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Primer-Free Aptamer Selection Using A Random DNA Library

Aptamers are highly structured oligonucleotides (DNA or RNA) that can bind to targets with affinities comparable to antibodies 1. They are identified ...

A sample preparation method that combines a modified target plate with a nanoscale reversed-phase column (nanocolumn) was developed for detection of neuropeptides by matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS). A gold-coated MALDI plate was modified with an octadecanethiol (ODT) self-assembled monolayer to create a hydrophobic surface that could concentrate peptide samples into a approximately 200-500-microm diameter spot. The spot sizes generated were comparable to those obtained for a substrate patterned with 200-microm hydrophilic spots on a hydrophobic substrate. The sample spots on the ODT-coated plate were 100-fold smaller than those formed on an unmodified gold plate with a 1-microl sample and generated 10 to 50 times higher mass sensitivity for peptide standards by MALDI-TOF MS. When the sample was deposited on an ODT-modified plate from a nanocolumn, the detection limit for peptides was as low as 20 pM for 5-microl samples corresponding to 80 amol deposited. This technique was used to analyze extracts of microwave-fixed tissue from rat brain striatum. Ninety-eight putative peptides were detected including several that had masses matching neuropeptides expected in this brain region such as substance P, rimorphin, and neurotensin. Twenty-three peptides had masses that matched peaks detected by capillary liquid chromatography with electrospray ionization MS.

Microscale sample deposition onto hydrophobic target plates for trace level detection of neuropeptides in brain tissue by MALDI-MS.

Eine Beispiel-Vorbereitung-Methode, die eine modifizierte Zieltafel mit einer nanoskaligen Umkehrphasen-Spalte (Nanocolumn) kombiniert, wurde f&uuml;r die Erkennung von Neuropeptide von Matrix-unterst&uuml;tzte Laser-Desorption/Ionisation-Time-of-Flight-Massenspektrometrie (MALDI-TOF-MS) entwickelt. Eine Gold-&uuml;berzogenen MALDI-Platte war mit einer Octadecanethiol ge&auml;ndert (ODT) assembled Monolayer um eine hydrophobe Oberfl&auml;che zu erstellen, die Peptid Proben in einem Durchmesser von ca. 200-500-Microm vor Ort konzentrieren konnte. Die Messfelder generiert waren vergleichbar mit denen f&uuml;r eine gemusterte mit 200-Microm hydrophile Flecken auf einem hydrophoben Substrat Substrat erhalten. Die Beispiel-Spots auf der ODT-beschichtete Platte waren 100-fold kleiner als diejenigen bildete sich eine unver&auml;nderte Gold-Platte mit einer 1-Microl-Probe und 10 bis 50 mal h&ouml;here Masse Empfindlichkeit f&uuml;r Peptid-Standards von MALDI-TOF MS generiert. Wenn das Beispiel auf einem ODT-modifizierte Teller aus einem Nanocolumn hinterlegt wurde, war die Nachweisgrenze f&uuml;r Peptide ab 20 Uhr f&uuml;r 5-Microl Proben entspricht 80 Amol deponiert. Diese Technik wurde verwendet, um Ausz&uuml;ge von Mikrowellen-festen Gewebe aus Ratte Gehirn Striatum zu analysieren. Antara vermeintliche Peptide gefunden, darunter mehrere, die Massen, die passende Neuropeptide in dieser Hirnregion wie Substanz P, Rimorphin und Neurotensin erwartet hatte. Dreiundzwanzig Peptide hatte Massen, die Spitzen erkannt durch Kapillars&auml;ulen-Fl&uuml;ssig-Chromatographie mit Elektrospray-Ionisation MS verglichen.

Microscale Beispiel Ablagerung auf hydrophoben Zieltafel zur Ablaufverfolgung Grenzstanderfassung Neuropeptide im Gehirngewebe von MALDI-MS.

A fluorescence-based chemical sensor for fluorene was created by molecularly imprinting a sol-gel comprising the bridged silsesquioxane, bis(trimethoxysilylethyl)benzene. The template was covalently bound to the sol-gel matrix using a fluorene analogue functionalized silane. After chemical removal of template via cleavage of a carbamate linkage, an amine group was left that provided an attachment site for the environmentally sensitive fluorescent probe 7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazole (NBD). Fluorene binding was detected by a change in NBD fluorescence intensity induced by a difference in the local polarity around the probe when the recognition site is filled. Such an approach eliminated response to nonspecific binding to the matrix. Sensing films deposited on glass slides were shown to have response times of <60 s and detection limits below 10 parts-per-trillion. Binding experiments demonstrated that the materials had good selectivity for fluorene over close structural analogues including naphthalene, fluoranthene, and anthracene. However, the sensing design is limited by a lack of reversibility following fluorene binding.

Sensor for fluorene based on the incorporation of an environmentally sensitive fluorophore proximal to a molecularly imprinted binding site.

Ein Fluoreszenz basierende chemischer Sensor f&uuml;r Fluoren entstand durch molekular Pr&auml;gung eine Sol-Gel-bestehend aus den &uuml;berbr&uuml;ckten Silsesquioxane, BIZ (Trimethoxysilylethyl) Benzol. Die Vorlage wurde in der Sol-Gel-Matrix mit einer analogen funktionalisierten Fluoren-Silan kovalent gebunden. Nach dem chemischen Entfernen der Vorlage &uuml;ber die Spaltung von einem Carbamat-Bindung blieb eine Aminogruppe, die eine Anlage-Site f&uuml;r die &ouml;kologisch empfindlichen Leuchtstoffpr&uuml;fspitze 7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazole (NBD) bereitgestellt. Fluoren Bindung wurde durch eine &Auml;nderung erkannt, NBD Fluoreszenz Intensit&auml;t durch einen Unterschied in der lokalen Polarit&auml;t um die Sonde induziert, wenn die Anerkennung-Seite gef&uuml;llt ist. Ein solcher Ansatz eliminiert Reaktion auf unspezifische Bindung an die Matrix. Sensorik, Filme auf Objekttr&auml;gern hinterlegt wurden gezeigt, um Antwortzeiten haben &lt; 60 s und Erkennung Grenzen unterhalb 10 Teile pro Trillion. Verbindliche Experimente zeigten, dass die Materialien hatte gute Selektivit&auml;t f&uuml;r Fluoren &uuml;ber enge strukturverwandte Verbindungen einschlie&szlig;lich Naphthalin, fluoranthen und Anthracen. Allerdings ist die Fernerkundung Gestaltung durch einen Mangel an Reversibilit&auml;t nach Fluoren Bindung begrenzt.

Sensor f&uuml;r Fluoren basierend auf die Aufnahme einer &ouml;kologisch sensiblen Fluorophor proximal zu einem molekular eingepr&auml;gten Bindungsstelle.

A chemical sensor was developed to detect the explosive 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) utilizing planar integrated optical waveguide (IOW) attenuated total reflection spectrometry. Submicron thick films of organically modified sol-gel polymers were deposited on the waveguide surface as the sensing layer. Sol-gels were molecularly imprinted for TNT using covalently bound template molecules linked to the matrix through 1 or 2 carbamate linkages. Upon chemical cleavage of the template and displacement of the TNT-like pendant groups from the matrix, shape-selective binding sites were created that possess a primary amine group. The amine was used to deprotonate bound TNT yielding an anionic form that absorbs visible light. Binding of TNT and subsequent conversion to the anion results in the attenuation of light propagating through the waveguide, thus creating a spectrophotometric device. Sensitivity can be achieved by taking advantage of the substantial pathlength provided by the use of single mode IOWs. The limit-of-detection to gas-phase TNT was found to be five parts-per-billion (ppbV) in ambient air at a flow rate of 40 mL min(-1) given a 60 s sampling time. The sensor is highly selective for TNT due to the selectivity of binding site recognition of TNT and the subsequent generation of the TNT anion. Response to TNT is not reversible which results in an integrating sensor device which, in theory, can improve the ability to detect small amounts of the explosive if the exposure time is sufficient in length.

Selective detection of gas-phase TNT by integrated optical waveguide spectrometry using molecularly imprinted sol-gel sensing films.

Ein chemischer Sensor wurde entwickelt, um zu erkennen, dass die explosive 2,4,6-Trinitrotoluol (TNT) Verwendung von planar integrierte Lichtwellenleiter (IOW) Totalreflexion Spektrometrie abgeschw&auml;cht. Submikron Dickschichten organisch modifizierte Sol-Gel-Polymere wurden auf der Waveguide-Oberfl&auml;che als die Fernerkundung Schicht abgelagert. Sol-Gele wurden molekular eingepr&auml;gten f&uuml;r TNT mit kovalent gebundenen Vorlage-Molek&uuml;le, die in der Matrix durch 1 oder 2 Carbamat-Gest&auml;nge verbunden. Auf chemische Spaltung der Vorlage und Vertreibung der TNT-wie Anh&auml;nger Gruppen aus der Matrix entstanden Shape-selektive Bindungsstellen, die eine prim&auml;re Aminogruppe besitzen. Das Amin wurde zur Ether gebunden TNT, woraus sich eine anionische Form, die sichtbares Licht absorbiert. Binden von TNT und sp&auml;tere Umwandlung auf das Anion f&uuml;hrt die D&auml;mpfung des Lichts durch die Waveguide propagieren, wodurch eine spektrophotometrische Ger&auml;t. Empfindlichkeit kann erreicht werden durch die Nutzung der wesentlichen Schichtdicke, bereitgestellt durch die Verwendung von single-Mode-IOWs. Die Grenzstanderfassung in Gasphase TNT wurde festgestellt, dass f&uuml;nf Teile-pro-Milliarden-(PpbV) in der Luft bei einer Durchflussgeschwindigkeit von 40 mL min(-1) 60 s bei einer Zeit angegeben. Der Sensor ist sehr selektiv f&uuml;r TNT aufgrund der Selektivit&auml;t der verbindliche Standorterkennung von TNT und der nachfolgenden Generation der TNT-Anion. Reaktion auf TNT ist nicht umkehrbar, die eine Integration von Sensorger&auml;t f&uuml;hrt, die theoretisch die M&ouml;glichkeit, kleine Mengen von den Sprengstoff zu erkennen, wenn die Belichtungszeit bei L&auml;nge ausreicht verbessern k&ouml;nnen.

Selektive Erkennung der Gasphase TNT integrierte Lichtwellenleiter Spektrometrie mit Aufdruck molekular Sol-Gel-Fernerkundung-Filme.

Organically modified silica coatings were prepared on metal nanowires using a variety of silicon alkoxides with different functional groups (i.e., carboxyl groups, polyethylene oxide, cyano, dihydroimidazole, and hexyl linkers). Organically modified silicas were deposited onto the surface of 6-Î¼m-long, âˆ¼300-nm-wide, cylindrical metal nanowires in suspension by the hydrolysis and polycondensation of silicon alkoxides. Syntheses were performed at several ratios of tetraethoxysilane to an organically modified silicon alkoxide to incorporate desired functional groups into thin organosilica shells on the nanowires. These coatings were characterized using transmission electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, and infrared spectroscopy. All of the organically modified silicas prepared here were sufficiently porous to allow the removal of the metal nanowire cores by acid etching to form organically modified silica nanotubes. Additional functionality provided to the modified silicas as compared to unmodified silica prepared using only tetraethoxysilane precursors was demonstrated by chromate adsorption on imidazole-containing silicas and resistance to protein adsorption on polyethyleneoxide-containing silicas. Organically modified silica coatings on nanowires and other nano- and microparticles have potential application in fields such as biosensing or nanoscale therapeutics due to the enhanced properties of the silica coatings, for example, the prevention of biofouling.

Organically modified silicas on metal nanowires.

Organisch modifizierte Kiesels&auml;ure Beschichtungen wurden auf Metall-Nanodr&auml;hte mit einer Vielzahl von Silizium-Magnesiumalkoholaten mit verschiedenen funktionellen Gruppen (d.h. Carboxylgruppen, Polyethylenoxid, Cyan, Dihydroimidazole und Hexyl Verkn&uuml;pfungsprogramme) vorbereitet. Organisch modifizierte Kiesels&auml;uren wurden durch die Hydrolyse und Polykondensation von Silizium-Magnesiumalkoholaten auf die Oberfl&auml;che des 6-&mu;m-lange, &sim;300-nm-weite, zylindrische Metall-Nanodr&auml;hte Aussetzung abgelagert. Synthesen wurden bei mehreren Verh&auml;ltnisse der Tetraethoxysilan zu einer organisch modifizierte Silizium-Alkoholate gew&uuml;nschten Funktionsgruppen in d&uuml;nnen Organosilica Muscheln auf die Nanodr&auml;hte integrieren durchgef&uuml;hrt. Diese Lacke waren mit Transmissionselektronenmikroskopie, Photoelektronenspektroskopie R&ouml;ntgenspektroskopie und Infrarotspektroskopie gekennzeichnet. Alle die organisch modifizierten Kiesels&auml;uren hier vorbereitet waren ausreichend durchl&auml;ssig zu erm&ouml;glichen, dass das Entfernen der Kerne Metall Nanodraht mit S&auml;ure Radierung Form organisch Kiesels&auml;ure Nanotubes ge&auml;ndert. Zus&auml;tzliche Funktionalit&auml;t bereitgestellt, um die ge&auml;nderten Kiesels&auml;uren verglichen mit unver&auml;nderten Kiesels&auml;ure zubereitet nur Tetraethoxysilan Vorstufen zeigte Chromat Adsorption an Imidazol-haltigen Kiesels&auml;uren und Widerstand gegen Proteinadsorption auf Polyaethylenoxyd-haltigen Kiesels&auml;uren. Organisch modifizierte Kiesels&auml;ure Beschichtungen auf Nanodr&auml;hte und andere Nano- und Mikropartikel haben potentielle Anwendung in Bereichen wie Biosensing oder Nanoscale Therapeutika aufgrund der verbesserten Eigenschaften der Kiesels&auml;ure-Beschichtungen, z. B. die Vermeidung von Biofouling.

Organisch modifizierte Kiesels&auml;uren auf Metall Nanowires.

Encoded anisotropic nano- and microparticles represent an exciting new class of detection and identification strategies for bioanalysis. These particles are synthesized in a number of different ways and can be encoded by shape, composition, topographical features, or optical properties. In this review, we explore synthetic methods for the formation of anisotropic encoded particles and evaluate these systems as multiplexed biosensing platforms. Suspension arrays using anisotropic particles have been used to detect a range of biological species including proteins, nucleic acids, spores, cells, and small molecules. Because in many cases a large number of codes should be obtainable, the potential exists for high levels of multiplexing (thousands or more). The bulk of work in this area to date has focused on initial proof of principle synthesis and identification; however, multiplexed bioassays have been demonstrated for a number of different anisotropic carrier particles and are beginning to be adopted in commercial assays.

Encoded anisotropic particles for multiplexed bioanalysis.

Codierte anisotrope Nano- und Mikropartikel repr&auml;sentieren eine aufregende neue Klasse von Detektion und Identifizierung von Strategien f&uuml;r Bioanalytik. Diese Partikel werden in einer Reihe von verschiedenen M&ouml;glichkeiten synthetisiert und durch Form, Komposition, topographische Eigenschaften oder optische Eigenschaften codiert werden k&ouml;nnen. In diesem Bericht wir Synthesemethoden f&uuml;r die Bildung von anisotropen codierten Teilchen zu erforschen und bewerten diese Systeme als Multiplex Biosensing Plattformen. Aussetzung von Arrays mit anisotrope Teilchen sind benutzt worden, um eine Reihe von biologischen Arten einschlie&szlig;lich Proteine, Nukleins&auml;uren, Sporen, Zellen und kleine Molek&uuml;le zu erkennen. Da in vielen F&auml;llen eine gro&szlig;e Anzahl von Codes erh&auml;ltlich sein sollten, besteht das Potenzial f&uuml;r hohe Multiplexen (Tausende oder mehr). Der Gro&szlig;teil der Arbeit in diesem Bereich bisher konzentriert sich auf ersten Nachweis der Prinzip Synthese und Identifizierung; jedoch Multiplex Bioassays sind f&uuml;r eine Reihe von anderen anisotrope F&ouml;rdermaschine Teilchen erprobt und beginnen bei kommerziellen Assays angenommen werden.

Codierte anisotrope Partikel f&uuml;r Multiplex Bioanalytik.

To report a case of increased international normalized ratio (INR) in a patient established on warfarin therapy who was then initiated on atovaquone therapy.

A potential interaction between warfarin and atovaquone.

Einen Fall der erh&ouml;hte internationale normalisierte Ratio (INR) Berichten &uuml;ber Atovaquon-Therapie bei einem Patienten, der Warfarin Therapie etabliert, die dann initiiert wurde.

Eine m&ouml;gliche Interaktion zwischen Warfarin und Atovaquon.

There is widespread interest in circulating tumor cells (CTCs) in blood. Direct detection of CTCs (often < 1/mL) is complicated by a number of factors, but the presence of âˆ¼10(3) to 10(4) copies of target RNA per CTC, coupled with simple enrichments, can greatly increase detection capability. In this study we used resonance frequency shifts induced by mass-amplifying gold nanoparticles to detect a hybridization sandwich bound to functionalized nanowires. We selected PCA3 RNA as a marker for prostate cancer, optimized antisense binding sites, and defined conditions allowing single nucleotide mismatch discrimination, and used a hybrid resonator integration scheme, which combines elements of top-down fabrication with strengths of bottom-up fabrication, with a view to enable multiplexed sensing. Bound mass calculated from frequency shifts matched mass estimated by counting gold nanoparticles. This represents the first demonstration of use of such nanoresonators, which show promise of both excellent specificity and quantitative sensitivity.

Nanoresonator chip-based RNA sensor strategy for detection of circulating tumor cells: response using PCA3 as a prostate cancer marker.

Es gibt weit verbreitete Interesse an zirkulierender Tumorzellen (CTCs) im Blut. Direkter Nachweis von CTCs (oft &lt; 1/mL) wird durch eine Reihe von Faktoren, aber die Pr&auml;senz von &sim;10(3) auf 10 4 Kopien der Ziel-RNA pro CTC, gepaart mit einfachen Bereicherungen erschwert, k&ouml;nnen Nachweisverm&ouml;gen erheblich erh&ouml;hen. In dieser Studie haben wir Resonanz Frequenz Verschiebungen induziert durch Masse-Verst&auml;rkung gold-Nanopartikeln verwendet, eine Hybridisierung-Sandwich an funktionalisierten Nanowires gebunden zu erkennen. Wir ausgew&auml;hlte PCA3 RNA als Marker f&uuml;r Prostatakrebs, optimiert antisense Bindungsstellen, und erm&ouml;glicht, dass Einzel-Nukleotid-Konflikt Diskriminierung definiert und verwendet eine Hybrid Resonator Integration-Regelung, die Elemente der Fabrikation von oben nach unten mit St&auml;rken der Bottom-up-Fabrikation, um zu aktivieren, die Multiplex-Sensorik kombiniert. Gebundene Masse berechnet von der Frequenz verschiebt &uuml;bereinstimmenden Masse durch z&auml;hlen der gold-Nanopartikel gesch&auml;tzt. Dies stellt die erste Demonstration der Verwendung von solchen Nanoresonators, die Versprechen der ausgezeichneten Spezifit&auml;t und quantitative Empfindlichkeit zeigen.

Nanoresonator Chip-basierten RNA-Sensor-Strategie f&uuml;r den Nachweis von zirkulierenden Tumorzellen: Reaktion mit PCA3 als ein Prostatakrebs-Marker.

Article	Year
Microscale sample deposition onto hydrophobic target plates for trace level detection of neuropeptides in brain tissue by MALDI-MS. Journal of mass spectrometry : JMS\| PubMed ID: 16217843	2005
Sensor for fluorene based on the incorporation of an environmentally sensitive fluorophore proximal to a molecularly imprinted binding site. Analytical chemistry\| PubMed ID: 16737205	2006
Selective detection of gas-phase TNT by integrated optical waveguide spectrometry using molecularly imprinted sol-gel sensing films. Analytica chimica acta\| PubMed ID: 17531827	2007
Organically modified silicas on metal nanowires. Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids\| PubMed ID: 20715881	2010
Encoded anisotropic particles for multiplexed bioanalysis. Wiley interdisciplinary reviews. Nanomedicine and nanobiotechnology\| PubMed ID: 20890960	2010
A potential interaction between warfarin and atovaquone. The Annals of pharmacotherapy\| PubMed ID: 21189363	2011
Nanoresonator chip-based RNA sensor strategy for detection of circulating tumor cells: response using PCA3 as a prostate cancer marker. Nanomedicine : nanotechnology, biology, and medicine\| PubMed ID: 22115599	2011

Stacey Dean

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