Spitze Functionalizations-Anflüge für Molekulare Anerkennungs-Maße

Durch AZoNano-Herausgeber

Inhaltsverzeichnis

SchlüsselPrinzipien von Molekularen Anerkennungs-Maßen
Während der Spitze Functionalization Betrachtet Zu Werden Faktoren,
Schritte Mit Einbezogen in Spitze Functionalization
     Aminierung Durch Esterifizierung und Silanization
     Animation Durch Selbst-Zusammengebaute Monomolekulare Schicht
     Einleitung des Verknüpfungsprogramm-Moleküls
Schlussfolgerungen
Bruker


SchlüsselPrinzipien von Molekularen Anerkennungs-Maßen

Molekulare Anerkennungsmaße unter Verwendung FLUGHANDBUCHS basieren auf der Interaktion zwischen zwei Molekülen. Ein Molekül wird zur Spitze des FLUGHANDBUCHS befestigt, während das zweite Molekül zur Beispieloberfläche befestigt wird (sehen Sie Gruppen A und B von Abbildung 1). Spitze functionalization ist die einige chemischen Schritte, die zu die Befestigung der Moleküle A zur Spitze des FLUGHANDBUCHS führen.

Abbildung 1: Die FLUGHANDBUCH-Spitze ist in Richtung zu und dann eingefahren von der Oberfläche erweitert, während der Ausschlag des Kragbalkens als Funktion des Abstandes geüberwacht wird. Das Einfahrenteil der Kurve (im Rot) zeigt jede mögliche Beitrittskraft zwischen der Spitze und der Probe. In den molekularen Anerkennungskraftmessungen werden Ligandmoleküle (a) zur FLUGHANDBUCH-Spitze befestigt, während Empfängermoleküle (b) auf der Beispieloberfläche anwesend sind. Gebrauch eines Verknüpfungsprogrammmoleküls (z.B. KLAMMER) ergibt eine Kennlinie befreiende Spitze, während das Verknüpfungsprogramm ausdehnt und aktiviert einfacheres Kennzeichen von spezifischen befreienden Interaktionen zwischen A und B (sehen Sie Repräsentativkurve in der Einfügung).

In der Abbildung 1 ist rechte Hälfte eine Kraftabstand Kurve. Die Spitze wird zuerst nahe der Oberfläche geholt, bis sie Kontakt aufnimmt, dadurch ausübt man eine positive Belastung auf der Oberfläche. Die Spitze wird zurück eingefahren und während dieses Vorgangs, ist eine abwärts Spitze wahrscheinlich, in der Einfahrenkurve zu geschehen. Dieses zeigt an, dass Beitritt zwischen der Probe und der Spitze stattgefunden hat. Der Spitzeprobe Beitritt kann berechnet werden, wenn die Ausschlagempfindlichkeit und die Federkonstante des Kragbalkens bekannt.

Beitritt zwischen der Spitze und der Probe wird normalerweise bei der Benutzung von nicht--functionalized Spitzen beobachtet. Die Unterscheidung zwischen der gewünschten spezifischen Interaktion und den unspezifischen Interaktionen ist häufig eine Herausforderung, wenn eine functionalized Spitze für molekulare Anerkennungsmaße verwendet wird. Um diese Herausforderung auszugleichen, riefen Zwischenmoleküle Verknüpfungsprogramme oder Platz werden zwischen dem Molekül A und der FLUGHANDBUCH-Spitze verwendet. Die Flexibilität des Verknüpfungsprogramms stellt Mobilität zum Ligandmolekül zur verfügung, um auf den verbindlichen Empfänger zuzugreifen.

Während der Spitze Functionalization Betrachtet Zu Werden Faktoren,

Obgleich einige Techniken verwendet worden sind, um Moleküle zu FLUGHANDBUCH-Fühlern zu befestigen, müssen einige Punkte in Erwägung gezogen werden:

  • Die Auswahl eines geeigneten FLUGHANDBUCH-Fühlers ist, die Schlüsselfaktoren kritisch, die Schärfe der Spitze und der Federkonstante des Kragbalkens sind.
  • Die Auswahl von Spitze functionalization Chemie ist wichtig, da das Ligandmolekül an die Spitze, damit die verbindliche Stärke zwischen der Spitze und dem Molekül mehr, als ist die Interaktion zwischen dem Oberflächenrezeptor und dem Ligandmolekül angeschlossen werden muss.
  • Die Techniken, zum der Belegungsdichte des Ligands zu verringern sind für das Messen von einzelnen verbindlichen Ereignissen entscheidend.
  • Faktoren wie Temperatur, Bufferzusammensetzung und pH müssen während des Maßes angebracht sein und functionalization spitzen, damit die verbindliche Aktivität der verbindlichen Moleküle nicht geändert wird.

Schritte Mit Einbezogen in Spitze Functionalization

Spitze functionalization fängt immer mit einer Silikonnitrid- oder Silikonspitze auf einem FLUGHANDBUCH-Fühler an. Zwei geläufige Anflüge, nämlich Aminierung durch eine Thiolalkohol-basierte selbst-zusammengebaute monomolekulare Schicht (SAM) und verweisen Spitzenaminierung durch Esterifizierung, oder silanization werden für das Auswählen eines Ausgangspunktes für Spitze functionalization verwendet.

Aminierung Durch Esterifizierung und Silanization

Die Esterifizierungs- und silanizationsprozesse functionalize den Fühler direkt. Die silanization Reaktion findet zwischen einer Trichlorosilanegruppe im Siliziumwasserstoffreagens und einer Trichlorosilanegruppe im Siliziumwasserstoffreagens statt. Dieses führt zu die Entwicklung einer organosilane Schicht, dadurch es bildet es Si-O-Si kovalente Anleihen zwischen den Wasserstoffanleihen und die Siliziumwasserstoffmoleküle und die Spitze (sehen Sie Abbildung 2A). Aminierung kann durch Esterifizierung durch die Reaktion von Äthanolamin und Oberfläche silanol Gruppen durchgeführt werden.

Abbildung 2: Der erste Schritt von Spitze functionalization ist im Allgemeinen, die Amingruppen (hier gezeigt als „X ") zur Spitzenoberfläche vorzustellen. Drei Methoden sind weit verbreitet: A) Behandlung mit Siliziumwasserstoffen; B) Esterifizierung mit Äthanolamin; und C) Entstehung einer SAM unter Verwendung der Thiolalkoholgoldchemie.

Animation Durch Selbst-Zusammengebaute Monomolekulare Schicht

Eine SAM wird durch die Aufnahme von Alkanethiolmolekülen zu einer Gold beschichteten Spitze wie in Abbildung 2C gezeigt erzeugt. Gold-Überzogene Fühler können durch die Ausrottung aller befestigten Moleküle aufbereitet werden. Thiolgruppen auch haben eine hohe Affinität mit Gold und stellen sicher, wenn sie eine stärkere SpitzeLigandinteraktion als die Ligandempfänger Interaktion bilden. Acylketten SAM erzeugen eine dichtgepackte Zelle, die die Robustheit von Spitze functionalization erhöht. Jedoch benötigt diese Technik SpitzeSide Gold beschichtete FLUGHANDBUCH-Fühler, die große Radien haben und nicht allgemeinhin erhältlich sind.

Einleitung des Verknüpfungsprogramm-Moleküls

Die folgende Stufe ist die Einleitung der Verknüpfungsprogrammmoleküle. Diese Stufe bietet auch systematische Regelung der Ligandmoleküle' Belegungsdichte an. Dieses kann erreicht werden, indem man Misch-SAM verwendet, die zwei Arten Moleküle mit verschiedenen Terminalgruppen enthält. Diese Technik wird für das Studieren der Interaktion zwischen Cyclodextrin und ferrocene Molekülen verwendet, indem man eine Misch-SAM verwendet. Gegenwärtig wenn Goldthiolalkohol SAM Anflug ist ausgewählt dann passend Reagenzien wie KLAMMER (Polyäthylenglykol)/, NTA (N-Nitrilotriacetische Säure) kann verwendet werden, um Verknüpfungsprogrammmoleküle zu enthalten und SAM zu bilden. In Abbildung 3, besteht die Mehrheit von SAM aus Triäthylen-Glykol-Alkylthiolalkohol, während der Rest aus NTA-Triäthylen-Glykol-Alkyl Thiolalkohol besteht. Das tetradentate NTA ist wahrscheinlich, einen sechseckigen Komplex mit Metallkationen zu erzeugen. Vier Chelatbildungsanleihen werden mit Ni gebildet2+ und die zwei Anleihen werden für das Anvisieren der Histidingruppen verwendet. So klebt ein niedriger Prozentsatz des NTA-KLAMMER-Thiolalkohols mit dem Ligand. Der Klammer-Thiolalkohol bleibt träge und begrenzt die Dichte von Proteinen auf der Spitzenoberfläche.

Abbildung 3: Misch-Sams werden auf einer gold-überzogenen Spitze gebildet. Nur ein sehr niedriger Prozentsatz von so genannten NTA- abgebrochenen Alkanethiols legt eine Chelatbildung mit Kationen fest, die auch auf polyhistidine Gruppen einwirken, die Peptiden oder Proteinen gehören.

In der anderen Technik in der die Silikonnitrid- oder Silikonspitze mit ethanoloamine oder Siliziumwasserstoffen Amino-functionalized ist, wird eine andere Strategie verwendet. In dieser Technik reagiert das Ende des KLAMMER-Verknüpfungsprogramm-Moleküls ein mit den Oberflächenaminogruppen. Dieses lässt das andere Ende mit dem Protein binden. Firmen verwenden eine Vielzahl von heterobifunctional KLAMMER-Verknüpfungsprogrammen.

Allgemein verwendete KLAMMER-Verknüpfungsprogramme werden als Abbildung 4 gezeigt und ausgedruckt in Tabelle 1.

Abbildung 4: Typische Reaktionen zwischen chemisch geänderten FLUGHANDBUCH-Spitzen und etwas Aminosäuren (Asp = Aspartat, Glu = Glutamat, Ser = Serin, Thr = Threonin, Cys = Cystein und Lys = Lysin).

Geläufige verbindliche Ziele der Tabelle 1. und übereinstimmende reagierende Gruppen

Verbindliches Ziel Reagierende Gruppe auf KLAMMER Anleihe gebildet
- COOH (carbonxyl)
     gefunden in:
     Aspartat
     Glutamat
Amin
(Reaktion benötigt Aktivierung mit EDC)
oder
Hydroxyl
Amid
oder
Ester
- NH2 (Amin)
     gefunden in:
     Lysin
     Siliziumwasserstoff behandelte Spitze
     Äthanolamin behandelte Spitze
NHS - Ester
oder
Karboxyl-
Amid
oder
Ester
- SH (Sulfhydryl)
     gefunden in:
     Cystein
Maleimide
oder
Karboxyl-
Thio - Äther
oder
thio - Ester
- CHO (Karbonyl)
     gefunden in:
     oxidierte Kohlenhydrate
Hydrazid Hydrazon
- OH- (Hydroxyl)
     gefunden in:
     Serin
     Threonin
Karboxyl- Ester
Avidin
     gefunden in:
     Avidin geänderte Proteine
Biotin Avitin-Biotin Anleihe

Das Endstadium von Spitze functionalization ist die Reaktion der Terminalgruppe mit Aminosäuren im Protein des Ligandmoleküls. In dieser Stufe sollten bekannte Punkte nicht innerhalb der Funktionsbindungsstelle des Ligands anvisiert werden, um Änderungen in der Funktionalität zu vermeiden.

Schlussfolgerungen

Diese Anmerkung hat bedeutende Anwendungen und Strategien von Spitze functionalization analysiert. Die oben beschriebenen Methoden werden für Kraftvolumen das molekulare Anerkennungsabbilden und die Einpunktkraftmessungen angewendet. Initialenset Ergebnisse zeigen an, dass Spitze functionalization hilfreich ist, wenn es mit dem Aufnahmemodus PeakForce QNM verwendet wird und so höhere Auflösung, schneller und ein quantitativeres molekulares Interaktionsabbilden aktiviert.

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Zu mehr Information über diese Quelle besuchen Sie bitte Nano-Oberflächen Bruker.

Date Added: Apr 5, 2011 | Updated: Jan 23, 2014

Last Update: 23. January 2014 11:11

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