분자 승인 측정을 위한 끝 Functionalization 접근

AZoNano 편집자에 의하여

목차

분자 승인 측정의 중요한 원리
끝 Functionalization 도중 고려될 요인
끝 Functionalization에서 관련시키는 단계
     에스테르화와 Silanization를 통해 아미노화
     각자 소집된 단층을 통해서 만화 영화
     링커 분자의 소개
결론
Bruker


분자 승인 측정의 중요한 원리

AFM를 사용하여 분자 승인 측정은 2개의 분자 사이 상호 작용에 근거를 둡니다. 1개의 분자는 AFM의 끝에 두번째 분자가 견본 표면에 붙어 있더라도 반면 붙어 있습니다 (숫자 1)의 단 A와 B를 보십시오. 끝 functionalization는 AFM의 끝에 분자 A를 붙이기로 이끌어 내는 몇몇 화학 단계입니다.

숫자 1: AFM 끝은 외팔보의 편향도가 거리의 기능으로 감시되는 때 확장되고로 표면에서 그 때 끌어 넣어. 곡선의 수축력 부속은 (공산분자에서) 끝과 견본 사이 어떤 접착 군대든지 보여줄 것입니다. 분자 승인 군대 측정에서는, 수용체 분자 (b)가 견본 표면에 나타나 반면, ligand 분자 (a)는 AFM 끝에 붙어 있습니다. 링커 분자 (예를들면 나무못)의 사용은 특성 곡선 방면 첨단 링커가 기지개하는 때 귀착되어, A와 B 사이 특정 방면 상호 작용의 더 쉬운 식별을 가능하게 하 (삽입물에 있는 대표적인 곡선을 보십시오).

숫자에서 1 오른쪽 반은 군대 거리 곡선입니다. 끝은 그로 인하여 표면에 긍정적인 짐을 발휘하는 표면의 가까이에 첫째로 연락할 때까지, 주어집니다. 끝은 후에 끌어 넣어지고 이 활동 도중, 내려가는 첨단은 수축력 곡선에서 일어나기 위하여 확률이 높습니다. 이것은 접착이 견본과 끝 사이에서 일어났다는 것을 표시합니다. 끝 견본 접착은 외팔보의 편향도 감도와 봄 불변의 것이 알려지는 경우에 산출될 수 있습니다.

끝과 견본 사이 접착은 일반적으로 non-functionalized 끝을 이용하고 있는 동안 관찰됩니다. 요구한 특정 상호 작용과 일반적인 상호 작용 사이에서 분화는 functionalized 끝이 분자 승인 측정을 위해 사용될 때 수시로 도전입니다. 이 도전을 극복하기 위하여는, 중간 분자는 링커를 불렀습니다 또는 공간은 분자 A와 AFM 끝 사이에서 이용됩니다. 링커의 융통성은 ligand 분자에 의무적인 수용체에 접근하기 위하여 기동성을 제공합니다.

끝 Functionalization 도중 고려될 요인

AFM 탐사기에 분자를 붙이기 위하여 몇몇 기술이 이용되더라도, 다수 문제점은 고려되어야 합니다:

  • 적당한 AFM 탐사기의 선택은 중요합니다, 끝 및 외팔보의 봄 불변의 것의 날카로움인 중요한 요소.
  • 끝 functionalization 화학의 선택은 끝과 분자 사이 의무적인 병력이이다 그래야 ligand 분자가 지상 수용체와 ligand 분자 사이 상호 작용 보다는 더 많은 것 끝에 연결되어야 하기 때문에 중요합니다.
  • ligand의 지상 조밀도를 줄이는 기술은 단 하나 의무적인 사건 측정을 위해 결정적입니다.
  • 온도 버퍼 구성 및 PH와 같은 요인은 의무적인 분자의 의무적인 활동이 바꾸이지 않다 그래야 측정 도중 적합하 그리고 functionalization를 기울여야 합니다.

끝 Functionalization에서 관련시키는 단계

끝 functionalization는 AFM 탐사기에 실리콘 질화물 또는 실리콘 끝으로 항상 시작됩니다. 2개의 일반적인 접근, 티올 기지를 둔 각자 소집한 단층을 통해서 즉 아미노화는 (SAM) 에스테르화에 의하여 끝 아미노화를 지시하고 또는 silanization는 끝 functionalization를 출발점 선정을 위해 사용됩니다.

에스테르화와 Silanization를 통해 아미노화

에스테르화와 silanization 프로세스는 탐사기를 직접 functionalize. silanization 반응은 실란 시약에 있는 trichlorosilane 단과 실란 시약에 있는 trichlorosilane 단 사이에서 일어납니다. 이것은 그로 인하여 수소 결합 사이 Si O Si 공유 결합을 및 실란 분자 및 끝 형성하는 organosilane 층의 발달로, 이끌어 냅니다 (숫자 2A를 보십시오). 아미노화는 ethanolamine와 표면 silanol 단의 반응에 의해 에스테르화를 통해 실행될 수 있습니다.

숫자 2: 끝 functionalization의 처음 단계는 일반적으로 ("X로 여기에서 보이는 ") 끝 표면에 아민 단을 소개하기 위한 것입니다. 3개의 방법은 널리 이용됩니다: 아) 실란을 가진 처리; B) ethanolamine를 가진 에스테르화; 그리고 C) 티올 금 화학을 사용하는 SAM의 대형.

각자 소집된 단층을 통해서 만화 영화

SAM는 숫자 2C에서 보이는 것처럼 금에 의하여 입힌 끝에 alkanethiol 분자의 흡착을 통해 생성됩니다. 금 입히는 탐사기는 모든 붙어 있던 분자를 근절해서 재생될 수 있습니다. 티올 단에는 또한 금을 가진 높은 친화력이 있고 ligand 수용체 상호 작용 보다는 더 강한 끝 ligand 상호 작용 형성에서 지킵니다. SAM의 아실 분해 사슬은 끝 functionalization의 강건함을 강화하는 밀집 구조를 생성합니다. 그러나, 이 기술은 큰 반경이 있고 보편적으로 이용 가능하지 않은 끝 측 금에 의하여 입힌 AFM 탐사기에는 필요로 합니다.

링커 분자의 소개

다음 단계는 링커 분자의 소개입니다. 이 단계는 또한 ligand 분자의 체계적인 통제를' 지상 조밀도 제안합니다. 이것은 각종 종말 단과 가진 분자의 2개의 종류를 포함하는 혼합 SAM를 이용해서 달성될 수 있습니다. 이 기술은 cyclodextrin와 ferrocene 분자 사이 상호 작용 공부를 위해 혼합 SAM를 이용해서 사용됩니다. 만일 금 티올 SAM 접근 이면 선정하는 그 후에 적합한 시약과 같은 나무못 (폴리에틸렌 글리콜)/이 단계에서는, NTA (N Nitrilotriacetic 산) 링커 분자를 통합하고 SAM를 형성하기 위하여 사용될 수 있습니다. 숫자 3에서는, SAM의 대다수는 나머지가 NTA triethylene 글리콜 알킬 티올로 이루어져 있더라도 반면 triethylene 글리콜 알킬 티올로 이루어져 있습니다. tetradentate NTA는 확률이 높습니다 금속 양이온을 가진 6각형 복합물을 생성하기 위하여. 4개의 킬레이트화 유대는 Ni로 형성되고2+ 2개의 유대는 히스티딘 단을 표적으로 하기를 위해 이용됩니다. 따라서, NTA 나무못 티올의 낮은 백분율은 ligand로 접착시킵니다. 나무못 티올은 비활성에 남아 있고 끝 표면에 단백질의 조밀도를 제한합니다.

숫자 3: 혼합 SAMs는 금 입히는 끝에 형성됩니다. 소위 NTA-에 의하여 종결된 alkanethiols의 단지 아주 낮은 백분율은 또한 펩티드 또는 단백질에 속해 polyhistidine 단과 상호 작용할 양이온을 가진 킬레이트화를 설치할 것입니다.

실리콘 질화물 또는 실리콘 끝이 ethanoloamine 또는 실란에 아미노 functionalized 인 그밖 기술에서는, 다른 전략은 사용됩니다. 이 기술에서는, 나무못 링커 분자 하나의 끝은 지상 아미노기로 반작용합니다. 이것은 그밖 끝이 단백질로 묶는 것을 허용합니다. 회사는 다양한 heterobifunctional 나무못 링커를 사용합니다.

통용되는 나무못 링커는 숫자 4로 보이고 도표 1.에 목록으로 만들어집니다.

숫자 4: 화학적으로 변경된 AFM 끝과 약간 아미노산 사이 전형적인 반응 (Asp = 아스파라진산염, Glu = 글루타민산염, Ser = 세린, Thr = 트레오닌, Cys = 시스테인 및 Lys = 리진).

도표 1. 일반적인 의무적인 표적 및 어울리는 민감하는 단

의무적인 표적 나무못에 민감하는 단 형성되는 유대
- COOH (carbonxyl)
     에서 찾아내는:
     아스파라진산염
     글루타민산염
아민
(반응은 EDC를 가진 활성화를 요구합니다)
또는
수산기
아미드
또는
에스테르
- NH2 (아민)
     에서 찾아내는:
     리진
     실란에 의하여 취급되는 끝
     ethanolamine에 의하여 취급되는 끝
NHS - 에스테르
또는
카르복실기
아미드
또는
에스테르
- SH (sulfhydryl)
     에서 찾아내는:
     시스테인
Maleimide
또는
카르복실기
Thio - 에테르
또는
thio - 에스테르
- CHO (카르보닐기)
     에서 찾아내는:
     산화된 탄수화물
하이드라지드 Hydrazone
- OH (수산기)
     에서 찾아내는:
     세린
     트레오닌
카르복실기 에스테르
Avidin
     에서 찾아내는:
     avidin에 의하여 변경되는 단백질
비타민B 복합체 Avitin 비타민B 복합체 유대

끝 functionalization의 최종 단계는 ligand 분자의 단백질에 있는 아미노산을 가진 종말 단의 반응입니다. 이 단계에서는, 알려진 점은 ligand의 기능적인 의무 사이트 안에 기능에 있는 변경을 피하기 위하여 표적으로 하면 안됩니다.

결론

이 주는 끝 functionalization의 중요한 응용 그리고 전략을 분석했습니다. 의 위 기술된 방법은 군대 양 분자에게 승인 지도로 나타내고는 및 단일 지점 군대 측정을 위해 사용됩니다. 결과의 머리글자 세트는 PeakForce QNM 화상 진찰 최빈값, 고해상 따라서, 더 단단 가능하게 하고는 및 더 양이 많은 분자에게 상호 작용 지도로 나타내기 함께 사용될 때 끝 functionalization가 도움이 될 것이라는 점을 표시합니다.

Bruker

Bruker Nano 표면은 그들의 강력한 디자인 및 사용 용이를 위한 그밖 상업적으로 이용 가능한 시스템에서 우수한 원자 군대 현미경/스캐닝 탐사기 현미경 (AFM/SPM) 제품을 제공합니다, 하는 동안 고해상 유지. 우리의 계기 전부의 일부분인, NANOS 측정 헤드는 표준 연구 현미경 목적 보다는 아니 더 크다 준비 콤팩트를 이렇게 만드는 공가 편향도 측정을 위한 유일한 광파이버 간섭계를 채택합니다.

이 정보는 Bruker 계속 Nano 표면에 의해 제공된 물자에서 sourced, 검토해서 그리고 적응시켜 입니다.

이 근원에 추가 정보를 위해 Bruker Nano 표면을 방문하십시오.

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

Last Update: 23. January 2014 11:17

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