ДОСЛІДЖЕННЯ РІВНЯ ІММОБІЛІЗАЦІЇ ОЛІГОНУКЛЕОТИДІВ НА ПОВЕРХНІ НА- НОЧАСТИНОК ЗОЛОТА ЗА ДОПОМОГОЮ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ПІДХОДУ З ВИКОРИСТАННЯМ ФЛУОРОФОРА Cy3

Автор(и)

  • М. Й. Мацишин Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-0724-5217
  • О. Е. Рачков Інститут високих технологій Київського національного університету імені Т. Шевченка, Ukraine
  • А. А. Галушкіна Інститут високих технологій Київського національного університету імені Т. Шевченка, Ukraine
  • О. П. Солдаткін Інститут високих технологій Київського національного університету імені Т. Шевченка, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.18524/1815-7459.2014.3.108236

Ключові слова:

наночастинки золота, локалізований поверхневий плазмонний резонанс, флуоресценція, олігонуклеотид Р2-Су3, рівень іммобілізації

Анотація

Проведено дослідження рівня іммобілізації олігонуклеотидів на поверхні наночастинок золота при розробці нанобіосенсорів за допомогою запропонованого експериментального підходу. Цей підхід для контролю кількості іммобілізованого матеріалу базується на визначенні залишкової концентрації вільних (неіммобілізованих) тіольованих олігонуклеотидів з ковалентно приєднаним флуорофором Cy3. Було показано, що ефективність іммобілізації олігонуклеотидів на поверхні наночастинок золота, стабілізованих цитрат-іонами, сильно залежить від іонної сили середовища і суттєво залежить від температури та часу іммобілізації. При підвищенні іонної сили середовища спостерігаються два процеси: початкова зміна іонної сили (від 0 до 15-20 мМ) веде до підвищення ефективності іммобілізації олігонуклеотидів, при подальшому підвищенні іонної сили починає спостерігатися процес агрегації наночастинок золота, що перешкоджає подальшій ефективній іммобілізації олігонуклеотидів.

Посилання

Thaxton C.S., Georganopoulou D.G., Mirkin C.A. Gold nanoparticle probes for the detection of nucleic acid targets. // Clin. Chim. Acta. - 2006. - Vol. 363, № 1-2. - P. 120–126.

Caruthers S.D., Wickline S. a, Lanza G.M. Nanotechnological applications in medicine. // Curr. Opin. Biotechnol. - 2007. - Vol. 18, № 1. - P. 26–30.

Jain K.K. Applications of nanobiotechnology in clinical diagnostics. // Clin. Chem. - 2007. - Vol. 53, № 11. - P. 2002–2009.

Laurent S., Forge D., Port M., Roch A., Robic C., Vander Elst L., and Muller R. N. Magnetic iron oxide nanoparticles: synthesis, stabilization, vectorization, physicochemical characterizations, and biological applications. // Chem. Rev. - 2008. - Vol. 108, № 6. - P. 2064–2110.

Baptista P., Pereira E., Eaton P., Doria G., Miranda A., Gomes I., Quaresma P., Franco R. Gold nanoparticles for the development of clinical diagnosis methods. // Anal. Bioanal. Chem. - 2008. - Vol. 391, № 3. - P. 943–950.

Katz E., Willner I. Integrated nanoparticle-biomolecule hybrid systems: synthesis, properties, and applications. // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. - 2004. - Vol. 43, № 45. - P. 6042–6108.

Jain P. K., Lee K. S., El-Sayed I. H., ElSayed M. A. Calculated absorption and scattering properties of gold nanoparticles of different size, shape, and composition: applications in biological imaging and biomedicine. // J. Phys. Chem. B. - 2006. - Vol. 110, № 14. - P. 7238–7248.

Xiao Q., Gao H., Lu C., Yuan Q. Gold nanoparticle-based optical probes for sensing aminothiols // TrAC Trends Anal. Chem. - 2012. - Vol. 40. - P. 64– 76.

Agasti S.S., Rana S., Park M.-H., Kim C.K. Nanoparticles for detection and diagnosis. // Adv. Drug Deliv. Rev. Elsevier B.V., - 2010. - Vol. 62, № 3. - P. 316–328.

Yu L., Andriola A. Quantitative gold nanoparticle analysis methods: A review. // Talanta. Elsevier B.V., - 2010. - Vol. 82, № 3.- P. 869–875.

Li H., Rothberg L.J. Label-Free Colorimetric Detection of Specific Sequences in Genomic DNA Amplified by the Polymerase Chain Reaction// J. Am. Chem. Soc. - 2004, - 126 , 10958-10961.

Pérez-López B., Merkoçi A. Nanoparticles for the development of improved (bio)sensing systems. // Anal. Bioanal. Chem. - 2011. - Vol. 399, № 4. - P. 1577–1590.

Elghanian R., Storhoff J.J., Mucic R.C., Letsinger R.L., Mirkin C.A. Selective Colorimetric Detection of Polynucleotides Based on the Distance-Dependent Optical Properties of Gold Nanoparticles // Science. - 1997. - Vol. 277, № 5329. - P. 1078–1081.

Rosi N.L., Mirkin C.A. Nanostructures in biodiagnostics. // Chem. Rev. - 2005. - Vol. 105, № 4. - P. 1547–1562.

Park S.Y., Lytton-Jean A.K.R., Lee B., Weigand S., Schats G.C, Mirkin C.A. DNA-programmable nanoparticle crystallization. // Nature. - 2008. - Vol. 451, № 7178. - P. 553–556.

Hartwich G., Caruana D.J., LumleyWoodyear T., Wu Y., Campbell C.N., Heller A. Electrochemical Study of Electron Transport through Thin DNA Films // J. Am. Chem. Soc. - 1999. - P. 10803–10812.

Herne T.M., Tarlov M.J. Characterization of DNA Probes Immobilized on Gold Surfaces.// J. Am. Chem. Soc. - 1997. - Vol. 119, № 13. - P. 8916–8920.

Maxwell D.J., Taylor J.R., Nie S. Self assembled nanoparticle probes for recognition and detection of biomolecules. // J. Am. Chem. Soc. -2002. - Vol. 124, № 32. - P. 9606–9612.

Merkoçi A. Nanoparticles-based strategies for DNA, protein and cell sensors. // Biosens. Bioelectron. - 2010. - 26, № 4. 1164–1177.

Demers L.M., Mirkin C.A., Mucic R.C., Reynolds R.A., Letsinger R.L., Elghanian R., Viswanadham G. A fluorescence-based method for determining the surface coverage and hybridization efficiency of thiol-capped oligonucleotides bound to gold thin films and nanoparticles. // Anal. Chem. - 2000, - 72, № 22, 5535–5541.

O’Sullivan D.M., McHugh T.D., Gillespie S.H. Analysis of rpoB and pncA mutations in the published literature: an insight into the role of oxidative stress in Mycobacterium tuberculosis evolution? // J. Antimicrob. Chemother. - 2005. - Vol. 55, № 5.- P. 674–679.

Heifets L.B., Cangelosi G.A. Rapid drug-susceptibility testing of Mycobacterium tuberculosis. // Int. J. Tuberc. Lung Dis. -1999. - Vol. 3, № 7. - P. 564–581.

Turkevitch J., Stevenson P.C., Hillier J. A study of the nucleation and growth processes in the synthesis of colloidal gold. // Discuss. Faraday Soc. - 1951. - Vol. 55, - P. 55–75.

Dios A.S., Diaz-Garcia M.E. Multifunctional nanoparticles: analytical prospects. // Anal. Chim. Acta. - 2010. - Vol. 666, № 1-2. - P. 1–22.

Chegel V., Rachkov O., Lopatynskyi A., Ishihara S., Yanchuk I., Nemoto Y., Hill J.P., Ariga K. Gold Nanoparticles Aggregation: Drastic Effect of Cooperative Functionalities in a Single Molecular Conjugate. // J. Phys. Chem. C - 2012. - Vol. 116, № 4. - P. 2683–2690.

##submission.downloads##

Опубліковано

2014-07-01

Номер

Том 11 № 3 (2014)

Розділ

Біосенсори

Ліцензія

Авторське право (c) 2014 Сенсорна електроніка і мікросистемні технології

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Авторське право переходить Видавцю.