルを反転、各スポットの光強度を測定し、平均輝度を計算します。帳票のスポットの値を使用して、3 つの平均スポット ピクセル強度の平均として最終的な信号値を計算します。</li>
</ol>

<ol>
	<li>Holzinger, M., Le Goff, A., Cosnier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanomaterials+for+biosensing+applications:+a+review.">Nanomaterials for biosensing applications: a review.</a> Front. Chem. 2, 1 (2014).</li><li>Conde, J., Dias, J. T., Graz&#250;, V., Moros, M., Baptista, P. V., de la Fuente, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Revisiting+30+years+of+biofunctionalization+and+surface+chemistry+of+inorganic+nanoparticles+for+nanomedicine.">Revisiting 30 years of biofunctionalization and surface chemistry of inorganic nanoparticles for nanomedicine.</a> Front. Chem. 2, 48 (2014).</li><li>Sato, K., Onoguchi, M., Sato, Y., Hosokawa, K., Maeda, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-cross-linking+gold+nanoparticle+aggregation+for+sensitive+detection+of+single-nucleotide+polymorphisms:+Optimization+of+the+particle+diameter.">Non-cross-linking gold nanoparticle aggregation for sensitive detection of single-nucleotide polymorphisms: Optimization of the particle diameter.</a> Anal. Biochem. 350 (1), 162-164 (2006).</li><li>Cao, X., Ye, Y., Liu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gold+nanoparticle-based+signal+amplification+for+biosensing.">Gold nanoparticle-based signal amplification for biosensing.</a> Anal. Biochem. 417 (1), 1-16 (2011).</li><li>Fraire, J. C., Motrich, R. D., Coronado, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+of+a+novel+plasmonic+nanoconjugated+analytical+tool+for+ultrasensitive+antigen+quantification.">Design of a novel plasmonic nanoconjugated analytical tool for ultrasensitive antigen quantification.</a> Nanoscale. 8 (39), 17169-17180 (2016).</li><li>Taton, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scanometric+DNA+Array+Detection+with+Nanoparticle+Probes.">Scanometric DNA Array Detection with Nanoparticle Probes.</a> Science. 289 (5485), 1757-1760 (2000).</li><li>Cao, C., Gontard, L. C., Thuy Tram, L. L., Wolff, A., Bang, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dual+Enlargement+of+Gold+Nanoparticles:+From+Mechanism+to+Scanometric+Detection+of+Pathogenic+Bacteria.">Dual Enlargement of Gold Nanoparticles: From Mechanism to Scanometric Detection of Pathogenic Bacteria.</a> Small. 7 (12), 1701-1708 (2011).</li><li>Lu, Y., Shi, W., Qin, J., Lin, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low+cost,+portable+detection+of+gold+nanoparticle-labeled+microfluidic+immunoassay+with+camera+cell+phone.">Low cost, portable detection of gold nanoparticle-labeled microfluidic immunoassay with camera cell phone.</a> Electrophoresis. 30 (4), 579-582 (2009).</li><li>Zhang, M., Wittstock, G., Shao, Y., Girault, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scanning+electrochemical+microscopy+as+a+readout+tool+for+protein+electrophoresis.">Scanning electrochemical microscopy as a readout tool for protein electrophoresis.</a> Anal. Chem. 79 (13), 4833-4839 (2007).</li><li>Zayats, M., Baron, R., Popov, I., Willner, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biocatalytic+Growth+of+Au+Nanoparticles:+From+Mechanistic+Aspects+to+Biosensors+Design.">Biocatalytic Growth of Au Nanoparticles: From Mechanistic Aspects to Biosensors Design.</a> Nano Lett. 5 (1), 21-25 (2005).</li><li>Wang, S., Chen, Z., Choo, J., Chen, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Naked-eye+sensitive+ELISA-like+assay+based+on+gold-enhanced+peroxidase-like+immunogold+activity.">Naked-eye sensitive ELISA-like assay based on gold-enhanced peroxidase-like immunogold activity.</a> Anal. Bioanal. Chem. 408 (4), 1015-1022 (2016).</li><li>de la Rica, R., Stevens, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmonic+ELISA+for+the+ultrasensitive+detection+of+disease+biomarkers+with+the+naked+eye.">Plasmonic ELISA for the ultrasensitive detection of disease biomarkers with the naked eye.</a> Nat. Nanotechnol. 7 (12), 821-824 (2012).</li><li>Liu, D., Yang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glucose+Oxidase-Catalyzed+Growth+of+Gold+Nanoparticles+Enables+Quantitative+Detection+of+Attomolar+Cancer+Biomarkers.">Glucose Oxidase-Catalyzed Growth of Gold Nanoparticles Enables Quantitative Detection of Attomolar Cancer Biomarkers.</a> Anal. Chem. 86 (12), 5800-5806 (2014).</li><li>Qu, W., Liu, Y., Liu, D., Wang, Z., Jiang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Copper-mediated+amplification+allows+readout+of+immunoassays+by+the+naked+eye.">Copper-mediated amplification allows readout of immunoassays by the naked eye.</a> Angew. Chem. Int. Edit. 50 (15), 3442-3445 (2011).</li><li>Wang, X., Niessner, R., Knopp, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+growth+of+immunogold+for+amplified+optical+detection+of+aflatoxin+B1.">Controlled growth of immunogold for amplified optical detection of aflatoxin B1.</a> Analyst. 140 (5), 1453-1458 (2015).</li><li>Bast&#250;s, N. G. N., Comenge, J. J., Puntes, V. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetically+controlled+seeded+growth+synthesis+of+citrate-stabilized+gold+nanoparticles+of+up+to+200+nm:+size+focusing+versus+Ostwald+ripening.">Kinetically controlled seeded growth synthesis of citrate-stabilized gold nanoparticles of up to 200 nm: size focusing versus Ostwald ripening.</a> Langmuir. 27 (17), 11098-11105 (2011).</li><li>Haiss, W., Thanh, N. T. K., Aveyard, J., Fernig, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+Size+and+Concentration+of+Gold+Nanoparticles+from+UV-Vis+Spectra.">Determination of Size and Concentration of Gold Nanoparticles from UV-Vis Spectra.</a> Anal. Chem. 79 (11), 4215-4221 (2007).</li><li>Rivero, P. J., Goicoechea, J., Urrutia, A., Arregui, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+both+protective+and+reducing+agents+in+the+synthesis+of+multicolor+silver+nanoparticles.">Effect of both protective and reducing agents in the synthesis of multicolor silver nanoparticles.</a> Nanoscale Res. Lett. 8 (1), 101 (2013).</li><li>Puertas, S., Batalla, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Taking+Advantage+of+Unspecific+Interactions+to+Produce+Highly+Active+Magnetic+Nanoparticle-Antibody+Conjugates.">Taking Advantage of Unspecific Interactions to Produce Highly Active Magnetic Nanoparticle-Antibody Conjugates.</a> ACS Nano. 5 (6), 1-8 (2011).</li><li>Dias, J. T., Svedberg, G., Nystrand, M., Andersson-Svahn, H., Gantelius, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+signal+enhancement+method+for+nanoprobe-based+biosensing.">Rapid signal enhancement method for nanoprobe-based biosensing.</a> Sci. Rep. 7 (1), 6837 (2017).</li><li>Shen, G., Zhang, S., Hu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Signal+enhancement+in+a+lateral+flow+immunoassay+based+on+dual+gold+nanoparticle+conjugates.">Signal enhancement in a lateral flow immunoassay based on dual gold nanoparticle conjugates.</a> Clin. Biochem. 46 (16-17), 1734-1738 (2013).</li><li>Gupta, S., Huda, S., Kilpatrick, P. K., Velev, O. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+and+optimization+of+gold+nanoparticle-based+silver-enhanced+immunoassays.">Characterization and optimization of gold nanoparticle-based silver-enhanced immunoassays.</a> Anal. Chem. 79 (10), 3810-3820 (2007).</li></ol>

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現在、ナノプローブによる検出アッセイ用信号強化技術いずれかの酵素ベース12、ターゲット検出ナノプローブ21にナノ粒子の 2 番目のセットを必要とするまたは、染色技術の場合に限られています。金ナノ粒子の検出プローブとしての AgNPs 使用。22ここでは、簡単、迅速かつ無料の酵素法はナノプローブ検出に基づく試金の信号強調のため、説明します。この方法でナノプローブの 4 種類によって提供される比色信号を向上させることが可能だった: 金ナノ粒子、AgNPs、IONPs、SiNPs。
ナノプローブのセットごとに観察された増幅率は 100 倍、強化要因の定量化が事前強化信号の欠如により不可能だった SiNPs を除いて。この増大係数ナノプローブのすべての種類で、プロトコルの効率が似ていることを示唆しています。さらに、拡張プロトコルはストック金ナノ粒子懸濁液の希釈系列が印刷された用紙サポートを行ったとき、10000-fold の増幅率が観察されました。強化、金ナノ粒子の最小の番号を持つ見える斑点に以前いた場所約 10000 ナノ粒子がプリントされた、強化後未満 10 ナノ粒子をかくまっているスポット見えるようになった。20
ここで示される拡張プロトコルの確立された条件 Au0最小限にバック グラウンド ノイズを維持しながら、信号を改善するために Au3 +の還元利用を許可しています。同様に保存されているマイクロ アレイ数ヶ月後アッセイを行った試金の実行後に右、強化を実行できます。強化ソリューションは、解決方法 1 と解決方法 2 の 1:1 の混合物で構成されています。両方のソリューションを以前混合または直接マイクロ アレイ上に戻されるときを混合できます。予混合または直接混合の違いのみ強化ソリューションの貯蔵寿命に影響を与えます。とき予混合貯蔵寿命は、5-7 日の場合は 30-45 日間に増加の予混合します。
結果の詳細な分析は、拡張メソッドがバイオ センサーの定量的解析と干渉しないことを示しています。観測強度と試料の濃度の間の相関は、(表 1) を維持しました。ガラス ベース アレルゲン成分マイクロ アレイ イムノアッセイを使用して標準的な蛍光検出と比色検出 4 事前に特徴づけられる臨床サンプルで取得したデータは、2 つの検出方法と良い一致を示した。比較平均蛍光強度 (MFI) と平均の比強度 (MCI)、平均 R2 = 0.08 ± 0.79 がデータは、両方の軸に 10 ログオンしてときに得られました。この実験では、検出のためのナノプローブを使用またはナノプローブによる検出のために適応することができる場合、拡張メソッドを市販キットに適用できることを示した。
拡張メソッドの効果は、2 つの重要な側面に依存します。解決策 1 の混合物を確保することが重要です、均質な解決策 2。均質な混合物なしセンサー強化ソリューションの分数と接触して 1 または 2 ソリューションは他に対して優勢であるなります。Au3 + Au に0強化の効率をこのように損傷の減少の効率が低下するが。また、潜伏期間中に強化ソリューションと接触してマイクロ アレイの関心の領域全体を持つことが重要です。
信号の超高感度向上を達成するために強化ソリューションで長い培養時間 (約 5 分) は必要になります。以前にブロックされた (例えばBSA、ペグ) 金の Au0と結果として形成の高速非特異的堆積しないようにする必要がありますマイクロ アレイ表面信号集録を妨害することができますバック グラウンド ノイズの開発を避けるためには、レイヤー。
拡張メソッドに制限は、アッセイの本質的な効果です。アッセイは、true-肯定的な結果に帰することができる信号強調が観察されることを確保するため、正と負のコントロールを持っている必要があります。ターゲットと、ナノプローブの非特異的相互作用がある場合信号を集録後の強化は無効になります。
その他拡張する技法は、いずれかのナノ粒子の凝集に基づく、または改良された信号集録をできる材料とナノ粒子の染色です。ナノ粒子検出地点数の収集を促進することによって信号の集録が可能か視覚的にまたは紫外-可視計測。5これらの信号化 2 段階検出システム、検体の関心と記者は最初の検出の構成要素にバインドするために必要な 2 番目のステップの最初の検出に依存します。このような戦略は、分析の種類ごとに特定の拡張プロトコル最適化の要件のための普遍性を欠いています。
銀は、ここで提示されたプロトコルのような多く、染色などの染色強化技術は、直接信号検出構造化を許可します。ただし、ここで示されるプロトコルとは異なり銀染色のみ示されている金ナノ粒子または AgNPs のいずれかに適用します。6,7,8,9
この法の適用性検出エージェントとして金ナノ粒子、AgNPs、IONPs または SiNPs を使用して任意のアッセイに及ぶ可能性が可能性があります。さらに作業は他の材料とから成るセンサーにおける法の応用を勉強を進めています。

金ナノ粒子 (結果) または酸化鉄ナノ粒子 (IONPs) などのナノ材料の使用は、感度の向上と汎用性、バイオセンシングのアプリケーションを許可しています。1容積の比率に高い表面の活用に関しての様々 な配位子を持つナノ粒子の表面の装飾のため開発された方法の茄多は、感度の向上とセンサーの設計を有効にしています。2それにもかかわらず、バイオセンシング ツール、ナノプローブ探索可能なシグナルを達成するために必要な数に依存します。場合 40 nm の金ナノ粒子は、紫外可視分光法、約 90 × 106ナノプローブを介して信号を集録する興味の対象を効果的に検出するために必要です。3このナノプローブ密度制限は、信号増幅を使用して回避できます。このような戦略4は、粒子間の凝集または初期ナノプローブの密度は、最初の時にナノプローブの 2 番目のセットを蓄積増集積に基づいて作成できます。Visual または紫外-可視信号集録、 5センサーの表面上の特定の場所でのナノ粒子の数を増やすことができます。ただし、アッセイの感度はナノ粒子ナノプローブの初期のセットの方の 2 番目のセットのターゲットの能力に本質的にリンクされます。その他の戦略は、金と銀のナノプローブの染色に依存します。6,7は染色 visual または紫外可視検出の有効化、ナノ粒子の表面に銀イオンの還元によって実現されます。8これらのメソッドは、既存のゴールドの信号を強化または銀ナノプローブ表面共鳴プラズモン増強によって信号、粒子間の凝集の方法のように二次ターゲット イベントに依存しません。ただし、銀染色法は、金や銀のナノプローブの使用でのみ報告されています。8,9
2005 年に Zayatsら。10は、表面プラズモン共鳴信号を増加させる金ナノプローブの表面に Au イオンの還元を報告しました。この酵素に依存した作業で塩化セチルトリメチル アンモニウム塩化金酸の減少を許可ならびグルコース酸化酵素触媒による過酸化水素が生成されました。
最近では王ら。既存ナノプローブの表面に金の層が生成される強調法を報告しました。11これら拡大ナノプローブはペルオキシダーゼ様活性基板 3 ', 5, 5 '-テトラメチルベンチジン (TMB) 肉眼で明るい青の色の可視化を有効にすると表示されます。
スティーブンスらプラズモニック ELISA アッセイの開発を報告しました。過酸化水素を含む溶液に浸漬されたセンサーその後センサーで培養されたカタラーゼと標識二次抗体は伝統的な ELISA 戦略を通じて前立腺特異抗原 (PSA) の検出後、 12と塩化金酸。二次カタラーゼ変更抗体 (陽性) の存在は、過酸化水素、塩化金酸還元を減速し、赤い色を持つ準球状単分散金ナノ粒子を降伏の消費を促進します。カタラーゼ変更抗体 (陰性) の不在がままに言うと、このように急速な塩化金削減の推進と不明確な形態青/紫の色を担当した金ナノ粒子を生成する過酸化水素濃度を許可.過酸化水素とカタラーゼ活性の活動によって決定の濃度は、興味の analyte の濃度と相関すること示されました。カタラーゼ変更の二次抗体と触媒活性の状態のコントロールの必要性は、この法の普遍性を妨げる 2 つの要因です。また、既存の結果の独立した金クラスターの形成される増幅戦略にバック グラウンド ノイズの問題があります。
上記のテクニックもいくつかの他として13,14,15, が可能従来手法と同等の検出限界を達成するためにバイオ センサーのナノプローブ ベースの。
ここでは、新規ゴールド強化メソッドは、示されて増強または表面プラズモン共鳴信号を導入することによって既存のナノプローブの信号を増幅する場所。検出は、金、銀、シリカ、酸化鉄ナノ粒子使用で実施されて、センサー 2-(N Morpholino) で塩化金酸と過酸化水素水との混合物の溶液とインキュベートする許可されます ethanesulfonic 酸 (MES) pH 6 バッファー。Au0既存ナノプローブの表面に蒸着を支持する強化ソリューションのコンポーネントの濃度を最適化しました。すべてナノプローブのタイプ、すなわちを研究しました。金ナノ粒子、銀ナノ粒子 (AgNPs)、シリカ (SiNPs)、IONPs、不明確な層の形成をもたらした検出または高められた可視信号につながった光の散乱を補強したり。100 増幅信号増加を実現した紙とガラス ベースのマイクロ アレイでナノプローブ、加工 5 分以内信号を集録します。肉眼によって信号集録を行うことができる紫外可視分光法やイメージング卓上スキャナーやデジタル カメラなどのローエンドのツール。また、特定の最適化を必要とせず、市販のアレルギー診断アッセイではこの拡張プロトコルに容易に適用できることを実証しました。

<table><tbody><tr><td>Chloroauric acid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>254169 ALDRICH</td><td></td></tr><tr><td>Sodium citrate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S4641 SIGMA-ALDRICH</td><td></td></tr><tr><td>Dimethylaminoborane&amp;nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>476668 ALDRICH</td><td></td></tr><tr><td>Poly(acrylic acid, sodium salt)&amp;nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>416037 ALDRICH</td><td></td></tr><tr><td>Silver nitrate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>204390 ALDRICH</td><td></td></tr><tr><td>100 nm magnetic nanoparticles</td><td>Ademtech</td><td>021111</td><td></td></tr><tr><td>50 nm silica nanoparticles</td><td>Corposcular</td><td>140510-10</td><td></td></tr><tr><td>COOH-PEG-SH&amp;nbsp;</td><td>RAPP Polymere</td><td>135000-4-32</td><td></td></tr><tr><td>Sodium hydroxide</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>1.06462&amp;nbsp;EMD MILLIPORE</td><td></td></tr><tr><td>N-(3-Dimethylaminopropyl)-N&amp;rsquo;-ethylcarbodiimide hydrochloride</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>03449&amp;nbsp;SIGMA</td><td></td></tr><tr><td>N-Hydroxysulfosuccinimide sodium salt&amp;nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>56485&amp;nbsp;ALDRICH</td><td></td></tr><tr><td>Hydrogen peroxide solution</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>95313 SIGMA-ALDRICH</td><td></td></tr><tr><td>2-(N-Morpholino)ethanesulfonic acid hydrate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M8250 SIGMA</td><td></td></tr><tr><td>IgG antibody</td><td>Abcam</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sodium phosphate&amp;nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>342483&amp;nbsp;ALDRICH</td><td></td></tr><tr><td>Sodium chloride</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S7653&amp;nbsp;SIGMA-ALDRICH</td><td></td></tr><tr><td>Bovine serum albumin</td><td>VWR&amp;nbsp;</td><td>422351S</td><td></td></tr><tr><td>Protein G</td><td>Thermo Scientific</td><td>21193</td><td></td></tr><tr><td>Nitrocellulose paper membrane</td><td>Whatman</td><td>10402096</td><td></td></tr><tr><td>Nanoplotter 2.1 robotic printer</td><td>GeSIM</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Filter holder</td><td>Merck</td><td>XX3001200</td><td></td></tr><tr><td>PhD2000 Ultrasyring pump</td><td>Harvard</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Flatbed scanner CannonScan 9000F Mark II</td><td>Cannon</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Anti-human IgE antibody-modified AuNPs&amp;nbsp;</td><td>Thermofisher</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Laser scanning LuxScan 10/K</td><td>Capital Bio</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Table-top scanner Image Scanner Epson Expression 1600 pro</td><td>Epson</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Glass slide ImmunoCAP ISAC sIgE 112</td><td>Thermofisher</td><td>81-1011-01</td><td></td></tr><tr><td>Fluorescent-conjugated anti-human IgE antibody&amp;nbsp;</td><td>Thermofisher</td><td>81-1011-01</td><td></td></tr><tr><td>Phadia Microarray Image Analyzer MIA 1.2.4&amp;nbsp;</td><td>Thermofisher</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

rapid nanoprobe signal enhancement by in situ gold nanoparticle synthesis

金、銀、シリカや酸化鉄ナノ生物分析アッセイの検出試薬としてなどナノプローブの使用は、高い感度と便利な比色読み出しに有効にできます。しかし、ナノ粒子の高密度は通常検出に必要です。利用可能な合成による強化プロトコルいずれかの金や銀に限定ナノ粒子または正確に酵素制御と最適化に依存します。ここでは、金、銀、シリカ、酸化鉄ナノプローブの比色定量の読み出しを強化するプロトコルを提案する.10000-fold 因子までで比色信号が図れますが観察されました。このような信号の強化戦略の基礎は、Au3 + Au0の化学的還元です。Au3 + Au0の削減を有効にするいくつかの化学反応があります。プロトコルでは、良いのバッファーと H2O2が使用され、Au0新しい金ナノ粒子の形成の犠牲で、既存のナノプローブの表面に蒸着を支持することが可能です。塩化金酸と 2-(N morpholino) H2O2から成るソリューションとプロトコルの構成は、マイクロ アレイのインキュベーションの ethanesulfonic 酸 pH 6 バッファー ナノプローブによる検出アッセイ。強化ソリューションは、紙、ガラス センサーに適用できます。さらに、メソッドの商業アレルゲン マイクロ アレイへの応用によって示されるように市販のイムノアッセイにおける使用することができます。信号開発強化ソリューションと孵化の 5 分未満を必要とし、読み出しは肉眼または卓上スキャナーやデジタル カメラなどのローエンドの画像集録デバイスによって評価されることができます。

アッセイを用いて、ナノプローブ検出エージェントとしてセンサー検知エリアがナノプローブ (図 1、) に設定されます。ナノプローブの数が視覚的検出限界以下の場合、試料の検出、当初、みなされます負。ここで示される (図 1b) プロトコルを使用して、Au (図 1c) の不明確な層を導入することにより、ナノプローブの信号を増強します。
蛋白質 G の検出用に設計された紙ベースの免疫強化プロトコル (図 2) の有効性をショーケースとして実施されました。金ナノ粒子、AgNPs、SiNPs、および IONPs が IgG 抗体を変更され、使用および検出エージェント。スポットあたり蛋白質のグラム分子数のグラデーションについて紙のマイクロ アレイを作製した.
それが観測されたアッセイを行った後変更された金ナノ粒子 (IgG,) (図 2、) あたり 2 × 105分子として低を検出することができた igg 抗体、IgG が変更された AgNPs (IgG AgNPs) 2 × 104として低を検出することができたスポット (図 2c) あたり分子 IgG の変更 IONPs (IgG IONPs) あたり 2 × 107分子 (図 2e) を発見し、IgG の変更のような低 SiNPs (IgG SiNPs) は視覚信号 (を提供することができませんでしたを検出することができた図 2g)。
強化ソリューションとマイクロ アレイをインキュベートし 100 倍によって信号を増やすことは可能だったあらゆるタイプのナノ粒子を使用します。SiNPs の場合強化ソリューションが可能ない視覚信号強化ソリューションせず観察された信号を観察する (図 2b、2 d、2 階と 2 h)。
メソッドの既存の商業イムノアッセイへの応用の可能性を評価しました。強化は、ガラスを用いたアレルゲン成分マイクロ アレイ イムノアッセイにおける実施されました。4 のセットが検証され、特徴付けられる血清アレルギー患者から試料をマイクロ アレイを評価し (サンプル指定 a、b、c および d)。この試金の標準的な蛍光検出信号 (図 3) の強化が続く金ナノ粒子を標識抗 ige 抗体で染色に比べていた。強化前、どこ検出を実施した金ナノ粒子を標識抗 ige 抗体のマイクロ アレイのスポットが検出されたないです。強化後いくつかのスポットは肉眼によって目に見える、その強度は、画像デジタル化 (図 3) によって登録されていた。蛍光検出、さまざまなスポットが検出された (図 3)。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57297/57297fig1.jpg"> 図 1.手順のイラスト、microspot は、高度な信号に検体検出から受けます。microspot、強化プロトコル、マイクロ アレイの (b) 及び抗体変更ナノプローブの (その後の種子成長に固定化した検体の検出後 (、) 抗体変更 2 ナノプローブc) microspot、ナノプローブのサイズが 5 分強化ソリューションをインキュベート後増加しました。この図は、Diasらから dapted をされています。20<a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57297/57297fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57297/57297fig2.jpg"> 図 2.G. タンパク質の検出のためのマイクロ アレイのディジタル画像各マイクロ アレイの左側 (、) IgG-AgNPs、(e) (c) IgG によって金ナノ粒子と遂行検出の向上の前に観察されたマイクロ スポットには IgG IONPs と IgG SiNPs (g)。各マイクロ アレイの右上の (b) (d) (f)、IgG AgNPS IgG によって金ナノ粒子強化後、マイクロ スポットは、IgG IONPs および IgG SiNPs (h)。蛋白質 G の各濃度は、3 通マイクロ アレイ上に形成されました。蛋白質 G の行われていたタンパク質の濃度に基づく数の計算は、各 microspot で印刷されます。この図は、Diasらから適応されています。20<a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57297/57297fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57297/57297fig3.jpg"> 図 3.蛍光強度と、アッセイ用で得られる色の輝度相関が商業アレルギー診断アッセイを実施します。蛍光強度 (MFI) とは、比強度 (MCI) a、b、サンプルにおけるアレルゲンの検出の測定を意味する c、および d. インセット ログ 10 変換データを、両方の方法の線形相関が観察された間隔で。蛍光修飾抗体 (Fluorophore Ab) に基づく検出の観察マイクロ スポットの強度は蛍光性の放出です。マイクロ アレイのデジタル化と画像処理ソフトウェアで画像を反転後 Ab, 分析に基づく検出の観察マイクロ スポットの明るさが得られました。マイクロ アレイは、一番右下の蛍光検出のポジティブ コントロールと垂直トリプリケートについて設計されています。他の 3 つのコーナーは、ソフトウェアの評価に使用されます。画像は、16 ビット グレースケールで分析しました。この図は、Diasらから適応されています。20<a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57297/57297fig3large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<table fo:keep-together.within-page="1"><tbody>
<tr>
<td></td>
			<td>R2事前強化</td>
			<td>強化後の R2</td>
		</tr>
<tr>
<td>IgG によって金ナノ粒子</td>
			<td>8.70E-01</td>
			<td>7.80E-01</td>
		</tr>
<tr>
<td>IgG AgNPs</td>
			<td>9.10E-01</td>
			<td>9.60E-01</td>
		</tr>
<tr>
<td>IgG IONPs</td>
			<td>9.17E-01</td>
			<td>9.30E-01</td>
		</tr>
<tr>
<td>IgG SiNPs</td>
			<td>-</td>
			<td>8.50E-01</td>
		</tr>
</tbody></table>テーブル 1。R2 検出蛋白質 G、事前とナノ粒子の異なるセットを使用しての強化後の値。R2値は、試料の濃度とスポットの強度の相関を測定後に得られました。

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Rapid Nanoprobe Signal Enhancement by In Situ Gold Nanoparticle Synthesis

この作業でナノプローブによるバイオセンシングの信号強調のためのプロトコルを提案する.プロトコルは、金、銀、シリカ、酸化鉄ナノ粒子で構成される既存のナノプローブの表面に塩化金酸の減少に基づいています。

原金ナノ粒子合成による急速なナノプローブ信号強調

The use of nanoprobes such as gold, silver, silica or iron-oxide nanoparticles as detection reagents in bioanalytical assays can enable high sensitivity ...

rapid-nanoprobe-signal-enhancement-situ-gold-nanoparticle

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Chemistry

Rapid Nanoprobe Signal Enhancement by In Situ Gold Nanoparticle Synthesis

7.5K ビュー.  KTH Royal Institute of Technology. この作業でナノプローブによるバイオセンシングの信号強調のためのプロトコルを提案する.プロトコルは、金、銀、シリカ、酸化鉄ナノ粒子で構成される既存のナノプローブの表面に塩化金酸の減少に基づいています。

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Fabricating a UV-Vis and Raman Spectroscopy Immunoassay Platform

Immunoassays are used to detect proteins based on the presence of associated antibodies. Because of their extensive use in research and clinical settings, a large infrastructure of immunoassay instruments and materials can be found. For example, 96- and 384-well polystyrene plates are available commercially and have a standard design to accommodate ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopy machines from various manufacturers. In addition, a wide variety of immunoglobulins, detection tags, and blocking agents for customized immunoassay designs such as enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA) are available.
Despite the existing infrastructure, standard ELISA kits do not meet all research needs, requiring individualized immunoassay development, which can be expensive and time-consuming. For example, ELISA kits have low multiplexing (detection of more than one analyte at a time) capabilities as they usually depend on fluorescence or colorimetric methods for detection. Colorimetric and fluorescent-based analyses have limited multiplexing capabilities due to broad spectral peaks. In contrast, Raman spectroscopy-based methods have a much greater capability for multiplexing due to narrow emission peaks. Another advantage of Raman spectroscopy is that Raman reporters experience significantly less photobleaching than fluorescent tags1. Despite the advantages that Raman reporters have over fluorescent and colorimetric tags, protocols to fabricate Raman-based immunoassays are limited. The purpose of this paper is to provide a protocol to prepare functionalized probes to use in conjunction with polystyrene plates for direct detection of analytes by UV-Vis analysis and Raman spectroscopy. This protocol will allow researchers to take a do-it-yourself approach for future multi-analyte detection while capitalizing on pre-established infrastructure.

Nanoparticle-based optical probes have been designed as a vehicle for detecting antigens using Raman and UV-Vis spectroscopy. Here we describe a protocol for preparing such probes for a UV-Vis/Raman spectroscopy immunoassay in such a way to incorporate future multiplexing capabilities.

紫外可視およびラマン分光法イムノアッセイプラットフォームを製作

Immunoassays are used to detect proteins based on the presence of associated antibodies. Because of their extensive use in research and clinical settings, ...

生化学

Gold Nanostar Synthesis with a Silver Seed Mediated Growth Method

The physical, chemical and optical properties of nano-scale colloids depend on their material composition, size and shape 1-5. There is a great interest in using nano-colloids for photo-thermal ablation, drug delivery and many other biomedical applications 6. Gold is particularly used because of its low toxicity 7-9. A property of metal nano-colloids is that they can have a strong surface plasmon resonance 10. The peak of the surface plasmon resonance mode depends on the structure and composition of the metal nano-colloids. Since the surface plasmon resonance mode is stimulated with light there is a need to have the peak absorbance in the near infrared where biological tissue transmissivity is maximal 11, 12.
We present a method to synthesize star shaped colloidal gold, also known as star shaped nanoparticles 13-15 or nanostars 16. This method is based on a solution containing silver seeds that are used as the nucleating agent for anisotropic growth of gold colloids 17-22. Scanning electron microscopy (SEM) analysis of the resulting gold colloid showed that 70 % of the nanostructures were nanostars. The other 30 % of the particles were amorphous clusters of decahedra and rhomboids. The absorbance peak of the nanostars was detected to be in the near infrared (840 nm). Thus, our method produces gold nanostars suitable for biomedical applications, particularly for photo-thermal ablation.

We synthesized star shaped gold nanostars using a silver seed mediated growth method. The diameter of the nanostars ranges from 200 to 300 nm and the number of tips vary from 7 to 10. The nanoparticles have a broad surface plasmon resonance mode centered in the near infrared.

シルバーシード媒介成長法によるゴールドNanostarの合成

The physical, chemical and optical properties of nano-scale colloids depend on their material composition, size and shape 1-5. There is a great interest ...

生物工学

A Simple Method for the Size Controlled Synthesis of Stable Oligomeric Clusters of Gold Nanoparticles under Ambient Conditions

Reducing dilute aqueous HAuCl4 with sodium thiocyanate (NaSCN) under alkaline conditions produces 2 to 3 nm diameter nanoparticles. Stable grape-like oligomeric clusters of these yellow nanoparticles of narrow size distribution are synthesized under ambient conditions via two methods. The delay-time method controls the number of subunits in the oligoclusters by varying the time between the addition of HAuCl4 to alkaline solution and the subsequent addition of reducing agent, NaSCN. The yellow oligoclusters produced range in size from ~3 to ~25 nm. This size range can be further extended by an add-on method utilizing hydroxylated gold chloride (Na+[Au(OH4-x)Clx]-) to auto-catalytically increase the number of subunits in the as-synthesized oligocluster nanoparticles, providing a total range of 3 nm to 70 nm. The crude oligocluster preparations display narrow size distributions and do not require further fractionation for most purposes. The oligoclusters formed can be concentrated &#62;300 fold without aggregation and the crude reaction mixtures remain stable for weeks without further processing. Because these oligomeric clusters can be concentrated before derivatization they allow expensive derivatizing agents to be used economically. In addition, we present two models by which predictions of particle size can be made with great accuracy.

We describe a simple method for producing highly stable oligomeric clusters of gold nanoparticles via the reduction of chloroauric acid (HAuCl4) with sodium thiocyanate (NaSCN). The oligoclusters have a narrow size distribution and can be produced with a wide range of sizes and surface coats.

周囲条件下での金ナノ粒子の安定オリゴマークラスターのサイズ制御された合成のための簡単​​な方法

Reducing dilute aqueous HAuCl4 with sodium thiocyanate (NaSCN) under alkaline conditions produces 2 to 3 nm diameter nanoparticles. Stable grape-like ...

化学

Hydroquinone Based Synthesis of Gold Nanorods

Gold nanorods are an important kind of nanoparticles characterized by peculiar plasmonic properties. Despite their widespread use in nanotechnology, the synthetic methods for the preparation of gold nanorods are still not fully optimized. In this paper we describe a new, highly efficient, two-step protocol based on the use of hydroquinone as a mild reducing agent. Our approach allows the preparation of nanorods with a good control of size and aspect ratio (AR) simply by varying the amount of hexadecyl trimethylammonium bromide (CTAB) and silver ions (Ag+) present in the "growth solution". By using this method, it is possible to markedly reduce the amount of CTAB, an expensive and cytotoxic reagent, necessary to obtain the elongated shape. Gold nanorods with an aspect ratio of about 3 can be obtained in the presence of just 50 mM of CTAB (versus 100 mM used in the standard protocol based on the use of ascorbic acid), while shorter gold nanorods are obtained using a concentration as low as 10 mM.

This paper describes a protocol for the synthesis of gold nanorods, based on the use of hydroquinone as reducing agent, plus the different mechanisms for controlling their size and aspect ratio.

金ナノロッドのヒドロキノンベースの合成

Gold nanorods are an important kind of nanoparticles characterized by peculiar plasmonic properties. Despite their widespread use in nanotechnology, the ...

Microfabrication of Nanoporous Gold Patterns for Cell-material Interaction Studies

Nanostructured materials with feature sizes in tens of nanometers have enhanced the performance of several technologies, including fuel cells, biosensors, biomedical device coatings, and drug delivery tools. Nanoporous gold (np-Au), produced by a nano-scale self-assembly process, is a relatively new material that exhibits large effective surface area, high electrical conductivity, and catalytic activity. These properties have made np-Au an attractive material to scientific community. Most studies on np-Au employ macro-scale specimens and focus on fundamental science of the material and its catalytic and sensor applications. The macro-scale specimens limit np-Au's potential in miniaturized systems, including biomedical devices. In order to address these issues, we initially describe two different methods to micropattern np-Au thin films on rigid substrates. The first method employs manually-produced stencil masks for creating millimeter-scale np-Au patterns, while the second method uses lift-off photolithography to pattern sub-millimeter-scale patterns. As the np-Au thin films are obtained by sputter-deposition process, they are compatible with conventional microfabrication techniques, thereby amenable to facile integration into microsystems. These systems include electrically-addressable biosensor platforms that benefit from high effective surface area, electrical conductivity, and gold-thiol-based surface bioconjugation. We describe cell culture, immunostaining, and image processing techniques to quantify np-Au's interaction with mammalian cells, which is an important performance parameter for some biosensors. We expect that the techniques illustrated here will assist the integration of np-Au in platforms at various length-scales and in numerous applications, including biosensors, energy storage systems, and catalysts.

We report on techniques to micropattern nanoporous gold thin films via stencil printing and photolithography, as well as methods to culture cells on the microfabricated patterns. In addition, we describe image analysis methods to characterize morphology of the material and the cultured cells using scanning electron and fluorescence microscopy techniques.

物質 - 細胞相互作用研究ナノポーラス金パターンの微細加工

Nanostructured materials with feature sizes in tens of nanometers have enhanced the performance of several technologies, including fuel cells, biosensors, ...

Naked-Eye Detection of Rare Point Mutations in DNA

The protocol describes a naked-eye colorimetric test for the detection of somatic point mutations in an excess of wild type DNA. The future foreseen application of the method is the identification of rare mutations in circulating cell-free DNA from liquid biopsies, with a relevance in cancer diagnostics and stratification of oncological patients for personalized therapy. As a proof of concept, the test has been designed to detect the BRAFV600E mutation in the BRAF gene, which is important to identify the sub-group of melanoma patients that can benefit from targeted therapies with BRAF inhibitors. However, this colorimetric test can be easily generalized to other somatic mutations of clinical relevance due to the use of universal detection probes, thus providing strong potential in oncological diagnostics.
The test detects 0.5% of BRAFV600E in an excess of BRAFWT DNA, which matches the sensitivity of some commercial instrumental assays. Such sensitivity is clinically relevant for diagnostic purposes, allowing the early identification of drug-sensitive patients. In contrast to commercial assays based on real-time PCR, this test requires minimal instrumentation and processing, as it can be performed on DNA amplified with a standard PCR (or isothermal techniques) and provides a naked-eye readout with a one-tube reaction of a few steps in only one hour. At present, the test has been used only on synthetic DNA samples. However, the latter have been designed to mimic a real sample amplified from circulating cell-free DNA, to favor the translation of the test to clinical diagnostics.

<meta charset="utf8"></head><body>DNA中の希少点変異の肉眼検出

This protocol permits the naked-eye identification of point mutated DNA in a 200-fold excess of wild type DNA molecules, by exploiting gold nanoparticles and paramagnetic microparticles.

DNA中の希少点変異の肉眼検出

The protocol describes a naked-eye colorimetric test for the detection of somatic point mutations in an excess of wild type DNA. The future foreseen ...

Gold Nanoparticle Synthesis

Gold nanoparticles (Au nanoparticles) that are ~12 nm in diameter were synthesized by rapidly injecting a solution of 150 mg (0.15 mmol) of tetrachloroauric acid in 3.0 g (3.7 mmol, 3.6 mL) of oleylamine (technical grade) and 3.0 mL of toluene into a boiling solution of 5.1 g (6.4 mmol, 8.7 mL) of oleylamine in 147 mL of toluene. While boiling and mixing the reaction solution for 2 hours, the color of the reaction mixture changed from clear, to light yellow, to light pink, and then slowly to dark red. The heat was then turned off, and the solution was allowed to gradually cool down to room temperature for 1 hour. The gold nanoparticles were then collected and separated from the solution using a centrifuge and washed three times; by vortexing and dispersing the gold nanoparticles in 10 mL portions of toluene, and then precipitating the gold nanoparticles by adding 40 mL portions of methanol and spinning them in a centrifuge. The solution was then decanted to remove any remaining byproducts and unreacted starting materials. Drying the gold nanoparticles in a vacuum environment produced a solid black pellet; which could be stored for long periods of time (up to one year) for later use, and then redissolved in organic solvents such as toluene.

A protocol for synthesizing ~12 nm diameter gold nanoparticles (Au nanoparticles) in an organic solvent is presented. The gold nanoparticles are capped with oleylamine ligands to prevent agglomeration. The gold nanoparticles are soluble in organic solvents such as toluene.

ゴールドナノ粒子合成

Gold nanoparticles (Au nanoparticles) that are ~12 nm in diameter were synthesized by rapidly injecting a solution of 150 mg (0.15 mmol) of ...

プラズモニックDNA折り紙ナノアンテナによる1分子SERS測定

Single-Molecule Surface-Enhanced Raman Scattering Measurements Enabled by Plasmonic DNA Origami Nanoantennas

Surface-enhanced Raman scattering (SERS) has the capability to detect single molecules for which high field enhancement is required. Single-molecule (SM) SERS is able to provide molecule-specific spectroscopic information about individual molecules and therefore yields more detailed chemical information than other SM detection techniques. At the same time, there is the potential to unravel information from SM measurements that remain hidden in Raman measurements of bulk material. This protocol outlines the SM SERS measurements using a DNA origami nanoantenna (DONA) in combination with atomic force microscopy (AFM) and Raman spectroscopy. A DNA origami fork structure and two gold nanoparticles are combined to form the DONAs, with a 1.2-2.0 nm gap between them. This allows an up to 1011-fold SERS signal enhancement, enabling measurements of single molecules. The protocol further demonstrates the placement of a single analyte molecule in a SERS hot spot, the process of AFM imaging, and the subsequent overlaying of Raman imaging to measure an analyte in a single DONA.

著者スポットライト:プラズモニックDNA折り紙ナノアンテナによる単一分子表面増強ラマン散乱測定  

This protocol demonstrates single-molecule surface-enhanced Raman scattering (SERS) measurements using a DNA origami nanoantenna (DONA) combined with colocalized atomic force microscopy (AFM) and Raman measurements.

プラズモニックDNAオリガミナノアンテナによる1分子表面増強ラマン散乱測定

Surface-enhanced Raman scattering (SERS) has the capability to detect single molecules for which high field enhancement is required. Single-molecule (SM) ...

原金ナノ粒子合成による急速なナノプローブ信号強調

要約

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紫外可視およびラマン分光法イムノアッセイプラットフォームを製作

シルバーシード媒介成長法によるゴールドNanostarの合成

周囲条件下での金ナノ粒子の安定オリゴマークラスターのサイズ制御された合成のための簡単な方法

金ナノロッドのヒドロキノンベースの合成

物質 - 細胞相互作用研究ナノポーラス金パターンの微細加工

DNA中の希少点変異の肉眼検出

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ゴールドナノ粒子合成

プラズモニックDNAオリガミナノアンテナによる1分子表面増強ラマン散乱測定

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