技巧分子识别评定的 Functionalization 途径

由 AZoNano 编辑

目录

分子识别评定的关键原则
在技巧将考虑的系数 Functionalization 期间
在技巧介入的步骤 Functionalization
     氨基化作用通过酯化和 Silanization
     动画通过自被汇编的单层
     连接器分子的简介
结论
Bruker


分子识别评定的关键原则

使用 AFM 的分子识别评定在二个分子之间的交往基础上。 一个分子附有 AFM 的技巧,而第二个分子附有范例表面 (参见组 A 和 B 图 1)。 技巧 functionalization 是导致附有分子 A AFM 的技巧的几个化工步骤。

图 1 : 作为距离功能,当悬臂的偏折被监控 AFM 技巧是延长的往然后缩回从表面。 曲线的收缩零件 (在红色) 将显示在这个技巧和这个范例之间的所有黏附力强制。 在分子识别强制评定,配合基分子 (a) 附有 AFM 技巧,而感受器官分子 (b) 是存在范例表面。 对连接器分子 (即钉) 的使用导致一个特征曲线断开的峰顶,当这个连接器舒展,启用特定断开的交往的更加容易的确定 A 和 B 之间的 (参见在插页的有代表性的曲线)。

在表 1 右中卫是强制距离曲线。 这个技巧在,直到它联系联络,从而施加在表面的表面附近首先带来正负荷。 这个技巧被缩回,并且在此活动时,一个向下峰顶可能发生在收缩曲线。 这表明黏附力进行了在这个范例和这个技巧之间。 技巧范例黏附力可以被计算悬臂的偏转灵敏度和弹簧常数是否知道。

在这个技巧和这个范例之间的黏附力通常被观察,当使用非functionalized 技巧时。 当一个 functionalized 技巧为分子识别评定时,使用区分期望特定交往和未指明的交往之间经常是挑战。 为了解决此挑战,半成品分子叫连接器或空间使用在这个分子 A 和 AFM 技巧之间。 连接器的灵活性提供流动性给配合基分子存取约束感受器官。

在技巧将考虑的系数 Functionalization 期间

虽然几个技术使用附有分子 AFM 探测,必须考虑到一定数量的问题:

  • 适当的 AFM 探测的选择是重要的,是的关键系数这个技巧和悬臂弹簧常数的锋利。
  • 技巧 functionalization 化学的选择是重要的,因为必须连接配合基分子到技巧,以便在这个技巧和这个分子之间的约束力量比表面感受器官和配合基分子之间的交往是更多。
  • 减少配合基的表面密度的技术为评定唯一约束活动是关键的。
  • 系数例如温度、缓冲构成和酸碱度必须是适当的在评定期间和打翻 functionalization,以便约束分子的约束活动没有被修改。

在技巧介入的步骤 Functionalization

技巧 functionalization 从在 AFM 探测的一个氮化硅或硅技巧总是开始。 二个公用途径,即氨基化作用通过基于硫烃的自被汇编的单层 (SAM)和由酯化处理技巧氨基化作用或 silanization 为选择一个起点使用技巧 functionalization 的。

氨基化作用通过酯化和 Silanization

酯化和 silanization 进程直接地 functionalize 探测。 silanization 回应进行在硅酮试剂的一个三氯硅烷组和在硅酮试剂的一个三氯硅烷组之间。 这导致,从而形成 Si O Si 在氢键之间的 organosilane 层的发展共价键和硅酮分子和这个技巧 (参见图 2A)。 氨基化作用可以通过酯化被执行由氨基乙醇和表面 silanol 组的回应。

图 2 : 第一步技巧 functionalization 一般将引入胺物组 (显示这里作为 “X ") 给技巧表面。 三个方法用途广泛: A) 与硅酮的处理; B) 与氨基乙醇的酯化; 并且 C) SAM 的形成使用硫烃金子化学的。

动画通过自被汇编的单层

如图 2C 所显示, SAM 通过链烷硫赶分子的吸附对一个馏金的技巧的被生成。 馏金的探测可以被根除所有附上分子回收。 硫烃组比配合基感受器官交往也有与金子的高亲合力并且保证以形成更加严格的技巧配合基交往。 SAM 的醯链子生成提高技巧 functionalization 的强壮的一个拥挤不堪结构。 然而,此技术需要技巧侧馏金的 AFM 探测,有大半径并且不是普遍可用的。

连接器分子的简介

下个阶段是连接器分子的简介。 此阶段也提供配合基分子的系统的控制’表面密度。 这可以通过使用包含二与多种最终组的分子的混杂的 SAM 获得。 此技术为学习环糊精和 ferrocene 分子之间的交往使用通过使用混杂的 SAM。 在此阶段,如果金硫烃 SAM 途径是选择然后适当试剂例如钉 (聚乙二醇)/NTA (N 次氮基醋精的酸) 能使用合并连接器分子和形成 SAM。 在表 3,大部分 SAM 包括三乙撑甘醇烷基硫烃,而余数包括 NTA 三乙撑甘醇烷基硫烃。 tetradentate NTA 可能生成与金属正离子的六角复杂。 四个螯合作用债券形成与 Ni2+ ,并且二个债券为瞄准组氨酸组使用。 因此, NTA 钉硫烃的低百分比结合与这个配合基。 钉硫烃保持惰性并且限制密度在技巧表面的蛋白质。

图 3 : 混杂的 SAMs 在一个馏金的技巧被形成。 所谓的 NTA- 被终止的链烷硫赶的仅非常低百分比将设立与正离子的螯合作用,与属于肽或蛋白质的 polyhistidine 组也将配合。

在另一个技术,氮化硅或硅技巧是氨基的 functionalized 与 ethanoloamine 或硅酮,使用一个不同的方法。 在此技术,钉连接器分子的一末端起反应与表面氨基。 这允许另一个末端束缚与蛋白质。 公司使用各种各样的 heterobifunctional 钉连接器。

常用的钉连接器在表 1. 显示作为图 4 并且被列出。

图 4 : 在化工被修改的 AFM 技巧和那些氨基酸之间的典型的回应 (Asp = 天冬氨酸、 Glu = 谷氨酸, Ser = 丝氨酸, Thr = 苏氨酸, Cys = 半胱氨酸和 Lys = 赖氨酸)。

表 1. 公用约束目标和配比的易反应的组

约束目标 在钉的易反应的组 被形成的债券
- COOH (carbonxyl)
     找到在:
     天冬氨酸
     谷氨酸
胺物
(回应要求与 EDC 的启动)
或者
羟基
氨化物
或者
酯类
- NH2 (胺物)
     找到在:
     赖氨酸
     硅酮对待的技巧
     氨基乙醇对待的技巧
NHS - 酯类
或者
羧基
氨化物
或者
酯类
- 嘘 (氢硫基)
     找到在:
     半胱氨酸
Maleimide
或者
羧基
硫代 - 以太
或者
硫代 - 酯类
- CHO (含羰基之金属化合物)
     找到在:
     被氧化的碳水化合物
痨得治
- OH (羟基)
     找到在:
     丝氨酸
     苏氨酸
羧基 酯类
抗生物素蛋白
     找到在:
     抗生物素蛋白被修改的蛋白质
生物素 Avitin 生物素债券

技巧 functionalization 最后阶段是最终组的回应与氨基酸的在配合基分子蛋白质。 在此阶段,不应该在配合基的功能束缚位置内瞄准已知的点避免在功能上的变化。

结论

此附注分析了技巧 functionalization 主要应用和方法。 上面所述的方法为强制数量分子识别映射和单点强制评定使用。 首字母套结果表明技巧 functionalization 将是有用的,当使用在 PeakForce QNM 想象模式,因而启用更加高分辨率,快速地和一更加定量分子交往映射下。

Bruker

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此信息是来源,复核和适应从 Bruker 纳诺表面提供的材料。

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

Last Update: 23. January 2014 11:03

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