This work was supported by Burroughs Wellcome Fund Career Award at the Scientific Interface (CASI), a Simons Foundation grant, and a Brain and Behavior Research foundation young investigator grant.

Dikkat: Kullanmadan önce tüm ilgili malzeme güvenlik bilgi formlarını (SDS) danışın. Nanomalzemeler onların dökme malzeme meslektaşı ile karşılaştırıldığında ek tehlikeler olabilir. mühendislik kontrolleri (davlumbaz, gürültü muhafaza) ve kişisel koruyucu donanımlar da dahil olmak üzere tüm uygun güvenlik uygulamalarını kullanın (koruyucu gözlük, gözlük, laboratuvar önlüğü, tam uzunlukta pantolon, kapalı-toe ayakkabıları). Tampon, yüzey aktif madde ve polimer çözeltilerinin hazırlanması 1. <ol><li> 100 mM NaCI çözeltisinin hazırlanması <ol><li> iyonu giderilmiş su 80 mL NaCI 584 mg çözülür. 100 mL toplam hacmi getirmek için deiyonize su ilave edilir. </li></ol></li><li> % 3 sodyum dodesil sülfatın hazırlanışı (SDS) çözeltisi <ol><li> iyonu giderilmiş su 80 mL SDS hazırlanan, 3 g. 100 mL toplam hacmi getirmek için deiyonize su ilave edilir. </li></ol></li><li> % 2 sodyum kolat hazırlanması (SC) çözeltisi <ol><li> çimen 2 gr çözülüryum iyonu giderilmiş su 80 mL hidrat kolat. 100 mL toplam hacmi getirmek için deiyonize su ilave edilir. </li></ol></li><li> Görüntüleme tampon hazırlanması (1 x Trıs: 20 mM Tris, 100 mM NaCI) <ol><li> Tris baz 22.23 g ve manyetik bir karıştırma çubuğu ve plaka kullanılarak, deiyonize su, 500 mL NaCl 58.44 g çözündürülür. </li><li> 8.1 arasında bir pH elde edilene kadar dikkatlice konsantre HCI ilave edin. </li><li> 1 L&#39;lik bir son hacim elde etmek için deiyonize su ekleyin </li></ol></li><li> RITC-PEG-RITC polimerin sentezi <ol><li> diklorometan ve dimetilformamid (DMF) 1 karışımı bir 1: 1 mL amin difonksiyonlu polietilen glikol (PEG) (5 kDa veya 20 kDa, 0.1 mol / L) ve rodamin izotiosiyanat (RITC, 0.2 mol / L) içinde çözülür. </li><li> 0.2 mol N / L, N-diizopropiletilamin (DIEA) ekleyin. </li><li> 3 saat sonra, vakumla süzülerek ve ardından dietil eter 10x hacimli hızlandırabilir. </li><li> DMF çözülür ve eter yağış FOLLO tekrarvakum filtreleme işlemi ile evli. Not: benzer bir yöntem kullanarak diğer izotiyosiyanat değiştirilmiş moleküller (örneğin, fluoresein izotiosiyanat, FITC) PEG ya da amin modifiyeli polimerlere eklenebilir. </li></ol></li><li> Pegile-DNA&#39;nın hazırlanması (PEG-DNA) <ol><li> 100 tris (2-karboksietil) 44.9 uL fosfin hidroklorür (TCEP) çözeltisi (0.5 M, pH 7.0) uL 5&#39;-tiol ile modifiye edilmiş DNA (1 mg / 0.1 M NaCI, 10 uL) ve 4.855 mL ekle birleştirin iyonu giderilmiş su. </li><li> 1 saat boyunca karıştırılır. </li><li> fosfat tamponlu tuzlu su içinde 5 mL metoksipolietilen glikol maleimid 500 mg eritin. </li><li> DNA, ve PEG çözeltileri (10 ml toplam) bir araya getirin ve 24 saat boyunca kanştınn. </li></ol></li></ol> Tek Cidarlı Karbon Nanotüp (SWNTs) Cezalar 2. Hazırlık <ol><li> SWNTs yıkama katalizör ve safsızlıkları uzaklaştırmak için. <ol><li> plastik bir santrifüj tüpü içine conta yıkanmamış SWNTs 200-300 mg eklemeiyonu giderilmiş su ining 45 ml. </li><li> Vortex 2 dk ve sonikasyon 5 dakika boyunca banyo sonikatör kullanarak çözüm. Ayarlar Cihaza cihazdan farklı olduğunu sonikatör unutmayın, bu yüzden SWNTs dağınık edilmesini sağlamak için SWNT çözüm artar optik yoğunluk (yani kararır) kontrol edin. </li><li> 16.100 x g&#39;de 20 dakika süre ile çözelti santrifüj ve supernatant atın. </li><li> yeni iyonu giderilmiş su, yaklaşık 45 mL ekleyin. </li><li> Adımları tekrarlayın 2.1.2-2.1.4 8 kata kadar. </li><li> Mümkün pelet SWNTs rahatsız ve kurumaya SWNT pelet izin için dikkatli olmak kadar su çıkarmak. </li></ol></li><li> SWNTs nükleik asit süspansiyonları <ol><li> 100 mg / mL &#39;lik bir konsantrasyona kadar, 0.1 M NaCl içinde nükleik asitler (NA) içinde çözülür. </li><li> Bir anti-statik tabancası kullanarak tek kullanımlık spatula, mikrosantrifüj tüpleri ve SWNT stokunun statik elektriği çıkarın. Bir duman başlığı içinde, 0 980 uL NA çözeltisi 20 mcL.1 M NaCl, 1 mg SWNTs ilave edilir. </li><li> 3 mm çapında uçlu bir ultrasonikatör kullanılarak, bir buz banyosunda% 40 genlik 10 dakika için çözelti sonikasyon. </li><li> x g 16,100 90 dakika iki kez DNA SWNT çözeltisi santrifüjleyin. PEG-DNA kullanıyorsanız, 100 kDa spin-filtresi kullanılarak fazlalığının ve reaksiyona girmemiş DNA ve PEG dışarı arındırmak. 1.5 dakika boyunca 9.300 xg&#39;de Spin-filtre ve spin doldurmak bu yıkama adımı 3 kez tekrarlayın için yeterli PBS ekleyin. </li><li> Toplayın ve CNT demetleri ve agrega içeren pelet rahatsız etmemek için dikkatli olmak, süpernatant tutun. Nanomalzemelerin için uygun kurumsal tehlikeli atık prosedürlerine uygun olarak pelet atın. </li><li> Lambert-Beer yasası ve uygun seyreltme faktörü ile uygun olarak ε = 0.036 l / cm · mg ile süspansiyon haline SWNTs yaklaşık konsantrasyonunu belirlemek için bir UV / Vis spektrofotometre kullanılarak 632 nm&#39;deki absorbansı ölçülür. </li></ol></li><li> Amfifilik polimer süspansiyonlarıSWNTs arasında <ol><li> tek kullanımlık spatula, mikro santrifüj tüplerine ve SWNT stokunun statik elektriği çıkarın. Bir duman başlığı içinde,% 2 SC çözeltisi 5 mL 5 mg SWNTs ekleyin (alternatif olarak, SDS çözeltisi kullanılabilir). </li><li> 6 mm çapında bir ucu olan bir ultrasonikatör kullanılarak, bir buz banyosunda% 40 genlik de 1 saat çözeltisi sonikasyon. </li><li> Bir ultrasantrifüjdeki kullanarak ve dikkatli supernatant toplamak 4 saat 150.000 xg&#39;de örnek Santrifüj. </li><li> (Örneğin, RITC-PEG-RITC) SC-SWNT çözeltisi içinde amfifilik polimerin ağırlıkça% 1 oranında çözülür. </li><li> iyonu giderilmiş su, 1 L karşı 3.5 kDa diyaliz membranı kullanılarak polimer SC-SWNT çözeltisi Dialyze ya da 5 gün süre ile tampon. suyu değiştirin veya bu kadar uzun süre seçim yüzey kaldırılmasını sağlar gibi, saat 2 ve saat 4. büyük diyaliz membran kullanılabilir sonra tampon, ama SWNT ve amfifilik polimer hem tutma. </li><li> belirlemek için bir UV / Vis spektrofotometre kullanılarak 632 nm&#39;de çözüm absorbansı ölçülürLambert-Beer yasası ve uygun seyreltme faktörü uyarınca ε = 0.036 L / cm * mg kullanarak askıya SWNTs yaklaşık konsantrasyonu. </li></ol></li></ol> Yüzey İmmobilize SWNT Sensörler 3. hazırlanması <ol><li> BSA-biyotin ve NeutrAvidin Stok çözeltilerin hazırlanması <ol><li> 4 ° C&#39;de 10 mg / ml stok çözeltisi ve mağaza yapmak için 1 mL deiyonize su içinde 10 mg liyofilize BSA biotin çözülür. </li><li> 5 mg / ml stok çözelti yapmak için deiyonize su, 2 mL içerisinde 10 mg NeutrAvidin protein (NAV avidin protein deglikosile) içinde çözülür. -20 ° C&#39;de saklayın alikotları. Çözülmüş alikotları 4 ° C&#39;de birkaç gün muhafaza edilebilir. </li></ol></li><li> BSA-Biotin kaplı mikroskop slaytlar hazırlayın <ol><li> metanol, aseton ve deiyonize su son bir durulama adımı ve ardından bir mikroskop slaydı ve deiyonize su ile 0.17 mm kapak camı (veya mikroskop amaç için uygun), temiz. </li><li&gt; Temiz bir mikroskop lamı üzerine yaklaşık 5 mm aralıklı çift taraflı bant birkaç adet koyarak kanallar oluşturun. Uzun bir cam lamel alarak ve çift taraflı bant üst üzerine basarak kanalları kapatılmalıdır. Kapak kayma ve slayt kenarları aynı hizada değildir bu yüzden mikroskop lamı merkezli olduğundan emin olun. </li><li> 1 mg / mL&#39;lik nihai bir konsantrasyona kadar 900 uL 1x Tris tampon BSA-Biotin, stok çözeltisi 100 uL ekleyin. </li><li> bir ucuna çözelti pipetleme ve doku kullanan diğer çözümün uzaklıkta sürtmeyle kanala BSA-biyotin çözeltisi 50 uL akış. 0.1 M NaCI, 50 uL 3-5 akıtma ve ardından 5 dakika süreyle inkübe edin. </li><li> 0.2 mg / mL&#39;lik nihai bir konsantrasyona kadar 960 uL 1x Tris tamponu içinde 5 mg / ml NAV stokunun 40 uL seyreltilir. </li><li> bir ucuna çözelti pipetleme ve doku kullanan diğer çözümün uzaklıkta sürtmeyle kanala NAV solüsyonu 50 uL akış. 2-5 dakika inkübe0.1 M NaCI, 50 uL 3-5 akıtma izledi. </li><li> 1-10 mg / L&#39;lik bir konsantrasyonda Görüntüleme tampon maddesi içinde süspansiyon haline SWNTs bir stok çözelti seyreltilir ve kanala çözeltisi 50 uL akış ve 5 dakika için inkübe edilir. </li><li> Yavaşça görüntüleme tampon 50 uL kullanarak fazla SWNTs uzakta durulayın. </li></ol></li><li> APTES Silanlanmış mikroskop lamı hazırlanması Not: APTES slaytlar bir yolu, bir cam alt-tabaka yüzeyine, negatif yüklü DNA sarılmış SWNTs hareketsiz izin silanize. <ol><li> Etanol (3-aminopropil) trietoksisilan (APTES) içindeki bir% 10 çözelti hazırlayın. </li><li> 3.2.2 açıklanan aşamalara göre yapılır kanalları kullanılarak, 100 uL 1x Tris tamponu içinde akar. </li><li> APTES çözeltisi ile kanal yıkayın ve 5 dakika için inkübe edilir. 1x Tris tamponu ile yıkayın. </li><li> 1-10 mg / Arazi akışının bir konsantrasyonda kanalı ve bir inkubasyondan içine çözeltisinin 50 uL görüntüleme tampon içinde süspansiyon haline getirilmiş DNA SWNTs stok çözümleri seyreltilir5 dakika boyunca yedi. </li><li> Yavaşça görüntüleme tampon 50 uL kullanarak fazla SWNTs uzakta durulayın. </li></ol></li></ol> 4. Floresans Spektroskopisi ve SWNT Sensör Mikroskopi <ol><li> Nir Floresan Mikroskopi <ol><li> lazer uyarma ve görüntüleme için bir InGaAs sensör dizisi ile donatılmış bir ters mikroskop kullanılarak yüzey hareketsiz SWNTs görüntülenmesine gerçekleştirin. </li><li> Ayarlanabilir kinematik bağlar aynalar ve liman yüksekliğe ayarlayın sonrası monte süsen bir çift kullanarak ters bir mikroskop arka aydınlatma noktasını girmek için lazer ışını doğrudan. ışın düzeyinde olduğundan emin olun ve sonraki aynalar arasında ve aydınlatma bağlantı noktasını girmeden önce yerleştirildiğinde düz onaylayarak her iki süsen geçer. Gerekirse, bir periskop tertibatı kullanılarak kiriş yüksekliğini ayarlayın. kiriş zayıflatmak olacağını aydınlatma bağlantı noktasında herhangi bir kısa-geçişli ısı filtrelerini çıkarın. </li><li> mikroskop içine uygun bir filtre küp yerleştirinhedefi haline uyarma ışık yansıtır ve emisyon ışığı toplamak için. Bu genellikle dalgaboyu üzerinde bir kesim, (örneğin, 750 LP) ve daha fazla sensör vurarak dağınık uyarma ışık en aza indirmek için bir emisyon uzun geçiş filtresi (örneğin, 850 LP) ile dikroik uzun geçiş filtresi oluşur. Buna ek olarak, emisyon filtresi belli bir kiralite SWNTs emisyonu için seçici olması tercih edilebilir. </li><li> 1 mm&#39;lik deliklerin içeren iki ofset, buzlu diskler ile objektif yerine uygun bir uyum küp takarak ışın hizalama ince ayarlamalar yapın. hem alt ve üst hizalama disklerin merkezine ışını aynı hizaya getirin. </li><li> Sensör boyutuna uyması için gerekirse uygun bir adaptör ve bir 0.5x lens kullanarak mikroskop yan görüntüleme noktasına 2D InGaAs sensör dizisi takın. </li><li> Bir 100X immersiyon yağı hedefi (1.4 NA) kullanarak, floresan ücretsiz daldırma yağı uygulayın ve IMMOBI koyunMikroskop sahneye lized SWNT örnek. </li><li> Yağ temas edene kadar cam kapak alt (# 1.5, 170 mikron kalınlığında) objektif kaldırın. Görüntüleme koşulları, örneğin, sıcaklık, cam kalınlığı, vb objektif yaka ayarlamalar yapmak gerekirse </li><li> Yavaş yavaş uyarım kaynağı ile objektif yükseltmek ve InGaAs kamera floresan sinyalini izler. odak düzlemi yüzeyini yaklaşır ve hareketsiz sensörler odak noktası haline gelmek gibi floresan yoğunluğu kademeli olarak artmalıdır. </li></ol></li><li> Nir Floresans Spektroskopisi NOT: Floresans spektroskopisi aynı mikroskop kurulumu kullanarak gerçekleştirilen ancak mikroskop vücudun dışına ve bir spektrometre ve InGaAs doğrusal dizi dedektör içine toplanan ışığı yönlendirerek edilebilir. <ol><li> Nir için puan kinematik bağlar ve aynalar kullanılarak, spektrometrenin giriş açıklığına doğru ışık yolu yönlendirmek. Bir poi ışık aşağı Odakgirişinde bir odaklama lens kullanarak yarık nt üzerine (örneğin, dışbükey, f = 150 mm). Bu hizalama &lt;1 mW lazer gücünü zayıflatan ve 1 &quot;ayna ile mikroskop objektif değiştirerek ve 50/50 ışın bölücü filtre küp kullanılarak gerçekleştirilir. Uyarma ışık daha sonra çıkış kısmından mikroskop bedeni terk ve can olacak giriş açıklığının üzerine ışını odaklamak için aynalar ve lensi ayarlamak için kullanılır. </li><li> mikroskop objektif ve uzun geçiş filtresi değiştirdikten sonra, sahneye bir plaka koyun ve spektrometre ve InGaAs dizi kullanarak bir in-odak örnek spektrumları kaydedin. </li></ol></li><li> Dopamin (GT) 15 DNA SWNTs geri dönüşümlü yanıtının ölçülmesi <ol><li> Dağı sensör mikroskop sahneye kanalları kaplı ve bir 100X petrol nesnel ve InGaAs kamerayı kullanarak odak noktası haline getirmek. akış kanalı ve kayıt fosfat tamponlu tuzlu su içinde 100 uM dopamin çözeltisi (PBS) içinde 50 ul eklefloresan değişimi. </li><li> fosfat tamponlu tuzlu su kullanarak dopamin çözüm yıkayın ve bireysel SWNT sensörleri floresan değişimi gözlemlemek. </li></ol></li><li> SWNTs sensörlerin analit yanıtı için iyi plakalı tarama Not: farklı analite taranması, bir motorlu kaide ile kontrol saydam plaka kullanılarak gerçekleştirilebilir. İdeal çukurlu plaka görülebilir ve IR şeffaf ve oyuklar arasındaki karışma en aza indirmek için, siyah yan duvarlar ihtiva etmektedir. <ol><li> Süspansiyon haline SWNT sensör (örneğin, 5 mg / L konsantrasyon) her bir yeterli bir 384-oyuklu bir plaka için 96 oyuklu bir plaka için de eşit, genellikle&gt; 100 uL alt ve&gt; 30 uL kapsayacak Pipet eşit hacimleri . </li><li> Pipet analitler (örneğin, 2 uL 100 uM nihai hacim) gözlü plakalara kütüphanenin taranması ile ilgili. potansiyelin iyi-to-kuyu varyasyon, fluctuat hesaba üç kopya halinde her analit hazırlayınuyarım yoğunluğu, veya sıcaklığın iyonları. </li><li> Hedefi yükseltmek (örneğin, 20X achroplan, 0.45 NA) spektrometresi ve InGaAs dizisini kullanarak emisyon spektrumları izlerken. amacın optimal pozisyonu ölçülen yoğunluğu maksimum karşılık gelmelidir kuyudaki numune hacmi, ortasında yaklaşık odak düzlemi koyacağız. </li><li> Her örnek kuyu için, bir spektrum toplamak için 1-10 s pozlama kaydedin. </li><li> Floresan yanıtı ölçmek için, ek bir analit olmadan da SWNTs ihtiva eden bir kontrol ile her bir emisyon spektrumunu karşılaştır. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Dresselhaus, M. S., Dresselhaus, G., Avouris, 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> Carbon Nanotubes. 80, (2001).</li><li>O'Connell, M. J., Bachilo, S. 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=Band+gap+fluorescence+from+individual+single-walled+carbon+nanotubes.">Band gap fluorescence from individual single-walled carbon nanotubes.</a> Science. 297 (5581), 593-596 (2002).</li><li>Wang, F., Dukovic, G., Brus, L. E., Heinz, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Optical+Resonances+in+Carbon+Nanotubes+Arise+from+Excitons.">The Optical Resonances in Carbon Nanotubes Arise from Excitons.</a> Science. 308 (5723), (2005).</li><li>Heller, D. A., Baik, S., Eurell, T. E., Strano, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-Walled+Carbon+Nanotube+Spectroscopy+in+Live+Cells:+Towards+Long-Term+Labels+and+Optical+Sensors.">Single-Walled Carbon Nanotube Spectroscopy in Live Cells: Towards Long-Term Labels and Optical Sensors.</a> Adv Mat. 17 (23), 2793-2799 (2005).</li><li>Boghossian, A. A., 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=Near-Infrared+Fluorescent+Sensors+based+on+Single-Walled+Carbon+Nanotubes+for+Life+Sciences+Applications.">Near-Infrared Fluorescent Sensors based on Single-Walled Carbon Nanotubes for Life Sciences Applications.</a> Chem Sus Chem. 4 (7), 848-863 (2011).</li><li>Kruss, S., 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=Carbon+nanotubes+as+optical+biomedical+sensors.">Carbon nanotubes as optical biomedical sensors.</a> Adv Drug Del Rev. 65 (15), 1933-1950 (2013).</li><li>Girifalco, L. A., Hodak, M., Lee, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+nanotubes,+buckyballs,+ropes,+and+a+universal+graphitic+potential.">Carbon nanotubes, buckyballs, ropes, and a universal graphitic potential.</a> Phys Rev B. 62 (19), 13104-13110 (2000).</li><li>Baughman, R. H., 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=Carbon+nanotubes--the+route+toward+applications.">Carbon nanotubes--the route toward applications.</a> Science. 297 (5582), 787-792 (2002).</li><li>Zheng, 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=DNA-assisted+dispersion+and+separation+of+carbon+nanotubes.">DNA-assisted dispersion and separation of carbon nanotubes.</a> Nature Materials. 2 (5), 338-342 (2003).</li><li>Banerjee, S., Hemraj-Benny, T., Wong, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Covalent+Surface+Chemistry+of+Single-Walled+Carbon+Nanotubes.">Covalent Surface Chemistry of Single-Walled Carbon Nanotubes.</a> Adv Mat. 17 (1), 17-29 (2005).</li><li>Moore, V. C., 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=Individually+Suspended+Single-Walled+Carbon+Nanotubes+in+Various+Surfactants.">Individually Suspended Single-Walled Carbon Nanotubes in Various Surfactants.</a> Nano Letters. 3 (10), 1379-1382 (2003).</li><li>Tu, X., Zheng, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+DNA-based+approach+to+the+carbon+nanotube+sorting+problem.">A DNA-based approach to the carbon nanotube sorting problem.</a> Nano Research. 1 (3), 185-194 (2008).</li><li>Mangalum, A., Rahman, M., Norton, 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=Site-Specific+Immobilization+of+Single-Walled+Carbon+Nanotubes+onto+Single+and+One-Dimensional+DNA+Origami.">Site-Specific Immobilization of Single-Walled Carbon Nanotubes onto Single and One-Dimensional DNA Origami.</a> J Am Chem Soc. 135 (7), 2451-2454 (2013).</li><li>Monopoli, M. P., &#197;berg, C., Salvati, A., Dawson, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomolecular+coronas+provide+the+biological+identity+of+nanosized+materials.">Biomolecular coronas provide the biological identity of nanosized materials.</a> Nature Nano. 7 (12), 779-786 (2012).</li><li>Jeng, E. S., Moll, A. E., Roy, A. C., Gastala, J. B., Strano, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+DNA+Hybridization+Using+the+Near-Infrared+Band-Gap+Fluorescence+of+Single-Walled+Carbon+Nanotubes.">Detection of DNA Hybridization Using the Near-Infrared Band-Gap Fluorescence of Single-Walled Carbon Nanotubes.</a> Nano Letters. 6 (3), 371-375 (2006).</li><li>Yang, R., 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=Carbon+Nanotube-Quenched+Fluorescent+Oligonucleotides:+Probes+that+Fluoresce+upon+Hybridization.">Carbon Nanotube-Quenched Fluorescent Oligonucleotides: Probes that Fluoresce upon Hybridization.</a> J Am Chem Soc. 130 (26), 8351-8358 (2008).</li><li>Yum, K., Ahn, J., McNicholas, T., Barone, P., Mu, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Boronic+acid+library+for+selective,+reversible+near-infrared+fluorescence+quenching+of+surfactant+suspended+single-walled+carbon+nanotubes+in+response+to+glucose.">Boronic acid library for selective, reversible near-infrared fluorescence quenching of surfactant suspended single-walled carbon nanotubes in response to glucose.</a> Acs Nano. 6 (1), 819-830 (2011).</li><li>Kim, J. H., 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=A+Luciferase/Single-Walled+Carbon+Nanotube+Conjugate+for+Near-Infrared+Fluorescent+Detection+of+Cellular+ATP.">A Luciferase/Single-Walled Carbon Nanotube Conjugate for Near-Infrared Fluorescent Detection of Cellular ATP.</a> Ange Chem Int Ed. 49 (8), 1456-1459 (2010).</li><li>Jin, H., 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=Detection+of+single-molecule+H2O2+signalling+from+epidermal+growth+factor+receptor+using+fluorescent+single-walled+carbon+nanotubes.">Detection of single-molecule H2O2 signalling from epidermal growth factor receptor using fluorescent single-walled carbon nanotubes.</a> Nat Nano. 5 (4), 302-309 (2010).</li><li>Kim, J. H., 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=The+rational+design+of+nitric+oxide+selectivity+in+single-walled+carbon+nanotube+near-infrared+fluorescence+sensors+for+biological+detection.">The rational design of nitric oxide selectivity in single-walled carbon nanotube near-infrared fluorescence sensors for biological detection.</a> Nat Chem. 1 (6), 473-481 (2009).</li><li>Giraldo, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plant+nanobionics+approach+to+augment+photosynthesis+and+biochemical+sensing.">Plant nanobionics approach to augment photosynthesis and biochemical sensing.</a> Nat Mat. 13 (4), 400-408 (2014).</li><li>Samanta, S. K., 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=Conjugated+Polymer-Assisted+Dispersion+of+Single-Wall+Carbon+Nanotubes:+The+Power+of+Polymer+Wrapping.">Conjugated Polymer-Assisted Dispersion of Single-Wall Carbon Nanotubes: The Power of Polymer Wrapping.</a> Acc Chem Res. 47 (8), 2446-2456 (2014).</li><li>Zou, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dispersion+of+Pristine+Carbon+Nanotubes+Using+Conjugated+Block+Copolymers.">Dispersion of Pristine Carbon Nanotubes Using Conjugated Block Copolymers.</a> Adv Mat. 20 (11), 2055-2060 (2008).</li><li>Zheng, 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=Structure-Based+Carbon+Nanotube+Sorting+by+Sequence-Dependent+DNA+Assembly.">Structure-Based Carbon Nanotube Sorting by Sequence-Dependent DNA Assembly.</a> Science. 302 (5650), (2003).</li><li>Strano, M. S., 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=Understanding+the+Nature+of+the+DNA-Assisted+Separation+of+Single-Walled+Carbon+Nanotubes+Using+Fluorescence+and+Raman+Spectroscopy.">Understanding the Nature of the DNA-Assisted Separation of Single-Walled Carbon Nanotubes Using Fluorescence and Raman Spectroscopy.</a> Nano Lett. 4 (4), 543-550 (2004).</li><li>Bisker, G., 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=Protein-targeted+corona+phase+molecular+recognition.">Protein-targeted corona phase molecular recognition.</a> Nat Comm. 7, 10241 (2016).</li><li>Nelson, J. T., 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=Mechanism+of+Immobilized+Protein+A+Binding+to+Immunoglobulin+G+on+Nanosensor+Array+Surfaces.">Mechanism of Immobilized Protein A Binding to Immunoglobulin G on Nanosensor Array Surfaces.</a> Anal Chem. 87 (16), 8186-8193 (2015).</li><li>Zhang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+recognition+using+corona+phase+complexes+made+of+synthetic+polymers+adsorbed+on+carbon+nanotubes.">Molecular recognition using corona phase complexes made of synthetic polymers adsorbed on carbon nanotubes.</a> Nat nanotechnol. 8 (12), 959-968 (2013).</li><li>Kruss, S., 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=Neurotransmitter+detection+using+corona+phase+molecular+recognition+on+fluorescent+single-walled+carbon+nanotube+sensors.">Neurotransmitter detection using corona phase molecular recognition on fluorescent single-walled carbon nanotube sensors.</a> J Am Chem Soc. 136 (2), 713-724 (2014).</li><li>Salem, D. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chirality+dependent+corona+phase+molecular+recognition+of+DNA-wrapped+carbon+nanotubes.">Chirality dependent corona phase molecular recognition of DNA-wrapped carbon nanotubes.</a> Carbon. 97, 147-153 (2016).</li><li>Giraldo, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Ratiometric+Sensor+Using+Single+Chirality+Near-Infrared+Fluorescent+Carbon+Nanotubes:+Application+to+In+Vivo+Monitoring.">A Ratiometric Sensor Using Single Chirality Near-Infrared Fluorescent Carbon Nanotubes: Application to In Vivo Monitoring.</a> Small. 11 (32), 3973-3984 (2015).</li><li>Karousis, N., Tagmatarchis, N., Tasis, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+Progress+on+the+Chemical+Modification+of+Carbon+Nanotubes.">Current Progress on the Chemical Modification of Carbon Nanotubes.</a> Chem Rev. 110 (9), 5366-5397 (2010).</li><li>Movia, D., Del Canto, E., Giordani, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Purified+and+Oxidized+Single-Walled+Carbon+Nanotubes+as+Robust+Near-IR+Fluorescent+Probes+for+Molecular+Imaging.">Purified and Oxidized Single-Walled Carbon Nanotubes as Robust Near-IR Fluorescent Probes for Molecular Imaging.</a> J Phys Chem C. 114 (43), 18407-18413 (2010).</li><li>Cognet, 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=Stepwise+quenching+of+exciton+fluorescence+in+carbon+nanotubes+by+single-molecule+reactions.">Stepwise quenching of exciton fluorescence in carbon nanotubes by single-molecule reactions.</a> Science. 316 (5830), 1465-1468 (2007).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Elde edilen SWNT polimer melez koloidal dispersiyon sağladığı optik yoğunluktaki artış ile gösterildiği gibi SWNTs hali hazırda, SDS ve ssDNA doğrudan sonikasyon ile sulu çözelti içinde süspanse edilmektedir. SDS ve ssDNA dağılır ve hidrofobik veya PI-pi etkileşimlerle SWNT yüzeyi üzerine adsorbe ederek SWNTs demetlerini çözünür. Ek olarak, genomik DNA, amfifilik polimerler, birleştirilmiş polimerler ve lipitler gibi diğer polimerleri, SC veya SDS ile süspansiyon örneklerinin diyaliz ile SWNTs yüzeyi üzerine adsorbe edilebilir. PEG gibi hidrofilik polimerler, blok kopolimerin yüzey adsorpsiyonunu mümkün kılmak için RITC ya FITC gibi hidrofob &quot;çapa&quot; ile biter modifiye edilebilir. Veya SWNT düşük bağlanma afinitelerine sahip polimerler için prob ucu sonikasyon yüksek güçlere maruz kalma üzerine kesme ya da bozulma duyarlı polimerler, diyaliz stabil SWNT polimer süspansiyonu üretmek için en iyi yöntemdir. Polimer Encaps ardındanulation, santrifüj, bir homojen olarak dağılmış bir örnek bırakmak için geniş SWNT demetleri, amorf karbon, artık metal katalizörü ve diğer çözünmeyen kirlilikleri ortadan kaldırır. 10-100 mg / L arasında santrifüj aralığından sonra dağılan SWNTs tipik son konsantrasyonları. Sonikasyon gücü ve süresi ayarlanmış ve dağıtıcı seçimi için optimize edilebilir. Çok az ya da zayıf sonication kötü dağılmasına neden olabilir, çünkü çok fazla veya çok güçlü sonikasyon kötü floresan yol açabilir iken bu kaplama SWNTs prosedürü kritik bir adımdır. Tipik haliyle, düşük güçler DNA gibi kesme duyarlı polimerler kullanıldığında zararı en aza indirmek için gereklidir. Daha uzun sonikasyon süreleri veya daha yüksek yoğunluklar ~ 100 nm exciton rekombinasyon uzunluğu aşağıdaki SWNTs floresan olmayan hale SWNTs, uzunluğunun azalmasına yol açabilir. sonikatör prob ucu boyutu da sıçramasını önlemek için numune hacmi maç ve optimum için köpürme olmalıdırSonuçlar (genellikle üretici tarafından sağlanan). kabın iki prob ucu dokunmaktan kaçının ve solüsyonun ısıtılmasını minimum seviyeye indirmek için bir buz bloğu üzerine çözelti yerleştirin. dağılmış sonra SWNTs çözeltileri süresiz oda sıcaklığında stabildir. dağılmış oluşturulan SWNTs Çözeltilerin absorbansı ve emisyon spektrumu, farklı chiralities dağılmış SWNTs bir karışımının varlığına işaret eden, birden fazla tepe içerir. SWNT üretim veya saflaştırma yöntemlerinin alternatif yöntemler farklı pik uyarma ve emisyon floresans spektrumları yol kiralite dağılımını değiştirebilir. Ayrıca, farklı sentez yöntemleri farklı bakışımsızlık nüfus dağılımları ile SWNTs örnekleri verebilir. Örneğin: HiPCO (demir karbonil katalizörü ile yüksek basınç) yetiştirilen SWNTs (7,6) kiralite zengin iken CoMoCAT (kobalt, molibden katalizör) yetiştirilen SWNTs emme farklılıklara yol (6,5) kiralite açısından zengin ve photoluminescence spektrumları. Bazı adsorbe polimerler tüp yüzeyinde yerel ortamı değiştirerek SWNT floresan emisyonunu modüle ederek analitlerin belirli algılanmasını sağlamak. Bu yaklaşım kalıcı floresans emisyon yoğunluğunu azaltabilir SWNT kafesi, bozarak değil tarafından kısımları bağlama kovalent eki üzerinde ayrı bir avantaj sunuyor. 6,32 - 34 Ayrıca, CoPhMoRe yaklaşımı zaten bilinen bir bağlama kısmını orada olmayabilir hedefler için antikor ücretsiz sensörler geliştirme potansiyeline sahiptir. 28. Spesifik olarak, (GT) 15-a-DNA seçici dopamin sensörü olarak kullanımını sağlayan, dopamin mevcudiyetinde SWNTs floresan emisyonu artırmak için gösterilmiştir. Toplu floresan ölçümleri belli SWNT chiralities için pik emisyon 80 kadar% artış göstermektedir. Sabitleştirici (GT) bir bardak slayt 15-a-DNA SWNTs floresan resp sağlarSürekli lazer aydınlatma altında, kayda değer herhangi bir photobleaching olmadan, dopamin varlığında tek SWNT sensörler için 3 kat üzerinde bir artış olduğunu floresan gösteren bireysel (GT) 15-a-DNA işlevselleştirilmiş SWNT ve onse ölçümleri. dopamin ve SWNT sensörü arasındaki etkileşim tamponu ile mikroakışkan odasının dışında dopaminin yıkandıktan sonra orijinal floresan sinyal kurtarma ile belirgin olarak, tersine çevrilebilir. Buna ek olarak, tek bir molekül ölçümleri polimer adsorpsiyonu (Şekil 4) ya da bağlanma etkinlikleri kinetiklerini ölçülmesi için güçlü bir karakterizasyon tekniği olabilir. Ayrıca, rasyometrik algılama kimyasal benzersiz uyarım emisyonu zirve ile tekil bir SWNT kiralite izole edilmesi (GT) 15-a-DNA ile fonksiyonalize ve dopamin duyarsız olduğu ikinci bir SWNT kiralite izole edilmesi suretiyle elde edilebilir. Her iki SWNT chiralities İzleme m mukayese edilebilir istikrarlı kontrol floresan kanalı sağlar<html> (GT) 15-a-DNA SWNTs floresan odulating. Farklı polimerler (ör, polietilen glikol ve (GT) 15-a-DNA) gibi modifiye yayılma veya hücresel alım özellikleri, in vivo deneyler yaparken önemli olan özellikler olarak eklemek için ek işlevler birleştirilmesi. Şu anda, geliştirme sensör CoPhMoRe yaklaşımının bir sınırlama polimer kütüphane geliştirme içerir. Bağlama parçasının yoğun bir zaman alabilir ve tarama sensörü kütüphanesinin oluşturulması için kimyasal olarak çeşitli polimerlerin çok sayıda gerektirebilir belirli bir hedef için bir algılayıcı geliştirme, a priori olarak bilinmesi değildir çünkü. Buna ek olarak, in vivo ortamlarda stabilite ve sensörlerin uyumluluk sensör sensör arasında değişebilir. Aday sensörü belirlendikten sonra, ancak, başka bir modifikasyonu stratejileri in vivo uygulamalar için gerekli özelliklerini optimize etmek için kullanılabilir. ve_content &quot;&gt; Burada, dağıtıcı ajanlar, çok çeşitli uygulanabilen sulu çözeltiler içinde SWNTs dağıtmak için bir yöntem gösterilmiştir. Bu yaklaşım, küçük moleküller ve biyolojik belirteçler için yeni yeni NIR sensörleri keşfi için dağılmış SWNTs kütüphanelerini oluşturmak için kullanılabilir . özellikle ilgi çekici gerçek zamanlı, karmaşık biyolojik ortamlarda bu moleküllerin mekansal hassas algılama sağlayabilir nörotransmitterlerin tespiti için sensörler bulunmaktadır.

Tek duvarlı karbon nanotüpler (SWNTs) atomik karbon atomlarının ince tabakalar eşsiz elektronik ve optik özelliklerini sergileyen ince uzun silindir içine yuvarlandı vardır. 1 Bu özellikler yerel çevreye son derece duyarlı exciton rekombinasyon yoluyla yakın kızılötesi (NIR) floresan emisyon üreten bir bant boşluk bulunmaktadır. SWNTs NIR emisyon ışık penetrasyon derinliği biyolojik doku için maksimal olduğu yakın kızılötesi pencere içinde düşer. , SWNT sergi büyük Stokes kayması photobleach yoktur ve yanıp yok: 2,3 Ayrıca, SWNTs organik fluorophores aksine atipik birçok benzersiz özellik sergilerler. 4 Son zamanlarda, bu özelliklere istismar biyoloji uygulamaları ile yeni moleküler sensörlerin bir ürün yelpazesine gelişmesine yol açmıştır. 5,6 değiştirilmemiş, ancak, SWNTs suda çözünmeyen ve tek tek SWNTs süspansiyonları elde edilmesi zor olabilir. 7,8 Bundling ve çözeltide SWNTs toplanması algılama uygulamaları için uygun hale getirilerek onların bant boşluk floresan, 2 allak bullak edebilir. sulu çözelti içinde tek tek C-nanotüpler Dispersleme hidrofobiklik odaklı toplanmasını engellemek için yüzey modifiye gerektirir. Kovalent modifikasyon SWNTs suda çözünür, 10 oluşturmak yanı sıra spesifik bağlanma kimyası vermek mümkün olmakla birlikte 9 SWNT kafes, kusurlu kısımları azaltmak ya da floresan emisyon ortadan kalkar. Hidrofobik ve pi-pi istifleme etkileşimler yoluyla nanotüp yüzeyine adsorbe 13 - bunun yerine, SWNT işlevselleştirme yüzey aktif maddeler, lipidler, polimerler ve DNA 9,11 kullanılarak gerçekleştirilebilir. yüzey fonksiyonalizasyonuna SWNTs Çevre elde kimyasal ortamı, korona faz olarak adlandırılır. korona fazına tedirginlikler fluor SWNT için modülasyon neden nanotüp yüzeyinde seyahat eksitonlar üzerinde büyük bir etkisi olabiliremisyon Escence. Bu korona faz ve SWNT geniş yüzey alanı üzerine belirli bağlayıcı yöntemleri dahil ederek yeni moleküler sensörler geliştirmek için kullanılabilir SWNT floresan arasındaki bu hassas bir ilişkidir. analit bağlanması üzerine SWNT korona fazına tedirginlikler, yerel dielektrik ortamındaki değişikliklere yol transferi ücret veya sinyal iletim mekanizması olarak hizmet vermeye SWNTs floresan emisyon modüle bütün bunlar kafes kusurları, tanıtabilirsiniz. 14, bu yaklaşım, DNA da dahil olmak üzere moleküller, birçok farklı sınıfların tespiti, 15,16 glükoz 17 ve ATP gibi küçük moleküller için yeni floresent sensörlerin geliştirilmesinde kullanılır 18. Reaktif oksijen türleri 19 ve nitrik oksit. 20,21 Bununla birlikte, bu yaklaşımlar, hedef analit için bilinen bir bağlama yöntemi varlığına dayandığı sınırlıdır. Son zamanlarda, daha genel bir uygulamafloresent sensörlerin tasarlamak için Roach kovalent olmayan bir şekilde amfifilik heteropolimerler, fosfolipidler ve polinükleik asitler ile işlevselleştirilmiş SWNTs kullanılarak geliştirilmiştir. Özellikle proteinler 26,27 veya nörotransmiter dopamin içeren küçük molekülleri bağlayan benzersiz korona fazların 25 - Bu moleküller tek tek SWNTs 22 derece kararlı süspansiyonları üretmek için karbon nanotüp yüzeylere adsorbe. 28-30 Mühendislik SWNTs ve spesifik olarak bağlanan bir hedef analitleri dağıtmak için korona fazı olarak korona fazlı moleküler tanıma (CoPhMoRe) olarak adlandırılır. 28 küçük boyutlu, düşük toksisite, yüksek stabilite ve CoPhMoRe SWNT sensörlerinin unbleaching Nir floresan onları uzun zamana bağımlı ölçümler için in vivo algılama için mükemmel bir aday olun. 6 Yeni çalışmalar reaktif nitrojen ve oksijen türlerinin optik tespiti için bitki dokularında uygulamalarını göstermiştir. 31Böyle elektrokimyasal algılama veya immünhistokimya gibi diğer teknikler, uzamsal çözünürlük, zamansal çözünürlük ve özgüllük eksikliğinden muzdarip nerede CoPhMoRe SWNT sensörler için özellikle heyecan verici bir uygulama gibi in vivo, dopamin olarak nörotransmitterlerin etiket ücretsiz tespiti için potansiyel var. Tasarımı ve keşfetmek CoPhMoRe SWNT sensörleri kadar belirli bir hedef için bir algılayıcı bulma ihtimalini sınırlamak, dağıtıcı kütüphanenin boyutu ve kimyasal çeşitliliği tarafından tutulurken edilmiştir. Bugüne kadar, araştırmacılar sadece konjüge ortak bloğu, biyolojik ve SWNT sensörleri gibi fonksiyonel olarak aktif dağıtıcılar hizmet verebilir biomimetic polimerlerin yüzeyinde çizik var. Burada, her iki SWNTs dağıtıcı ve yüksek miktarda madde taraması için tek SWNT sensör analiz için kendi flüoresans karakterize etmek için farklı yöntemler sunmaktadır. Özellikle, polinükleik asit oligom sahip kaplama SWNTs prosedürün ana hatlarınıErs diyaliz ile yüzey değişimi yoluyla amfifilik polimerler ile SWNT işlevselleştirilmesi nasıl yanı sıra doğrudan sonikasyon kullanılarak. Bu örnek olarak rodamin izotiosiyanat (RITC-PEG-RITC) ile fonksiyonelleştirilmiş (GT) 15-a-DNA ve polietilen glikol kullanımı. Biz dopamin saptanması için bir sensör olarak CoPhMoRe (GT) 15-a-DNA SWNTs kullanımını göstermektedir. Son olarak, biz karakterizasyonu veya tek molekül algılama için kullanılabilir tek bir molekül sensör ölçümlerini gerçekleştirmek için prosedürleri özetlemektedir.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>sodium chloride</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>S271-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sodium dodecyl sulfate</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>L6026</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sodium cholate hydrate</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>C6445</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tris base (Trizma base)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>93362</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>hydrochloric acid</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A144-212</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amine-PEG-amine,NH2-PEG-NH2</td>
			<td>Nanocs Inc</td>
			<td>PG2-AM-5k</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>rhodamine B isothiocyanate</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>283924</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>fluorescein isothiocyanate</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>F7250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>dichloromethane</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>676853</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>dimethylformamide</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>D4551</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N,N-diisopropylethylamine&#160;</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>D125806</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>diethyl ether</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>673811</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tris(2-carboxyethyl)phosphine hydrochloride&#160;</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>C4706&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5&#8217;-thiol-modified DNA&#160;</td>
			<td>Integrated DNA Technologies</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>methoxypolyethylene glycol maleimide</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>63187</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>100k Da spin filters</td>
			<td>Millipore</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HiPCO Super purified single walled carbon nanotubes</td>
			<td>Integris</td>
			<td>HiPco SuperPurified</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>phosphate buffered saline</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>P5493</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>anti static gun</td>
			<td>Milty</td>
			<td>Milty Zerostat 3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>centrifuge</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>5415 D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ultra sonicator</td>
			<td>Cole Parmer</td>
			<td>CV18</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>dialysis cassettes</td>
			<td>Thermo scientific</td>
			<td>Slide-A-Lyzer G2 87722</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BSA-biotin</td>
			<td>Thermo scientific</td>
			<td>29130</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neutravidin protein</td>
			<td>Thermo scientific</td>
			<td>31000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>(3-Aminopropyl)triethoxysilane (APTES)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>440140</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>inverted microscope</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>Axio Observer.Z1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>kinematic mirrors</td>
			<td>ThorLabs</td>
			<td>KM200-E03</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>periscope</td>
			<td>ThorLabs</td>
			<td>RS99</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>immersion oil</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>Immersol 518f</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>100X objective</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>Plan-apochromat 100X oil, 1.4NA, PH3, 420791-9911-000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>20X objective</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>N-Achroplan 0.45 NA, 420953-9901-000&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cover glass</td>
			<td>Healthrow Scientific</td>
			<td>HS159879H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>dopamine hydrochloride</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>H8502&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>infrared 2d array camera</td>
			<td>Princeton Instruments</td>
			<td>NIRvana</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>infrared 1d sensor array</td>
			<td>Princeton Instruments</td>
			<td>PyLoN IR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>nIR spectrograph</td>
			<td>Princeton Instruments</td>
			<td>SCT-320</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>planoconvex lens</td>
			<td>ThorLabs</td>
			<td>LA1384</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>wellplates (glass bottom)</td>
			<td>Corning</td>
			<td>4580</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

engineering molecular recognition with bio-mimetic polymers on single walled carbon nanotubes

Semiconducting single-wall carbon nanotubes (SWNTs) are a class of optically active nanomaterial that fluoresce in the near infrared, coinciding with the optical window where biological samples are most transparent. Here, we outline techniques to adsorb amphiphilic polymers and polynucleic acids onto the surface of SWNTs to engineer their corona phases and create novel molecular sensors for small molecules and proteins. These functionalized SWNT sensors are both biocompatible and stable. Polymers are adsorbed onto the nanotube surface either by direct sonication of SWNTs and polymer or by suspending SWNTs using a surfactant followed by dialysis with polymer. The fluorescence emission, stability, and response of these sensors to target analytes are confirmed using absorbance and near-infrared fluorescence spectroscopy. Furthermore, we demonstrate surface immobilization of the sensors onto glass slides to enable single-molecule fluorescence microscopy to characterize polymer adsorption and analyte binding kinetics.

SWNTs yüzey aktif maddeler ve doğrudan sonikasyon ile diyaliz değişimiyle amfifilik polimerlerin her ikisini de kullanarak sulu bir çözelti içinde süspansiyon haline getirildi. Şekil 1 SC, RITC-PEF20-RITC kullanarak askıya demir karbonil katalize yöntemi (HiPCO) kullanılarak yetiştirilen ve, SWNTs gösterir (GT) 15-a-DNA. SDS (veya polimer) bir SWNTs optik yoğunluğu Sonikasyon sonrasında önemli ölçüde artırır ve santrifüj ile saflaştırma yoluyla agrega ve kirletici maddelerin çıkarılması (Şekil 1) üzerine düşer. asma SWNT konsantrasyonunu sayısal nm 632 absorbans ölçümleri. 28 SWNT süspansiyonlarının Fotofiziksel özellikleri absorbansı ve floresan spektroskopisi kullanılarak karakterize edilir. Şekil 2, (GT) 15-a-DNA ve RITC-pEG20-RITC kullanılarak süspanse SWNTs absorbans ve floresan emisyonu spektrumlarını göstermektedir. the absorbans spektrumları numunede nanotüp mevcut her farklı kiralite için bireysel absorbans zirveleri bir süperpozisyon vardır. Benzer şekilde, her kiralite eşsiz floresans emisyon tepe sergiler. görece emisyon tepe yoğunluğu açısından farklı 721 nm lazer kullanarak uyarım verimliliği nüfus chiralities dağıtımı hem de farklılıklar farklar bir sonucudur. (I 0 başlangıç SWNT floresans şiddetidir ve dopamin ilave edilmesinden sonra SWNT yoğunluğu olan) kullanarak bir numunenin floresan izleyerek ölçülür dopamin farklı konsantrasyonlarının varlığında (GT) 15 DNA SWNTs floresan tepkisi spektrofotometre ve InGaAs doğrusal dizi (Şekil 3). (GT) 15-a-DNA-SWNTs artan dopamin konsantrasyonu ile artmıştır (Şekil 3a), toplam ışık vermiştir. floresan ryanıtı kiralite özgü olabileceğini gösteren esponse emisyon tepe bir fonksiyonudur (Şekil 3b). Dopamin konsantrasyonu 2 mcM yaklaştıkça yoğunluk 2 kat artış zirveleri nm 1044 nm floresan ve 1.078. Şekil 3e, dopamin ilave yanıt olarak PEG (GT) 15 DNA SWNT artış bütün emisyon spektrumları yoğunluğunu gösterir. Alternatif bir DNA sekansı kullanılarak kaplanmıştır Bağımsız SWNTs, Cı 26-a-DNA bir mikroskop lamı yüzeyine gergin, ((GT) 15 aynı yöntemler kullanılarak hazırlanmıştır) bir InGaAs kamera ve 100X yağ daldırma objektif kullanarak bir lazer ışıması altında ölçülür (Şekil 4). Bir yüzeye gergin tek yayıcılar İzleme uzak tampon çözeltisi kullanılarak yıkama hedef moleküller tarafından sensör reaksiyonların incelenmesidir doğrulamak için kullanılabilir. Toplam iç yansıma floresan (TIRF) microskopyası ışıkla ağartma deneyler aracılığıyla her bir tüpe bağlı DNA moleküllerinin sayısını ölçmek için SWNTs adsorbe görüntü boya-konjüge edilmiş DNA kullanılabilir. Şekil 4 Cy3 etiketli DNA 3 ayrı ağartma olayları tek bir yayıcı floresan yoğunluğu izinin kuantize adımlar olayla gösterir. Bu sonuçlar, üç DNA molekülleri SWNT bağlı olduğunu göstermektedir. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/55030/55030fig1.jpg" /> Şekil 1: Polimer ve Yüzey SWNTs Asma. Preparat çeşitli noktalarda% 2 SC kullanılarak süspanse RITC-pEG20-RITC SWNTs (a) fotoğrafı. Sol: SWNTs önce sonication SC çözeltiye doğrudan ilave. Merkez: banyo sonication 10 dk santrifüj ardından% 90 genlik 10 dakika prob ucu sonication tarafından takip sonra. çözeltinin optik yoğunluğu SWNTs demetleri olarak artardağılmış (~ 100 mg / L &#39;SWNT konsantrasyonu). Sağ: RITC-pEG20-RITC polimer ile diyaliz RITC-PEG-RITC nihai konsantrasyonu SWNTs süspansiyon sonra 20 mg / L-fenildir. (B) SWNT süspansiyonu elde SWNT askıya almak için kullanılan polimere bağlı olarak değişebilir. çözeltinin optik yoğunluğu çözelti faz SWNT konsantrasyonunun iyi bir tahmin sağlar. Farklı konsantrasyonlarda resimde olan (GT) 15 farklı konsantrasyonlarda a-DNA askıya tüpler. Soldan sağa: 100 mg / L, 10 mg / L, 1 mg / L, 0 mg / L&#39;dir. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55030/55030fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/55030/55030fig2.jpg" /> Şekil 2: yüzey ve polimerin emilimi ve floresan emisyon spektrumları SWNTs askıya aldı. (A) Temsilci absorbans sp(GT) 15-a-DNA doğrudan sonikasyon kullanılarak askıya SWNTs bir ECTRA. SWNT konsantrasyonu, 10 mg / L&#39;dir. Ankastre: emme spektrumları UV alanı 260 nm&#39;de karakteristik DNA emme ucu göstermektedir. (B) RITC-pEG20-RITC absorbansı spektrumu SWNTs diyaliz yoluyla SC değişiminden sonra. Ankastre: RITC-PEG-RITC SWNTs bir 10x seyreltilmiş numunenin absorbansı rodamin karakteristik absorbansını göstermektedir. (C) (GT) 15-a-DNA doğrudan sonikasyon ile (785 nm eksitasyon) kullanarak süspanse SWNTs temsili NIR emisyon spektrumu. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55030/55030fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/55030/55030fig3.jpg" /> Şekil 3: kullanarak dopamin Floresan tespiti (GT) 15-a-DNA sarılmış SWNTs. (a </<html> güçlü&gt;) Floresan yanıtı (GT) 15-a-DNA dopamin ek sarılır SWNTs. 5 mg / L&#39;lik bir konsantrasyonda sensörlerin örnekleri, 500 mW, 721 nm CW lazeri kullanılarak heyecan. 250 uM ilave dopamin konsantrasyonu 1 uM ile artar mil 900-1,350 sensör emisyon entegre ışık vermiştir. PEG (b) Flüoresan yayımı spektrumları (GT) 15-a-DNA SWNTs önce ve dopamin ilave edildikten sonra sarılır. Sensörün konsantrasyonu 10 mg / ml olan dopamin 100 uM&#39;lik nihai konsantrasyona kadar ilave edildi etmektir. Numuneler 500 mW, 721 nm CW lazer kullanılarak heyecan vardı. İki yüksek yoğunluk dopamin eklenmesinden sonra yoğunluğu yaklaşık iki kat zirveleri. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55030/55030fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <html> g &quot;/&gt; Şekil 4: Tek yüzey hareketsiz SWNTs floresan görüntüleme. (A) Floresans bir APTES silanizasyon prosedürü kullanarak bir silis kapak kayma (# 1.5) üzerine immobilize bireysel C 26-a-DNA-SWNT (kırmızı oklar) emisyon ve 2D InGaAs sensör dizisi kullanarak görüntülü, bir 100X immersiyon yağı amacı ile ters mikroskop ( Plan apochromat, 1.4 NA) ve 500 mW, 721 nm CW lazer. Cı 26 -Cy3 DNA SWNTs (b) Flüoresan ağartıcı deney APTES kullanılarak bir yüzeye gergin. DNA ipliklerini ölümcül önce tüp süspansiyon Cy3 ile etiketlenmiş &#39;3 vardır. ayrı sensörlerin artan aşamalı photobleaching (kırmızı donatılmış iz) Takip SWNTs yüzeyi üzerine adsorbe DNA moleküllerinin sayısını belirlemek için kullanılır. Görüntüler, bir 100X yağ daldırma objektif (Plan Apochromat, 1.4 NA) ve 561 nm lazer eksitasyonla TIRF modunda bir ters mikroskop kullanılarak elde edildi. Ölçek çubuğu: 10 mikron.https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55030/55030fig4large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Watch this Scientific Journal Video about Engineering Molecular Recognition with Bio-mimetic Polymers on Single Walled Carbon Nanotubes at JoVE.com

Engineering Molecular Recognition with Bio-mimetic Polymers on Single Walled Carbon Nanotubes

We present a protocol for engineering the corona phase of near infrared fluorescent single walled carbon nanotubes (SWNTs) using amphiphilic polymers and DNA to develop sensors for molecular targets without known recognition elements.

Tek Karbon Nanotüp Bio-mimetik Polimerler ile Mühendislik Moleküler Tanıma

Semiconducting single-wall carbon nanotubes (SWNTs) are a class of optically active nanomaterial that fluoresce in the near infrared, coinciding with the ...

engineering-molecular-recognition-with-bio-mimetic-polymers-on-single

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Bioengineering

8.1K Görüntüleme.  University of California Berkeley. We present a protocol for engineering the corona phase of near infrared fluorescent single walled carbon nanotubes (SWNTs) using amphiphilic polymers and DNA to develop sensors for molecular targets without known recognition elements.

Video: Engineering Molecular Recognition with Bio-mimetic Polymers on Single Walled Carbon Nanotubes

Shape Memory Polymers for Active Cell Culture

Shape memory polymers (SMPs) are a class of "smart" materials that have the ability to change from a fixed, temporary shape to a pre-determined permanent shape upon the application of a stimulus such as heat1-5. In a typical shape memory cycle, the SMP is first deformed at an elevated temperature that is higher than its transition temperature, Ttrans [either the melting temperature (Tm) or the glass transition temperature (Tg)]. The deformation is elastic in nature and mainly leads to a reduction in conformational entropy of the constituent network chains (following the rubber elasticity theory). The deformed SMP is then cooled to a temperature below its Ttrans while maintaining the external strain or stress constant. During cooling, the material transitions to a more rigid state (semi-crystalline or glassy), which kinetically traps or "freezes" the material in this low-entropy state leading to macroscopic shape fixing. Shape recovery is triggered by continuously heating the material through Ttrans under a stress-free (unconstrained) condition. By allowing the network chains (with regained mobility) to relax to their thermodynamically favored, maximal-entropy state, the material changes from the temporary shape to the permanent shape.
Cells are capable of surveying the mechanical properties of their surrounding environment6. The mechanisms through which mechanical interactions between cells and their physical environment control cell behavior are areas of active research. Substrates of defined topography have emerged as powerful tools in the investigation of these mechanisms. Mesoscale, microscale, and nanoscale patterns of substrate topography have been shown to direct cell alignment, cell adhesion, and cell traction forces7-14. These findings have underscored the potential for substrate topography to control and assay the mechanical interactions between cells and their physical environment during cell culture, but the substrates used to date have generally been passive and could not be programmed to change significantly during culture. This physical stasis has limited the potential of topographic substrates to control cells in culture.
Here, active cell culture (ACC) SMP substrates are introduced that employ surface shape memory to provide programmed control of substrate topography and deformation. These substrates demonstrate the ability to transition from a temporary grooved topography to a second, nearly flat memorized topography. This change in topography can be used to control cell behavior under standard cell culture conditions.

A method for developing cell culture substrates with the ability to change topography during culture is described. The method makes use of smart materials known as shape memory polymers that have the ability to memorize a permanent shape. This concept is adaptable to a wide range of materials and applications.

Aktif Hücre Kültürü Şekil Bellek Polimerler

Shape memory polymers (SMPs) are a class of "smart" materials that have the ability to change from a fixed, temporary shape to a pre-determined permanent ...

Biyomühendislik

Simultaneous Synthesis of Single-walled Carbon Nanotubes and Graphene in a Magnetically-enhanced Arc Plasma

Carbon nanostructures such as single-walled carbon nanotubes (SWCNT) and graphene attract a deluge of interest of scholars nowadays due to their very promising application for molecular sensors, field effect transistor and super thin and flexible electronic devices1-4. Anodic arc discharge supported by the erosion of the anode material is one of the most practical and efficient methods, which can provide specific non-equilibrium processes and a high influx of carbon material to the developing structures at relatively higher temperature, and consequently the as-synthesized products have few structural defects and better crystallinity.
 To further improve the controllability and flexibility of the synthesis of carbon nanostructures in arc discharge, magnetic fields can be applied during the synthesis process according to the strong magnetic responses of arc plasmas. It was demonstrated that the magnetically-enhanced arc discharge can increase the average length of SWCNT 5, narrow the diameter distribution of metallic catalyst particles and carbon nanotubes 6, and change the ratio of metallic and semiconducting carbon nanotubes 7, as well as lead to graphene synthesis 8. 
 Furthermore, it is worthwhile to remark that when we introduce a non-uniform magnetic field with the component normal to the current in arc, the Lorentz force along the J&times;B direction can generate the plasmas jet and make effective delivery of carbon ion particles and heat flux to samples. As a result, large-scale graphene flakes and high-purity single-walled carbon nanotubes were simultaneously generated by such new magnetically-enhanced anodic arc method. Arc imaging, scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM) and Raman spectroscopy were employed to analyze the characterization of carbon nanostructures. These findings indicate a wide spectrum of opportunities to manipulate with the properties of nanostructures produced in plasmas by means of controlling the arc conditions.

Anodic arc discharge is one of the most practical and efficient methods to synthesize various carbon nanostructures. To increase the arc controllability and flexibility, a non-uniform magnetic field was introduced to process the one-step synthesis of large-scale graphene flakes and high-purity single-walled carbon nanotubes.

Tek duvarlı Karbon Nanotüpler Eşzamanlı Sentezi ve Manyetik geliştirilmiş Arc Plazma Grafen

Carbon nanostructures such as single-walled carbon nanotubes (SWCNT) and graphene attract a deluge of interest of scholars nowadays due to their very ...

Engineering Adherent Bacteria by Creating a Single Synthetic Curli Operon

The method described here consists in redesigning E. coli adherence properties by assembling the minimum number of curli genes under the control of a strong and metal-overinducible promoter, and in visualizing and quantifying the resulting gain of bacterial adherence. This method applies appropriate engineering principles of abstraction and standardization of synthetic biology, and results in the BBa_K540000 Biobrick (Best new Biobrick device, engineered, iGEM 2011).
The first step consists in the design of the synthetic operon devoted to curli overproduction in response to metal, and therefore in increasing the adherence abilities of the wild type strain. The original curli operon was modified in silico in order to optimize transcriptional and translational signals and escape the "natural" regulation of curli. This approach allowed to test with success our current understanding of curli production. Moreover, simplifying the curli regulation by switching the endogenous complex promoter (more than 10 transcriptional regulators identified) to a simple metal-regulated promoter makes adherence much easier to control.
The second step includes qualitative and quantitative assessment of adherence abilities by implementation of simple methods. These methods are applicable to a large range of adherent bacteria regardless of biological structures involved in biofilm formation. Adherence test in 24-well polystyrene plates provides a quick preliminary visualization of the bacterial biofilm after crystal violet staining. This qualitative test can be sharpened by the quantification of the percentage of adherence. Such a method is very simple but more accurate than only crystal violet staining as described previously 1 with both a good repeatability and reproducibility. Visualization of GFP-tagged bacteria on glass slides by fluorescence or laser confocal microscopy allows to strengthen the results obtained with the 24-well plate test by direct observation of the phenomenon.

The design of a synthetic operon encoding both the secretory apparatus and the structural monomers of curli fibers is described. Overproduction of these amyloids and adherent polymers allows a measurable gain of adherence of the E. coli chassis1. Easy ways to visualize and quantify adherence are explained.

Tek Sentetik Curli Operon Oluşturma tarafından Mühendislik Bağlanan Bakteriler

The  method described here consists in redesigning E. coli adherence properties by assembling the minimum number of  curli genes under the control of a ...

Localization and Relative Quantification of Carbon Nanotubes in Cells with Multispectral Imaging Flow Cytometry

Carbon-based nanomaterials, like carbon nanotubes (CNTs), belong to this type of nanoparticles which are very difficult to discriminate from carbon-rich cell structures and de facto there is still no quantitative method to assess their distribution at cell and tissue levels. What we propose here is an innovative method allowing the detection and quantification of CNTs in cells using a multispectral imaging flow cytometer (ImageStream, Amnis). This newly developed device integrates both a high-throughput of cells and high resolution imaging, providing thus images for each cell directly in flow and therefore statistically relevant image analysis. Each cell image is acquired on bright-field (BF), dark-field (DF), and fluorescent channels, giving access respectively to the level and the distribution of light absorption, light scattered and fluorescence for each cell. The analysis consists then in a pixel-by-pixel comparison of each image, of the 7,000-10,000 cells acquired for each condition of the experiment. Localization and quantification of CNTs is made possible thanks to some particular intrinsic properties of CNTs: strong light absorbance and scattering; indeed CNTs appear as strongly absorbed dark spots on BF and bright spots on DF with a precise colocalization.
This methodology could have a considerable impact on studies about interactions between nanomaterials and cells given that this protocol is applicable for a large range of nanomaterials, insofar as they are capable of absorbing (and/or scattering) strongly enough the light.

In this study, the main purpose was to monitor the cellular uptake and eventual exocytosis of carbon nanotubes (CNTs). From this perspective, we proposed here a unique method using multispectral imaging flow cytometry allowing a quantification and localization of CNTs in a statistically relevant number of cells.

Çokspektrumlu Görüntüleme Sitometrisi ile Hücreleri yerelleştirme ve Karbon nanotüpler Bağıl Kantitasyonu

Carbon-based nanomaterials, like carbon nanotubes (CNTs), belong to this type of nanoparticles which are very difficult to discriminate from carbon-rich ...

Aplysia Ganglia Preparation for Electrophysiological and Molecular Analyses of Single Neurons

A major challenge in neurobiology is to understand the molecular underpinnings of neural circuitry that govern a specific behavior. Once the specific molecular mechanisms are identified, new therapeutic strategies can be developed to treat abnormalities in specific behaviors caused by degenerative diseases or aging of the nervous system. The marine snail Aplysia californica is well suited for the investigations of cellular and molecular basis of behavior because neural circuitry underlying a specific behavior could be easily determined and the individual components of the circuitry could be easily manipulated. These advantages of Aplysia have led to several fundamental discoveries of neurobiology of learning and memory. Here we describe a preparation of the Aplysia nervous system for the electrophysiological and molecular analyses of individual neurons. Briefly, ganglion dissected from the nervous system is exposed to protease to remove the ganglion sheath such that neurons are exposed but retain neuronal activity as in the intact animal. This preparation is used to carry out electrophysiological measurements of single or multiple neurons. Importantly, following the recording using a simple methodology, the neurons could be isolated directly from the ganglia for gene expression analysis. These protocols were used to carry out simultaneous electrophysiological recordings from L7 and R15 neurons, study their response to acetylcholine and quantitating expression of CREB1 gene in isolated single L7, L11, R15, and R2 neurons of Aplysia.

Aplysia Ganglia Preparation for Electrophysiological and Molecular Analyses of Single Neurons

Marine snail Aplysia californica has been widely used as a neurobiology model for the studies on cellular and molecular basis of behavior. Here a methodology is described for exploring the nervous system of Aplysia for the electrophysiological and molecular analyses of single neurons of identified neural circuitry.

Aplysia Tek Nöronların Elektrofizyolojik ve Moleküler Analizleri için Gangliyon Hazırlama

A major challenge in neurobiology is to understand the molecular underpinnings of neural circuitry that govern a specific behavior. Once the specific ...

Helical Organization of Blood Coagulation Factor VIII on Lipid Nanotubes

Cryo-electron microscopy (Cryo-EM)1 is a powerful approach to investigate the functional structure of proteins and complexes in a hydrated state and membrane environment2.
Coagulation Factor VIII (FVIII)3 is a multi-domain blood plasma glycoprotein. Defect or deficiency of FVIII is the cause for Hemophilia type A&#160;-&#160;a severe bleeding disorder. Upon proteolytic activation, FVIII binds to the serine protease Factor IXa on the negatively charged platelet membrane, which is critical for normal blood clotting4. Despite the pivotal role FVIII plays in coagulation, structural information for its membrane-bound state is incomplete5. Recombinant FVIII concentrate is the most effective drug against Hemophilia type A and commercially available FVIII can be expressed as human or porcine, both forming functional complexes with human Factor IXa6,7.
In this study we present a combination of Cryo-electron microscopy (Cryo-EM), lipid nanotechnology and structure analysis applied to resolve the membrane-bound structure of two highly homologous FVIII forms: human and porcine. The methodology developed in our laboratory to helically organize the two functional recombinant FVIII forms on negatively charged lipid nanotubes (LNT) is described.&#160;The representative results demonstrate that our approach is sufficiently sensitive to define the differences in the helical organization between the two highly homologous in sequence (86% sequence identity) proteins. Detailed protocols for the helical organization, Cryo-EM and electron tomography (ET) data acquisition are given. The two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) structure analysis applied to obtain the 3D reconstructions of human and porcine FVIII-LNT is discussed. The presented human and porcine FVIII-LNT structures show the potential of the proposed methodology to calculate the functional, membrane-bound organization of blood coagulation Factor VIII at high resolution.

We present a combination of Cryo-electron microscopy, lipid nanotechnology, and structure analysis applied to resolve the membrane-bound structure of two highly homologous FVIII forms: human and porcine. The methodology developed in our laboratory&#160;to helically organize the two functional recombinant FVIII forms on negatively charged lipid nanotubes (LNT) is described.

Lipid Nanotüpler Kan Pıhtılaşma Faktör VIII Sarmal Organizasyonu

Cryo-electron microscopy (Cryo-EM)1 is a powerful approach to investigate the functional structure of proteins and complexes in a hydrated state and ...

Single Molecule Fluorescence Microscopy on Planar Supported Bilayers

In the course of a single decade single molecule microscopy has changed from being a secluded domain shared merely by physicists with a strong background in optics and laser physics to a discipline that is now enjoying vivid attention by life-scientists of all venues 1. This is because single molecule imaging has the unique potential to reveal protein behavior in situ in living cells and uncover cellular organization with unprecedented resolution below the diffraction limit of visible light 2. Glass-supported planar lipid bilayers (SLBs) are a powerful tool to bring cells otherwise growing in suspension in close enough proximity to the glass slide so that they can be readily imaged in noise-reduced Total Internal Reflection illumination mode 3,4. They are very useful to study the protein dynamics in plasma membrane-associated events as diverse as cell-cell contact formation, endocytosis, exocytosis and immune recognition. Simple procedures are presented how to generate highly mobile protein-functionalized SLBs in a reproducible manner, how to determine protein mobility within and how to measure protein densities with the use of single molecule detection. It is shown how to construct a cost-efficient single molecule microscopy system with TIRF illumination capabilities and how to operate it in the experiment.

Preparation of protein-functionalized planar glass-supported lipid bilayers, determination of protein mobility within and measurement of protein densities is shown here. A roadmap to building a noise-reduced Total Internal Reflection microscope is outlined, which allows visualizing single bilayer-resident fluorochromes with high spatiotemporal resolution.

Planar on Tek Molekül Floresans Mikroskopi bilayers Desteklenen

In the course of a single decade single molecule microscopy has changed from being a secluded domain shared merely by physicists with a strong background ...

DNA Nanotubes as a Versatile Tool to Study Semiflexible Polymers

Mechanical properties of complex, polymer-based soft matter, such as cells or biopolymer networks, can be understood in neither the classical frame of flexible polymers nor of rigid rods. Underlying filaments remain outstretched due to their non-vanishing backbone stiffness, which is quantified via the persistence length (lp), but they are also subject to strong thermal fluctuations. Their finite bending stiffness leads to unique, non-trivial collective mechanics of bulk networks, enabling the formation of stable scaffolds at low volume fractions while providing large mesh sizes. This underlying principle is prevalent in nature (e.g., in cells or tissues), minimizing the high molecular content and thereby facilitating diffusive or active transport. Due to their biological implications and potential technological applications in biocompatible hydrogels, semiflexible polymers have been subject to considerable study. However, comprehensible investigations remained challenging since they relied on natural polymers, such as actin filaments, which are not freely tunable. Despite these limitations and due to the lack of synthetic, mechanically tunable, and semiflexible polymers, actin filaments were established as the common model system. A major limitation is that the central quantity lp cannot be freely tuned to study its impact on macroscopic bulk structures. This limitation was resolved by employing structurally programmable DNA nanotubes, enabling controlled alteration of the filament stiffness. They are formed through tile-based designs, where a discrete set of partially complementary strands hybridize in a ring structure with a discrete circumference. These rings feature sticky ends, enabling the effective polymerization into filaments several microns in length, and display similar polymerization kinetics as natural biopolymers. Due to their programmable mechanics, these tubes are versatile, novel tools to study the impact of lp on the single-molecule as well as the bulk scale. In contrast to actin filaments, they remain stable over weeks, without notable degeneration, and their handling is comparably straightforward.

Semiflexible polymers display unique mechanical properties that are extensively applied by living systems. However, systematic studies on biopolymers are limited since properties such as polymer rigidity are inaccessible. This manuscript describes how this limitation is circumvented by programmable DNA nanotubes, enabling experimental studies on the impact of filament rigidity.

DNA nanotüpler Semiflexible polimerler eğitim için çok yönlü bir araç olarak

Mechanical properties of complex, polymer-based soft matter, such as cells or biopolymer networks, can be understood in neither the classical frame of ...

Synthesis of Multi-walled Carbon Nanotubes Modified with Silver Nanoparticles and Evaluation of Their Antibacterial Activities and Cytotoxic Properties

In this study, multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were treated with an aqueous sulfuric acid solution to form an oxygen-based functional group. Silver MWCNTs were prepared by the reductive deposition of silver from an aqueous solution of AgNO3 on the oxidized MWCNTs. Given the unique color of the CNTs, it was not possible to apply them to the minimum inhibitory concentration or mitochondrial toxicity assays to evaluate the toxicity and antibacterial properties, since they would interfere with the assays. The inhibition zone and minimum bactericidal concentration for the Ag-MWCNTs were measured and Live/Dead and Trypan Blue assays were used to measure the toxicity and antibacterial properties without interfering with the color of the CNTs.

In this study, antimicrobial nanomaterials were synthesized by acidic oxidation of multiwalled carbon nanotubes and subsequent reductive deposition of silver nanoparticles. Antimicrobial activity and cytotoxicity tests were performed with the as-prepared nanomaterials.

Gümüş nano tanecikleri ve onların antibakteriyel faaliyetleri ve sitotoksik özellikleri değerlendirilmesi ile modifiye çok duvarlı karbon nanotüpler sentezi

In this study, multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were treated with an aqueous sulfuric acid solution to form an oxygen-based functional group. Silver ...

Uptake of New Lipid-coated Nanoparticles Containing Falcarindiol by Human Mesenchymal Stem Cells

Nanoparticles are the focus of an increased interest in drug delivery systems for cancer therapy. Lipid-coated nanoparticles are inspired in structure and size by low-density lipoproteins (LDLs) because cancer cells have an increased need for cholesterol to proliferate, and this has been exploited as a mechanism for delivering anticancer drugs to cancer cells. Moreover, depending on drug chemistry, encapsulating the drug can be advantageous to avoid degradation of the drug during circulation in vivo. Therefore, in this&#160;study, this design is used to fabricate lipid-coated nanoparticles of the anticancer drug falcarindiol, providing a potential new delivery system of falcarindiol in order to stabilize its chemical structure against degradation and improve its uptake by tumors. Falcarindiol nanoparticles, with a phospholipid and cholesterol monolayer encapsulating the purified drug core of the particle, were designed. The lipid monolayer coating consists of 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DSPC), cholesterol (Chol), and 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[methoxy(polyethylene glycol)-2000] (DSPE PEG 2000) along with the fluorescent label DiI (molar ratios of 43:50:5:2). The nanoparticles are fabricated using the rapid injection method, which is a fast and simple technique to precipitate nanoparticles by good-solvent for anti-solvent exchange. It consists of a rapid injection of an ethanol solution containing the nanoparticle components into an aqueous phase. The size of the fluorescent nanoparticles is measured using dynamic light scattering (DLS) at 74.1 &#177; 6.7 nm. The uptake of the nanoparticles is tested in human mesenchymal stem cells (hMSCs) and imaged using fluorescence and confocal microscopy. The uptake of the nanoparticles is observed in hMSCs, suggesting the potential for such a stable drug delivery system for falcarindiol.

This article describes the encapsulation of falcarindiol in lipid-coated 74 nm nanoparticles. The cellular uptake of the nanoparticles&#160;by human stem cells into lipid droplets is monitored by fluorescent and confocal imaging. Nanoparticles are fabricated by the rapid injection method of solvent shifting, and their size is measured with the dynamic light scattering technique.

Falcarindiol tarafından insan mezenkimal kök hücre içeren yeni Lipid kaplı nano tanecikleri alımını

Nanoparticles are the focus of an increased interest in drug delivery systems for cancer therapy. Lipid-coated nanoparticles are inspired in structure and ...