This work was supported by NSF/DBI-1255991 grant to IML.

Kılcal mikroreaktör hazırlanması 1. <ol><li> 100 um iç çap (ID) 360 um dış çap (OD) 7-8 cm uzunluğunda kılcal ve cam kılcal bıçağıyla 3-5 cm 20 um çapa x 90 mm OD kılcal X ekseni; herhangi çıkıntılı çapaklar olmadan, hem kılcal ucu temiz, düz bir kesim var mikroskop altında doğrulayın. </li><li> ~ 6 mm uzunluğunda, 100 um iç çap x 360 mm OD borunun bir ucuna 20 mikron iç çapa x 90 mm OD kılcal yerleştirin; ihtiyaç halinde, mikroskop altında bu işlemi dikkate alınmalıdır. </li><li> Q-ucu sonu ile 90 mikron OD / 100 mikron ID kılcal damarların birleştiği etrafında tutkal E6000 küçük bir damlacık uygulayın ve oda sıcaklığında tutkal kür O / N izin verin. </li><li> ~ 10-15 mm bir uzunluğa eklenir 20 um çapa x 90 mm OD kılcal kesme; Bu elektrosprey iyonizasyon yayıcı olacaktır. </li><li> Önceden kesilmiş 1/32 &quot;OD PEEK, 1/16&quot; OD PEEK ve 1/16 &quot;OD PTFE küvetuzunluğunda 4-5 cm parçalar halinde ing; Bu bir sızıntı ücretsiz bağlantı sağlamak için kılcal birlikleri kullanılan kollu olacak. </li><li> Bir PEEK birliğe 100 mikron ID x 360 mm OD kılcal ucunu bağlayın; Bir sızıntı ücretsiz bağlantı sağlamak için bir 1/32 &quot;PEEK kol kullanabilirsiniz. </li><li> Ekle / birliğin karşısında sonunda içine 5 cm uzunluğunda 1/16 &quot;PTFE tüp ~ bir parça sıkın. </li><li> önceden temizlenmiş / 2 ml bir cam şişe kurutuldu C18 (5 um) bir parçacık ~ 4 mg ağırlığında; , 0.5 ml izopropanol ilave şişeyi kapatın ve ultrasonikatör banyosunda bulamaç dağıtmak. </li><li> , 250 ul şırınga yaklaşık 200 ul bulamaç ile çekilme PEEK birliği 1/16 &quot;PTFE tüp şırınga iğne takın ve yavaş yavaş 100 mikron ID x 360 mikron OD kılcal içine bulamaç dağıtmak; olarak mikroskop altında gözlemlemek kılcal elde edilir 2-3 mm&#39;lik ambalaj uzunluğu kadar parçacıklar ile doldurur, bu mikroreaktör olacaktır (Şekil 1), 20 μ.m kimliği kılcal bir Keystone etkisi ile mikroreaktör partikülleri tutar. 15 </li><li> H2O / CH3CN 50:50 h / h 50 ul çözeltisi ~ ile mikroreaktör yıkayın ve daha sonra H2O / CH3CN 98 50 ul çözeltisi ~ ile: 2 h / h. </li></ol> Örnek Çözümleri 2. Hazırlık Not: Organik çözücü ve asitler ve çözelti hazırlama kullanımı içeren İşlemler davlumbaz ifa edilecek olan vardır. gözlük, eldiven ve koruyucu giysiler giyin. <ol><li> CH3 OH ile yıkayın ve bir kaç küçük cam şişeler (4 mi) ve polipropilen tüpleri (15 mi) kuru. </li><li> H2O / CH3CN içindeki bir çözeltisine, 10 ml hazırlama (98: 2 h / h), 15 ml polipropilen bir tüp içinde 200 ul CH3CN ile 9.8 mL H2O karıştırarak; sonikasyon ile karıştırın. </li><li> Oluşan bir çözeltiye 10 ml hazırlamak H2O / CH3CN (50:50 h / h), 15 ml polipropilen bir tüp içinde 5 ml H2 karıştırılarak &lt;/ sub&gt; O ile 5 ml CH3CN; sonikasyon ile karıştırın. </li><li> H2O / CH3CN, 4 ml 4 ul TFA (% 10) eklenmesi ile asitleştirilmiş sulu bir çözeltisi (TFA% 0.01 h / h) 4 ml hazırlanması: Bir 4 ml bir cam şişe içinde (98 2 h / h); sonikasyon ile karıştırın. </li><li> 4 ml H2O / CH3CN (50:50 h / h) &#39;de 4 ml bir cam şişeye 4 ul TFA (% 10) eklenmesi ile asitleştirilmiş, organik çözelti (TFA% 0.01 h / h) 4 ml hazırlamak; sonikasyon ile karıştırın. </li><li> 16 mg NH4 HCO3 tartılır 4 ml bir cam şişe içinde, bir analitik mikro-dengesi ile; (: 2 h / h 98) çözeltisi ve sonikasyon ile dispers, 2 O / CH3CN H 4 ml Bu sulu tampon içinde NH4 HCO3 (pH ~ 7.8), 50 mM çözeltisi ile sonuçlanır. </li><li> Standart proteinin 5 mg ağırlığında (örneğin, büyükbaş hayvan serum albümin, hemoglobin α / β, sitokrom c, karbonik anhidraz, α-2-HS-glikoprotein, vs.), bir 4 ml cam tüp içinde bir analitik mikro-dengesi ile; 4 mi DI wate eklemer ve sonikasyon ile dağıtmak; Bu, tipik olarak yüksek bir uM düzeyinde konsantrasyonu çözelti ile sonuçlanır. </li><li> NH4 HCO3 (50 mM), sulu tampon, uygun hacimde yüksek uM düzeyinde konsantrasyonu çözeltisi ile seyreltilmesi ile 1 ml protein çözeltisi (1-2 uM) hazırlama; sonikasyon ile karıştırın. </li><li> (50 mm) NH4 HCO3 170 ul sulu tampon 20 ug dizileme dereceli tripsin eritilerek tripsin çözeltisi (5 uM) hazırlama; sonikasyon ile dağılır. </li></ol> 3. Deneysel Kurulum Not: LTQ-MS sistemi, çeşitli örnek giriş yaklaşımlara kütle spektrometresi arabirim sağlayan bir ev yapımı XYZ kademeli içeren değiştirilmiş bir ESI kaynağı ile donatılmıştır. <ol><li> PEEK sendikası kılcal mikroreaktör ayırın ve PEEK Tee bağlanın. </li><li> PEEK Tee yan kolunda bir ~ 2 cm uzunluğunda Pt tel takın; Bir temin edilmesi için bir 1/32 &quot;PEEK kol kullanabilirsinizkaçak ücretsiz bağlantı ve Pt tel yalıtım. </li><li> PEEK Tee karşı ucuna (~ 0.5 m uzunluğunda) Örnek transferi kılcal kanallardan 50 mikron çapa x 360 um OD geç; Bir sızıntı ücretsiz bağlantı sağlamak için bir 1/32 &quot;PEEK kol kullanabilirsiniz. </li><li> XYZ-sahnede PEEK Tee Güvenli ve uzak kütle spektrometresi giriş kılcal ESI yayıcı ~ 2 mm yerleştirin. </li><li> kütle spektrometresi ESI güç kaynağı kaynağına Pt tel bağlayın. </li><li> Paslanmaz çelik birliğe örnek transferi kılcal ucunu bağlayın; Bir sızıntı ücretsiz bağlantı sağlamak için 1/16 &quot;PEEK kol kullanabilirsiniz. </li><li> Paslanmaz çelik birliği karşı ucuna 4-5 cm uzunluğunda 1/16 &quot;PTFE tüp bağlayın ve PTFE tüp 250 ul şırınga iğneyi; örneğin (pompa açmak ve istenilen değerde akış hızını ayarlamak, 2 ul / dakika). </li><li> MS Enstrüman bir kontrol yazılım paketi içine girdi tandem MS veri toplama parametrelerianalizi yapmak için hazır kurulum için bir yöntem dosyası olarak kaydetmek d; LTQ-MS sistemi için, aşağıdaki veri bağımlı analiz parametreleri kullanabilirsiniz: dışlama kitle genişliği ile 180 saniye süreyle etkin dinamik dışlama 1,5 m / z ±; bir MS bir zoom ardından tarama ve MS ilk 5 en yoğun zirveleri üzerinde 2 tarama, 5 m / z ± tarama genişliği Büyütmek; çarpışma kaynaklı ayrışma izolasyon genişliği 3 m / z, normalize çarpışma enerjisi% 35, aktivasyon Q 0.25 ve aktivasyon zamanında 30 milisaniye olarak belirlenmiştir (CID) parametreleri. </li></ol> 4. mikroakışkan Kur <ol><li> Cam ya da polimerik substratlardan mikroakışkan cihazı hazırlanması; bir girişine bağlı 16-18 cihazının yerleştirimini Şekil 2A&#39;da verilmiştir bir mikroreaktör oluşan (1) (0.13 mm genişlik x 2 mm uzunluk x 50 mm derinlik) (2 ), çıkışı (3) ve bir yan bağlantı noktası (4); Akışkan manipülasyonları için birbirine kanal ~ vardır110 mikron genişliğinde ve ~ 50 mikron derin; Çok kanallı yapı (5), oluşan ~ 1.5-2 mm derinlik x 10 mm genişlik x yerleştirilmiş 100 mikron uzunluğunda mikrokanallar 25 mikron dışında, mikroreaktör parçacıkları tutmak için bir filtre görevi görür. </li><li> Veya sıvı teslim (Şekil 2B) için parçaları barındıran bir polimerik tavır oluşturulması yoluyla giriş delikleri için özel konnektörleri yapıştırma çip sıvı-teslim bağlantılarını etkinleştirin. 16 </li><li> Aşama 1.8 de tarif edildiği gibi C 18 partikülleri (5 um) bir bulamaç hazırlamak; çip yan bağlantı noktasına bağlı 1/16 &quot;PTFE boru kullanarak bir şırınga ile mikroreaktör bulamaç sağlamak (4) 90 ° C sıcaklıktaki bir fırın içerisinde epoksi yapıştırıcı ve 1 saat için tedavi ile birlikte partikül yüklemeden sonra ağız yalıtım 16. </li><li> kür O / N E6000 yapıştırıcı ile mühürlenir, izin, çıkış limanında bir kılcal (20 mikron ID x 90 mm OD x 10 mm uzunluk) yerleştirin; Bu (ESI yayıcı olur <sTrong&gt; 6). </li><li> 50 mikron ID x 360 mikron OD bağlayın (~ 0.5 m uzunluğunda) yonga giriş portuna örnek transferi kılcal (2); 3.6-3.7 tarif edildiği gibi, bir 250 ul şırınga ve şırınga pompasına kılcal karşıt ucunu. </li><li> Giriş portuna hemen önce numune transfer hattı üzerinde, bir hafif PEEK bağlantı parçası yerleştirin (2) ve T-şekilli yan koluna bir Pt tel takmak, 3.2 de tarif edildiği gibi; Bu ESI elektrot olacaktır. </li><li> kütle spektrometresi giriş kılcal ~ 2 mm uzakta konumlandırılmış ESI yayıcı ile XYZ sahnede mikroakışkan cihaz Güvenli; 3.8 de tarif edildiği gibi analiz için MS hazırlar. </li></ol> 5. Numune Yükleme, MS Analizi için proteolitik sindirim ve Elüsyon Tüm solüsyon / Örnek aktarım basamağı, bir şırınga pompası yardımıyla gerçekleştirilir ve ölü volum telafi etmek için, tamamlamak için bir kaç dakika daha izin vermelidir: Notve mikroreaktör transfer hatları ile ilişkili es; Gerekli zaman ilgili akış oranları bağlıdır. <ol><li> Mikroreaktör durulayın ve 2 O / CH3CN H sulu bir NH4 çözeltisi HCO3 (50 mM) infüzyonu ile analiz için hazırlayın: 5 dakika için 2 ul (98 2 h / h) / dk; 250 ul şırınga kullanın. </li><li> 2 ul örnek çözeltisi infüzyonu ile mikroreaktör protein örneği (1 uM) yük / dakika, 5 dakika boyunca; 250 ul şırınga kullanın. </li><li> 1-3 dakika / 2 ul dakika mikroreaktör üzerinde adsorbe protein üzerinde tripsin solüsyonu (5 mcM) demlenmeye. </li><li> TFA asitleştirilmiş sulu bir çözelti ile mikroreaktör durulayarak proteolitik sindirim süreci söndürün (% 0.01 hacim / hacim) H2O / CH3CN (98: 2 h / h) 2 ul / dakika, 5 dakika boyunca, 250 ul şırınga kullanın. </li><li> (Protein TFA bir asitleştirilmiş organik bir çözüm beslerken tarafından mikroreaktör gelen sindirmek akıtılarak% 0.01 başlath / h) H2O / CH3CN (50:50 h / h), 300 NL / dakika. </li><li> MS veri toplama süreci ve ESI voltajı (~ 2.000 V) açın; Adım 3.8 sağlanan veri toplama parametreleri kullanılarak MS veri elde; Triptik peptidlerin elüsyonu izleyin. </li></ol> 6. Veri İşleme <ol><li> Ham MS veri formatı ile uyumlu bir arama motoru ile tandem MS verileri işlemek. <ol><li> bir organizmanın belirli minimal gereksiz protein veritabanı kullanılarak LTQ-MS ham dosyaları işlemek; , Arama motoru ham veri yüklemek, sırasıyla 2 ve 1 Da ebeveyn ve fragmanı iyon kütle toleransları ayarlayın ve en fazla iki arama çatışmaları cevapsız ile sadece tam triptik parçaları kullanmak; posttranslasyonel modifikasyonlar için izin vermez; sırasıyla% 1 ve% 3, yüksek ve orta-güven yanlış keşif oranları (FDR) ayarlamak ve posttranslasyonel modifikasyonlar için izin vermez. </li></ol></li><li> sadece yüksek güven seçmek için verileri filtrelemekpeptid veritabanındaki proteinlere maçları; Protein ve peptid düzeyi sonuçlarını değerlendirmek. </li></ol>

<ol>
	<li>Petersen, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+Bioreactors.">Microfluidic Bioreactors.</a> Encyclopedia of Microfluidics and Nanofluidics. , (2014).</li><li>Matosevic, S., Szita, N., Baganz, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fundamentals+and+applications+of+immobilized+microfluidic+enzymatic+reactors.">Fundamentals and applications of immobilized microfluidic enzymatic reactors.</a> J. Chem. Technol. Biotechnol. 86 (3), 325-334 (2011).</li><li>Liu, Y., Liu, B., Yang, P., 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=Microfluidic+enzymatic+reactors+for+proteome+research.">Microfluidic enzymatic reactors for proteome research.</a> Anal. Bioanal. Chem. 390 (1), 227-229 (2008).</li><li>Wu, H., Zhai, J., Tian, Y., Lu, H., Wang, X., Jia, W., Liu, B., Yang, P., Xu, Y., Wang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+enzymatic-reactors+for+peptide+mapping:+strategy,+characterization,+and+performance.">Microfluidic enzymatic-reactors for peptide mapping: strategy, characterization, and performance.</a> LabChip. 4 (6), 588-597 (2004).</li><li>Jin, L. J., Ferrance, J., Sanders, J. C., Landers, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+microchip-based+proteolytic+digestion+system+driven+by+electroosmotic+pumping.">A microchip-based proteolytic digestion system driven by electroosmotic pumping.</a> LabChip. 3 (1), 11-18 (2003).</li><li>Asanomi, Y., Yamaguchi, H., Miyazaki, M., Maeda, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enzyme-immobilized+microfluidic+process+reactors.">Enzyme-immobilized microfluidic process reactors.</a> Molecules. 7 (16), 6041-6059 (2011).</li><li>Aravamudhan, S., Joseph, P. J., Kuklenyik, Z., Boyer, A. E., Barr, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrated+microfluidic+enzyme+reactor+mass+spectrometry+platform+for+detection+of+anthrax+lethal+factor.">Integrated microfluidic enzyme reactor mass spectrometry platform for detection of anthrax lethal factor.</a> , 1071-1074 (2009).</li><li>Liu, X., Lo, R. C., Gomez, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+a+microfluidic+enzyme+reactor+utilizing+magnetic+beads.">Fabrication of a microfluidic enzyme reactor utilizing magnetic beads.</a> Electrophoresis. 30 (12), 2129-2133 (2009).</li><li>Liu, Y., Xue, Y., Ji, J., Chen, X., Kong, J., Yang, P., Girault, H. H., Liu, B. <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+assembly+microfluidic+reactor+for+efficient+on-line+proteolysis.">Gold nanoparticle assembly microfluidic reactor for efficient on-line proteolysis.</a> Mol. Cell. Proteomics. 6 (8), 1428-1436 (2007).</li><li>Wu, H., Tian, Y., Liu, B., Lu, H., Wang, X., Zhai, J., Jin, H., Yang, P., Xu, Y., Wang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Titania+and+alumina+sol-gel-derived+microfluidics+enzymatic-reactors+for+peptide+mapping:+design,+characterization,+and+performance.">Titania and alumina sol-gel-derived microfluidics enzymatic-reactors for peptide mapping: design, characterization, and performance.</a> J. Proteome Res. 3 (6), 1201-1209 (2004).</li><li>Ji, J., Zhang, Y., Zhou, X., Kong, J., Tang, Y., Liu, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+protein+digestion+through+the+confinement+of+nanozeolite-assembled+microchip+reactors.">Enhanced protein digestion through the confinement of nanozeolite-assembled microchip reactors.</a> Anal. Chem. 80 (7), 2457-2463 (2008).</li><li>Hustoft, H. K., Brandtzaeg, O. K., Rogeberg, M., Misaghian, D., Torsetnes, S. B., Greibrokk, T., Reubsaet, L., Wilson, S. R., Lundanes, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrated+enzyme+reactor+and+high+resolving+chromatography+in+&amp;#34;sub-chip&amp;#34;+dimensions+for+sensitive+protein+mass+spectrometry.">Integrated enzyme reactor and high resolving chromatography in &amp;#34;sub-chip&amp;#34; dimensions for sensitive protein mass spectrometry.</a> Scientific Reports. 3 (3511), 1-7 (2013).</li><li>Pramanik, B. N., Mirza, U. A., Ing, Y. H., Liu, Y. H., Bartner, P. L., Weber, P. C., Bose, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microwave-enhanced+enzyme+reaction+for+protein+mapping+by+mass+spectrometry:+A+new+approach+to+protein+digestion+in+minutes.">Microwave-enhanced enzyme reaction for protein mapping by mass spectrometry: A new approach to protein digestion in minutes.</a> Protein Sci. 11 (11), 2676-2687 (2002).</li><li>Olszowy, P. P., Burns, A., Ciborowski, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pressure-assisted+sample+preparation+for+proteomic+analysis.">Pressure-assisted sample preparation for proteomic analysis.</a> Anal. Biochem. 438 (1), 67-72 (2013).</li><li>Lord, G. A., Gordon, D. B., Myers, P., King, B. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tapers+and+restrictors+for+capillary+electrochromatography+and+capillary+electrochromatography-mass+spectrometry.">Tapers and restrictors for capillary electrochromatography and capillary electrochromatography-mass spectrometry.</a> J. Chromatogr. A. 768, 9-16 (1997).</li><li>Lazar, I. M., Kabulski, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+LC+Device+with+Orthogonal+Sample+Extraction+for+On-Chip+MALDI-MS+Detection.">Microfluidic LC Device with Orthogonal Sample Extraction for On-Chip MALDI-MS Detection.</a> Lab Chip. 13 (11), 2055-2065 (2013).</li><li>Harrison, D. J., Manz, A., Fan, Z. H., Ludi, H., Widmer, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capillary+electrophoresis+and+sample+injection+systems+on+a+planar+glass+chip.">Capillary electrophoresis and sample injection systems on a planar glass chip.</a> Anal. Chem. 64 (17), 1926-1932 (1992).</li><li>Jacobson, S. C., Hergenroder, R., Koutny, L. B., Warmack, R. J., Ramsey, 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=Effects+of+Injection+Schemes+and+Column+Geometry+on+the+Performance+of+Microchip+Electrophoresis+Devices.">Effects of Injection Schemes and Column Geometry on the Performance of Microchip Electrophoresis Devices.</a> Anal. Chem. 66 (7), 1107-1113 (1994).</li><li>Armenta, J. M., Perez, M. J., Yang, X., Shapiro, D., Reed, D., Tuli, L., Finkielstein, C. V., Lazar, I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+Proteomic+Protocol+for+Biomarker+Fingerprinting+in+Cancerous+Cells.">Fast Proteomic Protocol for Biomarker Fingerprinting in Cancerous Cells.</a> J. Chromatogr. A. 1217, 2862-2870 (2010).</li><li>Doucette, A., Craft, D., Li, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mass+Spectrometric+Study+of+the+Effects+of+Hydrophobic+Surface+Chemistry+and+Morphology+on+the+Digestion+of+Surface-Bound+Proteins.">Mass Spectrometric Study of the Effects of Hydrophobic Surface Chemistry and Morphology on the Digestion of Surface-Bound Proteins.</a> J. Am. Soc. Mass Spectrom. 14, 203-214 (2003).</li><li>Lazar, I. M., Trisiripisal, P., Sarvaiya, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+Liquid+Chromatography+System+for+Proteomic+Applications+and+Biomarker+Screening.">Microfluidic Liquid Chromatography System for Proteomic Applications and Biomarker Screening.</a> Anal. Chem. 78 (15), 5513-5524 (2006).</li><li>Lazar, I. M., Karger, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiple+Open-Channel+Electroosmotic+Pumping+System+for+Microfluidic+Sample+Handling,&amp;#34.">Multiple Open-Channel Electroosmotic Pumping System for Microfluidic Sample Handling,&amp;#34.</a> Anal. Chem. 74 (24), 6259-6268 (2002).</li><li>Lazar, I. M., Rockwood, A. L., Lee, E. D., Sin, J. C. H., Lee, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-speed+TOFMS+Detection+for+Capillary+Electrophoresis.">High-speed TOFMS Detection for Capillary Electrophoresis.</a> Anal. Chem. 71 (13), 2578-2581 (1999).</li></ol>

The authors declare no competing financial interests.

Bu çalışmada tarif mikroreaktör sağlayan kolay uygulanması en az 30 dakika, MS analizi ve tanılanması için proteinlerin enzimatik sindirim yapmak için deney düzeneği. Geleneksel yaklaşımlara kıyasla bu sistemin farklı avantajları, basitlik, hız, düşük reaktif tüketimi ve düşük maliyetleri içerir. Özel olarak, pahalı bir hareketsiz tripsin boncuk ve kartuş için bir ihtiyaç vardır. Kılcal mikroreaktör hazırlanması basit (Şekil 1A), ve genel olarak, bir kromatografi lab...

saflaştırılmış proteinlerin belirlenmesi ve tanımlanması, genellikle MS teknikleri kullanılarak elde edilir. Protein bir enzimle sindirilir ve peptitler, basit bir infüzyon deney düzeneği kullanılarak MS ile analiz edilir. Proteolitik sindirim çoğu MS analiz yararlı kütle aralığında düşüş küçük peptid fragmanlarını üretmek için gerekli olan ve kolayca amino asit sekansı bilgi üretmek için düşük enerji çarpışma kaynaklı ayrışma yoluyla parçalanmış olabilir. izole edilmiş proteinler veya basit bir protein karışımları için, MS tespiti önce peptitlerin kromatografik ayrılması için başka bir ihtiyaç vardır. 25-50 peptidlerinin bir karışım, kolayca MS iyonu kaynağı, doğrudan bir şırınga pompası ile örnek infüzyonu ile analiz edilebilir. kütle spektrometresi analizi yapmak ve kısa zaman çerçevesi içinde bir proteinin dizisini teyit edebilir. modern veri elde etme yöntemleri ile, bu işlem, ağ yapılabilirbirkaç dakika, hatta saniye ithin. Kısa bir süre ölçeğinde tüm süreci tamamlamada sınırlayıcı faktör proteolitik sindirim adımdır. Tipik haliyle, bu işlem birkaç saat süreyle gerçekleştirilir (veya O / N), çözelti içinde, 37 ° C &#39;de, alt-tabaka kullanılarak: (50-100) enzim oranı: 1 arasındadır. Tarif edilmiştir mikroakışkan reaktörler veya ticari olarak temin edilebilen kartuş formunda, dakika ya da saniye hareketsizleştirilmiş enzim mikroreaktörlerde enzimatik sindirim süresini azaltmak için. 1-6 Tipik olarak enzim kovalent, kovalent olmayan bir fiziksel / adsorpsiyon, kompleks immobilize edilir oluşumu ya da kapsülleme, enzimatik işlemin 3,6 geliştirilmiş verimlilik ile elde edilmiş olmaktadır geniş yüzey-hacim ve enzim için alt-tabaka-oranları. immobilize reaktör diğer avantajları, MS analizinde enzimden otolitik ve parazit azalır enzim stabilitesi ve tekrar kullanılabilirliği geliştirilmiş bulunmaktadır. yaklaşımlar, cam ile ya da polimerik mikrofabrike cihaz çeşitli tarif edilmiştirantikor-antijen etkileşimleri, manyetik boncuklar üzerinde hareketsizleştirilmiş enzimleri kullanılarak, 7,8 9 titanyum-alümina sol-jel 10 ve nanozeolites, 11 içinde kapsüllenmiş ya da Ni-NTA veya His-Tag kompleks oluşumu yoluyla çekilen altın nano partiküler ağlarında yakalanmış. 6 Alternatif immobilize enzimler ile açık boru şeklindeki kılcal damarlar, hem de geliştirilmiştir. 12 Dahası, gelişmiş proteolitik bölünme 30-120 reaksiyon sürelerini azaltmak için kontrollü mikrodalga ışıması 13 veya basınç destekli veya basınç çevrim teknolojisi (PCT) kullanılarak ortaya konmuştur min. 14 İmmobilize enzim reaktörlerin birden avantajlarına rağmen, ticari kartuş maliyetleri yüksek olduğu, rutin kullanım için mikroakışkan cihazların kullanılabilirliği sınırlıdır ve ek araçları için ihtiyaç mikrodalga veya PCT teknolojileri sonuçlarının kullanılması. Bu çalışmanın amacı, circumve bir yöntem geliştirmektiBu dezavantajların NTS ve kolayca dakika içinde MS analizi için hazırlık proteinlerin enzimatik bölünme gerçekleştirmek için basit ve etkili bir yaklaşımla araştırmacılar güçlendirmek için, her laboratuarda uygulanabilir. yaklaşım kılcal ya da mikroakışkan cihaz önceden yüklenmiş olan hidrofobik, C18 partiküllerin kullanımına dayanır ve fazla enzimin infüzyonu sırasında enzimatik sindirme ile ve ardından bu parçacıklar üzerindeki ilgili protein (ler) adsorpsiyonu dolgulu yatak ve yakalanan protein (ler). Bu yaklaşımda, alt-tabaka kovalent olmayan etkileşimlerle hareketsizleştirilen edilir ve enzim hareketsiz hale getirilmiş proteine ​​fazla demlenir. proteolitik sindirim verimliliği, enzimatik işlem, daha az ve parçacıkların yüzeyinden uzaklıkları ve yayılma süreleri için protein açığa büyük bir tanecik yüzey alanı artmıştır kütle transferi, enzim etkinliğine etki eden herhangi bir kovalent bağlanması, yeteneği artar hızla değerlendirme,Farklı enzimler, disposability ve çoğullama e kombinasyonları süreci mikroakışkan biçimde yürütülür ise. Bu yaklaşım, standart proteinler ve ESI-MS tespiti önce proteolitik sindirimi için tripsin en yaygın olarak kullanılan enzim karışımı kullanımı ile gösterilmiştir. Bu çalışmada tespiti için kullanılan kütle spektrometresi doğrusal bir tuzak dört kutuplu (LTQ) enstrüman oldu.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Ion trap ESI-MS</td>
			<td>Thermo Electron</td>
			<td>LTQ</td>
			<td>The LTQ mass spectrometer is used for acquiring tandem MS data</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>XYZ stage</td>
			<td>Newport</td>
			<td>Multiple parts</td>
			<td>The home-built XYZ stage is used to adapt the commercial LTQ nano-ESI source to receive input from various sample delivery systems</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereo microscope</td>
			<td>Edmund optics</td>
			<td>G81-278</td>
			<td>The microscope is used to observe the microreactor packing process</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Analytical balance/Metler</td>
			<td>VWR</td>
			<td>46600-204</td>
			<td>The balance is used to weigh the protein samples</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasonic bath/Branson</td>
			<td>VWR</td>
			<td>33995-540</td>
			<td>The sonic bath is used for mixing/homogenizing the samples and dispersing the C18 particle slurry</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe pump 22</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>552222</td>
			<td>The micropump is used for loading, rinsing and eluting the sample and the enzyme on and from the packed capillary microreactor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Milli-Q ultrapure water system&#160;</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td>ZD5311595&#160;</td>
			<td>The MilliQ water system is used to prepare purified DI water</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipettor/Eppendorf (1000 &#181;L)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>53513-410</td>
			<td>The pipettor is used to measure small volumes of sample solutions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipettor/Eppendorf (100 &#181;L)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>53513-406</td>
			<td>The pipettor is used to measure small volumes of sample solutions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipettor/Eppendorf (10 &#181;L)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>53513-402</td>
			<td>The pipettor is used to measure small volumes of sample solutions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fused silica capillary (100 &#181;m ID x 360 &#181;m OD)</td>
			<td>Polymicro Technologies</td>
			<td>TSP100375</td>
			<td>This capillary is used for the fabrication of the microreactor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fused silica capillary (20 &#181;m ID x 100 &#181;m OD)</td>
			<td>Polymicro Technologies</td>
			<td>TSP020090</td>
			<td>This capillary is used for the fabrication of the ESI emitter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fused silica capillary (50 &#181;m ID x 360 &#181;m OD)</td>
			<td>Polymicro Technologies</td>
			<td>TSP050375</td>
			<td>This capillary is used to transfer the samples and the eluent from the syringe pump to the capillary microreactor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass capillary cleaver</td>
			<td>Supelco</td>
			<td>23740-U</td>
			<td>This is a tool for cutting fused silica capillaries at the desired length</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glue</td>
			<td>Eclectic Products</td>
			<td>E6000 Craft</td>
			<td>This glue is used for securing the ESI emitter into the capillary microreactor or the microfluidic chip</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Epoxy glue</td>
			<td>Epo-Tek</td>
			<td>353NDT</td>
			<td>This glue is used to seal the microfluidic inlet hole through which the C18 particles are loaded</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reversed phase C18 particles (5 &#181;m)</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>Zorbax 300SB-C18</td>
			<td>These are C18 particles on which the proteins are adsorbed; the particles were extracted from a 4 mm x 20 cm C18 LC column from Agilent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe/glass (250 &#181;L)</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>81130-1725RN</td>
			<td>The glass syringes are used to load the C18 particle slurry in the capillary microreactor and to deliver the sample and eluents to the microreactor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Internal reducing PEEK Union (1/16&#8221; to 1/32&#8221;)</td>
			<td>Valco</td>
			<td>ZRU1.5FPK</td>
			<td>This union is used to connect the 250 &#181;L syringe to the microreactor for loading the 5 &#181;m particle slurry</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless steel union (1/16&#8221;)</td>
			<td>Valco</td>
			<td>ZU1XC</td>
			<td>The stainless steel union is used to connect the glass syringe needle to the infusion capillary</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microvolume PEEK Tee connector (1/32&#8221;)</td>
			<td>Valco</td>
			<td>MT.5XCPK</td>
			<td>The Peek tee is used to connect the sample transfer capillary to the capillary microreactor; on its side arm, it enables the insertion of the Pt wire</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tee connector (light weight)</td>
			<td>Valco</td>
			<td>C-NTXFPK</td>
			<td>This Tee connector is used to apply ESI voltage to the microfluidic chip through the sample transfer line</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pt wire (0.404 mm)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>66260-126</td>
			<td>The Pt wire provides electrical connection for ESI generation and is connected to the mass spectrometer ESI power supply</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PTFE tubing (1/16&#8221; OD)</td>
			<td>Valco</td>
			<td>TTF115-10FT</td>
			<td>The Teflon tubing is used to enable an air-tight connection between the syringe needle and the stainless steel union&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PEEK tubing (0.015&#8220; ID x 1/16&#8221; OD)</td>
			<td>Upchurch Scientific</td>
			<td>1565</td>
			<td>The Peek tubing is used as a sleeve to enable an air-tight connection between the stainless steel union and the 50 &#181;m ID transfer capillary</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PEEK tubing (0.015&#8221; ID x 1/32&#8221; OD)</td>
			<td>Valco</td>
			<td>TPK.515-25</td>
			<td>The Peek tubing is used as a sleeve to enable a leak-free connection between the fused silica capillaries and the Peek Tee</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clean-cut polymer tubing cutter</td>
			<td>Valco</td>
			<td>JR-797</td>
			<td>This cutter is used to pre-cut the 1/16&#8221; and 1/32&#8217; Peek polymer tubing that is used as sleeve for leak-free connections in pieces of ~4-5 cm in length</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amber vial (2 mL)</td>
			<td>Agilent&#160;</td>
			<td>HP-5183-2069</td>
			<td>The vials are used to prepare sample solutions and the C18 particle slurry&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amber vial (4 mL)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>66011-948</td>
			<td>The vials are used to prepare sample solutions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polypropylene tube (15 mL)</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>12-565-286D</td>
			<td>The vials are used to prepare buffer solutions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cylinder (100 mL)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>24710-463</td>
			<td>The cylinder is used to measure volumes of solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cylinder (10 mL)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>24710-441</td>
			<td>The cylinder is used to measure volumes of solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette tips (1000 &#181;L)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>83007-386</td>
			<td>The pipette tips are used to measure small volumes of sample solutions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette tips (100 &#181;L)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>53503-781</td>
			<td>The pipette tips are used to measure small volumes of sample solutions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette tips (10 &#181;L)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>53511-681</td>
			<td>The pipette tips are used to measure small volumes of sample solutions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass substrates</td>
			<td>Nanofilm</td>
			<td>B270 white crown, 3&#8221; x 3&#8221;</td>
			<td>These are glass substrates for microchip fabrication</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Male nut fitting (1/16&#8221;)</td>
			<td>Upchurch</td>
			<td>P203X</td>
			<td>This fitting is used for connecting transfer capillaries to the microfluidic chip</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nanoport assembly</td>
			<td>Upchurch</td>
			<td>N-122H</td>
			<td>This fitting is used for connecting transfer capillaries to the microfluidic chip</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reagents</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Protein standards</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>Multiple #</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetonitrile, HPLC grade</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>A955</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol, HPLC grade</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>A452</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropanol, HPLC grade</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>650447</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trifluoroacetic acid</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>302031</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium bicarbonate</td>
			<td>Aldrich</td>
			<td>A6141</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin, sequencing grade</td>
			<td>Promega</td>
			<td>V5111</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fast enzymatic processing of proteins for ms detection with a flow-through microreactor

kütle spektrometrisi (MS) büyük çoğunluğu, protein analiz yöntemleri, tipik olarak tripsin ile, saptama için enzimatik sindirim aşamasından önce dahil tabanlı. Bu adım, kütle spektrometrisi enstrümantasyon etkili tarama aralığı içinde MW &lt;3.000-4.000 Da genellikle, küçük molekül ağırlıklı peptid üretimi için gereklidir. Geleneksel protokoller 37 ºC&#39;de O / N enzimatik sindirim içerir. Son gelişmeler, tipik olarak, örneğin, mikrodalga ya da yüksek immobilize enzim ya da bir kaç dakika için proteolitik sindirimi için gerekli zamanı azaltmak tamamlayıcı fiziksel işlemler (bir dizi bir mikroreaktör kullanılmasını içeren, farklı stratejiler, gelişmesine yol açmıştır baskı). Bu çalışmada, bir proteinin hızlı bir enzimatik sindirim elde etmek için herhangi bir laboratuvar uygulanabilir basit ve maliyet-etkin bir yaklaşımı açıklar. Protein (veya protein karışımı) C18-bağlanmış ters fazlı yüksek perf üzerine emdirilirbir kılcal sütununda önceden sıvı kromatografisi (HPLC), silis parçacıkları sergilemiş ve sulu tampon içinde tripsin kısa bir süre için parçacıklar üzerinde demlenir. on-line MS algılanmasını sağlamak için triptik peptidler MS iyon kaynağı, doğrudan artan bir organik içeriğe sahip olan bir çözücü sistemi ile elüt edilmiştir. Bu yaklaşım, yüksek fiyatlı immobilize enzim parçacıklarının kullanımını önler ve işlemi tamamlamak için herhangi bir yardım gerektirmez. Protein sindirimi ve tam bir örnek analizleri sırasıyla ~ 30 dakika az 3 ~ daha dk gerçekleştirilebilir ve yapılabilir.

Proteolitik sindirim işleminin temsili bir sonuç, yukarıda tarif edilen mikroreaktörlerde (Şekil 1 ya da 2), Tablo 1 &#39;de verilmektedir sahip bir protein karışımı, eşzamanlı olarak gerçekleştirilir. Tablo belirli bir protein tespit benzersiz peptid dizilerini ihtiva eder, çapraz korelasyon skoru (Xcorr) (yani, ilgili tandem kütle spektrumunda deneysel-to-teorik maçın kalitesini karakterize bir skor), cevapsız bölünmeler sa...

Watch this Scientific Journal Video about Fast Enzymatic Processing of Proteins for MS Detection with a Flow-through Microreactor at JoVE.com

Fast Enzymatic Processing of Proteins for MS Detection with a Flow-through Microreactor

Bir akış oranı mikroreaktör MS Algılama Proteinlerin hızlı enzimatik işlenmesi

A quick protocol for proteolytic digestion with an in-house built flow-through tryptic microreactor coupled to an electrospray ionization (ESI) mass spectrometer is presented. The fabrication of the microreactor, the experimental setup and the data acquisition process are described.

The vast majority of mass spectrometry (MS)-based protein analysis methods involve an enzymatic digestion step prior to detection, typically with trypsin. ...

fast-enzymatic-processing-proteins-for-ms-detection-with-flow-through

Research

JoVE Journal

Bioengineering

7.9K Görüntüleme.  Virginia Tech. A quick protocol for proteolytic digestion with an in-house built flow-through tryptic microreactor coupled to an electrospray ionization (ESI) mass spectrometer is presented. The fabrication of the microreactor, the experimental setup and the data acquisition process are described.

Video: Fast Enzymatic Processing of Proteins for MS Detection with a Flow-through Microreactor

Fabrication of Electrochemical-DNA Biosensors for the Reagentless Detection of Nucleic Acids, Proteins and Small Molecules

As medicine is currently practiced, doctors send specimens to a central laboratory for testing and thus must wait hours or days to 
receive the results. Many patients would be better served by rapid, bedside tests. To this end our laboratory and others have developed a versatile, reagentless 
biosensor platform that supports the quantitative, reagentless, electrochemical detection of nucleic acids (DNA, RNA), proteins (including antibodies) and small 
molecules analytes directly in unprocessed clinical and environmental samples. In this video, we demonstrate the preparation and use of several biosensors in this 
"E-DNA" class. In particular, we fabricate and demonstrate sensors for the detection of a target DNA sequence in a polymerase chain reaction mixture, an HIV-specific antibody and the drug cocaine. The preparation procedure requires only three hours of hands-on effort followed by an overnight incubation, and their use requires only minutes.

"E-DNA" sensors, reagentless, electrochemical biosensors that perform well even when challenged directly in blood and other complex matrices, have been adapted to the detection of a wide range of nucleic acid, protein and small molecule analytes. Here we present a general procedure for the fabrication and use of such sensors.

Nükleik Asitler, Proteinler ve Küçük Moleküller Reagentless Algılama Elektrokimyasal DNA Biyosensörler Fabrikasyon

As medicine is currently practiced, doctors send specimens to a central laboratory for testing and thus must wait hours or days to 
receive the results. ...

Biyomühendislik

Postproduction Processing of Electrospun Fibres for Tissue Engineering

Electrospinning is a commonly used and versatile method to produce scaffolds (often biodegradable) for 3D tissue engineering.1, 2, 3 Many tissues in vivo undergo biaxial distension to varying extents such as skin, bladder, pelvic floor and even the hard palate as children grow. In producing scaffolds for these purposes there is a need to develop scaffolds of appropriate biomechanical properties (whether achieved without or with cells) and which are sterile for clinical use. The focus of this paper is not how to establish basic electrospinning parameters (as there is extensive literature on electrospinning) but on how to modify spun scaffolds post production to make them fit for tissue engineering purposes - here thickness, mechanical properties and sterilisation (required for clinical use) are considered and we also describe how cells can be cultured on scaffolds and subjected to biaxial strain to condition them for specific applications.
Electrospinning tends to produce thin sheets; as the electrospinning collector becomes coated with insulating fibres it becomes a poor conductor such that fibres no longer deposit on it. Hence we describe approaches to produce thicker structures by heat or vapour annealing increasing the strength of scaffolds but not necessarily the elasticity. Sequential spinning of scaffolds of different polymers to achieve complex scaffolds is also described. Sterilisation methodologies can adversely affect strength and elasticity of scaffolds. We compare three methods for their effects on the biomechanical properties on electrospun scaffolds of poly lactic-co-glycolic acid (PLGA).
Imaging of cells on scaffolds and assessment of production of extracellular matrix (ECM) proteins by cells on scaffolds is described. Culturing cells on scaffolds in vitro can improve scaffold strength and elasticity but the tissue engineering literature shows that cells often fail to produce appropriate ECM when cultured under static conditions. There are few commercial systems available that allow one to culture cells on scaffolds under dynamic conditioning regimes - one example is the Bose Electroforce 3100 which can be used to exert a conditioning programme on cells in scaffolds held using mechanical grips within a media filled chamber.4 An approach to a budget cell culture bioreactor for controlled distortion in 2 dimensions is described. We show that cells can be induced to produce elastin under these conditions. Finally assessment of the biomechanical properties of processed scaffolds cultured with or without cells is described.

Electrospun scaffolds can be processed post production for tissue engineering applications. Here we describe methods for spinning complex scaffolds (by consecutive spinning), for making thicker scaffolds (by multi-layering using heat or vapour annealing), for achieving sterility (aseptic production or sterilisation post production) and for achieving appropriate biomechanical properties.

Doku Mühendisliği için elektrospinning Liflerin Postprodüksiyon İşleme

Electrospinning is a commonly used and versatile method to produce  scaffolds (often biodegradable) for 3D tissue engineering.1, 2, 3 Many tissues in vivo ...

A Full Skin Defect Model to Evaluate Vascularization of Biomaterials In Vivo

Insufficient vascularization is considered to be one of the main factors limiting the clinical success of tissue-engineered constructs. In order to evaluate new strategies that aim at improving vascularization, reliable methods are required to make the in-growth of new blood vessels into bio-artificial scaffolds visible and quantify the results. Over the past couple of years, our group has introduced a full skin defect model that enables the direct visualization of blood vessels by transillumination and provides the possibility of quantification through digital segmentation. In this model, one surgically creates full skin defects in the back of mice and replaces them with the material tested. Molecules or cells of interest can also be incorporated in such materials to study their potential effect. After an observation time of one&#8217;s own choice, materials are explanted for evaluation. Bilateral wounds provide the possibility of making internal comparisons that minimize artifacts among individuals as well as of decreasing the number of animals needed for the study. In comparison to other approaches, our method offers a simple, reliable and cost effective analysis. We have implemented this model as a routine tool to perform high-resolution screening when testing vascularization of different biomaterials and bio-activation approaches.

A Full Skin Defect Model to Evaluate Vascularization of Biomaterials In Vivo

Vascularization is key to approaches in successful tissue engineering. Therefore, reliable technologies are required to evaluate the development of vascular networks in tissue-constructs. Here we present a simple and cost-effective method to visualize and quantify vascularization in vivo.

A Tam Cilt Hata Modeli Biyomateryallerin vaskülarizasyonunu değerlendirin<em&gt; In Vivo</em

Insufficient vascularization is considered to be one of the main factors limiting the clinical success of tissue-engineered constructs. In order to ...

Hydrogel Nanoparticle Harvesting of Plasma or Urine for Detecting Low Abundance Proteins

Novel biomarker discovery plays a crucial role in providing more sensitive and specific disease detection. Unfortunately many low-abundance biomarkers that exist in biological fluids cannot be easily detected with mass spectrometry or immunoassays because they are present in very low concentration, are labile, and are often masked by high-abundance proteins such as albumin or immunoglobulin. Bait containing poly(N-isopropylacrylamide) (NIPAm) based nanoparticles are able to overcome these physiological barriers. In one step they are able to capture, concentrate and preserve biomarkers from body fluids. Low-molecular weight analytes enter the core of the nanoparticle and are captured by different organic chemical dyes, which act as high affinity protein baits. The nanoparticles are able to concentrate the proteins of interest by several orders of magnitude. This concentration factor is sufficient to increase the protein level such that the proteins are within the detection limit of current mass spectrometers, western blotting, and immunoassays. Nanoparticles can be incubated with a plethora of biological fluids and they are able to greatly enrich the concentration of low-molecular weight proteins and peptides while excluding albumin and other high-molecular weight proteins. Our data show that a 10,000 fold amplification in the concentration of a particular analyte can be achieved, enabling mass spectrometry and immunoassays to detect previously undetectable biomarkers.

Several pathological biomarkers cannot be easily detected by current techniques because of their low concentration in biological fluids, the presence of degrading enzymes, and large amounts of high molecular weight proteins. Chemically functionalized hydrogel nanoparticles can harvest, preserve and concentrate low abundance proteins enabling the detection of previously undetectable biomarkers.

Düşük Bolluk Proteinler saptamak için plazma veya idrar hidrojel Nanoparçacık Hasat

Novel biomarker discovery plays a crucial role in providing more sensitive and specific disease detection. Unfortunately many low-abundance biomarkers ...

A Microfluidic Platform for Precision Small-volume Sample Processing and Its Use to Size Separate Biological Particles with an Acoustic Microdevice

A major advantage of microfluidic devices is the ability to manipulate small sample volumes, thus reducing reagent waste and preserving precious sample. However, to achieve robust sample manipulation it is necessary to address device integration with the macroscale environment. To realize repeatable, sensitive particle separation with microfluidic devices, this protocol presents a complete automated and integrated microfluidic platform that enables precise processing of 0.15&#8211;1.5 ml samples using microfluidic devices. Important aspects of this system include modular device layout and robust fixtures resulting in reliable and flexible world to chip connections, and fully-automated fluid handling which accomplishes closed-loop sample collection, system cleaning and priming steps to ensure repeatable operation. Different microfluidic devices can be used interchangeably with this architecture. Here we incorporate an acoustofluidic device, detail its characterization, performance optimization, and demonstrate its use for size-separation of biological samples. By using real-time feedback during separation experiments, sample collection is optimized to conserve and concentrate sample. Although requiring the integration of multiple pieces of equipment, advantages of this architecture include the ability to process unknown samples with no additional system optimization, ease of device replacement, and precise, robust sample processing.

This protocol describes a system architecture for performing automated small volume (0.15&#8211;1.5 ml) particle separations using a microfluidic device, and discusses methods to optimize acoustofluidic device performance and operation.

Bir mikroakışkan Hassas Küçük hacimli Numune İşleme Platformu ve Akustik mikrocihazda Ayrı Biyolojik Parçacıklar Boyutu Kullanımı

A major advantage of microfluidic devices is the ability to manipulate small sample volumes, thus reducing reagent waste and preserving precious sample. ...

Sensitive Detection of Proteopathic Seeding Activity with FRET Flow Cytometry

Increasing evidence supports transcellular propagation of toxic protein aggregates, or proteopathic seeds, as a mechanism for the initiation and progression of pathology in several neurodegenerative diseases, including Alzheimer's disease and the related tauopathies. The potentially critical role of tau seeds in disease progression strongly supports the need for a sensitive assay that readily detects seeding activity in biological samples. 
By combining the specificity of fluorescence resonance energy transfer (FRET), the sensitivity of flow cytometry, and the stability of a monoclonal cell line, an ultra-sensitive seeding assay has been engineered and is compatible with seed detection from recombinant or biological samples, including human and mouse brain homogenates. The assay employs monoclonal HEK 293T cells that stably express the aggregation-prone repeat domain (RD) of tau harboring the disease-associated P301S mutation fused to either CFP or YFP, which produce a FRET signal upon protein aggregation. The uptake of proteopathic tau seeds (but not other proteins) into the biosensor cells stimulates aggregation of RD-CFP and RD-YFP, and flow cytometry sensitively and quantitatively monitors this aggregation-induced FRET. The assay detects femtomolar concentrations (monomer equivalent) of recombinant tau seeds, has a dynamic range spanning three orders of magnitude, and is compatible with brain homogenates from tauopathy transgenic mice and human tauopathy subjects. With slight modifications, the assay can also detect seeding activity of other proteopathic seeds, such as &#945;-synuclein, and is also compatible with primary neuronal cultures. The ease, sensitivity, and broad applicability of FRET flow cytometry makes it useful to study a wide range of protein aggregation disorders.

Cell-to-cell transfer of protein aggregates, or proteopathic seeds, may underlie the progression of pathology in neurodegenerative diseases. Here, a novel FRET flow cytometry assay is described that enables specific and sensitive detection of seeding activity from recombinant or biological samples.

FRET Akım Sitometrisi ile Proteopathic Tohumculuk Faaliyet duyarlı Algılama

Increasing evidence supports transcellular propagation of toxic protein aggregates, or proteopathic seeds, as a mechanism for the initiation and ...

Microwave-driven Synthesis of Iron Oxide Nanoparticles for Fast Detection of Atherosclerosis

A fast and reproducible microwave-driven protocol has been developed for the synthesis of neridronate-functionalized nanoparticles. Starting from the synthesis of hydrophobic nanoparticles, our method is based on an adaptation from thermal decomposition method to microwave driven synthesis. The new methodology produces a decrease in the reaction times in comparison with traditional procedures. Moreover, the use of the microwave technology increases the reproducibility of the reactions, something important from the point of view of clinical applications. The novelty of this iron oxide nanoparticle is the attachment of Neridronate. The use of this molecule leads a bisphosphonate moiety towards the outside of the nanoparticle that provides Ca2+ binding properties in vitro and selective accumulation in vivo in the atheroma plaque. The protocol allows the synthesis and plaque detection in about 3 hr since the initial synthesis from organic precursors. Their accumulation in the atherosclerotic area in less than 1 hr provides a contrast agent particularly suitable for clinical applications.

Microwave technology enables extremely fast synthesis of iron oxide nanoparticles for atherosclerosis plaque characterization. The use of an aminobisphosphonate in the external side of the nanoparticle provides a fast accumulation in the atherosclerotic area.

Ateroskleroz Hızlı Algılama Demir Oksit Nanopartiküller Mikrodalga odaklı sentezi

A fast and reproducible microwave-driven protocol has been developed for the synthesis of neridronate-functionalized nanoparticles. Starting from the ...

Synthesis of Cationized Magnetoferritin for Ultra-fast Magnetization of Cells

Many important biomedical applications, such as cell imaging and remote manipulation, can be achieved by labeling cells with superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs). Achieving sufficient cellular uptake of SPIONs is a challenge that has traditionally been met by exposing cells to elevated concentrations of SPIONs or by prolonging exposure times (up to 72 hr). However, these strategies are likely to mediate toxicity. Here, we present the synthesis of the protein-based SPION magnetoferritin as well as a facile surface functionalization protocol that enables rapid cell magnetization using low exposure concentrations. The SPION core of magnetoferritin consists of cobalt-doped iron oxide with an average particle diameter of 8.2 nm mineralized inside the cavity of horse spleen apo-ferritin. Chemical cationization of magnetoferritin produced a novel, highly membrane-active SPION that magnetized human mesenchymal stem cells (hMSCs) using incubation times as short as one minute and iron concentrations as lows as 0.2 mM.

A protocol for the synthesis and cationization of cobalt-doped magnetoferritin is presented, as well as a method to rapidly magnetize stem cells with cationized magnetoferritin.

Hücrelerin ultra hızlı Mıknatıslanma için katyonize Magnetoferritin sentezi

Many important biomedical applications, such as cell imaging and remote manipulation, can be achieved by labeling cells with superparamagnetic iron oxide ...

Microfluidic Platform with Multiplexed Electronic Detection for Spatial Tracking of Particles

Microfluidic processing of biological samples typically involves differential manipulations of suspended particles under various force fields in order to spatially fractionate the sample based on a biological property of interest. For the resultant spatial distribution to be used as the assay readout, microfluidic devices are often subjected to microscopic analysis requiring complex instrumentation with higher cost and reduced portability. To address this limitation, we have developed an integrated electronic sensing technology for multiplexed detection of particles at different locations on a microfluidic chip. Our technology, called Microfluidic CODES, combines Resistive Pulse Sensing with Code Division Multiple Access to compress 2D spatial information into a 1D electrical signal. In this paper, we present a practical demonstration of the Microfluidic CODES technology to detect and size cultured cancer cells distributed over multiple microfluidic channels. As validated by the high-speed microscopy, our technology can accurately analyze dense cell populations all electronically without the need for an external instrument. As such, the Microfluidic CODES can potentially enable low-cost integrated lab-on-a-chip devices that are well suited for the point-of-care testing of biological samples.

We demonstrate a microfluidic platform with an integrated surface electrode network that combines resistive pulse sensing (RPS) with code division multiple access (CDMA), to multiplex detection and sizing of particles in multiple microfluidic channels.

Parçacıkların Mekansal Takip için Çoklanmış Elektronik Algılama ile mikroakışkan Platformu

Microfluidic processing of biological samples typically involves differential manipulations of suspended particles under various force fields in order to ...

Detection of Endotoxin in Nano-formulations Using Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) Assays

When present in pharmaceutical products, a Gram-negative bacterial cell wall component endotoxin (often also called lipopolysaccharide) can cause inflammation, fever, hypo- or hypertension, and, in extreme cases, can lead to tissue and organ damage that may become fatal. The amounts of endotoxin in pharmaceutical products, therefore, are strictly regulated. Among the methods available for endotoxin detection and quantification, the Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) assay is commonly used worldwide. While any pharmaceutical product can interfere with the LAL assay, nano-formulations represent a particular challenge due to their complexity. The purpose of this paper is to provide a practical guide to researchers inexperienced in estimating endotoxins in engineered nanomaterials and nanoparticle-formulated drugs. Herein, practical recommendations for performing three LAL formats including turbidity, chromogenic and gel-clot assays are discussed. These assays can be used to determine endotoxin contamination in nanotechnology-based drug products, vaccines, and adjuvants.

Detection of Endotoxin in Nano-formulations Using Limulus Amoebocyte Lysate LAL Assays

Detection of endotoxins in engineered nanomaterials represents one of the grand challenges in the field of nanomedicine. Here, we present a case study that describes the framework composed of three different LAL formats to estimate potential endotoxin contamination in nanoparticles.