この作業および/または出版のサポートは、芸術と科学のフェアフィールド大学・カレッジの科学研究所、フェアフィールド大学の学部研究助成、科学振興のための研究・コーポレーションからコットレル大学科学賞、芸術科学フェアフィールド大学の大学によって提供されたとフェアフィールド大学の化学・生化学科。我々は感謝して、この一般的な研究分野に関しては多くの有用な洞察とアドバイスをジャン・マリー・ウォレスを認めます。加えて、我々は非常に特別な、すべての過去、現在、そしてハーパー・レザーマン研究所の今後の学部の研究者にあなたに感謝して延びています。

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Sensing oxygen near the speed of open-air diffusion.</a> Chem. Mater. 11 (10), 2837-2845 (1999).</li><li>Plata, D. L., 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=Aerogel-platform+optical+sensors+for+oxygen+gas.">Aerogel-platform optical sensors for oxygen gas.</a> J. Non-Cryst. Solids. 350, 326-335 (2004).</li><li>Rolison, D. R., Pietron, J. J., Long, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+the+sensitivity,+specificity,+and+time+signature+of+sensors+through+architectural+design+on+the+nanoscale.">Controlling the sensitivity, specificity, and time signature of sensors through architectural design on the nanoscale.</a> ECS Trans. 19 (6), 171-179 (2009).</li><li>Carroll, M. K., Anderson, A. M., Aegerter, A. M., Leventis, N., Koebel, M. 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A. 3 (22), 12059-12068 (2015).</li><li>Ellerby, L. M., 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=Encapsulation+of+proteins+in+transparent+porous+silicate-glasses+prepared+by+the+sol-gel+method.">Encapsulation of proteins in transparent porous silicate-glasses prepared by the sol-gel method.</a> Science. 255 (5048), 1113-1115 (1992).</li><li>Massari, A. M., Finkelstein, I. J., Fayer, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamics+of+proteins+encapsulated+in+silica+sol-gel+glasses+studied+with+IR+vibrational+echo+spectroscopy.">Dynamics of proteins encapsulated in silica sol-gel glasses studied with IR vibrational echo spectroscopy.</a> J. Am. Chem. 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著者は、彼らが競合する金融利害関係を持たないことを宣言します。

説明したように、この手順は、一貫して実行可能なCYTを生成した。エアロゲル内に封入Cはエアロゲル内CYT。Cの濃度は5〜15μMおよび4.4からのタンパク質の生存度に深刻な悪影響なしに70 mMのリン酸に変えることができるエアロゲル内に封入初期CYT。C溶液の緩衝液濃度から変化させることができます。しかし、ピーク中心と特性のcytのピーク幅。ソーレーピークCエアロゲルで、彼らはCYTためのものであるものに最も近い。溶液中のCのcyt。cが 40 mMのバッファ9の溶液からエアロゲル中にカプセル化されたとき。 CYTの合成。C -SiO 2エアロゲルは、出発試薬のいくつかの年齢によって影響されます。メタノール、テトラ、および水酸化アンモニウム溶液は、すべての吸湿性であり、すべて1対2ヶ月を交換する必要があります。中に蓄積増加した水時間をかけてこれらの試薬は、ゲル構造特性およびゾルからゲルへの遷移時間に影響を与えます。 超臨界乾燥を行う場合には、臨界点乾燥装置の転送ボートが厚い18 0.5センチメートル、直径1cmのゲルを保持することができます。プロトコルセクションで概説したように、特定の充填および排出手順は、ゾル - ゲルに二酸化炭素を転送するために従うべきです。排水プロトコルの開始時に、二酸化炭素とアセトンの排出液は、ドレインチューブは水分が外部に氷に凝縮と硬い凍結するような高速で流れることに留意することが重要です。アセトン、無水なく、この水は時折排水管が実際に詰まら程度にフリーズすることがあるため外排出混合物は、いくつかの水が含まれています。このような目詰まりを監視するために、フローの停止をリッスンする必要があります。詰まりが検出された場合、目詰まりが溶融するので、排水弁が数分間閉鎖されるべきです。に排水バルブが閉じていない場合は最悪のシナリオは、目詰まりはそんなに圧力が排水管が強制的に装置をオフにポップすることを構築することがあります。最初のいくつかのドレイン期間の後、アセトンの大部分は、装置の外に洗浄されています、と濡れた氷の塊の発生が大幅に減少します。排水プロトコルは（そのような香りなど）アセトンの存在の任意の残留証拠を継続するように、放電は次第に排水処理の終了により検出不能となってドライアイスのようになります。 装置内の二酸化炭素を超臨界流体への液体から移行したと通気プロセスが始まった後、手順9に示されるように、少なくとも45分間にわたってゆっくりとした速度で流体を放出することが必要です。リリースの高いレートは、チトクロームの生存率を減少させることができます。エアロゲルとエアロゲル自身内のcが （ 図9に示すように）実際に目のようにバラバラにすることができますE液をゲルから逃れるために突入します。彼らは脆く、簡単に破ることができるように一般的に、エアロゲルは、装置の扉を開いた後に無傷のまま場合でも、慎重に、静かにそれらを処理することが重要です。 CYTと一緒に注入する制御シリカゲル。C -SiO 2ゲルは、ゲルへの二酸化炭素の移動が成功したかどうかを決定するために超臨界乾燥の後に使用されます。時にはCYT。C -SiO 2ゲルは曇って見えることがあり、これは不完全な溶剤転送するか、CYTの濃度に関係しています。Cまたはゲル内に封入されたバッファリングすることができるかの原因であるかどうかは決定することが重要です。 CYTなしのシリカゲルが。全体に均質な、半透明の外観を有するように見えるcの場合、溶媒の転送が完全にたとえCYTを発生したこと、これが証拠として撮影することができます。C -SiO 2ゲルは、それらにいくつかの曇りを持っています。シリカゲル内雲量CYTずに乾燥後。cが 、いくつかのアセトンが通気中にゲルの内部に残っていることを示しています。 プロトコルセクションで示したように、一酸化窒素（NO）で作業するとき、重要な安全上の予防措置をとる必要があります。エアロゲルを用いてNOを検出するために、非常によく、キュベットを密閉し、ドラフト内にエアロゲル上を流れるガスを排出する必要があります。また、全体の分光光度計は、NOガスへの露出を制限するために追加の予防策として、NOガスシリンダーと一緒にヒュームフード内に移動させることができます。空気NOと接触するとすぐに非常に有毒な二酸化窒素、四酸化二窒素または両方を生成します。 NO、熱及び腐食性のフュームを生成するために水と反応することができます。したがって、NOへの持続的な曝露は、直接的な組織毒性をもたらす可能性があります。 CYTを使用する場合。C -SiO 2エアロゲルの一酸化窒素の存在を検出するために、ソーレー帯は、最初〜408 nmであろうと移行します一酸化窒素の存在下で〜414 nmまで。バック窒素に切り替えた後、ソーレー帯は〜408 nmの中心とされているに戻って逆必要があります。また、CYTを使用することも可能である。C -SiO 2エアロゲル、一酸化炭素27のような他のリガンドの存在を検出します。 異なる公開された方法は、従来のゾルと混合し、超臨界エアロゲル4-8を形成するために乾燥に溶液中のcyt。Cと金または銀ナノ粒子を合成する追加ステップを含みます。 CYTのUV-可視分光法を比較した。cは CYTのものと金属ナノ粒子とのエーロゲルの中にカプセル化金属ナノ粒子なしエーロゲルの中にカプセル化Cは、カプセル化技術のこれらの2つのタイプがCYTを生成することを示している。エアロゲル内の類似の生存率C（ 図5） 。しかし、金属ナノ粒子でカプセル化CYT。cが CYTよりわずかに安定である。Cの封入エアロゲル9内の金属ナノ粒子を含まないD。両方がいくつかのエアロゲル内のcyt。Cの展開を示すバッファ内のcyt。Cのスペクトル（ 図7）と異なるものの、CYT。Cエアロゲルの両方のタイプのCDスペクトルは、また類似しています。 CYT上の以前の報告。エアロゲル中にカプセル化さcは円偏光二色性分光法は、最も可能性の高いタンパク質の最外層を評価していることを示唆しているが、金属ナノ粒子核形成多層CYTいずれかの内、シリカゲルとの接触の際に展開するcの構造や形成緩く組織化構造いかなる金属ナノ粒子は、エアロゲル4.9に存在しない場合。しかし紫外可視分光法により測定されたエアロゲル内部に自己組織化構造のいずれかのタイプ内のcyt。Cの大部分は、折り畳まれたままになります。本明細書のSANナノ粒子を記載したプロトコルの利点は、高価な購入または金属の時間のかかる合成ナノ粒子は必要ありません。タンパク質は、多くの場合、正常にエアロゲル内にカプセル化されておらず、それが将来のバイオ分析装置のための潜在的な重要性を持つエアロゲル中の他のタンパク質をカプセル化するための、より一般的な方法の開発につながる可能性があり、その中にため、この手順は重要です。

シトクロムc（CYT。c）は、身体の細胞呼吸の反応に関与する重要な電子伝達タンパク質です。細胞死の制御された形態、アポトーシスに関与することが示されており、それは、一酸化窒素及び一酸化炭素1-3のような小さな毒性分子を検出することができます。一酸化窒素（NO）は、神経、心血管系で起こる生理学的過程、および免疫系の様々な役割を果たしています。 CYTは。Cは、一般的に、構造的に無傷でアクティブなままにしたpH中性の値に緩衝水性環境が必要ですが、研究はそのCYTを示している。cは一定の条件4-9の下でエアロゲルとして知られている固体材料で、その構造と機能を保持することができます。 エアロゲルは、多くの場合、金属酸化物エアロゲルは非常に一般的であるが、炭素およびエアロゲルの他のタイプの合成された（ゾル - ゲル金属酸化物を合成することによって形成された高度に多孔質の材料である。一例では、InPのAERありますogels）10と多孔質固体マトリックスは11-14変更されないような方法でこれらのゾル-ゲルを乾燥させます。固体エアロゲルの細孔の全てが表面反応が重要である任意のアプリケーションのためのエアロゲルは、非常に有用にする多くの利用可能な表面積になります。化学的または生化学的機能がエアロゲルナノアーキテクチャ内で組み立てられる場合には、エーロゲルの物理的な多孔度および表面増強領域は、センサ、並びに電池用電極、燃料電池、及びスーパーキャパシタアプリケーション11,15-23を改善するのに役立つことが示されています。不変の多孔質固体マトリックスを残すようにエアロゲルを乾燥させるためには、超臨界溶媒抽出を介して、ゾル - ゲル合成後の細孔中に残存溶媒を除去することが典型的です。ゲルからの溶媒が蒸発するように表面張力によって生じ得る任意の孔の崩壊が原因超臨界乾燥、液体 - 蒸気界面は決して形で最小化されます。 24-30乾燥させたゾル-ゲル中にカプセル化されているcは 。その後、エアロゲルが原因で多くのタンパク質の構造に損害を与える恐れがあります必要な処理に稀です形成するために超臨界乾燥させて、ゾル - ゲル中の生体分子をカプセル化するレポート。 CYT。Cの場合には、一定の条件により、検出およびエーロゲルの中に気相窒素酸化物に反応するのCYT。C能力を保持することを可能にします。一度エアロゲルで安定化、エアロゲルの高品質な細孔構造はCYT。cおよび一酸化窒素4,8,9との間の反応を促進します。 CYT。cが最初のソリューション4-8に金または銀ナノ粒子の周囲に複数の層でそれを関連付けることにより、エアロゲル内にカプセル化することができます。これらの多層超構造は、エアロゲルマトリックス内にタンパク質を保護するのに役立ちます。最新approacでタンパク質濃度およびバッファー強度が他の合成条件と一緒に制御されている我々が開発している時間は、CYT。cがあっても、金属ナノ粒子の初期の関連付け9なしエアロゲル内の整合性を保持しています。 合成は、多くのエアロゲル合成は、一定期間のためのシリカゾルゲル前駆体を混合することにより開始し始めます。これは、cは 、混合物中に緩衝溶液として添加することがCYT。混合時間セットした後です。ゲルはその後細孔が水、メタノール、残りの反応物及び副生成物で充填された多孔質シリカ固体構造を形成するために起こります。毛穴を埋めるこの液体は、溶媒交換の一連の様々な溶媒を用いてすすぐことができ、液体二酸化炭素は、臨界点乾燥装置内で行わとの最後の交流が低温に保ちました。二酸化炭素の臨界温度（31.1℃）より上のゲルをもたらすことなどの形成を促進します乾燥し、高度に多孔性エアロゲルを形成するために排出することができ、加圧装置内upercritical流体。それが変性可能性がある温度以下にタンパク質を保持するための超臨界流体を形成するために、二酸化炭素のために必要な比較的低い温度が他の溶媒に比べて有利です。 それは、他のタンパク質をカプセル化するための、より一般的に適用可能なプロトコルの開発につながる可能性があり、簡単な手順であるため、エアロゲルにCYT。Cをカプセル化する当社の金属ナノ粒子を含まないアプローチが有利で ​​す。多くのタンパク質は、CYT同じように金属ナノ粒子と相互作用しないことがあります。cが行い、金属ナノ粒子の合成または購入手続きに追加の時間と費用を追加します。エアロゲル中のタンパク質をカプセル化するには、いくつかの報告は私を助けることができるエアロゲル中の他のタンパク質をカプセル化するための、より一般的な手順を見つけるための重要な一歩は、この手順の開発を行いますnは潜在的な将来の生体分析装置。 この原稿のプロトコルセクションでは、シリカのゾル-ゲルを合成し、これらのゾル-ゲルにCYT。Cをカプセル化し 、エアロゲルを形成するために、これらの複合ゾル-ゲルを乾燥、紫外可視および円偏光二色性分光法を使用して、これらのbioaerogelsを特徴付け、存在を検出する方法について説明しますこれらbioaerogelsと気相酸化窒素の。第一リン酸緩衝液の4.4 mMの70の水溶液中に溶解した場合CYT。cが正常エアロゲル中に封入されています。しかし、エアロゲルで最適化されたタンパク質の構造は、CYTの40mMのリン酸緩衝液を封入する際に生じることが判明した。ロードされたエアロゲルCYTを生産Cは 5~9μM〜15の範囲のC濃度 。したがって、下記のプロトコルは、CYTの40mMのリン酸緩衝液を使用してエアロゲルを合成することである。ロードされたcytその結果、C。C濃度15μMのエアロゲルインチ&lt;/ P&gt;

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="661">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Potassium phosphate, monobasic</td>
			<td style="width:127px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">P285-500</td>
			<td style="width:167px;">Certified ACS (also possible to use sodium phosphate monobasic)</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:249px;">Potassium phosphate dibasic anhydrous</td>
			<td style="width:127px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">P288-500</td>
			<td>Certified ACS (also possible to use sodium phosphate dibasic)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Water</td>
			<td style="width:127px;">Millipore Direct-Q</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>18 M&#937; cm</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:249px;">pH meter and electrode</td>
			<td style="width:127px;">Denver Instrument</td>
			<td style="width:119px;">UB-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:249px;">Cytochrome c from equine heart</td>
			<td style="width:127px;">Sigma Aldrich</td>
			<td>C7752-100MG&#160;</td>
			<td>&#8805;95% based on Mol. Wt. 12,384, used as received and stored at -20&#176;C</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Glass scintillation vials</td>
			<td style="width:127px;">Wheaton</td>
			<td>03-341-25J</td>
			<td>20 mL, O.D. x height (with cap):&#160; 28 mm x 61 mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Disposable cuvette</td>
			<td style="width:127px;">Fisher Scientific</td>
			<td>14-955-126</td>
			<td>methacrylate, 10 mm x 10 mm x 45 mm</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:249px;">Ultraviolet Visible Spectrophotometer</td>
			<td style="width:127px;">Shimadzu</td>
			<td style="width:119px;">UV-1800</td>
			<td>Uses UVProbe v 2.33 software</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:249px;">Circular dichroism spectrometer (or spectropolarimeter)</td>
			<td style="width:127px;">JASCO</td>
			<td style="width:119px;">J-810</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Isotemp Laboratory Refrigerator</td>
			<td style="width:127px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Polypropylene disposable beakers</td>
			<td style="width:127px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">01-291-10</td>
			<td>50 mL</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:249px;">Tetramethylorthosilicate (also known as tetramethoxysilane, TMOS)</td>
			<td style="width:127px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">218472-500G</td>
			<td>98% purity</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Methanol</td>
			<td style="width:127px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">A457-4</td>
			<td>GC Resolv grade</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Ammonium hydroxide solution</td>
			<td style="width:127px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">221228-25ML-A</td>
			<td>ACS reagent, 28.0-30.0%</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:249px;">General purpose polypropylene scintillation vials</td>
			<td style="width:127px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">Z376825-1PAK</td>
			<td>16 mm x 57 mm, volume size 6.5 mL, slice off bottom with sharp knife or razor</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">generic plastic wrap</td>
			<td style="width:127px;">various</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Parafilm M laboratory wrapping film</td>
			<td style="width:127px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">S37440</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Plastic syringe plunger</td>
			<td style="width:127px;">various</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>use syringe plunger from 3 mL syringe</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Ethyl alcohol</td>
			<td style="width:127px;">Acros</td>
			<td style="width:119px;">61509-0040</td>
			<td>Absolute, 200 proof, 99.5% A.C.S. reagent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Acetone</td>
			<td style="width:127px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">A949-4</td>
			<td>HPLC grade</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:249px;">Critical point drying apparatus</td>
			<td style="width:127px;">Quorum Technologies</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>E3000 Series</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Circulator</td>
			<td style="width:127px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">Isotemp 3016</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Carbon dioxide cylinder</td>
			<td style="width:127px;">Tech Air</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>siphon tube</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:249px;">Micrometer</td>
			<td style="width:127px;">Central Tool Company</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:249px;">GRAMS/AI 8.0 software</td>
			<td style="width:127px;">Thermo Electron Corporation</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Nitrogen cylinder</td>
			<td style="width:127px;">Tech Air</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Another inert gas could be substituted</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:249px;">10% nitric oxide/90% nitrogen cylinder</td>
			<td style="width:127px;">Airgas</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Tygon tubing</td>
			<td style="width:127px;">various</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">T-switch valve</td>
			<td style="width:127px;">various</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">syringe needles</td>
			<td style="width:127px;">various</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

encapsulating cytochrome c in silica aerogel nanoarchitectures without metal nanoparticles while retaining gas-phase bioactivity

官能性化合物は、エアロゲル内にカプセル化されたときに、センサ、電池、燃料電池などのアプリケーションは、非常に多孔性のエアロゲルを使用することによって改善されています。しかし、エアロゲルを形成するために処理されているゾル - ゲル内のタンパク質をカプセル化するには、いくつかの報告が存在します。超臨界酸化窒素（NO）は、気相活性を有するbioaerogelsを形成するために処理されるシリカ（SiO 2）ゾル-ゲルにシトクロムc（CYT。C）をカプセル化するための手順が示されています。 CYT。Cは制御タンパク質濃度で混合シリカゾルに加え、強度条件をバッファリングします。ゾル混合物をゲル化し、ゲルの孔に充填された液体は、液体二酸化炭素と溶媒交換の一連の置換されています。二酸化炭素は、その臨界点にし、CYTで乾燥エアロゲルを形成するためにオフに排出される。cは内部に封入されました。これらのbioaerogelsは、紫外可視分光ANと特徴付けられますD円偏光二色性分光法及び気相酸化窒素の存在を検出することができます。この方法の成功はCYT。C濃度と緩衝液濃度を調整するに依存し、このような金属ナノ粒子のような他の成分を必要としません。潜在的な将来の生物分析機器開発のための重要なこの手順を行う同様のアプローチを使用して、他のタンパク質をカプセル化することが可能です。

実行可能なCYT。Cを含むエアロゲルで説明する手順をもたらします。導入の最後に指定されているように、CYT。cが 4.4から70 mMのリン酸の範囲で緩衝水溶液からカプセル化することができます。 CYTの例。C -シリカ（CYT。C -SiO 2）異なる緩衝液濃度を含有する溶液から製造されたエアロゲルは、 図4に示されている。70ミリモルから製造されたゲルは最も不透明なバッファを用いてすべてのゲルは、比較的半透明です。 CYTの分光法との比較。異なる条件の下でcは 、図5に示されている。典型的なスペクトル（ 図5c）が 2エアロゲルC -SiO。CYTための408 nmの周りに大きなソーレーピークを示し、チトクロームのスペクトルに非常に類似しています溶液中。C（ 図5a）。また、CYTのスペクトル。金属ナノ粒子がエーロゲルの中にカプセル化されたCは 、（ 図5b）とCYTが示されている。C -SiO 2エアロゲルスペクトルは、同様に、このスペクトルに類似しています。 CYT。C -SiO 2エアロゲルは窒素酸化物に暴露されると、ソーレーピークの典型的なシフトは、（ 図5d）で観察されています。 CYTから作られたゲルのためのUV-VISスペクトルを変化させる緩衝液濃度でのCソリューションは、 図6に示されている。これらのゲルのすべての特性UV-可視分光はCYT。cは 、ゲル内の変性状態にないことを示す特徴を示しています。しかし、これらのスペクトルのためのより低い信号対雑音比で70 mMの緩衝結果から作られたゲルの減少透光。 CYTのCDスペクトル。C -SiO 2エアロゲルはCYTのスペクトルに類似している。C </eM&gt;エアロゲルスペクトルの両方のタイプの緩衝溶液中でCYT。Cのスペクトルと異なっているが、金属ナノ粒子を有するエアロゲル内に封入された （ 図7）。 図8は 、CYTのための典型的な酸化窒素監視応答を示している。C -SiO 2エアロゲルともCYT。Cに加えて、金属ナノ粒子を含んで対応するエアロゲル。 408 nmで414 nmでの吸光度との差が増大し、次いでゲルを連続してそれぞれ窒素を一酸化窒素に露出されたときに減少することが分かります。 超臨界二酸化炭素を十分に遅い速度、CYTの生存能力にリリースされていない場合。形成されたエアロゲル内のcが危険にさらされます。これは、異なる時に二酸化炭素を放出することによってゲルを形成した後、得られた紫外可視スペクトルを比較することによって明らかにされます料金（ 図9）。 <img alt="図1" src="/files/ftp_upload/53802/53802fig1.jpg" /> 図1：臨界点乾燥装置 （A）正面および（B）から示される臨界点乾燥装置背面次の装置の背面に示す伝達ボートおよび装置、ドア付き。 <img alt="図2" src="/files/ftp_upload/53802/53802fig2.jpg" /> 図2：ダンボールプラットフォーム楽器のビームの経路にエアロゲルを保持するための組み立てられた段ボールプラットフォーム。 <img alt="図3" src="/files/ftp_upload/53802/53802fig3.jpg" /> 図3：一酸化窒素感知セットアップ一酸化窒素感知セットアップは、（A）10％の一酸化窒素囲まドラフト含むように示されています。、90％窒素シリンダー、チューブ、およびT-バルブ、及び（B）に挿入針をキュベット。 <img alt="図4" src="/files/ftp_upload/53802/53802fig4.jpg" /> 図4：試料CYT C -SiO 2 エーロゲルは、15μMのCYTをカプセル化エアロゲルCを 4.4ミリメートル、40ミリメートル、70 mMのリン酸カリウム緩衝液中で左から右にダイムと比較して示されています。これらのエアロゲルは、約0.2から0.5 cmの高されています。許可9を得て転載。 <img alt="図5" src="/files/ftp_upload/53802/53802fig5.jpg" /> 図5：CYT C -SiO 2 エアロゲル分光法 （a）は、50 mMリン酸緩衝ゾル中の15μMのシトクロムcの可視スペクトル。ution; （b）の金（5-nm）の 〜のcyt C -SiO 2エアロゲル。 。（空気にさらさ）（c）のチトクロームC -SiO 2エアロゲル。 （d）に CYT。（3.5分間酸化窒素にさらさ）C -SiO 2エアロゲル。ゲルの各タイプのこれらの代表的なスペクトルは、明確にするためにオフセットされており、破線は、バッファ内のCYT。Cソーレーピークの位置を示します。各スペクトルは、15μMのcyt。cがあるが、ゲルの厚さ（または高さ）が高い溶液の吸光度が得られた1cmソリューションのキュベットに比べて唯一の0.2から0.5センチです。許可9を得て転載。 <img alt="図6" src="/files/ftp_upload/53802/53802fig6.jpg" /> 図6：カプセル化された緩衝液の濃度を変化させたとして、エアロゲル分光法 15 _をカプセル化するゲルについてゲルパスの長さで分割されたエアロゲルの平均化紫外可視分光吸光度。6; MのCYTは、70mMの（黒）（4スペクトルの平均）、40mMの（赤、点線）（8スペクトルの平均）、及び4.4 mMの（緑、破線）（9スペクトルの平均）、リン酸カリウム緩衝液中で、C。 。許可9を得て転載。 <img alt="図7" src="/files/ftp_upload/53802/53802fig7.jpg" /> 図7：。。。エアロゲル円偏光二色性分光法 （固体）、リン酸ナトリウム緩衝溶液中のチトクロームCの円偏光二色性スペクトル、チトクロームの2つの代表的なスペクトルC -SiO 2エアロゲル（破線）、及びAuの2つの代表的なスペクトル（5-nm）の 〜CYT。C SiO- 2エアロゲル（点線）。許可9を得て転載。 <img alt="図8" src="/files/ftp_upload/53802/53802fig8.jpg" /> 図8：CYTと一酸化窒素の検出 C -SiO 2。 </サブ&gt; エアロゲル （ΔAは414 nmで = - 408 nm）をシフトの監視。。。ガス流としてのSiO 2複合エアロゲルナノアーキテクチャにカプセル化のcytのソーレー強度でC（固体赤）とAu〜のチトクロームC（青点線） （ソーレーピーク最大値は〜414 nmである）、窒素（ソーレーピーク最大値は〜408 nmである）と一酸化窒素との間でトグルされます。各曲線は、チトクロームの2で、3-4回の平均値であるΔAで監視C -SiO 2試験では、414ナノメートル = - 。初期ソーレーピーク最大値は、これらの試験のための407 nmであったため、407 nmのを 。許可9を得て転載。 <img alt="図9" src="/files/ftp_upload/53802/53802fig9.jpg" /> 図9：超臨界流体の放出時間の影響 CYTためのゲル経路の長さで割った紫外可視分光吸光度を平均化C -SiO 2エアロゲルenca。50 mMの超臨界乾燥エアロゲルは45分（9スペクトルの固体、黒（平均））または7分（4の破線、赤（平均の上のいずれか解放する超臨界二酸化炭素によって作られたリン酸緩衝液中の10μMのCYTをpsulating。Cスペクトル））。許可9を得て転載。

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Encapsulating Cytochrome c in Silica Aerogel Nanoarchitectures without Metal Nanoparticles while Retaining Gas-phase Bioactivity

シトクロムをカプセル化<em&gt; C</em&gt;金属ナノ粒子なしのシリカエアロジェルナノアーキテクチャで気相生物活性を保持しながら、

この手順は、シリカにシトクロムc（CYT。c）をカプセル化する方法を説明し（SiO 2）でゾル-ゲルプロセスこれらのゲルはbioaerogelsを形成し、急速気相反応により一酸化窒素（NO）を認識するために、これらのbioaerogelsを使用します。このタイプのプロトコルは、バイオセンサーまたは他の生体分析機器の将来の発展を助けることができます。

Applications such as sensors, batteries, and fuel cells have been improved through the use of highly porous aerogels when functional compounds are ...

encapsulating-cytochrome-c-silica-aerogel-nanoarchitectures-without

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Encapsulating Cytochrome c in Silica Aerogel Nanoarchitectures without Metal Nanoparticles while Retaining Gas-phase Bioactivity

10.3K ビュー.  Fairfield University. この手順は、シリカにシトクロムc（CYT。c）をカプセル化する方法を説明し（SiO 2）でゾル-ゲルプロセスこれらのゲルはbioaerogelsを形成し、急速気相反応により一酸化窒素（NO）を認識するために、これらのbioaerogelsを使用します。このタイプのプロトコルは、バイオセンサーまたは他の生体分析機器の将来の発展を助けることができ?...

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Fluorescent Nanoparticles for the Measurement of Ion Concentration in Biological Systems

Tightly regulated ion homeostasis throughout the body is necessary for the prevention of such debilitating states as dehydration.1 In contrast, rapid ion fluxes at the cellular level are required for initiating action potentials in excitable cells.2 Sodium regulation plays an important role in both of these cases; however, no method currently exists for continuously monitoring sodium levels in vivo 3 and intracellular sodium probes 4 do not provide similar detailed results as calcium probes. In an effort to fill both of these voids, fluorescent nanosensors have been developed that can monitor sodium concentrations in vitro and in vivo.5,6 These sensors are based on ion-selective optode technology and consist of plasticized polymeric particles in which sodium specific recognition elements, pH-sensitive fluorophores, and additives are embedded.7-9 Mechanistically, the sodium recognition element extracts sodium into the sensor. 10 This extraction causes the pH-sensitive fluorophore to release a hydrogen ion to maintain charge neutrality within the sensor which causes a change in fluorescence. The sodium sensors are reversible and selective for sodium over potassium even at high intracellular concentrations.6 They are approximately 120 nm in diameter and are coated with polyethylene glycol to impart biocompatibility. Using microinjection techniques, the sensors can be delivered into the cytoplasm of cells where they have been shown to monitor the temporal and spatial sodium dynamics of beating cardiac myocytes.11 Additionally, they have also tracked real-time changes in sodium concentrations in vivo when injected subcutaneously into mice.3 Herein, we explain in detail and demonstrate the methodology for fabricating fluorescent sodium nanosensors and briefly demonstrate the biological applications our lab uses the nanosensors for: the microinjection of the sensors into cells; and the subcutaneous injection of the sensors into mice.

Fluorescent nanoparticles produced in our lab are used for imaging ion concentrations and ion fluxes in biological systems such as cells during signaling and interstitial fluid during physiological homeostasis.

生体内イオン濃度の測定のための蛍光ナノ粒子

Tightly regulated ion homeostasis throughout the body is necessary for the prevention of such debilitating states as dehydration.1 In contrast, rapid ion ...

生物工学

Formulation of Diblock Polymeric Nanoparticles through Nanoprecipitation Technique

Nanotechnology is a relatively new branch of science that involves harnessing the unique properties of particles that are nanometers in scale (nanoparticles). Nanoparticles can be engineered in a precise fashion where their size, composition and surface chemistry can be carefully controlled. This enables unprecedented freedom to modify some of the fundamental properties of their cargo, such as solubility, diffusivity, biodistribution, release characteristics and immunogenicity. Since their inception, nanoparticles have been utilized in many areas of science and medicine, including drug delivery, imaging, and cell biology1-4. However, it has not been fully utilized outside of "nanotechnology laboratories" due to perceived technical barrier. In this article, we describe a simple method to synthesize a polymer based nanoparticle platform that has a wide range of potential applications. 
The first step is to synthesize a diblock co-polymer that has both a hydrophobic domain and hydrophilic domain. Using PLGA and PEG as model polymers, we described a conjugation reaction using EDC/NHS chemistry5 (Fig 1). We also discuss the polymer purification process. The synthesized diblock co-polymer can self-assemble into nanoparticles in the nanoprecipitation process through hydrophobic-hydrophilic interactions.
The described polymer nanoparticle is very versatile. The hydrophobic core of the nanoparticle can be utilized to carry poorly soluble drugs for drug delivery experiments6. Furthermore, the nanoparticles can overcome the problem of toxic solvents for poorly soluble molecular biology reagents, such as wortmannin, which requires a solvent like DMSO. However, DMSO can be toxic to cells and interfere with the experiment. These poorly soluble drugs and reagents can be effectively delivered using polymer nanoparticles with minimal toxicity. Polymer nanoparticles can also be loaded with fluorescent dye and utilized for intracellular trafficking studies. Lastly, these polymer nanoparticles can be conjugated to targeting ligands through surface PEG. Such targeted nanoparticles can be utilized to label specific epitopes on or in cells7-10.

This article describes a nanoprecipitation method to synthesize polymer-based nanoparticles using diblock co-polymers. We will discuss the synthesis of diblock co-polymers, the nanoprecipitation technique, and potential applications.

ナノ析出法を通じて、ジブロック高分子ナノ粒子の製剤

Nanotechnology is a relatively new branch of science that involves harnessing the unique properties of particles that are nanometers in scale ...

A Protocol for Detecting and Scavenging Gas-phase Free Radicals in Mainstream Cigarette Smoke

Cigarette smoking is associated with human cancers. It has been reported that most of the lung cancer deaths are caused by cigarette smoking 5,6,7,12. Although tobacco tars and related products in the particle phase of cigarette smoke are major causes of carcinogenic and mutagenic related diseases, cigarette smoke contains significant amounts of free radicals that are also considered as an important group of carcinogens9,10. Free radicals attack cell constituents by damaging protein structure, lipids and DNA sequences and increase the risks of developing various types of cancers. Inhaled radicals produce adducts that contribute to many of the negative health effects of tobacco smoke in the lung3. Studies have been conducted to reduce free radicals in cigarette smoke to decrease risks of the smoking-induced damage. It has been reported that haemoglobin and heme-containing compounds could partially scavenge nitric oxide, reactive oxidants and carcinogenic volatile nitrosocompounds of cigarette smoke4. A 'bio-filter' consisted of haemoglobin and activated carbon was used to scavenge the free radicals and to remove up to 90% of the free radicals from cigarette smoke14. However, due to the cost-ineffectiveness, it has not been successfully commercialized. Another study showed good scavenging efficiency of shikonin, a component of Chinese herbal medicine8. In the present study, we report a protocol for introducing common natural antioxidant extracts into the cigarette filter for scavenging gas phase free radicals in cigarette smoke and measurement of the scavenge effect on gas phase free radicals in mainstream cigarette smoke (MCS) using spin-trapping Electron Spin Resonance (ESR) Spectroscopy1,2,14. We showed high scavenging capacity of lycopene and grape seed extract which could point to their future application in cigarette filters. An important advantage of these prospective scavengers is that they can be obtained in large quantities from byproducts of tomato or wine industry respectively11,13

Spin-trapping ESR spectroscopy was used to study the effect of plant antioxidants lycopene, pycnogenol and grape seed extract on scavenging gas-phase free radicals in cigarette smoke.

たばこの主流煙のフリーラジカルを検出し、気相を清掃するためのプロトコル

Cigarette smoking is associated with human cancers. It has been reported that most of the lung cancer deaths are caused by cigarette smoking 5,6,7,12.  ...

Low Molecular Weight Protein Enrichment on Mesoporous Silica Thin Films for Biomarker Discovery

The identification of circulating biomarkers holds great potential for non invasive approaches in early diagnosis and prognosis, as well as for the monitoring of therapeutic efficiency.1-3 The circulating low molecular weight proteome (LMWP) composed of small proteins shed from tissues and cells or peptide fragments derived from the proteolytic degradation of larger proteins, has been associated with the pathological condition in patients and likely reflects the state of disease.4,5 Despite these potential clinical applications, the use of Mass Spectrometry (MS) to profile the LMWP from biological fluids has proven to be very challenging due to the large dynamic range of protein and peptide concentrations in serum.6 Without sample pre-treatment, some of the more highly abundant proteins obscure the detection of low-abundance species in serum/plasma. Current proteomic-based approaches, such as two-dimensional polyacrylamide gel-electrophoresis (2D-PAGE) and shotgun proteomics methods are labor-intensive, low throughput and offer limited suitability for clinical applications.7-9 Therefore, a more effective strategy is needed to isolate LMWP from blood and allow the high throughput screening of clinical samples. 
Here, we present a fast, efficient and reliable multi-fractionation system based on mesoporous silica chips to specifically target and enrich LMWP.10,11 Mesoporous silica (MPS) thin films with tunable features at the nanoscale were fabricated using the triblock copolymer template pathway. Using different polymer templates and polymer concentrations in the precursor solution, various pore size distributions, pore structures, connectivity and surface properties were determined and applied for selective recovery of low mass proteins. The selective parsing of the enriched peptides into different subclasses according to their physicochemical properties will enhance the efficiency of recovery and detection of low abundance species. In combination with mass spectrometry and statistic analysis, we demonstrated the correlation between the nanophase characteristics of the mesoporous silica thin films and the specificity and efficacy of low mass proteome harvesting. The results presented herein reveal the potential of the nanotechnology-based technology to provide a powerful alternative to conventional methods for LMWP harvesting from complex biological fluids. Because of the ability to tune the material properties, the capability for low-cost production, the simplicity and rapidity of sample collection, and the greatly reduced sample requirements for analysis, this novel nanotechnology will substantially impact the field of proteomic biomarker research and clinical proteomic assessment.

We developed a technology based on mesoporous silica thin film for the selective recovery of low molecular weight proteins and peptides from human serum. The physico-chemical properties of our mesoporous chips were finely tuned to provide substantial control in peptide enrichment and consequently profile the serum proteome for diagnostic purposes.

バイオマーカー探索のためのメソポーラスシリカ薄膜の低分子量蛋白質の濃縮

The identification of circulating biomarkers holds great potential for non invasive approaches in early diagnosis and prognosis, as well as for the ...

Viral Nanoparticles for In vivo Tumor Imaging

The use of nanomaterials has the potential to revolutionize materials science and medicine. Currently, a number of different nanoparticles are being investigated for applications in imaging and therapy. Viral nanoparticles (VNPs) derived from plants can be regarded as self-assembled bionanomaterials with defined sizes and shapes. Plant viruses under investigation in the Steinmetz lab include icosahedral particles formed by Cowpea mosaic virus (CPMV) and Brome mosaic virus (BMV), both of which are 30 nm in diameter. We are also developing rod-shaped and filamentous structures derived from the following plant viruses: Tobacco mosaic virus (TMV), which forms rigid rods with dimensions of 300 nm by 18 nm, and Potato virus X (PVX), which form filamentous particles 515 nm in length and 13 nm in width (the reader is referred to refs. 1 and 2 for further information on VNPs).
From a materials scientist's point of view, VNPs are attractive building blocks for several reasons: the particles are monodisperse, can be produced with ease on large scale in planta, are exceptionally stable, and biocompatible. Also, VNPs are "programmable" units, which can be specifically engineered using genetic modification or chemical bioconjugation methods 3. The structure of VNPs is known to atomic resolution, and modifications can be carried out with spatial precision at the atomic level4, a level of control that cannot be achieved using synthetic nanomaterials with current state-of-the-art technologies.
In this paper, we describe the propagation of CPMV, PVX, TMV, and BMV in Vigna ungiuculata and Nicotiana benthamiana plants. Extraction and purification protocols for each VNP are given. Methods for characterization of purified and chemically-labeled VNPs are described. In this study, we focus on chemical labeling of VNPs with fluorophores (e.g. Alexa Fluor 647) and polyethylene glycol (PEG). The dyes facilitate tracking and detection of the VNPs 5-10, and PEG reduces immunogenicity of the proteinaceous nanoparticles while enhancing their pharmacokinetics 8,11. We demonstrate tumor homing of PEGylated VNPs using a mouse xenograft tumor model. A combination of fluorescence imaging of tissues ex vivo using Maestro Imaging System, fluorescence quantification in homogenized tissues, and confocal microscopy is used to study biodistribution. VNPs are cleared via the reticuloendothelial system (RES); tumor homing is achieved passively via the enhanced permeability and retention (EPR) effect12. The VNP nanotechnology is a powerful plug-and-play technology to image and treat sites of disease in vivo. We are further developing VNPs to carry drug cargos and clinically-relevant imaging moieties, as well as tissue-specific ligands to target molecular receptors overexpressed in cancer and cardiovascular disease.

Viral Nanoparticles for In vivo Tumor Imaging

Plant viral nanoparticles (VNPs) are promising platforms for applications in biomedicine. Here, we describe the procedures for plant VNP propagation, purification, characterization, and bioconjugation. Finally, we show the application of VNPs for tumor homing and imaging using a mouse xenograft model and fluorescence imaging.

のためのウイルス粒子<emインビボ&gt;</em&gt;腫瘍イメージング

The use of nanomaterials has the potential to revolutionize materials science and medicine. Currently, a number of different nanoparticles are being ...

Harmonic Nanoparticles for Regenerative Research

In this visualized experiment, protocol details are provided for in vitro labeling of human embryonic stem cells (hESC) with second harmonic generation nanoparticles (HNPs). The latter are a new family of probes recently introduced for labeling biological samples for multi-photon imaging. HNPs are capable of doubling the frequency of excitation light by the nonlinear optical process of second harmonic generation with no restriction on the excitation wavelength.
Multi-photon based methodologies for hESC differentiation into cardiac clusters (maintained as long term air-liquid cultures) are presented in detail. In particular, evidence on how to maximize the intense second harmonic (SH) emission of isolated HNPs during 3D monitoring of beating cardiac tissue in 3D is shown. The analysis of the resulting images to retrieve 3D displacement patterns is also detailed.

Protocol details are provided for in vitro labeling human embryonic stem cells with second harmonic generating nanoparticles. Methodologies for hESC investigation by multi-photon microscopy and their differentiation into cardiac clusters are also presented.

回生研究ハーモニックナノ粒子

In this visualized experiment, protocol details are provided for in vitro labeling of human embryonic stem cells (hESC) with second harmonic generation ...

Identification of Metal Oxide Nanoparticles in Histological Samples by Enhanced Darkfield Microscopy and Hyperspectral Mapping

Nanomaterials are increasingly prevalent throughout industry, manufacturing, and biomedical research. The need for tools and techniques that aid in the identification, localization, and characterization of nanoscale materials in biological samples is on the rise. Currently available methods, such as electron microscopy, tend to be resource-intensive, making their use prohibitive for much of the research community. Enhanced darkfield microscopy complemented with a hyperspectral imaging system may provide a solution to this bottleneck by enabling rapid and less expensive characterization of nanoparticles in histological samples. This method allows for high-contrast nanoscale imaging as well as nanomaterial identification. For this technique, histological tissue samples are prepared as they would be for light-based microscopy. First, positive control samples are analyzed to generate the reference spectra that will enable the detection of a material of interest in the sample. Negative controls without the material of interest are also analyzed in order to improve specificity (reduce false positives). Samples can then be imaged and analyzed using methods and software for hyperspectral microscopy or matched against these reference spectra in order to provide maps of the location of materials of interest in a sample. The technique is particularly well-suited for materials with highly unique reflectance spectra, such as noble metals, but is also applicable to other materials, such as semi-metallic oxides. This technique provides information that is difficult to acquire from histological samples without the use of electron microscopy techniques, which may provide higher sensitivity and resolution, but are vastly more resource-intensive and time-consuming than light microscopy.

Enhanced darkfield microscopy and hyperspectral imaging with spectral mapping enable screening, localization, and identification of nanoscale materials in histological samples with improved speed and accuracy over traditional methods. The goal of this paper is to provide methods for darkfield imaging and hyperspectral mapping of metal oxide nanoparticles in histological samples.

強化された暗視野顕微鏡とハイパースペクトルマッピングにより組織学的試料中の金属酸化物ナノ粒子の同定

Nanomaterials are increasingly prevalent throughout industry, manufacturing, and biomedical research. The need for tools and techniques that aid in the ...

Correlative Light- and Electron Microscopy Using Quantum Dot Nanoparticles

A method is described whereby quantum dot (QD) nanoparticles can be used for correlative immunocytochemical studies of human pathology tissue using widefield fluorescence light microscopy and transmission electron microscopy (TEM). To demonstrate the protocol we have immunolabeled ultrathin epoxy sections of human somatostatinoma tumor using a primary antibody to somatostatin, followed by a biotinylated secondary antibody and visualization with streptavidin conjugated 585 nm cadmium-selenium (CdSe) quantum dots (QDs). The sections are mounted on a TEM specimen grid then placed on a glass slide for observation by widefield fluorescence light microscopy. Light microscopy reveals 585 nm QD labeling as bright orange fluorescence forming a granular pattern within the tumor cell cytoplasm. At low to mid-range magnification by light microscopy the labeling pattern can be easily recognized and the level of non-specific or background labeling assessed. This is a critical step for subsequent interpretation of the immunolabeling pattern by TEM and evaluation of the morphological context. The same section is then blotted dry and viewed by TEM. QD probes are seen to be attached to amorphous material contained in individual secretory granules. Images are acquired from the same region of interest (ROI) seen by light microscopy for correlative analysis. Corresponding images from each modality may then be blended to overlay fluorescence data on TEM ultrastructure of the corresponding region.

A method is described whereby quantum dot (QD) nanoparticles can be used for correlative immunocytochemical studies of epoxy embedded human pathology tissue. We employ commercial antibody fragment conjugated QDs that are visualized by widefield fluorescence light microscopy and transmission electron microscopy.

量子ドットナノ粒子を用いた相関光 - 及び電子顕微鏡

A method is described whereby quantum dot (QD) nanoparticles can be used for correlative immunocytochemical studies of human pathology tissue using ...

Production of Metal Nanoparticles by Pulsed Laser-ablation in Liquids: A Tool for Studying the Antibacterial Properties of Nanoparticles

The emergence of multidrug-resistant bacteria is a global clinical concern leading some to speculate about our return to a "pre-antibiotics" era of medicine. In addition to efforts to identify novel small-molecule antimicrobial drugs, there has been great interest in the use of metal nanoparticles as coatings for medical devices, wound dressings, and consumer packaging, due to their antimicrobial properties. The wide variety of methods available for nanoparticle synthesis results in a broad spectrum of chemical and physical properties which can affect antibacterial efficacy. This manuscript describes the pulsed laser-ablation in liquids (PLAL) method to create nanoparticles. This approach allows for the fine tuning of nanoparticle size, composition, and stability using post-irradiation methods as well as the addition of surfactants or volume excluders. By controlling particle size and composition, a large range of physical and chemical properties of metal nanoparticles can be explored which may contribute to their antimicrobial efficacy thereby opening new avenues for antibacterial development.

The antimicrobial properties of metals such as copper and silver have been recognized for centuries. This protocol describes pulsed laser-ablation in liquids, a method of synthesizing metal nanoparticles that provides the ability to fine tune the properties of these nanoparticles to optimize their antimicrobial effects.

液体中のパルスレーザアブレーションによる金属ナノ粒子の生成：ナノ粒子の抗菌特性を調べるためのツール

The emergence of multidrug-resistant bacteria is a global clinical concern leading some to speculate about our return to a "pre-antibiotics" era of ...

Protein Kinase C-delta Inhibitor Peptide Formulation using Gold Nanoparticles

Protein kinase C-delta inhibitor (PKC&#948;i) is a promising drug to prevent ischemia-reperfusion-induced organ injury. It is usually conjugated to a cell-penetrating peptide, TAT, for intracellular delivery. However, TAT has shown non-specific biological activities. Gold nanoparticles (GNPs) can be used as drug delivery carriers without recognized toxicity. Therefore, we have used a GNP/peptide hybrid to deliver PKC&#948;i. Two short peptides (P2: CAAAAE and P4: CAAAAW), at a 95:5 ratio, were used to modify the surface properties of GNP. GNPs conjugated with PKC&#948;i (GNP/PKCi) are stable in distilled water, 0.9% NaCl, and phosphate-buffered saline (PBS) containing bovine serum albumin or fetal bovine serum. Intravenous injection of GNP-PKCi was previously shown to prevent ischemia-reperfusion injury of the lung. This article outlines a protocol to formulate GNP/PKCi and assess the physiochemical properties of GNP/PKCi. We have used similar methods to formulate other peptide-based drugs with GNP. This article will hopefully draw more attention to this novel intracellular drug delivery technology and its applications in vivo.

We have previously used a gold nanoparticle peptide hybrid to intravenously deliver a synthetic peptide, protein kinase C-delta inhibitor, which reduced ischemia-reperfusion-induced acute lung injury. Here we show the detailed protocol of the drug formulation. Other intracellular peptides can be formulated similarly.

金ナノ粒子を用いた蛋白質キナーゼ C デルタ阻害ペプチド製剤

Protein kinase C-delta inhibitor (PKC&#948;i) is a promising drug to prevent ischemia-reperfusion-induced organ injury. It is usually conjugated to a ...

シトクロムをカプセル化

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