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Caratterizzazione del Sistema dell'Avidina della Biotina per Uso dei Biomateriali da Ellipsometry Spettroscopico Facendo Uso di Strumentazione da Horiba Scientifico - Pellicola Sottile

Argomenti Coperti

Sfondo
Come un Biosensore Funziona?
Introduzione al Sistema dell'Avidina della Biotina
Sperimentale
Caratterizzazione del c-Si/Biotina
Caratterizzazione del c-Si/Complesso dell'Biotina-Avidina
Conclusione

Sfondo

L'analisi delle interazioni molecolari è un campo di ricerca chiave nei campi farmaceutici e di biotecnologia di sanità. Il riconoscimento Molecolare alle superfici solide costituisce la base di tantissimi dispositivi diagnostici di immunosensor e bio-.

Un biosensore è un'unità analitica che usa le molecole biologiche per individuare altre molecole biologiche o sostanze chimiche. La molecola del rivelatore deve essere connessa Tipicamente ad un sensore che può essere riflesso da un computer, che converte i sistemi biologici con la potenza di calcolo del microprocessore.

Come un Biosensore Funziona?

Un biosensore consiste di 3 parti:

  • L'elemento biologico sensibile (tessuto biologico del materiale per esempio, microrganismi, organelli, recettori cellulari, enzimi, anticorpi, acidi nucleici Ecc.), un materiale biologicamente derivato o biomimic). Gli elementi sensibili possono essere creati da assistenza tecnica biologica.
  • Il trasduttore nel fratempo (soci entrambe le componenti).
  • L'elemento del rivelatore (impianti in un modo fisico-chimico; ottico, piezoelettrico, elettrochimico, termometrico, o magnetico).

 

Figura 1. Rappresentazione schematica che mostra le componenti principali di un biosensore. Questa unità consiste di: (a) un biocatalizzatore che converte il substrato in prodotto; (b) il trasduttore che determina la reazione e la converte in elettrico; e l'output del segnale è (c) ampliato, (d) elaborato e (e) video.

Introduzione al Sistema dell'Avidina della Biotina

C'è molto l'applicazione potenziale dei biosensori di vari tipi. I requisiti principali di un biosensore si avvicinano a per essere utili in termini di ricerca e le applicazioni commerciali sono l'identificazione di una molecola dell'obiettivo, disponibilità di un elemento biologico adatto del riconoscimento ed il potenziale affinchè i sistemi di rilevamento portatili a perdere siano preferite alle tecniche basate a laboratorio sensibili in alcune situazioni. Alcuni esempi sono forniti qui sotto: video del glucosio nei pazienti del diabete <-- driver storico del mercato, altri obiettivi correlati con la salute medici, applicazioni ambientali per esempio la rilevazione degli antiparassitari ed agenti inquinanti dell'acqua di fiume, telerilevamento dei batteri dispersi nell'aria per esempio nelle attività del contro-bioterrorista, rilevazione degli agenti patogeni…

Lo scopo chiave nello sviluppo di tali unità è l'immobilizzazione delle proteine sull'elemento del trasduttore in modo da tenere le interazioni non specifiche biochimiche massime di minimo e di attività.

L'Avidina è una glicoproteina trovata nella chiara dell'uovo. La Biotina è un membro della famiglia della B-Vitamina, anche conosciuto come la vitamina-h.

Il sistema dell'biotina-avidina svolge un ruolo principale in queste applicazioni mentre esibisce l'affinità obbligatoria altamente specifica e forte. Un Altro vantaggio distintivo di questo sistema è le quattro sedi del legame identiche di avidina per biotina assicurandosi che l'associazione sia diretta soltanto verso l'obiettivo di interesse.

La biotina Adsorbente sulle superfici solide e sull'avidina di montaggio permette di fissare i leganti attivi alla superficie del biosensore, quindi identificante le specie dell'obiettivo nel campione ed aumentante la selettività del biosensore diminuendo le interferenze dalle interazioni non specifiche.

Figura 2. Disegno Schematico della formazione del complesso dell'biotina-avidina

Quando le specie specifiche entrate in contattano con la superficie e la legatura della biotina dell'avidina a c'è un aumento nello spessore della pellicola depositata. Misurando un aumento nello spessore di pellicola uno può dire se una biomolecola ha limitato alla superficie del sensore. L'aumento di spessore è piccolo, tipicamente dell'ordine di 20 Å, richiedendo una tecnica sensibile ed affidabile per la misura.

Una Tal tecnica è Ellipsometry Spettroscopico (SE), una tecnica non distruttiva e molto accurata per individuare i livelli ultrasottili come pure per studiare le interazioni che possono accadere all'interfaccia del solido liquido. Un vantaggio importante della tecnica è che le indagini possono essere fatte in aria ambientale, in liquido o nell'ambiente di vuoto.

Sperimentale

I dati Ellissometrici sono stati raccolti ad angolo dell'incidenza di 70° facendo uso del UVISEL Ellipsometer Modulato Fase Spettroscopica da Horiba Scientifico attraverso l'ampiezza dello spettro 260-830 nanometro. La combinazione della tecnologia di modulazione di fase del UVISEL e della sua progettazione modulare le rende uno strumento potente per la misura del biofilm.

Caratterizzazione del c-Si/Biotina

Una pellicola della biotina è stata depositata sul substrato di silicio ed è rappresentata da un a un solo strato. La misura è stata realizzata nell'ambiente di aria ambientale, il campione semplicemente è collocata sulla fase del campione per realizzare la misura non distruttiva.

Figura 3. Costanti Ottiche della Biotina

Caratterizzazione del c-Si/Complesso dell'Biotina-Avidina

La misura è stata realizzata in un ambiente liquido; il campione è collocato in una cella liquida riempita di acqua demineralizzata. Un a un solo strato è stato usato per modellare il campione. Abbiamo fatto l'ipotesi che l'Indice di rifrazione della pellicola della biotina e del complesso dell'biotina-avidina era lo stesso. L'aumento dello spessore trovato mostra la forte affinità obbligatoria del sistema dell'biotina-avidina.

La figura sotto mostra l'accordo eccellente fra i dati sperimentali ed il modello.

 

Figura dati Sperimentali e generati di 4.

Conclusione

Questa nota di applicazione illustra l'idoneità del UVISEL Ellipsometer Modulato Fase Spettroscopica come strumento molto accurato per lo studio il solido/reazioni solide o solide/liquide dell'interfaccia e la misura di spessore del biofilm.

Sorgente: Horiba Scientifico - Divisione delle Pellicole Sottili

Per ulteriori informazioni su questa sorgente visualizzi prego Horiba Scientifico - Divisione delle Pellicole Sottili

Date Added: May 22, 2008 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 21:03

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