Preview

Российские нанотехнологии

Расширенный поиск

ИЗУЧЕНИЕ РОСТА НАТИВНЫХ И МОДИФИЦИРОВАННЫХ БЕЛКАМИ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА В ПРИСУТСТВИИ ГИДРОКСИЛАМИНА И ТЕТРАХЛОРАУРАТА

Полный текст:

Аннотация

Наночастицы золота (НЧЗ) и их конъюгаты нашли широкое применение в качестве меток в биоаналитических методах. Одной из главных характеристик, обуславливающих их уникальные плазмонные свойства, является размер. В данной работе изучен рост нативных и модифицированных белком (стрептавидином) НЧЗ в присутствии тетрахлораурата водорода и гидроксиламина. Были получены три исходных препарата НЧЗ со средними диаметрами 30,5 ± 7,7, 19,2 ± 1,6 и 4,4 ± 0,6 нм. Охарактеризовано увеличение НЧЗ при разных исходных размерах частиц, концентрациях реагентов, наличии/отсутствии белкового покрытия с использованием методов оптической спектрофотометрии, динамического лазерного светорассеяния и просвечивающей электронной микроскопии. Показано, что присутствие сорбированных белков снижает скорость роста и влияет на морфологию формирующихся наночастиц. Определены условия (1–10 мМ гидроксиламин, 30 мМ тетрахлораурат), обеспечивающие максимальное увеличение размера НЧЗ (до ≈70 нм) и их конъюгатов в гомогенных системах без формирования нестабильных агрегатов.

Об авторах

В. Г. Панферов
Институт биохимии им. А. Н. Баха, Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии» Российской академии наук
Россия
119071 Москва, Ленинский проспект, 33


А. В. Самохвалов
Институт биохимии им. А. Н. Баха, Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии» Российской академии наук
Россия
119071 Москва, Ленинский проспект, 33


И. В. Сафенкова
Институт биохимии им. А. Н. Баха, Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии» Российской академии наук
Россия
119071 Москва, Ленинский проспект, 33


А. В. Жердев
Институт биохимии им. А. Н. Баха, Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии» Российской академии наук
Россия
119071 Москва, Ленинский проспект, 33


Б. Б. Дзантиев
Институт биохимии им. А. Н. Баха, Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии» Российской академии наук
Россия
119071 Москва, Ленинский проспект, 33


Список литературы

1. Dykman L., Khlebtsov N. Gold nanoparticles in biomedical applications: recent advances and perspectives // Chem. Soc. Rev. 2012. V. 41. № 6. P. 2256–2282.

2. Satija J., Punjabi N., Mishra D., Mukherji S. Plasmonic-ELISA: expanding horizons // RSC Adv. 2016. V. 6. № 88. P. 85440–85456.

3. Хлебцов Н.Г., Богатырев В.А., Дыкман Л.А., Хлебцов Б.Н. Золотые наноструктуры с плазмонным резонансом для биомедицинских исследований // Российские нанотехнологии. 2007. Т. 2. № 3–4. С. 69–86.

4. Alex S., Tiwari A. Functionalized gold nanoparticles: synthesis, properties and applications — a review // J. Nanosci. Nanotechnol. 2015. V. 15. № 3. P. 1869–1894.

5. Jazayeri M.H., Amani H., Pourfatollah A.A., Pazoki-Toroudi H., Sedighimoghaddam B. Various methods of gold nanoparticles (GNPs) conjugation to antibodies // Sens. Bio-Sensing Res. 2016. V. 9. P. 17–22.

6. Haiss W., Thanh N.T.K., Aveyard J., Fernig D.G. Determination of size and concentration of gold nanoparticles from UV-Vis spectra // Anal. Chem. 2007. V. 79. № 11. P. 4215–4221.

7. De Puig H., Tam J.O., Yen C.-W., Gehrke L., Hamad-Schifferli K. Extinction coefficient of gold nanostars // J. Phys. Chem. 2015. V. 119. № 30. P. 17408–17415.

8. Хлебцов Б.Н., Ханадеев В.А., Панфилова Е.В., Пылаев Т.Е., Бибикова О.А., Староверов С.А., Богатырев В.А., Дыкман Л.А., Хлебцов Н.Г. Новые типы наноматериалов: порошки золотых наносфер, наностержней, нанозвезд и золотосеребряных наноклеток // Российские нанотехнологии. 2012. Т. 7. № 11–12. С. 87–94. [Khlebtsov B.N., Khanadeev V.A., Panfilova E.V., Pylaev T.E., Bibikova O.A., Staroverov S.A., Bogatyrev V.A., Dykman L.A., Khlebtsov N.G. New types of nanomaterials: powders of gold nanospheres, nanorods, nanostars, and gold-silver nanocages // Nanotechnol. Russ. 2013. V. 8. № 3–4. P. 209–219.]

9. Liu X., Atwater M., Wang J., Huo Q. Extinction coefficient of gold nanoparticles with different sizes and different capping ligands // Colloids Surf. B Biointerfaces. 2007. V. 58. № 1. P. 3–7.

10. Li J., Duan H., Xu P., Huang X., Xiong Y. Effect of different-sized spherical gold nanoparticles grown layer by layer on the sensitivity of an immunochromatographic assay // RSC Adv. 2016. V. 6. № 31. P. 26178–26185.

11. Posthuma-Trumpie G.A., Korf J., van Amerongen A. Lateral flow (immuno)assay: its strengths, weaknesses, opportunities and threats. A literature survey // Anal. Bioanal. Chem. 2009. V. 393. № 2. P. 569–582.

12. Zhang Z., Wang H., Chen Z., Wang X. Choo, J. Plasmonic colorimetric sensors based on etching and growth of noble metal nanoparticles: Strategies and applications // Biosens. Bioelectron. 2018. V. 114. P. 52–65.

13. Lan M., Guo Y., Zhao Y., Liu Y., Gui W., Zhu G. Multi-residue detection of pesticides using a sensitive immunochip assay based on nanogold enhancement // Anal. Chim. Acta. 2016. V. 938. P. 146–155.

14. Bu T., Huang Q., Yan L., Huang L., Zhang M., Yang Q., Yang B., Wang J., Zhang D. Ultra technically-simple and sensitive detection for Salmonella enteritidisby immunochromatographic assay based on gold growth // Food Control. 2018. V. 84. P. 536–543.

15. Liu X., Xu H., Xia H., Wang D. Rapid seeded growth of monodisperse, quasi-spherical, citrate-stabilized gold nanoparticles via H 2O2 reduction // Langmuir. 2012. V. 28. № 38. P. 13720– 13726.

16. Jana N.R., Gearheart L., Murphy C.J. Seeding growth for size control of 5–40 nm diameter gold nanoparticles // Langmuir. 2001. V. 17. № 32. P. 6782–6786.

17. Еремина Е.А., Капуста Д.П., Володина М.О., Сидоров А.В., Григорьева А.В., Гудилин Е.А. Исследование кинетики процесса образования наночастиц золота и серебра и композитов на их основе // Российские нанотехнологии. 2015. Т. 10. № 9–10. С. 42–49.(Eremina E.A., Kapusta D.P., Volodina M.O., Sidorov A.V., Grigorieva A.V., Goodilin E.A. Investigation of kinetics of the process of formation of gold and silver nanoparticles and composites based on them // Nanotechnol. Russ. 2015. V. 10. № 9–10. P. 713–726).

18. Brown K.R., Natan M.J. Hydroxylamine seeding of colloidal Au nanoparticles in solution and on surfaces // Langmuir. 1998. V. 14. № 4. P. 726–728.

19. Brown K.R., Walter D.G., Natan M.J. Seeding of colloidal Au nanoparticle solutions. 2. Improved control of particle size and shape // Chem. Mater. 2000. V. 12. № 2. P. 306–313.

20. Yan Y.M., Tel-Vered R., Yehezkeli O., Cheglakov Z., Willner I. Biocatalytic growth of Au nanoparticles immobilized on glucose oxidase enhances the ferrocene-mediated bioelectrocatalytic oxidation of glucose // Adv. Mater. 2008. V. 20. № 12. P. 2365–2370.

21. Пестовский Ю.С., Будашов И.А., Курочкин И.Н. Исследование закономерностей роста золотых наночастиц, иммобилизованных на поверхности слюды, при восстановлении золотохлористоводородной кислоты пероксидом водорода // Российские нанотехнологии. 2011. Т. 6. № 3–4. С. 46–50. (Pestovskii Y.S., Budashov I.A., Kurochkin I.N. Investigation into the growth of gold nanoparticles immobilized on a mica surface due to tetrachloroauric acid reduction by hydrogen peroxide // Nanotechnol. Russ. 2011. V. 6. № 3–4. P. 189–195.)

22. Panferov V.G., Safenkova I.V., Zherdev A.V., Dzantiev B.B. Postassay growth of gold nanoparticles as a tool for highly sensitive lateral flow immunoassay. Application to the detection of potato virus X // Microchim. Acta. 2018. V. 185. № 11. Article № 506 (8 p.).

23. Brown K.R., Lyon L.A., Fox A.P., Reiss B.D., Natan M.J. Hydroxylamine seeding of colloidal Au nanoparticles. 3. Controlled formation of conductive Au films // Chem. Mater. 2000. V. 12. № 2. P. 314–323.

24. Hermanson G.T. Bioconjugate Techniques. Waltham: Academic Press, 2013. P. 465–506.

25. Бызова Н.А., Сафенкова И.В., Чирков С.Н., Жердев А.В., Блинцов А.Н., Дзантиев Б.Б., Атабеков И.Г. Разработка иммунохроматографических тест-систем для экспрессной детекции вирусов растений // Прикл. биохим. микробиол. 2009. Т. 45. № 2. С. 225–231. [Byzova N.A., Safenkova I.V., Chirkov S.N., Zherdev A.V., Blintsov A.N., Dzantiev B.B., Atabekov I.G. Development of immunochromatographic test systems for express detection of plant viruses // Appl. Biochem. Microbiol. 2009. V. 45. № 2. P. 204–209.]

26. Piella J., Bastus N.G., Puntes V. Size-controlled synthesis of sub-10-nanometer citrate-stabilized gold nanoparticles and related optical properties // Chem. Mater. 2016. V. 28. № 4. P. 1066–1075.

27. Byzova N.A., Safenkova I.V., Slutskaya E.S., Zherdev A.V., Dzantiev B.B. Less is more: A comparison of antibody — gold nanoparticle conjugates of different ratios // Bioconjug. Chem. 2017. V. 28. № 11. P. 2737–2746.

28. Zherdev A.V., Dzantiev B.B. Ways to reach lower detection limits of lateral flow immunoassays // In: Rapid Tests: Advances in Design, Format and Diagnostic Applications. (L. Anfossi, ed.). London: InTechOpen, 2018. P. 9–43.

29. Anker J.N., Hall W.P., Lyandres O., Shah N.C., Zhao J., Van Duyne R.P. Biosensing with plasmonic nanosensors // Nat. Mater. 2008. V. 7. № 6. P. 442–453.

30. Neumann A.-C., Wang X., Niessner R., Knopp D. Determination of microcystin-LR in surface water by a magnetic beadbased colorimetric immunoassay using antibody-conjugated gold nanoparticles // Anal. Methods. 2016. V. 8. № 1. P. 57–63.

31. Hermann R., Walther P., Müller M. Immunogold labeling in scanning electron microscopy // Histochem. Cell Biol. 1996. V. 106. № 1. P. 31–39.

32. Khlebtsov N.G. Determination of size and concentration of gold nanoparticles from extinction spectra // Anal. Chem. 2008. V. 80. № 17. P. 6620–6625.

33. Gao L., Zhuang J., Nie L., Zhang J., Zhang Y., Gu N., Wang T., Feng J., Yang D., Perrett S., Yan X. Intrinsic peroxidase-like activity of ferromagnetic nanoparticles // Nat. Nanotechnol. 2007. V. 2. № 9. P. 577–583.


Просмотров: 94


ISSN 1992-7223 (Print)