仪器网首页 欢迎您: 请登录 免费注册 仪器双拼网址:www.yiqi.com
发求购 学知识 提问题 查标准 找商机 手机版
官方微信
美国Gamry电化学
主营产品:电化学工作站/电化学阻抗分析仪,石英晶体微天平
021-65686006
仪器网仪网通会员,请放心拨打!
解决方案
 
当前位置:首页>解决方案>应用QCM-I测量蛋白质和纳米颗粒吸附

应用QCM-I测量蛋白质和纳米颗粒吸附

发布:美国Gamry电化学
浏览次数:1387

引言

QCM-I是测量聚合物、蛋白质、纳米颗粒和其他分子向表面吸附和键合过程的一项强有力的技术。多参数数据实时获取,详细说明了耦合到传感器表面的膜的水合质量和刚性变化。在本文中,可以理解一系列吸附事件的质量和粘弹性变化,包括表面聚合物改性,以及随后的biotin-BSA生物素物理吸附、链霉亲和素功能化量子点键合和链霉亲和素的内填充。

实验介绍

实验采用超高真空ITO涂布QCM-I传感晶体,HEPES缓冲液(pH7.4)连续流过传感器表面。样品采用固定体积的注射装置引入,然后用流动的HEPES缓冲液冲洗。连续不断注入的样品溶液为:2M NaCl(以提供纯粘性信号变化)、聚乙烯亚胺(PEI)溶液(聚合物吸附)、PBS(以压缩PEI层)、生物素(蛋白质物理吸附)、3×链霉亲和素量子点(来自Invitrogen的20nm纳米颗粒,特定识别生物素)和链霉亲和素(在SA-QD附近填充)。

QCM-I仪器监测振荡石英晶体传感器的阻抗谱,追踪基频和泛音的共振频率以及它们半峰宽(FWHM或w,单位都为Hz)的变化。前者是耦合到传感器表面水合质量的函数,后者是耦合材料粘弹性和刚性的函数。

结果

图1显示了实验和所获数据的示意图。基频变化可以采用Sauerbrey方程1转换为质量包括捕获在膜内的水的质量,其中Sauerbrey方程的假设是刚性耦合膜。如果膜是刚性的,半峰宽不变。对于高粘膜,将会观察到较大的半峰宽变化。在2M NaCl注入时可以看到,小的“质量”变化对应大的瞬态半峰宽变化,此时仅仅是本体溶液交换,不是表面过程。该现象也可以从图2的半峰宽随频率变化曲线中观察到。对于纯粘性溶液,Δw/Δf=2。对于纯刚性膜,Δw/Δf=0。

fig1 mass peak width

图1 样品注入过程质量(来自基频)和半峰宽的变化图。

PEI:随着PEI的注入,约300 ng cm-2粘弹性水合聚合物膜吸附到了传感器表面。该膜在PBS缓冲液注入时变得刚性且排出了部分水,这是因为多价磷酸根离子键合进了氨基聚合物。

b-BSA:生物素化蛋白质以刚性膜的形式静电吸附到了PEI之上。假设密度为1 g/ml,550 ng cm-2水合膜厚度为5.5 nm。

SA-QD:因为约20 nm的颗粒是通过单SA锚点连接的,非刚性,所以初始SA-QD的键合引起相对快速的半峰宽增加。随着键合过程的进行,表面填满,膜整体变得更刚性,质量增加但半峰宽变化变小。

SA:键合到任意可得b-BSA的自由链霉亲和素填充了SA-QD之间的空隙。这一过程减少了膜的弹性,使得耦合质量增加且FWHM减小,接近图2中刚性膜的线。SA-QD和SA结合的2100 ng cm-2质量变化,确实接近被水包围约20 nm纳米颗粒膜的预期值。

fig2 experiment frequency change

图2 实验中FWHM(w3/3)随频率变化(F3/3)的变化曲线,其中含理论“溶液”和“刚性薄膜”极限直线。


参考文献:

Using Complementary Acoustic and Optical Techniques for Quantitative Monitoring of Biomolecular Adsorption at Interfaces, R.Konradi, M.Textor and E.Reimhult, Biosensors 2012, 2, 341-376

实验由M Swann博士在英国曼彻斯特大学J. Lu教授实验室完成。

Copyright @ Microvacuum, 2015

2021-02-19
相关仪器
仪网通银牌会员 第 4 年

美国Gamry电化学

认证:工商信息已核实
仪企号 
美国Gamry电化学
友情链接 
手机版 
美国Gamry电化学手机站
开启全新的世界
m.yiqi.com/zt2474/
官方微信

仪器网微信公众号

扫码获取最新信息

在线客服

咨询客服

在线客服
工作日:  9:00-18:00
联系客服 企业专属客服
电话客服:  400-822-6768
工作日:  9:00-18:00
订阅商机

仪采招微信公众号

采购信息一键获取海量商机轻松掌控