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Bachelorproef Chris final

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Page 1: Bachelorproef Chris final

   

     

 

 

 

 

 

Faculty  of  Health  

Campus  Vesalius  

 

 

 

Applications  of  DeNAno  particles  IL-­‐18  Knockoff  and  Lyophilization  

 

 

 

 

Chris  Willems    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Academic  year  2015-­‐2016  

Biomedical  Laboratory  Technology    

Pharmaceutical  and  Biological  Laboratory  Technology  

Promotor  Dr.  Bradley  Messmer,  PhD  

Laura  Ruff,  PhD  

Co-­‐promotor  Dr.  Stefan  Vermeulen  

Page 2: Bachelorproef Chris final

     2  

Acknowledgments  First   of   all   I  would   like   to   thank  Bradley  Messmer,   PhD,   and  Laura  Ruff,   PhD   for   giving  us   the  

opportunity   to   follow   our   internship   in   their   lab.   They  were   always  willing   to   answer   all   our  

questions  and  help  us.  This  internship  was  truly  a  life  changing  experience.  

Furthermore,  I  would  like  to  thank  Dr.  Stefan  Vermeulen  for  the  guidance  with  writing  this  thesis.  

I  would  also  like  to  thank  Roberto.    This  experience  would  not  have  been  the  same,  had  we  not  

gone  through  it  together.    

Last,   I  would   like   to   thank  my   family   and   friends   for   all   the   support   they   gave  me   during   the  

stressful  times.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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     3  

Table  of  Contents  

Acknowledgments  .............................................................................................................  2  

Abstract  .................................................................................................................................  6  

Abbreviations  .....................................................................................................................  7  

1.  Introduction  ....................................................................................................................  9  

1.1  DeNAno  Particles  .................................................................................................................  9  1.1.1  Introduction  .....................................................................................................................................  9  1.1.2  DeNAno  particles  versus  Aptamers  .......................................................................................  9  1.1.3  Biopanning  Method  .....................................................................................................................  10  

1.2  IL-­‐18  DeNano  particles  ....................................................................................................  13  1.2.1  IL-­‐18  Cytokine  ...............................................................................................................................  13  1.2.2  IL-­‐18  Synthesis  .............................................................................................................................  13  1.2.3  IL-­‐18  Receptor  and  Signaling  .................................................................................................  13  1.2.4  Biological  Properties  In  Cancer  .............................................................................................  14  1.2.5  Levels  of  IL-­‐18  ...............................................................................................................................  15  

1.3  Lyophilization  .....................................................................................................................  15  1.3.1  Principle  ...........................................................................................................................................  15  1.3.2  Stages  of  Lyophilization  ............................................................................................................  16  

1.4  Research  Question  .............................................................................................................  18  1.4.1  DeNano  Knockoff  from  IL-­‐18  beads  ....................................................................................  18  1.4.2  Lyophilization  ................................................................................................................................  18  1.4.3  Applications  of  lyophilization  .................................................................................................  18  

2.  Materials  and  Methods  .............................................................................................  19  

2.1  General  ..................................................................................................................................  19  2.1.1  Equipment  .......................................................................................................................................  19  2.1.2  Oligonucleotides  ...........................................................................................................................  21  2.1.3  Products  ...........................................................................................................................................  21  

2.2  DeNAno  Particles  ...............................................................................................................  22  2.2.1  Ligation  .............................................................................................................................................  22  2.2.2  Rolling  circle  amplification  ......................................................................................................  24  2.2.3  Staining  .............................................................................................................................................  25  2.2.4  QPCR  amplification  .....................................................................................................................  28  2.2.5  Gel  electrophoresis  .....................................................................................................................  29  2.2.6  Asymmetric  PCR  ...........................................................................................................................  30  

Page 4: Bachelorproef Chris final

     4  

2.3  DeNAno  particle  knockoff  by  the  IL-­‐18  cytokine  ....................................................  32  2.3.1  Isolation  of  high-­‐copy  plasmid  DNA  from  E.coli.  ............................................................  32  2.3.2  QPCR  of  the  isolated  DNA  .........................................................................................................  33  2.3.3  Asymmetric  PCR  of  the  DeNAno  particles  ........................................................................  34  2.3.4  Gel  of  the  asymmetric  products  .............................................................................................  34  2.3.5  PCR  Purification  ...........................................................................................................................  34  2.3.6  Ligation  of  the  S105,  S106  and  S115  clones  .....................................................................  34  2.3.7  Rolling  circle  amplification  of  the  S105,S106  and  S115  clones  ...............................  35  2.3.8  Staining  of  the  S105,S106  and  S115  clones  ......................................................................  36  2.3.9  Staining  of  the  S106  clones  ......................................................................................................  36  2.3.10  QPCR  of  the  S106  clones  ........................................................................................................  37  2.3.11  Staining  of  the  S106  clones,  repeatability  test  .............................................................  37  2.3.12  QPCR  of  the  S106  clones,  repeatability  test  ...................................................................  38  2.3.13  Ligation  of  DeNAno  particle  S106-­‐61  ...............................................................................  38  2.3.14  Rolling  circle  amplification  of  DeNAno  particle  S106-­‐61  ........................................  39  2.3.15  DeNAno  S106-­‐61  knockoff  by  the  IL-­‐18  cytokine  .......................................................  39  2.3.16  QPCR  of  the  S106-­‐61  Total,  Supernatant  and  Pellet  samples  ................................  41  2.3.17  S106-­‐61  titration  with  IL-­‐18    5min/1hr  .........................................................................  41  2.3.18  QPCR  of  the  S106-­‐61  titration  Total,  Supernatant  and  Pellet  samples  ..............  43  

2.4  Lyophilization  of  DeNAno  ...............................................................................................  44  2.4.1  Ligation  .............................................................................................................................................  44  2.4.2  Rolling  circle  amplification  ......................................................................................................  44  2.4.3  Dialysis  .............................................................................................................................................  45  2.4.4  Lyophilization  ................................................................................................................................  46  2.4.5  Staining  of  the  lyophilized  samples  .....................................................................................  49  2.4.6  QPCR  ..................................................................................................................................................  50  

2.5  Applications  of  lyophilization  ........................................................................................  52  2.5.1  Calculations  ....................................................................................................................................  52  2.5.2  Ligation  .............................................................................................................................................  53  2.5.3  Rolling  Circle  Amplification  .....................................................................................................  54  2.5.4  Dialysis  .............................................................................................................................................  57  2.5.5  Lyophilization  ................................................................................................................................  57  

2.6  Different  sized  DeNAno  particles  .................................................................................  59  2.6.1  Ligation  S12-­‐SA-­‐D8  .....................................................................................................................  59  2.6.2  Rolling  Circle  Amplification  S12-­‐SA-­‐D8  .............................................................................  60  2.6.3  Dialysis  S12-­‐SA-­‐D8  ......................................................................................................................  61  

Page 5: Bachelorproef Chris final

     5  

2.6.4  Lyophilization  of  S12-­‐SA-­‐D8  ...................................................................................................  62  2.6.5  Gel  of  the  different  sized  S12-­‐SA-­‐D8  particles  ................................................................  62  2.6.6  QPCR  with  equal  concentrations  of  the  different  sized  products  ...........................  62  2.6.7  Ligation  of  S12-­‐SA-­‐D7,  S12-­‐SA-­‐D8  and  S13-­‐G10  ............................................................  63  2.6.8  RCA  of  the  different  sized  particles  ......................................................................................  63  2.6.9  Dialysis  of  the  different  sized  particles  ..............................................................................  65  2.6.10  Lyophilization  of  the  different  sized  particles  ..............................................................  65  2.6.11  Staining  of  the  different  sized  particles  ...........................................................................  66  

3.  Results  ...........................................................................................................................  69  

3.1  DeNAno  particle  knockoff  by  the  IL-­‐18  cytokine  ....................................................  69  3.1.1  QPCR  Amplification  of  the  isolated  DNA  ............................................................................  69  3.1.2  Gel  of  the  QPCR  products  ..........................................................................................................  69  3.1.3  Gel  of  the  asymmetric  products  .............................................................................................  70  3.1.4  Staining  of  the  S105,  S106  and  S115  clones  .....................................................................  70  3.1.5  Staining  of  the  S106  clones  ......................................................................................................  72  3.1.6  Staining  of  the  S106  clones;  Repeatability  Test  ..............................................................  74  3.1.7  S106-­‐61  knockoff  by  IL-­‐18  cytokine  ...................................................................................  76  3.1.8  S106-­‐61  titration  with  different  concentrations  of  IL-­‐18  ..........................................  80  

3.2  Lyophilization  .....................................................................................................................  87  3.2.1  Lyophilization  of  DeNAno  ........................................................................................................  87  3.2.2  Applications  of  lyophilization  .................................................................................................  88  

4.  Discussion  .....................................................................................................................  93  

4.1  DeNAno  particle  knockoff  by  the  IL-­‐18  cytokine  ....................................................  93  4.2  Lyophilization  .....................................................................................................................  94  4.2.1  Lyophilization  of  DeNAno  particles  .....................................................................................  94  4.2.2  Applications  for  DeNAno  particles  .......................................................................................  94  

4.3  Conclusion  ............................................................................................................................  95  

References  ........................................................................................................................  96    

 

 

 

Page 6: Bachelorproef Chris final

     6  

Abstract  The  formation  of  DeNAno  particles  starts  with  the   ligation  of  a  100  bp  ssDNA  template  using  a  

linker   oligonucleotide.   The   resulting   circular   template   is   then   used   in   a   rolling   circle  

amplification  (RCA)  to  form  the  DeNAno  particles.  These  particles  are  concatemers  that  consist  of  

several  hundred  copies  of  the  sequence  that  is  complementary  to  the  template.  DeNAno  partices  

are  characterized  by  binding  to  their  target  through  many  low,  monovalent  affinity  interactions,  

resulting  in  overall  high  avidity.  

In   the   first   part   of   this   research   study,   the   ability   to   quantify   the   competitive   displacement   of  

DeNAno  particles  from  the  beads  by  the  IL-­‐18  cytokine  was  tested.  The  experiment  started  with  

36   different   DeNAno   clones.   Clones   S106-­‐61,   S106-­‐62   and   S106-­‐64  were   the   only   clones   that  

stayed  bound   to   the  beads   long  enough  during   the   staining.  These   clones  were   tested  again   in  

triplicate  to  validate  the  results  where  clone  S106-­‐61  showed  the  best  results.  In  the  next  step,  a  

knockoff   of   the   S106-­‐61   clone   from   the   IL-­‐18   beads   with   a   high   concentration   of   the   IL-­‐18  

cytokine   was   performed.   The   amount   of   release   of   the   DeNAno   particles   from   the   beads   was  

measured  at  different  timepoints.  At  the  “5  min”  and  “1  hr”  timepoints,  the  release  of  the  DeNAno  

particles  was  high  while   the  background  was  kept   low   to   increase   the   sensitivity  of   the   test.  A  

titration  was  performed  with  a  dilution  series  of  the  IL-­‐18  cytokine.  The  release  of  the  DeNAno  

particles  was  determined  after  5  minutes  and  1  hour  at  each  concentration  of  the  cytokine.  The  

“5  min”  titration  plateaus  at  a  62,5  nM  concentration,  while  the  “1  hour”  titration  already  starts  

reaching   a   plateau   at   the   lower   7,81   nM   concentration.   The   release   of   DeNAno   at   the   lower  

concentrations  of  the  cytokine  is  negligible  after  5  min.  This  lowers  the  sensitivity  of  the  test.  The  

release  of  DeNAno  particles  could  be  differentiated  from  the  background  at  a  1  nM  concentration  

of  the  IL-­‐18  cytokine.  IL-­‐18  has  a  plasma  concentration  of  5,55  pM.  The  sensitivity  of  the  titration  

was  therefore  almost  a  200  fold  to  low  to  detect  the  IL-­‐18  in  human  blood  samples.  

In   the   second   part   of   this   research   study,   it   was   attempted   to   lyophilize   DeNAno   particles.  

Lyophilisation   gives   us   the   opportunity   to   convert   DeNaNo   particles   in   solution   into   a   stable  

powder  form.  By  dissolving  the  resulting  powder  in  a  smaller  volume  of  water  than  the  original  

volume,   it   is   possible   to   obtain   a   more   concentrated   DeNAno   solution.   On   the   other   hand,  

lyophilized  samples  are  easier  to  store  and  transport.  A  staining  was  performed  in  order  to  verify  

that   the   DeNAno   particles   were   intact   and   were   still   able   to   bind   to   the   streptavidin   beads.  

DeNAno   particles   S12-­‐SA-­‐D7   and   S12-­‐SA-­‐D8   were   still   able   to   bind   after   lyophilisation.   The  

applications   of   the   DeNAno   particles   were   then   tested   in   another   three   experiments.  

Lyophilization   in   epitubes   instead   of   vials   was   possible   while   sample   loss   was   limited.   The  

lyophilized   samples   were   still   able   to   bind   to   the   streptavidin   beads   after   one   month   of  

incubation   at   -­‐20°C.   Different   sized   DeNAno   particles   were   formed   by   adjusting   the   dNTP  

concentration  during  the  RCA.  These  particles  couldn’t  be  visualized  at  the  lower  concentrations  

during  a  staining.  The  DeNAno  particles  were   lyophilized  and  redissolved   in  a   lower  volume  of  

water.  During  the  staining,  only  the  3  nmol  and  375  pmol  dNTP  S12-­‐SA-­‐D7  and  S12-­‐SA-­‐D8  were  

able  to  bind  to  the  streptavidin  beads.    

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     7  

Abbreviations  Abbreviation   Definition  

AcPL   Accessory  Protein-­‐like  

APC   Antigen  Presenting  Cell  

ASY  PCR   Asymmetric  PCR  

Bp   Basepairs  

BSA   Bovine  Serum  Albumin  

Cet   Cetuximab  

dATP   Desoxyadenosine  triphosphate  

dCTP   Desoxycytidine  triphosphate  

dGTP   Desoxyguanosine  triphosphate  

ΔHs   Enthalpy  change  

DLS   Dynamic  Light  Scattering  

DNA   Deoxyribonucleic  acid  

dNTP’s   Deoxynucleoside  triphosphate  

DsDNA   Double-­‐stranded  DNA  

DTT   Dithiothreitol  

dTTP   Thymidine  triphosphate  

HCL   Hydrochloride  

ICE   IL-­‐1β-­‐  converting  enzyme  

IFNγ   Interferon  Gamma  

IKK   IκB  kinase  

IL-­‐1/IL-­‐6  /  IL-­‐12  /  IL-­‐18   Interleukin  1/6/12/18  

IRAK   IL-­‐1  Receptor  Associated  Kinase  

kDA   KiloDalton  

LB   Luria-­‐Bertani  (LB)  broth  

LPS   Lipopolysaccharides  

MHC   Major  Histocompatibility  Complex  

MW   Molecular  Weight  

NaPhos   Sodium  Phosphate  

NfκB   Nuclear   Factor   Kappa-­‐light-­‐chain-­‐enhancer   Of  

Activated  B  Cells  

NIK   NFκB-­‐Inducing  Kinase  

NK  Cells   Natural  Killer  Cells  

pAb  IgG   Polyclonal  Antibody  Immunoglobulin  G  

PCR   Polymerase  Chain  Reaction  

PG   Protein  G  

Primer  F   Forward  Primer  

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     8  

Primer  R   Reverse  Primer  

qPCR   Real-­‐Time  PCR  

RCA   Rolling  Circle  Amplification  

Rem   Remicade  

Rit   Rituximab  

RNA   Ribonucleic  acid  

Rpm   Rounds  Per  Minute  

RT     Room  Temperature  

SA   Streptavidin  

SN   Supernatant  

SsDNA   Single-­‐stranded  DNA  

TBS   Tris  Buffered  Saline  

TBST   Tris  Buffered  Saline  Tween-­‐20  

TNF   Tumor  Necrosis  Factor  

TRAF   TNF  receptor  associated  factor  

TRIS   Tris(hydroxymethyl)aminomethane  

UW   Unwashed  

W   Washed  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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     9  

1.  Introduction  

1.1  DeNAno  Particles  

1.1.1  Introduction  

Affinity  reagents,  such  as  monoclonal  antibodies,  bind  their  target  with  high  affinity.  The  problem  

with   these   reagents   is   that   they   often   can’t   distinguish   cancer   cells   from   neighboring   normal  

cells.  Furthermore,   in  order   to  produce  these  monoclonal  antibodies,  a  pre-­‐identification  of   the  

molecular   target   is   needed1.   However,   most   molecular   and   cellular   in   vivo   systems   use   low  

affinity,  high  overall  avidity  interactions  that  are  still  easily  reversible.  Abreos®  Biosciences  has  

developped  a  biomolecular  affinity  reagent  that  uses  hyper-­‐avidity  instead  of  single  or  bi-­‐valent  

affinity.  These  DNA  nanoparticles  (Fig.  1),  composed  of  concatemeric  repeats  (see  1.1.2),  bind  to  

their   target  with  a   low  affinity  but  high  overall  avidity.  This  results   in  a  specific  and  stable  but  

reversible  recognition  of  polyvalent  targets,  such  as  cells  or  proteins2.    

 Fig.1.  Atomic  Force  Microscopy  image  of  DeNAno  particles3.    

1.1.2  DeNAno  particles  versus  Aptamers  

In  previous  studies,  aptamers  have  been  used  for  selection.  Aptamers  are  single-­‐stranded  DNA  or  

RNA   (ssDNA  or   ssRNA)  molecules   that   can  bind   to  pre-­‐selected   targets   including  proteins   and  

peptides  with  high  affinity.  A  similarity  between  DeNAno  particle  and  aptamer  selection   is   that  

both   methods   do   not   require   a   prior   knowledge   of   the   target,   even   when   the   targets   are   as  

complex  as  cells.  DeNAno  particles  that  are  able  to  bind  their  target  specifically  are  selected  using  

a  biopanning  method  that  repetitively  screens  for  binding,  and  uses  qPCR  to  recover  the  selected  

particles4.   This  method   is   similar   to   the   selection   process   of   aptamers,   which   is   called   SELEX  

(systemic  evolution  of  ligands  by  exponential  enrichment).  The  SELEX  method  requires  a  library  

of   1012   –   1015   DNA   or   RNA   oligonucleotides,   which   is   incubated   with   a   specific   target.

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     10  

The   oligonucleotides   that   bind   the   specific   target   are   then   purified   and   amplified   until   target  

binding  oligonucleotides  dominate  the  pool.  After  the  selection  process,  aptamers  are  cloned  and  

sequenced.   Aptamers   are   in   general   small   monovalent   fragments   of   DNA   or   RNA,   typically  

smaller  than  100  bp,  and  have  high  affinity  to  their  target.  The  difference  with  DeNAno  particles  

lies   in   the   fact   that   DeNAno   particles   are   concatemers,   long   continuous   DNA   molecules   that  

consist  of  up  to  several  hundreds  of  copies  of   the  100  bp  DNA  fragment   linked   in  series.  These  

DeNAno  fragments  do  not  rely  on  high  affinity,  but  on  low  affinity  and  high  overall  avidity5.  

1.1.3  Biopanning  Method  

Target-­‐specific  DeNAno  particles  are  made  in  four  to  five  selection  rounds,  using  the  biopanning  

method.  This  method  of  selection  begins  with  the  ligation  of  a  100  bp  library,  which  has  a  60  base  

random   region.   The   ligation   product   is   then   amplified   by   rolling   circle   amplification   (RCA)   to  

form  the  DeNAno  particles.  These  particles  are   then   incubated  with   their  specific   target  coated  

beads.  The  beads  are  then  washed.  The  attached  DeNAno  particles  are  then  amplified  by  qPCR,  

followed  by  asymmetric  PCR  to  form  a  long  single  stranded  DNA  template  strand  (ssDNA).  These  

single  stranded  DNA  templates  are  then  re-­‐ligated  to  repeat  the  cycle  (Fig.  2).  

1.1.3.1  Ligation  

DeNAno   particle   formation   is   based   on   a   ssDNA   template,   composed   of   100bp.   The   template  

contains  a  60  bp  variable  region,  flanked  by  a  20  bp  specific  reigion  on  both  ends.  These  specific  

regions  are  bound  by  a  40  bp  single  stranded  complementary  linker.  A  template  library  consists  

of  different  templates  which  all  contain  the  same  two  20  bp  specific  regions.  Binding  of  the  linker  

onto  both  specific   regions  makes   the  ssDNA  template  circular.  The  circle   formation   is  acquired  

during   the   annealing   step  by  heating   the   sample   to   95°C.  Heating   causes   the   desintegration   of  

linker   that   was   randomly   bound   to   the   template.   The   specific   binding   of   the   complementary  

template  and  linker  is  acquired  by  slowly  cooling  the  sample  down  at  a  rate  of  0,1°C/s  from  95°C  

to  25°C.  T4  DNA  Ligase   is  added  after  the  annealing  step  to  close  the  circular  DNA  molecule  by  

catalyzing   the   formation   of   a   phosphodiester   bond   between   neighboring   5’   phosphate   and   3’  

hydroxyl  termini6.  

1.1.3.2  Rolling  Circle  Amplification    

The   linker   that  was  used   for   the   ligation,   serves  during  rolling  circle  amplification   (RCA)  as  an  

initiating  primer  for  Phi29  DNA  polymerase  to  perform  the  amplification.  Phi29  DNA  polymerase  

is   a   replicative   polymerase   obtained   from  Bacillus   subtilis   phage   phi29   (Φ29),  which   has   high  

synthesis  properties.  This  enzyme  forms  a  strand  that  is  complementary  to  the  circular  ligation  

template.  The  Phi29  DNA  polymerase  has  an  optimal  working  temperature  at  30°  C.  In  order  to  

stop  the  amplification,  the  Phi29  DNA  polymerase  has  to  be  heat  inactivated  at  65°  C  for  10  min.    

RCA   produces   a   concatemeric   single   strand   of   DNA   that   is   composed   of   several   hundreds   of  

copies,  with  a  sequence  that  is  complementary  to  the  circular  ssDNA  template  obtained  through  

ligation.   In   a   regular   RCA,   the   incubation   step   at   30°C   is   performed   for   30   min.   When  

amplification   of   smaller   sized   DeNAno   particles   is   needed,   lower   synthesis   temperatures   or  

Page 11: Bachelorproef Chris final

 

     11  

shorter  incubation  times  can  be  used2.  Before  making  the  actual  DeNAno  particles  by  RCA,  a  test  

has   to   be   performed   to   determine   whether   or   not   circular   templates   are   created   during   the  

ligation  step.  Therefore,  OliGreen  is  used.  OliGreen  is  a  fluorescent  dye  that  binds  both  ssDNA  and  

dsDNA.   OliGreen   binds   the   amplifying   strand   in   a   random   fashion   but   has   a   preference   for  

thymine   (dTTP),   and   gives   a  much  higher   fluorescent   signal  when  dTTPs   are   in   the   sequence..  

The  higher  the  amount  of  copies  made,  the  higher  the  fluorescent  signal  is  going  to  be  measured  

by  the  microplate  reader  (TECAN®).  Due  to  the  preference  OliGreen  has  for  thymine  (dTTP),  RCA  

products  with  more  adenine  (dATP)  guanine  (dGTP)  and  cytosine  (dCTP)  will  show  curves  with  a  

lower  slope,  even  though  similar  amounts  of  DeNAno  particles  are  being  made7.  

 Fig.  2.  Selection  method  for  DeNAno  that  bind  specific  target  coated  beads.  Ligation  of  a  100  bp  library,  which  has  a  60  

base   random   region.   The   ligation   product   is   then   amplified   by   rolling   circle   amplification   (RCA)   to   form   the   DeNAno  

particles.   These   particles   are   then   incubated  with   their   specific   target   coated   beads   and  washed.   The   remaining  DeNAno  

particles  are  then  amplified  by  qPCR,  followed  by  asymmetric  PCR  to  form  an  excess  of  single  stranded  DNA  template  strand  

(ssDNA).  These  single  stranded  DNA  templates  are  re-­‐ligated  to  repeat  the  cycle2.  

Page 12: Bachelorproef Chris final

 

     12  

1.1.3.3  Selection  and  amplification  

A  library  with  over  1010  different  nanoparticles  was  used  for  the  first  selection  against  a  chosen  

target.  During  the  selection,   the  DeNAno  particles  are   incubated  with  the  beads  that  are  coated  

with   the   target   (Fig.   2;   3a)  The  unbound  DeNAno  particles   are   removed   in   the  washing   steps  

after  incubation  (Fig.  2;  3b).  The  bound  particles  are  recovered  from  the  beads,  and  amplified  by  

PCR.  The  forward  primer  binds  to  the  single  stranded  DeNAno  particles  and  is  elongated  by  the  

DNA  polymerase.  This  complementary  template  strand  is  then  bound  by  the  reverse  primer.  Both  

strands  are  amplified  during  the  PCR  (Fig.   2;   4a).  Only   the  ssDNA  templates  are  needed   in   the  

rolling   circle   amplification   of   the   next   selection   round.   An   asymmetric   PCR   with   the   forward  

primer   is   performed   with   the   100   bp   PCR   products.   This   creates   a   large   amount   of   ssDNA  

templates  (Fig.  2;  4b).  The  asymmetric  PCR  product  is  purified  to  remove  excess  reagents.  The  

ssDNA   templates   are   ligated   to   get   circular   templates.   These   templates   are   used   in   the   rolling  

circle  amplification  of  the  DeNAno  particles  of  the  next  selection  round.  

1.1.3.4  Target  specific  DeNAno  particles  

DeNAno  that  specifically  bind  to  primary  human  dendritic  cells4  and  the  mouse  pancreatic  cancer  

cell  line  Panc-­‐02  have  been  selected  previously1.  During  this  research  project,  only  DeNAno  from  

the  MJ   library   that   bind   specifically   to   streptavidin  were   used.   Streptavidin   and   Biotin   have   a  

well-­‐characterized   system,   and   it   is   known   for   being   used   in   research   projects.   Streptavidin-­‐

specific  DeNAno  were  selected  previously.    

 

 

 

 

 

Fig.  3.  Streptavidin-­‐specific  binding  DeNAno.  After  five  rounds  of  selection  four  different  Streptavidin-­‐specific  binding  DeNAno  were  found.  

The  dominant  clone  was  termed  SA-­‐D8,  and  the  subdominant  clone  was  termed  SA-­‐D7.  G10  was  used  as  a  negative  control  and  G10bio  was  

used  as  a  positive  control.  This  graph  shows  the  binding  capacity  of  all  samples  to  Streptavidin  beads.  A  BSA  bead  was  also  used,  to  show  the  

specificity  of  the  clones  for  Streptavidin.  The  y-­‐axis  shows  the  fluorescence  in  emission  intensity,  the  x-­‐axis  shows  the  samples5.  

After   five   selection   rounds,   these   DeNAno   were   then   cloned   and   sequenced.   Four   different  

streptavidin-­‐specific  binding  DeNAno  were  found.  A  dominant  clone  was  found,  which  was  called  

SA-­‐D8.  The   subdominant   clone   that  was   found  was   called   SA-­‐D7.  A   random  clone   from   the  MJ  

library  was   chosen   as   a   negative   control,   G10neg.   By   annealing   a   biotinylated   complementary  

oligonucleotide   to   the   same  random  clone,   this   clone  can  be  used  as  a  positive   control,  G10bio  

(Fig.  3).    

 

Page 13: Bachelorproef Chris final

 

     13  

1.2  IL-­‐18  DeNano  particles    

1.2.1  IL-­‐18  Cytokine  

Interleukin-­‐18,   formerly   known   as   IFNγ   inducing   factor,   is   a   member   of   the   IL-­‐1   cytokine  

superfamily.   The   cytokines   in   this   superfamily   play   an   important   role   in   the   regulation   of  

immune  and  inflammatory  responses.  

1.2.2  IL-­‐18  Synthesis  

The   IL-­‐18   gene   is   found   on   chromosome   11q22.   This   gene   encodes   for   a   24   kDa   inactive  

precursor  protein.  The  Pro-­‐IL-­‐18  precursor  protein  consists  of  a  36  aminoacid  propeptide  and  a  

157  polypetide  chain8.  Pro-­‐IL-­‐18   is  cleaved  between  the  pro-­‐peptide  and  the  polypeptide  chain  

by   the   endoprotease   IL-­‐1β-­‐   converting   enzyme   (ICE),   also   known  as   caspase-­‐1.   Caspases   are   a  

family  of   cysteine  proteases   that  play  essential   roles   in  apoptosis,  necrosis,   and   inflammation9.  

The   cleavage   of   Pro-­‐IL-­‐18   isn’t   exclusively   executed   by   ICE   as   proteinase   3   can   also   form   the  

active   IL-­‐18  protein10.  The  result   is  a  mature  activated  18  kDa  Il-­‐18  molecule.   IL-­‐18  expression  

has  been  found  in  both  haemopoietic  and  non-­‐haemopoietic  cells  such  as  macrophages,  Kupffer  

cells,   dendritic   and   Langerhans   cells,   keratinocytes,   osteoblasts,   adrenal   cortex   cells,   intestinal  

epithelial  cells,  microglial  cells  and  synovial  fibroblasts11.  Stimulators  such  as  LPS,  exotoxins  from  

gram-­‐positive  bacteria  and  other  microbial  cytokines  induce  the  production  of  IL-­‐1812.  

1.2.3  IL-­‐18  Receptor  and  Signaling  

The   IL-­‐18   receptor   is   a   heterodimeric   complex   consisting   of   an   α   and   a   β   chain.   The   IL-­‐18Rα  

chain   (originally   named   IL-­‐1   receptor   related   protein   or   IL-­‐1Rrp)   is   responsible   for   the  

extracellular   binding   of   the   IL-­‐18   protein   while   the   IL-­‐18Rβ   chain   (Accessory   protein-­‐like   or  

AcPL)   is   nonbinding   and   signal   transducing10.   The   IL-­‐1Rrp   and   AcPL   genes   are   found   on  

chromosome  29.    

The  IL-­‐18Rα  binds  the  IL-­‐18  with  low  affinity,  followed  by  the  binding  of  the  IL-­‐18Rβ  to  form  a  

high   affinity   heterodimeric   complex   with   the   ligand.   Each   chain   contains   a   signal   peptide,   an  

extracellular  segment,  a  transmembrane  region  and  a  cytoplasmic  domain.    The  binding  of  IL-­‐18  

to   the  receptor  recruits   the   IL-­‐1  Receptor  associated  kinases  (IRAK).  This  recruitment  requires  

an   intracellular   adapter   molecule,   MyD88.   Phosphorylated   IRAK   subsequently   activates   TNF  

receptor  associated  factor  6  (TRAF-­‐6),  which  in  turn  activates  NFκB-­‐inducing  kinase  (NIK).  NfκB  

consists  of  IκB  and  the  components  p50  and  p65.  NIK  activates  IκB  kinase  (IKK),  which  in  turn  

leads   to   the   phosphorylation   of   IκB.   IκB   is   dissociated   from   NfκB   and   is   degraded   by   the  

proteasome   after   ubiquitination.   The   free   NfκB,   consisting   of   the   components   p50   and   p65,  

migrates  through  the  nuclear  pores  to  the  nucleus  where  it  starts  gene  transcription  (Fig.  4)12.  

Page 14: Bachelorproef Chris final

 

     14  

 Fig.  4.  IL-­‐18  signal  trasnduction.  Binding  of  IL-­‐18  to  the  receptor  starts  a  signaling  cascade  which  ultimately  leads  to  the  

migration  of  the  components  p50  and  p65  to  the  nucleus  where  gene  transcription  takes  place12.  

1.2.4  Biological  Properties  In  Cancer  

1.2.4.1  IFNγ  Induction  

IFNγ   is   a   34   kDa   homodimeric   glycoprotein,   produced   by   Th1   cells,   cytotoxic   Tc   cells   and  NK  

cells.   This   dimerized   cytokine   is   involved   in   immunoregulation   and   tumour   control.   IFNγ  

promotes   the   recognition   of   cancer   cells   by   augmenting   the   expression   of   MHC   molecules.    

Furthermore,   it   stimulates   the  cytotoxicity  of  NK  cells,  T-­‐   lymphocytes  and  macrophages.   IL-­‐18  

stimulates  T  cell  IFNγ  production  in  synergy  with  IL-­‐129.  

1.2.4.2  Expression  of  Fas  Ligand  

Fas  ligand  is  a  transmembrane  protein  from  the  TNF  family.  Binding  of  FAS-­‐L  to  the  FAS-­‐receptor  

induces  apoptosis   in   the  Fas-­‐R  presenting  cell.   IL-­‐18  up-­‐regulates  FAS-­‐L  expression  on  NK  and  

Th1  cells  and  therefore  contributes  to  the  induction  of  apoptosis  in  FAS-­‐R  presenting  cells12.    

 

 

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     15  

1.2.4.3  Differentiation  T  Helper  Cells  

T  helper  cells  (Th  cells)  can  be  organised  into  two  groups  with  different  cytokines  and  immune  

functions  (Table  1).  

  Th1  cells   Th2  cells  

Cytokine  

production  

Il-­‐2,  IL-­‐18,  IFNγ,  TNFα   IL-­‐4,  IL-­‐5,  IL-­‐6,  IL-­‐10,  IL-­‐13  

Immune  function   Inflammatory  and  cell-­‐mediated  

immune  responses  

Humoral  and  allergic  

responses  

Table  1.  Th1  and  Th2  comparison9.  

 

The  differentiation  of  Th0  cells  to  Th1  or  Th2  cells  is  determined  by  the  nature  of  the  antigen,  the  

type  of  APC  and  the  local  cytokine  production.  The  synergy  between  IL-­‐18  and  IL-­‐12  leads  to  the  

differentiation   of   naive   Th0   cells   to   Th1   cells   but   not   Th2   cells.   IL-­‐18   also   activates   T   cells   to  

produce  IL-­‐2  and  TNFα,  important  cytokines  for  the  destruction  of  cancer  cells9.  

1.2.5  Levels  of  IL-­‐18    

To  design  a  quantitative  detection  method  of  IL-­‐18,  it  is  important  to  know  what  de  levels  of  IL-­‐

18   in   serum   are.   The   detection   method   is   only   useful   if   the   sensitivity   is   high   enough   to  

differentiate  the  IL-­‐18  value  from  the  background.  In  a  study  measuring  the  circulating  IL-­‐18  in  

patients  with   Leukaemia,   healthy   persons   showed   levels   of   plasma   IL-­‐18   between  50   and   150  

pg/ml.  Patients  with  Leukemia  showed  elevated  levels  of  200-­‐1200  pg/ml12.    

1.3  Lyophilization  

1.3.1  Principle  

The  freeze-­‐drying  or  lyophilization  process  is  a  method  to  remove  water  from  frozen  materials13.  

It   is  based  on   the  principle  of   sublimation.  Sublimation   is   the   transition  of  a  substance  directly  

from  the  solid  phase  to  the  gas  phase  without  passing  through  an  intermediate   liquid  phase.   In  

the   ideal   case,   this   results   in   the   retention   of   the  microstructure   of   the   frozen  material,  which  

promotes  rapid  and  complete  rehydration  of   the  solid  sample14.  Sublimation   is  an  endothermic  

phase  transition  that  occurs  at  temperatures  and  pressures  below  a  substance’s  triple  point  in  its  

phase  diagram  (Fig.  5)15.  The  triple  point  of  H2O  is  273.16  K  or  0.1°C  16.  The  material  to  be  dried  

is   first   frozen  and   then  subjected  under  a  high  vacuum  to  heat,   so   that   frozen   liquid  vaporizes,  

leaving  only  solid,  dried  components  of  the  original  liquid13.  

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     16  

 Fig.  5.  Phase  diagram  of  H2O.  Sublimation  of  water  occurs  when  using  pressure  below  6.11  mbar  and  temperature  below  0°  

C  13.  

1.3.2  Stages  of  Lyophilization  

1.3.2.1  Snap  Freezing  

Snap   freezing   is   the   process   in   which   samples,   in   this   case   RCA   products,   are   lowered   to  

temperatures  below  70°C  very  rapidly  using  liquid  nitrogen.  This  step  is  necessary  to  reduce  the  

chance  of  ice  crystals  being  formed  by  water  present  in  the  sample  during  the  freezing  process17.  

Most   samples   that   are   used   for   freeze-­‐drying   are   eutectics.   Eutetic   solutions   freeze   at   lower  

temperatures   than   the   surrounding   water.   When   the   aqueous   suspension   is   cooled,   changes  

occur  in  the  solute  concentrations  of  the  product  matrix.  During  the  cooling  process  the  water  is  

separated   from  the  solutes  as   it  changes  to   ice.  This  creates  more  concentrated  areas  of  solute.  

These  pockets  of  concentrated  materials  have  a  lower  freezing  temperature  than  the  water.  Only  

when   the   eutectic   temperature   is   achieved,   will   the   suspension   be   frozen.   The   eutectic  

temperature  is  specific  for  each  solution,  and  is  the  temperature  at  which  not  only  the  water,  but  

every  component  present  in  the  solution  is  frozen.  Small  pockets  of  unfrozen  material  remaining  

in   the  product  expand  and  can  compromise   the  structural   stability  of   the   freeze-­‐dried  product,  

hence  should  be  avoided  as  much  as  possible13.    

 

 

 

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     17  

1.3.3.2  Primary  drying  

The  process  of  primary  drying  starts  by  reducing  the  pressure  in  the  lyophilizer  to  a  level,  which  

is   lower   than   the   vapor   pressure   of   ice   at   the   sublimation   front   in   the   product   to   promote  

sublimation  of   ice  and  transfer  of  water  vapor  to  the  condenser13.  Sublimation  starts  by  adding  

energy   in  a  quantity  equal   to   the  heat  of  sublimation  of   ice  ΔHS14.  Chamber  pressure  exceeding  

the  vapor  pressure  reduces  the  sublimation  rate  by  reducing  the  pressure  gradient  between  the  

sublimation   front   and   the   chamber.   This   results   in   prevention   of   mass   transfer.   On   the   other  

hand  when  chamber  pressure  is  too  low,  the  rate  of  heat  transfer  to  the  product  is  limited.    

 

Fig.  6.  Schematic   figure  of  heat  and  mass   transfer   in  a   freeze-­‐dryer.  Addition  of  heat  to  the  frozen  sample  causes  the  

conversion   of   the   solid   ice   into   vapor.   This   vapor   is   transferred   to   the   condenser   coil   through  a   vacuum  produced   by   the  

pump13.  

Due  to  the  fact  that  the  mass  transfer  starts  at  the  top  of  the  frozen  product,  a  three-­‐layer  system  

is   formed.   This   three-­‐layer   system   consists   of   the   dry   cake,   the   sublimation   front   and   the  

remaining  frozen  solution  (Fig.  6).  As  the  dried  layer  increases,  it  becomes  a  greater  barrier  for  

mass  transfer  out  of  the  vials13.  The  sublimation  rate  is  equal  to  the  pressure  difference  divided  

by  the  resistance.  The  total  resistance  to  mass  transfer  consists  of  three  components:  firstly  the  

thickness  of  the  dry  cake,  which  increases  as  the  drying  proceeds,  secondly  the  partially  inserted  

stopper   in   the   vial   and   thirdly   the   resistance   to   flow   vapor   from   the   drying   chamber   to   the  

condenser  in  the  freeze-­‐dryer  itself  14.  

1.3.3.3  Secondary  drying  

After  primary  drying  there  is  still  around  20%  of  the  solid  weight  left  of  unfrozen  water.  This  is  

removed  by  diffusion  during  the  secondary  drying.  Diffusion  is  the  molecular  flow  from  a  region  

of  high  concentration  to  a  region  of  lower  concentration14.  In  the  area  where  the  ice  has  already  

been  removed,  desorption  of  water   from  the  dry  cake  occurs.  This  process  of  secondary  drying  

already  starts  in  the  primary  drying  phase13.  

 

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     18  

1.4  Research  Question  

1.4.1  DeNano  Knockoff  from  IL-­‐18  beads    

In   this  project  we  want   to   test   the  ability   to  quantify   the   competitive  displacement  of  DeNAno  

particles   from   the   beads   by   the   IL-­‐18   protein.  We   therefore   used  DeNAno   particles,   bound   on  

beads  which  are  coated  with  IL-­‐18  antibodies.  We  then  performed  competitive  displacement   in  

the  presence  of  IL-­‐18  in  the  solution.  Our  aim  was  to  determine  the  lowest  concentration  of  the  

IL-­‐18  cytokine,  able  to  dissociate  DeNAno  particles  from  the  beads,  hence,  the  binding  sensitivity  

of  the  test.  

1.4.2  Lyophilization  

Lyophilisation   gives   us   the   opportunity   to   convert   DeNaNo   particles   in   solution   into   a   stable  

powder   form.   By   dissolving   the   resulting   powder   in   a   smaller   volume   of   Hypure   Molecular  

Biology   Grade   water   than   the   original   volume,   it   is   possible   to   obtain   a   more   concentrated  

DeNAno   solution.   This   can   be   applied   in  vivo  when   there   is   a   limit   on   the   volume   that   can   be  

administered  to  the  organism.  

1.4.3  Applications  of  lyophilization  

We   will   be   doing   three   different   experiments   simultaneously   to   optimalize   lyophilization   of  

DeNAno  particles:    

• Comparison   of   the   lyophilization   of   the   samples   in   vials   versus   the  

lyophilization   in  1,5  ml   tubes.    The  vials   can  only  be   sealed  with  Parafilm,  

while   the  1,5  ml   tubes  have  a  screwcap,  which  would  be  easier   to  seal   the  

samples  with.  

• Testing  whether  it  is  possible  to  store  the  lyophilized  samples  long  term  in  

the   freezer   without   reinstating   them   in   Hypure   Molecular   Biology   Grade  

water.  

• We  have  tried  to  make  particles  with  different  sizes  by  modifying  the  RCA  

protocol.   The   smallest   particles   could   be   visualised  with   the  DLS  machine  

but  couldn’t  be  differentiated  from  the  background  during  the  staining.    We  

may   be   able   to   visualize   the   particles   by   concentrating   them   after  

lyophilization  and  testing  the  concentration  with  Nanodrop.  

   

 

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     19  

2.  Materials  and  Methods  

2.1  General  

2.1.1  Equipment  

Equipment   Specification   Company  

Balance   Classic  plus   Mettler  Toledo,  Greifensee,  

Switzerland  

Centrifuge   Allegra  X-­‐15R  Centrifuge   Beckman  Coulter,  IN,  USA  

Centrifuge   Microfuge  18  Centrifuge   Beckman  Coulter,  IN,  USA  

Centrifuge   Microfuge  22R  Centrifuge   Beckman  Coulter,  IN,  USA  

Conicals   Olympus  

50  ml,  15  ml  

Genesee  Scientific,  CA,  USA  

Dialysis  cassettes   Slide-­‐A-­‐Lyzer  G2  Dialysis  

cassettes  10K,  100–500  μL,  

0,1-­‐0,5  ml,  0,5-­‐3,0  ml.  

Thermo  Scientific,  MA,  USA  

Filter  unit   Steriflip   EMD  Millipore,  MA,  USA  

Fridge   4°C   VWR,  PA,  USA  

Fridge/freezer   4°C/-­‐20°C   VWR,  PA,  USA  

Glass  cylinder   500  ml   VWR,  PA,  USA  

Glass  Erlenmeyer   Pyrex  

1000  ml,  500  ml  

Corning  Incorporated,  NY,  USA  

Gloves   TITAN  E-­‐GEN  

Powder-­‐free  latex  

examination  gloves  

Genesee  Scientific,  CA,  USA  

Greiner  plate   Costar  

Storage  plate,  no  lid  

96-­‐  well  V  bottom  

Corning  Incorporated,  NY,  USA  

Heat  block   Digital  heat  block   VWR,  PA,  USA  

Heat  and  stir  plate   Super-­‐nuova  multi-­‐place   Thermo  Scientific,  MA,  USA  

Ice  machine   /   Hoshizaki  America,  Inc.,  GA,  

USA  

Kimwipe  (delicate  task  

wipers)  

/   Kimtech,  Kimberly-­‐Clark  

Professional,  GA,  USA  

Laboratory  film   /   Parafilm,  WI,  USA  

Microcentrifuge  tubes   Seal-­‐Rite  

Natural  tubes:  1.5  ml,  2  ml  

USA  Scientific,  FL,  USA  

Micropipet   0.1  -­‐  2.5  µl,  0.5-­‐10  µl,  2  -­‐  20  µl,  

20  -­‐  200  µl,  100  -­‐  1000  µl  

Eppendorf,  Hamburg,  

Germany  

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     20  

Micropipet  tips   Olympus  

Barrier  tips:  10  µl,  20  µl,  200  

µl,  1000  µl  

Genesee  Scientific,  CA,  USA  

Micropipet  tips   Low  Binding,  Racked  and  

Stacked,  Sterile,  200  µl  

Genesee  Scientific,  CA,  USA  

Minicentrifuge     Fisher  Scientific,  NJ,  USA  

Minicentrifuge   Galaxy  Mini   VWR,  PA,  USA  

Minicentrifuge   Mini  Mouse   Delville  Scienfitic,  NJ,  USA  

Multichannel  pipet   0.5  -­‐  10  µl,  8  tips   Eppendorf,  Hamburg,  

Germany  

Multichannel  pipet   10  -­‐  100  µl:  12  tips,  30  -­‐  300  

µl:  12  tips  

Biohit,  Helsinki,  Finland  

Optical  Cap,  8x  Strip   /   Agilent  Technologies,  CA,  USA  

Optical  PCR  tubes,  8x  

Strip  

0.2  ml  8-­‐well   Agilent  Technologies,  CA,  USA  

PCR  strip  tubes   0.2  ml  8-­‐well   Genesee  Scientific,  CA,  USA  

Pipets   Olympus  

Serological  pipets:  10  ml,  5  ml  

Genesee  Scientific,  CA,  USA  

Plastic  cylinder   Nalgene  

250  ml,  100  ml  

Thermo  Scientific,  MA,  USA  

Sealing  films   Seal-­‐Plate  

Films,  non-­‐sterile  

Genesee  Scientific,  CA,  USA  

Thermal  cycler   Applied  Biosystems  

2720  thermal  cycler  

Life  Technologies,  CA,  USA  

Thermal  cycler   DNA  Engine  thermal  cycler   Bio-­‐Rad,  CA,  USA  

Vacuum-­‐driven  filter  

system  

Olympus  

PES  membrane,  0.22  µm  

Genesee  Scientific,  CA,  USA  

Vortex   Analog  Vortex  Mixer   VWR,  PA,  USA  

Vortex   Analog  Vortex  Mixer   Thermo  Scientific,  MA,  USA  

96-­‐well  white  VWR  plate   Disposable  skirted  white  plate  

for  QPCR  

VWR,  PA,  USA  

 

 

 

 

 

Page 21: Bachelorproef Chris final

 

     21  

2.1.2  Oligonucleotides  

Oligonucleotide   Specification   Company    

MJ  Alexa  Fluor  647  probe  

 

Sequence:  5’/CCA  AAA  AGC  

AAG  GAT  CCA  ACT  C/3’  

MW:  7,710.6  g/mol  

Integrated  DNA  Technologies,  

IA,  USA  

MJ  biotinylated  probe  

 

Sequence:  5’/GGA  TCC  AAC  

TCA  ACG  TCA  CC/3’  

MW:  6,424.4  g/mol  

Integrated  DNA  Technologies,  

IA,  USA  

2.1.3  Products  

Product   Product  number   Lot  number   Company  

Bovine  Serum  

Albumin  (BSA)  

S15898   148303   Thermo  Scientific,  MA,  

USA  

DNA  Erase   L8917/  L9042-­‐L  (refill)  

 

065K0507   Sigma  Aldrich,  MO,  

USA  

Hypure  Molecular  

Biology  Grade  water  

SH3053803   AZK193756   GE  Lifesciences,  UK  

MgCL2   M0304   M030417D1301   Teknova,  CA,  USA  

Milli-­‐  Q  water  

 

/   /   EMD  Millipore,  MA,  

USA  

20X  TBS,  pH  7,4   T1680   T168015D1501   Teknova,  CA,  USA  

1M  Tris-­‐Hcl  pH  8,5   T5085   T508507K1201   Teknova,  CA,  USA  

Tween-­‐20   103168   7682K   MP  Biomedicals,  CA,  

USA  

 

 

 

 

 

 

 

Page 22: Bachelorproef Chris final

 

     22  

2.2  DeNAno  Particles  

2.2.1  Ligation  

2.2.1.1  Materials  

2.2.1.1.1  Oligonucleotides  

Oligonucleotide   Specification   Company  

MJ  linker   Sequence:  GGT  GAC  GTT  GAG  

TTG  GAT  CCT  TGC  TTT  TTG  

GAA  CTC  CTG  CT  

MW:  12,635.2  g/mol  

Integrated  DNA  Technologies,  

IA,  USA  

S12-­‐SA-­‐D7  template   Sequence:  5’/GGA  TCC  AAC  

TCA  ACG  TCA  CCT  GCG  TCG  

GTG  CCG  GTT  GCG  TAT  AGA  

CTT  TAA  TGC  GAG  TGA  AGT  

GTA  CTA  GAG  AAA  AAC  AAA  

GCA  GGA  GTT  CCA  AAA  AGC  

AA/3’  

MW:  31,383.3  g/mol  

Integrated  DNA  Technologies,  

IA,  USA  

S12-­‐SA-­‐D8  template   Sequence:  5’/GGA  TCC  AAC  

TCA  ACG  TCA  CCA  ATT  ATC  

ACT  ATC  TCA  CTG  CGT  CGT  

TTC  GAC  AGT  GTC  ATA  TAA  

AAC  TAG  TCA  TAT  ATT  CTA  

GCA  GGA  GTT  CCA  AAA  AGC  

AA/3’  

MW:  31,048.1  g/mol  

Integrated  DNA  Technologies,  

IA,  USA  

S13-­‐G10  template   Sequence:  5’/GGA  TCC  AAC  

TCA  ACG  TCA  CCT  CAG  TTA  

AGT  TTG  ATG  GTA  TAG  TTG  

AAA  GTT  GTG  TCT  AGT  TCG  

GCC  CAT  ATA  TAT  TCT  TAA  

GCA  GGA  GTT  CCA  AAA  AGC  

AA/3’  

MW:  31,261.2  g/mol  

Integrated  DNA  Technologies,  

IA,  USA  

 

 

Page 23: Bachelorproef Chris final

 

     23  

2.2.1.1.2  Products  

Product   Product  Number   Lot  Number   Company  

Hypure  Molecular  

Biology  Grade  water  

SH3053803   AZK193756   GE  Lifesciences,  UK  

Pierce  DTT  

(Dithiothreitol)  

20291   QA211997A   Thermo  Scientific,  MA,  

USA  

T4  DNA  Ligase   M0202L   1081409   New  England  BioLabs  

Inc.,  MA,  USA  

10X  T4  DNA  Ligase  

reaction  buffer  

B0202S   0021412   New  England  BioLabs  

Inc.,  MA,  USA  

2.2.1.2  Methods  

Reagents   Volume  1X  (μl)  

PCR  water   41,5  or  volume  to  bring  total  to  50  

T4  Buffer,  10X   5  

DTT,  500  mM   0,5  

Library   primer/   Asymmetric   PCR  

product,  0,5  μM  

1  (or  to  equal  0,5-­‐1  pmols)  

(Use  1  pmol  for  asymmetric  products)  

Linker,  1  μM   1,5  (  or  to  equal  1,5  pmols)  

T4  Enzyme   0,5  

 

• Mix   ingredients   1   to   5   together   in   a   PCR   tube.   Remember   that   each   library   uses   a  

different  linker.  Make  a  mastermix  of  ingredients  1  to  3  if  you’re  doing  multiple  ligations.  

• Spin  down  

• Put   the   tubes   in   a   thermal   cycler   and   run   the   “Anneal”   program   comprising   of   the  

following   steps:   95°C   for   2  min,   ramp   cool   to   25   °C   at   a   rate   of   0,1   °C/sec.   An   anneal  

program  may   also   consist   of   heating   to   95°C   for   2  min   and   then   turn   off   the   thermal  

cycler  to  cool  to  room  temperature.    

• Add  0,5  μl  T4  enzyme  to  each  tube.  

• Incubate  at  room  temperature  for  5  min  or  overnight  at  4°C.  

 

 

 

 

Page 24: Bachelorproef Chris final

 

     24  

2.2.2  Rolling  circle  amplification  

2.2.2.1  Materials  

Product   Product  Number   Lot  Number   Company  

Deoxynucleotide  

(dNTP)  solution  

set  

N0446S   0521403   New  England  BioLabs  

Inc.,  MA,  USA  

Hypure  Molecular  

Biology  Grade  

water  

SH3053803   AZK193756   GE  Lifesciences,  UK  

Phi29  DNA  

Polymerase  

M0269L   0131312   New  England  BioLabs  

Inc.,  MA,  USA  

10X  Phi  29  DNA  

Polymerase  

Buffer  

B0269S   0021306   New  England  BioLabs  

Inc.,  MA,  USA  

Pierce  DTT  

(Dithiothreitol)  

20291   QA211997A   Thermo  Scientific,  

MA,  USA  

Quant-­‐iT  OliGreen  

ssDNA  Reagent  

O7582   /   Life  Technologies,  CA,  

USA  

2.2.2.2  Methods  

Reagent   Volume  1X  (μl)  

PCR  Water   38,7  

Phi29  Buffer,  10X   5  

dNTPs,  10  mM   0,3  

DTT,  500mM   0,5  

Oligreen,  200X   0,25  

Sample  (Ligation)   5  

Phi29  Enzyme   0,25  

 

• Set  temperature  at  30°C  (Instrument/Heating/30,Set,On)  on  the  microplate  analyser.  

• Prepare  a  mastermix  of  ingredients  1  to  5.  Make  enough  for  a  negative  reaction  as  well.  

• Aliquot  5  μl  of  sample  into  a  96-­‐well  white  VWR  plate.  

• Check  that  the  microplate  analyser  is  ready  to  go.  

• Add  Phi29  enzyme  to  the  mastermix.  This  enzyme  works  quickly,  so  move  along.  

• Add  45  μl  of  mastermix  to  each  well  of  the  white  VWR  plate.  

• Mix  the  samples  in  the  wells  with  a  multichannel  pipet  set  to  30  μl.  

• Put  the  plate  in  the  microplate  analyser  and  read.  

• Graph  your  samples  on  the  excel  sheet  as  it  is  running.  

Page 25: Bachelorproef Chris final

 

     25  

• If  your  curve  shows  a  slope  with  a  minimal  value  of  1  and  the  R2  approaches  1,  go  and  

make  your  particles  with  the  following  changes:     a)  Replace  Oligreen  with  PCR  water  

b)  Set  heat  blocks   to  30°C  and  65°C  and  use  1,5  ml   tubes   (or  use  PCR  

tubes  and  the  PCR  cycler,”  RCA30”  program)  

c)  Your  RCA  should  run  at  30°C  for  30  min  (this  is  adjustable,  depending  

on   how   big   you  want   your   particle   to   be)   and   65°C   for   10  min   (Heat  

inactivates  the  enzyme).  Heat  at  65°C  for  15  min  if  you  are  using  larger  

volumes  in  the  heat  blocks.  

• If  you  need  to  label  the  RCA  with  a  fluorescent  or  biotinylated  probe  (  For  staining):  Add  

1,5   μl   probe/50   μl   RCA   reaction   (   1/10  molar   ratio   of   1   μM   probe).   Mix   and   run   the  

“Anneal”  program.  Wait  1  hour  before  using  or  put  in  the  fridge  overnight.  

2.2.3  Staining  

2.2.3.1  Materials  

Product   Product  Number   Lot  Number   Company  

Bovine  Serum  

Albumin  (BSA)  

S15898   148303   Thermo  Scientific,  

MA,  USA  

Cetuximab   1176105A5   IMF355   Bristol-­‐Myers  Squibb,  

NY,  USA  

MgCL2   M0304   M030417D1301   Teknova,  CA,  USA  

Milli-­‐  Q  Water  

 

/   /   EMD  Millipore,  MA,  

USA  

Polyclonal  Human  

IgG  

31154   PE1853834   Thermo  Scientific,  

MA,  USA  

Protein  G  beads   88847   PD202855   Thermo  Scientific,  

MA,  USA  

Remicade   10022309   EHL63015P1   Janssen  Biotech,  NJ,  

USA  

Rituximab   10134058   590472   Genentech,  CA,  USA  

Sodium  Azide  5%   7144.8-­‐16   1211163   Ricca  Chemical,  TX,  

USA  

Sodium  

Phosphate  Buffer,  

0,5M  pH  7,5  

BB-­‐2324   D11X1   Boston  Bioproducts,  

MA,  USA  

Streptavidin  

Beads  

S1420S   0181309   New  England  BioLabs  

Inc.,  MA,  USA  

20X  TBS,  pH  7,4   T1680   T168015D1501   Teknova,  CA,  USA  

Tween-­‐20   103168   7682K   MP  Biomedicals,  CA,  

USA  

Page 26: Bachelorproef Chris final

 

     26  

2.2.3.1.1  Preparation  of  500  ml  TBS  1%  BSA  solution  

• 1%  BSA  m/v  =  1g/100ml  

à  Weigh  5g  BSA  

• Transfer  475  ml  Milli-­‐Q  water   in  a  500ml   flask.  Add  25  ml  of   the  20X  TBS  and  5g  BSA.  

Mix.  Filtrate  when  dissolved  with  the  vacuum-­‐driven  filter  system  and  store  at  4°C.  

2.2.3.1.2  Preparation  of  500  ml  TBST  1%  BSA  0,05  %  Tween-­‐20  10  mM  MgCl2  solution  

• Tween-­‐20:  5%  .  V1  =  0,05%  .  500ml  

à  V1=  5ml  of  the  5%  Tween-­‐20  stock  

• 1%  BSA  m/v  =  1g/100ml  

à  5g  BSA  

• 10  mM  MgCl2  in  500  ml  solution  =  5  mmol  MgCl2  

Stock  1M  MgCL2  

1  mol/L  =  1  mmol/mL  

à  5mmol  =  5  ml  of  the  1M  MgCL2  stock  

• TBS:  20X  .  V1  =  1X  .  500ml  

à  V1=  25  ml  of  the  20X  TBS  stock  

• Transfer  465  ml  Milli-­‐Q  water  in  a  500ml  flask.  Add  25  ml  of  the  20X  TBS,  5  ml  of  the  5%  

Tween-­‐20   stock,   5ml   of   the   1M  MgCl2   stock   and   5g   BSA.  Mix.   Filtrate  when   dissolved  

with  the  vacuum-­‐driven  filter  system  and  store  at  4°C.  

2.2.3.1.3  Preparation  of  the  magnetic  beads  

2.2.3.1.3.1  Preparation  of  20  mM  Na  Phos  pH  7,5  buffer  

• Stock  concentration:  0,5M    

20  mM  .  5000  μl  =  500  mM  .  V1  

  à  V1  =200  μl  stock  0,5  M  Na  Phos  pH  7,5  +    4800  μl  Milli-­‐Q  water.  

2.2.3.1.3.2  Preparation  of  50  mM  Na  Phos  pH  7,5  buffer  

• Stock  concentration:  0,5M    

50  mM  .  50  μl  =  500  mM  .  V1  

  à  V1  =5  μl  stock  0,5  M  Na  Phos  pH  7,5  +    45  μl  Milli-­‐Q  water.  

2.2.3.1.3.3  Calculations  

• Remicade   10,0  ng/  μl   Make  50  μl  Remicade  Beads  

Rituximab     10,0  ng/  μl   Make  300  μl  Rituximab  Beads  

IL-­‐6       1,064  ng/  μl     Make  20  μl  IL-­‐6  Beads  

IL-­‐12       1,0  ng/  μl   Make  20  μl  IL-­‐12  Beads  

IL-­‐18       1,0  ng/  μl   Make  30  μl  IL-­‐18  Beads  

Cetuximab   2,0  ng/  μl   Make  50  μl  Cetuximab  Beads  

 

Page 27: Bachelorproef Chris final

 

     27  

• For  100  μl  of  beads,  use  60  μg  of  Ab.  

Remicade:     50  μl  à  30  μg  

    We  need  3  μl  and  add  47  μl  20mM  Na  Phos  pH  7,5  buffer.  

Rituximab:     300  μl  à  180  μg  

    We  need  18  μl  and  add  282  μl  20mM  Na  Phos  pH  7,5  buffer.  

Cetuximab:     50  μl  à  30  μg  

    We  need  15  μl  and  add  35  μl  20mM  Na  Phos  pH  7,5  buffer.  

IL-­‐6:     20  μl  à  12  μg  

    We  need  11,5  μl  and  add  8,5  μl  50mM  Na  Phos  pH  7,5  buffer.  

IL-­‐12:       20  μl  à  12  μg  

    We  need  12  μl  and  add  8  μl  50mM  Na  Phos  pH  7,5  buffer.  

IL-­‐18:       30  μl  à  18μg  

    We  need  18  μl  and  add  12  μl  50mM  Na  Phos  pH  7,5  buffer.  

2.2.3.1.3.4  Coating  of  the  beads  with  the  target  antibodies  

• Wash  the  magnetic  Protein  G  beads  3  times  with  20  mM  Na  Phos  pH  7,5  buffer.  

• Protein  G  beads  can  bind  60  μg  IgG/mg  of  beads.  (Beads  come  in  a  solution  of  10mg/ml,  

so   600   μg   IgG   can   be   bound   to   1   ml   of   beads).   So   for   100   μl   of   beads,   use   60   μg   of  

antibody.  Make  the  antibody  dilutiion  in  20  mM  Na  Phos  pH  7,5  buffer  (same  volume  as  

beads  ).  

• Resuspend  the  beads   in   the  antibody  dilution.   Incubate  at  RT   for  2hr  or  4°C  overnight.  

Flick  to  mix  occasionally.  

• Wash  the  beads  3  times  with  20  mM  Na  Phos  pH  7,5  buffer.  

• Resuspend  in  PBS  0,02  %  Na  Azide.  

2.2.3.2  Methods  

• Pre-­‐block  the  wells  that  you  are  going  to  use  with  200  μl  TBS  1%  BSA  for  30  min.  

• Add  magnetic  beads  to  1  well  of  the  Greiner  plate  or  1,5  ml  tube.  1-­‐2  μl  beads/sample  (  +  

extra).  

• Wash  with  TBST  10  mM  MgCL2  3  times.  Put  the  plate  on  a  96-­‐well  magnet  to  collect  the  

beads  each  time.  

• Resuspend  the  beads  in  TBST  10  mM  MgCL2,,  1-­‐2  μl  beads/  50  μl  volume.  Aliquot  50  μl  

TBST  10  mM  MgCL2  +  beads  int  each  well.  

• Add  50  μl  RCA  into  each  well.  

• Incubate  1  hour  at  RT.    

• Add  100  μl  TBST  10  mM  MgCL2,  put  on  magnet  to  collect  the  beads.  

• Wash  with  200  μl  TBST  10  mM  MgCL2  4  times,  magnet.    

• Resuspend  in  50  μl  TBS  1%  BSA.  

• Transfer  the  samples  to  a  96-­‐well  white  VWR  plate.  

Page 28: Bachelorproef Chris final

 

     28  

2.2.4  QPCR  amplification  

2.2.4.1  Materials  

2.2.4.1.1  Oligonucleotides  

Oligonucleotide   Specification   Company  

MJ  Primer  F   Sequence:  /5’  Phos/GGA  TCC  

AAC  TCA  ACG  TCA  CC  

MW:  6111,  0  g/mol  

Integrated  DNA  Technologies,  

IA,  USA  

MJ  Primer  R   Sequence:  5’/  TGC  TTT  TTG  

GAA  CTC  CTG  CT/3’  

MW:  6065,0  g/mol  

Integrated  DNA  Technologies,  

IA,  USA  

2.2.4.1.2  Products  

Product   Product  Number   Lot  Number   Company  

Hypure  Molecular  

Biology  Grade  

water  

SH3053803   AZK193756   GE  Lifesciences,  UK  

Hemo  Klentaq  

Buffer  

B0332S   0021406   New  England  BioLabs  

Inc.,  MA,  USA  

SybrGreen   S7563   1135054   Thermo  Scientific,  

MA,  USA  

Hemo  Klentaq  

Enzyme  

M0332L   0151411   New  England  BioLabs  

Inc.,  MA,  USA  

Deoxynucleotide  

(dNTP)  solution  

set  

N0446S   0521403   New  England  BioLabs  

Inc.,  MA,  USA  

2.2.4.2  Methods  

• Turn  on  the  PCR  Stratagene  cycler.  Turn  on  the  lamp  to  warm  up  (20  min)  and  label  your  

template.  

• Thaw  reagents  on  the  chill  box.  

• Make  dilutions  of  the  staining  samples  in  TBS  1%  BSA.  

• Spray/  wipe  PCR  hood  with  DNA  Erase.  Put  open  a  2ml  tube  and  PCR  tubes  in  the  PCR  

hood  and  UV  for  5  min.  

 

 

 

 

 

Page 29: Bachelorproef Chris final

 

     29  

Reagent   Volume  1X  (μl)  

PCR  water   32,5  

Hemo  Klentaq  Buffer,  5X   10  

dNTPs,  10  mM   1  

SybrGreen,  100X   0,5  

Primer  F,  10  μM   1,5  

Primer  R,  10  μM   1,5  

Hemo  Klentaq  Enzyme   1  

Sample  (Staining)   2  

 

• Bring  all  reagents  except  enzyme  and  sample  to  the  PCR  hood.  

• Make  a  mastermix  of  the  first  6  ingredients.  Keep  tubes  in  chill  box.  

• Bring  enzyme  in  a  chill  box  to  the  PCR  hood.  Add  enzyme  to  the  mastermix.  Put  enzyme  

away.    

• Aliqout  the  mastermix  in  the  PCR  tubes.  

• Take  the  PCR  tubes  to  the  bench.  Mix  the  samples.  Add  samples  to  the  PCR  tubes.  Mix.  

• Spin  Down.  

• Put  samples  in  the  PCR  cycler.  Try  to  avoid  the  outer  ring  of  wells  if  you  can.    

• Thermal  Profile  Setup:     1  cycle  at  95°C  for  10  min  

25  cycles  at  95°C/20s;  55°C/30s;  68°C/1min  

1  cycle  at  95°C/1min;  55°C/30s;  95°C/30s    

• Plate  setup:       Well  type:  Unknown  

Collect  fluorescence  data:  Sybr  

2.2.5  Gel  electrophoresis  

2.2.5.1  Materials  

Product   Product  Number   Lot  Number   Company  

Agarose   20-­‐102   LF45130044   Genesee  Scientific,  CA,  

USA  

25/100  Bp  DNA  

Ladder  

D-­‐1020   1203H   Bioneer  Corporation,  

Korea  

Gelcode  Red  Dye   41003   14G1002   Biotium,  CA,  USA  

Log  2  ladder   N3200L   /   New  England  BioLabs  

Inc.,  MA,  USA  

0,75X  TBE  Buffer   /   /   /  

Page 30: Bachelorproef Chris final

 

     30  

2.2.5.2  Methods  

• Set  up  plate,  comb,  and  stand.  Make  sure  it  is  level.  

• Prepare  2%  agarose  by  adding  4g  agarose  in  200  ml  0,75X  TBE  buffer.  

•  (Preparation  of  a  1%  agarose  gel)  

à  0,6g  agarose  in  60  ml  TBE  buffer  

• Melt  in  the  microwave  

• Cool  on  bench  

• Add  gelcode  Red  Dye  (1  μl  Red  Dye  /  20  ml  gel)  =  10  μl  Red  Dye  added  

• Pour  gel  into  tray  and  let  solidify  

• Add  gel  to  running  tray,  and  fill  with  0,75X  TBE  buffer.  

• Mix  5  μl  of  QPCR  with  1  μl  of  loading  buffer.  

• Load  the  samples  into  the  wells.  Also  load  a  ladder.  (1,6  μl  ladder  in  the  small  wells/  2  μl  

ladder  in  the  wider  wells)  

• Run  at  100V  for  45-­‐60  min.  

• Put  on  UV  Transilluminator  and  take  picture.  

2.2.6  Asymmetric  PCR  

2.2.6.1  Materials  

2.2.6.1.1  Oligonucleotides  

Oligonucleotide   Specification   Company  

MJ  Primer  F   Sequence:  Sequence:  /5’  

Phos/GGA  TCC  AAC  TCA  ACG  

TCA  CC  

MW:  6111,  0  g/mol  

Integrated  DNA  Technologies,  

IA,  USA  

2.2.6.1.2  Products  

Product   Product  Number   Lot  Number   Company  

Deoxynucleotide  

(dNTP)  solution  

set  

N0446S   0521403   New  England  BioLabs  

Inc.,  MA,  USA  

Hemo  Klentaq  

Buffer,  5X  

B0332S   0021406   New  England  BioLabs  

Inc.,  MA,  USA  

Hemo  Klentaq  

Enzyme  

M0332L   0151411   New  England  BioLabs  

Inc.,  MA,  USA  

Hypure  Molecular  

Biology  Grade  

Water  

SH3053803   AZK193756   GE  Lifesciences,  UK  

Page 31: Bachelorproef Chris final

 

     31  

2.2.6.2  Methods  

2.2.6.2.1  Asymmetric  PCR  

Reagent   Volume  1X  (μl)  (For  50  μl)   Volume  1X  (μl)  (For  100  μl)  

PCR  water   31,5   63  

Hemo  Klentaq  Buffer,  5X   10   20  

dNTPs,  10mM   1   2  

Primer  F,  10  μM   4,5   9  

Hemo  Klentaq  Enzyme   1   2  

Sample/QPCR   2   4  

 

• Make  at  least  100  μl  of  asymmetric  product  for  each  sample.  

• Do  in  the  PCR  hood,  same  as  setup  as  QPCR.  

• Make  a  mastermix  of  the  first  5  ingredients.  

• Add  4  μl  sample  to  the  PCR  tubes.  

• Run  the  “Asypcr”  program.  

• After  the  PCR  is  complete,  clean  up  the  PCR  product  with  the  QIAgen  PCR  Purification  kit.  

Elute  with  30  μl  buffer  EB.  

• Nanodrop  the  samples.  

2.2.6.2.2  PCR  purification  

• Add  6   volumes  Buffer  PB   to  1   volume  of   the  PCR   reaction   and  mix.  Mix   in   an  Epitube  

before  adding  to  column.  

• If  the  colour  of  the  mixture  is  orange  or  violet,  add  5  μl  3  M  sodium  acetate,  pH  5.0  to  50  

μl  of  PCR  sample  and  mix.  The  color  of  the  mixture  will  turn  yellow.  

• Place  a  QIAquick  column  into  a  vacuum  manifold.    

• To   bind   DNA,   load   the   samples   to   the   QIAquick   columns   and   apply   vacuum   to   the  

manifold  until  all   the  samples  have  passed  through  the  column.  After  the  samples  have  

passed  through  the  column,  switch  off  the  vacuum  source.  

• To  wash,  add  0.75  ml  Buffer  PE   to   the  QIAquick  column  and   incubate   for  5  min.  Apply  

vacuum.    

• Place  each  QIAquick  column  in  a  clean  1.5  ml  microcentrifuge  tube.  

• To   elute   the   DNA,   add   30   μl   buffer   EB   (10   mM   Tris·Cl,   pH   8.5),   to   the   center   of   the  

QIAquick  membrane,  let  the  column  stand  for  1  min,  and  then  centrifuge.  

• If  the  purified  DNA  is  to  be  analysed  on  a  gel,  add  1  volume  of  Loading  Dye  to  5  volumes  

of  purified  DNA.  Mix  the  solution  by  pipetting  up  and  down  before  loading  the  gel.  

Page 32: Bachelorproef Chris final

 

     32  

2.3  DeNAno  particle  knockoff  by  the  IL-­‐18  cytokine  

2.3.1  Isolation  of  high-­‐copy  plasmid  DNA  from  E.coli.  

• Cultivate  and  harvest  bacterial  cells  

1. Use   1-­‐5   ml   of   a   saturated   E.coli   LB   culture,   pellet   cells   in   a   standard  

benchtop  microcentrifuge  for  30s  at  11000  x  g.  Discard  the  supernatant  

and  remove  as  much  liquid  as  possible  (depp  on  a  paper).  

• Cell  lysis  

1. Add  250  μl  Buffer  A1.  Resuspend  the  cell  pellet  completely  by  vortexing  

or   pippetting   up   and   down.   Make   sure   no   cell   clumps   remain   before  

addition  of  Buffer  A2.  

2. Add  250  μl  Buffer  A2.  Mix  gently  by  inverting  the  tube  6-­‐8  times.  Do  not  

vortex  to  avoid  shearing  of  genomic  DNA.  Incubate  at  RT  for  up  to  5  min  

or  until  the  lysate  appears  clear.  

3. Add  300  μl  Buffer  A3.  Mix   thoroughly  by   inverting   the   tube  6-­‐8   times.  

Do  not  vortex  to  avoid  shearing  of  genomix  DNA.  

• Clarification  of  lysate  

1. Centrifuge   for   5  min   at   11000   x   g   at   RT.   Repeat   this   step   in   case   the  

supernatant  is  not  clear.  

• Bind  DNA  (use  the  vacuum  manifold)  

1. Place  a  NucleoSpin  Plasmid/  Plasmid  (Nolid)  Column  in  a  2ml  collection  

tube.  Decant   the  supernatant   from  the  previous  step  onto   the  column.    

Place  on  the  vacuum  manifold.  

• Wash  silicia  membrane  

1. Add  600  μl  Buffer  A4.  Put  the  vacuum  on.  

• Dry  silica  membrane  

1. Put  the  column  in  a  collection  tube  en  centrifuge  for  2  min  at  110000  x  

g.  Discard  the  collection  tube.  

• Elute  DNA  

1. Place  the  column  in  a  1,5  ml  epitube  and  add  50  μl  Buffer  AE.  Incubate  

for  1  min  at  RT.  Centrifuge  for  1  min  at  11000  x  g.  

• Measure  the  concentrations  with  Nanodrop.  

 

 

 

 

 

Page 33: Bachelorproef Chris final

 

     33  

2.3.2  QPCR  of  the  isolated  DNA  

The  isolated  DNA  is  amplificated  with  QPCR.    

2.3.2.1  Materials  

• See  section  2.2.4.1  

• The  project  started  with  36  different  clones,  divided  between  Roberto  and  I.    

Target   Library   Selection  Number  

IL-­‐18   Abr03   S105-­‐50  

IL-­‐18   Abr03   S105-­‐52  

IL-­‐18   Abr03   S105-­‐53  

IL-­‐18   Abr03   S105-­‐58  

IL-­‐18   MJ   S105-­‐61  

IL-­‐18   MJ   S105-­‐62  

IL-­‐18   MJ   S105-­‐63  

IL-­‐18   MJ   S105-­‐64  

IL-­‐18   MJ   S105-­‐65  

IL-­‐18   MJ   S105-­‐66  

IL-­‐18   MJ   S105-­‐68  

IL-­‐18   MJ   S105-­‐71  

Cetuximab   MJ   S105-­‐74  

Cetuximab   MJ   S105-­‐76  

Cetuximab   MJ   S105-­‐79  

Cetuximab   MJ   S105-­‐81  

Cetuximab   MJ   S105-­‐89  

2.3.2.2  Methods  

• See  section  2.2.4.2  

Reagent   Volume  1X  (μl)   Volume  46X  (μl)  

PCR  water   32,5   1495  

Hemo  Klentaq  Buffer,  5X   10   460  

dNTPs,  10  mM   1   46  

SybrGreen,  100X   0,5   23  

Primer  F,  10  μM   1,5   69  

Primer  R,  10  μM   1,5   69  

Hemo  Klentaq  Enzyme   1   46  

Sample  (Staining)   2    

Page 34: Bachelorproef Chris final

 

     34  

2.3.3  Asymmetric  PCR  of  the  DeNAno  particles  

SsDNA  template  strands  are  generated  by  asymmetric  PCR  using  only  the  forward  primer.  

2.3.3.1  Materials  

• See  section  2.2.6.1  

2.3.3.2  Methods  

• See  section  2.2.6.2  

Reagent   Volume  1X  (μl)  (For  50  μl)   Volume  40X  (μl)  (For  100  μl)  

PCR  water   31,5   2520  

Hemo  Klentaq  Buffer,  5X   10   800  

dNTPs,  10mM   1   80  

Primer  F,  10  μM   4,5   360  

Hemo  Klentaq  Enzyme   1   80  

Sample/QPCR   2    

2.3.4  Gel  of  the  asymmetric  products  

Check  if  all  the  asymmetric  samples  are  100  bp.  

2.3.4.1  Materials  

• See  section  2.2.5.1  

2.3.4.2  Methods  

• See  section  2.2.5.2  

2.3.5  PCR  Purification  

• All  excess  reagents  are  removed.  

• See  section  2.2.6.2.2.  

• Nanodrop  the  samples.  

2.3.6  Ligation  of  the  S105,  S106  and  S115  clones  

2.3.6.1  Materials  

• See  section  2.2.1.1  

  Nanodrop  

concentration  (ng/  

μl)  

Molecular  

weight  (  g/mol)  

Concentration  

(μM)  

Volume  for  

1,5  pmol  (μl)  

MJ  linker   14,2   12635,2   1,12   1,34  

Abr03  linker   12,0   12524   0,958   1,57  

Page 35: Bachelorproef Chris final

 

     35  

2.3.6.2  Methods  

• See  section  2.2.1.2  

• The  18  purified   asymmetric   PCR  products   are  made   circular   by   ligation.   These   cicular  

asymmetric   products   will   function   as   a   template   for   the   formation   of   the   DeNAno  

particles.  There  are  4  clones  from  the  Abro3  library  and  14  clones  from  the  MJ   library.  

Make  a  mastermix  of  PCR  Water,  T4  buffer  and  DTT.  Split  the  mastermix  in  662,10  μl  for  

the  MJ  library  and  220,7  μl  for  the  Abr03  library.  

 

Reagents   Volume  1X  (μl)   Volume  20X  (μl)  

PCR  water   38,86   777,2  

T4  Buffer,  10X   5   100  

DTT,  500  mM   0,5   10  

Library   primer/   Asymmetric  

PCR  product,  0,5  μM  

±  3,68    

MJ  Linker,  1  μM   1,34    

Abr03  Linker,  1  μM   1,57    

T4  Enzyme   0,5   10  

2.3.7  Rolling  circle  amplification  of  the  S105,S106  and  S115  clones  

• Single  stranded  DeNAno  concatomers  are  made  of  the  18  clones.  These  concatomers  are  

complementary  to  the  template  oligonucleotide.  

2.3.7.1  Materials  

• See  section  2.2.2.1  

2.3.7.2  Methods  

• See  section  2.2.2.2  

• Test  RCA  

Reagent   Volume  1X  (μl)   Volume  21X  (μl)  

PCR  water   38,7   812,7  

Phi29  Buffer,  10X   5   105  

dNTPs,  10  mM   0,3   6,3  

DTT,  500mM   0,5   10,5  

Oligreen,  200X   0,25   5,25  

Sample  (Ligation)   5    

Phi29  Enzyme   0,25   5,25  

 

 

 

Page 36: Bachelorproef Chris final

 

     36  

• Real  RCA  

Reagent   Volume  1X  (μl)   Volume  21X  (μl)  

PCR  water   38,95   817,95  

Phi29  Buffer,  10X   5   105  

dNTPs,  10  mM   0,3   6,3  

DTT,  500mM   0,5   10,5  

Sample  (Ligation)   5    

Phi29  Enzyme   0,25   5,25  

2.3.8  Staining  of  the  S105,S106  and  S115  clones  

2.3.8.1  Materials  

• See  section  2.2.3.1  

2.3.8.2  Methods  

• See  section  2.2.3.2  

2.3.9  Staining  of  the  S106  clones  

2.3.9.1  Materials  

• See  section  2.2.3.1  

2.3.9.2  Methods  

• Pre-­‐block  the  wells  that  you  are  going  to  use  with  200  μl  TBS  1%  BSA  for  30  min.  

• Add  magnetic  beads  to  1  well  of  the  Greiner  plate  or  1,5  ml  tube.  1-­‐2  μl  beads/sample  (  +  

extra).  

• Wash  with  TBST  10  mM  MgCL2  3  times.  Put  the  plate  on  a  96-­‐well  magnet  to  collect  the  

beads  each  time.  

• Resuspend  the  beads  in  TBST  10  mM  MgCL2,,  1-­‐2  μl  beads/  50  μl  volume.  Aliquot  50  μl  

TBST  10  mM  MgCL2  +  beads  int  each  well.  

• Add  50  μl  RCA  into  each  well.  

• Incubate  1  hour  at  RT.    

• Add  100  μl  TBST  10  mM  MgCL2,  put  on  magnet  to  collect  the  beads.  

• Wash  with  200  μl  TBST  10  mM  MgCL2  4  times,  magnet.    

• Resuspend  in  100  μl  TBS  1%  BSA.  

• Make  a  5  μl  aliquot  from  each  well.  This  is  the  Total  sample.  

• Put  a  Sealplate  film  on  the  plate  and  incubate  1  hr  at  RT.  

• Pull  the  beads  down  and  collect  the  supernatant.  

• Resuspend  the  beads  in  200  μl  TBST  1%  BSA  10  mM  MgCl2  buffer,  magnet.  

• Wash  3x  200  μl  TBST  1%  BSA  10  mM  MgCl2  ,  magnet.  

Page 37: Bachelorproef Chris final

 

     37  

• Resuspend  in  95  μl  TBS  1%  BSA.  

• Make  a  5  μl  aliquot  from  each  well.  This  is  the  Resuspended  beads  (RB)  sample.  

• Make  a  5  μl  aliquot  from  the  supernatants.  This  is  the  Supernatant  (SN)  sample.  

• Make  1:20  dilutions  of  each  aliquot  by  adding  95  μl  TBS  1%  BSA.  

• Make  1:5  dilutions  by  adding  20  μl  of  each  diluted  sample  to  80  μl  TBS  1%  BSA.  

2.3.10  QPCR  of  the  S106  clones  

2.3.10.1  Materials  

• See  section  2.2.4.1  

2.3.10.2  Methods  

• See  section  2.2.4.2  

• We  will  select  the  clones  that  show  the  following  results:  

1. The  Ct  of  the  "Total  “  sample  comes  up  first.  

2. The   Ct   of   the   “Resuspended   beads”   sample   is   close   to   the   Ct   of   the  

“Total”  sample.    

3. The  Ct  of  the  “Supernatant”  sample  is  a  couple  Ct’s  lower  than  the  Ct  of  

the  “Total”  sample.    

These  results  suggest  that  DeNAno  stays  on  the  beads  during  the  1  hour  incubation  and  

the  following  washing  steps.    

Reagent   Volume  1X  (μl)   Volume  50X  (μl)  

PCR  water   29,5   1475  

Hemo  Klentaq  Buffer,  5X   10   500  

dNTPs,  10  mM   1   50  

SybrGreen,  100X   0,5   25  

Primer  F,  10  μM   1,5   75  

Primer  R,  10  μM   1,5   75  

Hemo  Klentaq  Enzyme   1   50  

Sample     5    

2.3.11  Staining  of  the  S106  clones,  repeatability  test  

2.3.11.1  Materials  

• See  section  2.2.3.1  

2.3.11.2  Methods  

• See  section  2.2.3.2  

Page 38: Bachelorproef Chris final

 

     38  

2.3.12  QPCR  of  the  S106  clones,  repeatability  test  

2.3.12.1  Materials  

• See  section  2.2.4.1  

2.3.12.2  Methods  

• See  section  2.2.4.2  

Reagent   Volume  1X  (μl)   Volume  55X  (μl)  

PCR  Water   29,5   1622,5  

Hemo  Klentaq  Buffer,  5X   10   550  

dNTPs,  10  mM   1   55  

SybrGreen,  100X   0,5   27,5  

Primer  F,  10  μM   1,5   82,5  

Primer  R,  10  μM   1,5   82,5  

Hemo  Klentaq  Enzyme   1   55  

Sample  (Staining)   5    

2.3.13  Ligation  of  DeNAno  particle  S106-­‐61  

2.3.13.1  Materials  

• See  section  2.2.1.1  

  Nanodrop  

concentration  

(ng/  μl)  

Molecular  

weight  (  g/mol)  

Concentration  

(μM)  

Volume  

for  1,0  

pmol  (μl)  

Volume  for  

1,5  pmol  

(μl)  

MJ  linker   14,2   12635,2   1,12   /   1,34  

S106-­‐61   7,4   31000   2,39   4,18   /  

2.3.13.2  Methods  

• See  section  2.2.1.2  

• Make  100  μl  ligation.  

Reagents   Volume  1X  (μl)   Volume  2X  (μl)  

PCR  water   38,48   76,96  

T4  Buffer,  10X   5   10  

DTT,  500  mM   0,5   1  

Library  primer/  

Asymmetric  PCR  product,  

0,5  μM  

4,18   8,36  

Linker,  1  μM   1,34   2,68  

T4  Enzyme   0,5   1  

Page 39: Bachelorproef Chris final

 

     39  

2.3.14  Rolling  circle  amplification  of  DeNAno  particle  S106-­‐61  

2.3.14.1  Materials  

• See  section  2.2.2.1  

2.3.14.2  Methods  

• See  section  2.2.2.2  

• Test  RCA  

Reagent   Volume  1X  (μl)   Volume  4X  (μl)  

PCR  water   38,7   154,8  

Phi29  Buffer,  10X   5   20  

dNTPs,  10  mM   0,3   1,2  

DTT,  500mM   0,5   2  

Oligreen,  200X   0,25   1  

Sample  (Ligation)   5    

Phi29  Enzyme   0,25   1  

 

• Real  RCA  

• Use  95  μl  Ligation.  

Reagent   Volume  1X  (μl)   Volume  20X  (μl)  

PCR  water   38,95   779  

Phi29  Buffer,  10X   5   100  

dNTPs,  10  mM   0,3   6  

DTT,  500mM   0,5   10  

Sample  (Ligation)   5    

Phi29  Enzyme   0,25   5  

2.3.15  DeNAno  S106-­‐61  knockoff  by  the  IL-­‐18  cytokine  

2.3.15.1  Materials  

• See  section  2.2.3.1  

Product   Product  number   Lot  number   Company  

Human  Recombinant  

IL-­‐18  

B003-­‐2   075   MBL,  MA,  USA  

2.3.15.2  Methods  

• Make  TBST  1%  BSA  10  mM  MgCl2  buffer  (  500ml  –  washing  and  50  ml  –  dilutions  only).  

• Block  a  plate  with  200  μl  TBST  1%  BSA  10  mM  MgCl2  ,  >30  min  at  RT  (  Block  5  wells  for  

each  sample  (  a  total  of  10  wells  for  each  clone)  and  1  to  wash  the  beads).  

Page 40: Bachelorproef Chris final

 

     40  

• Incubate  12,5  μl  S106-­‐61  RCA  +  0,5  μl  IL-­‐18  Ab  beads  +  37  μl  TBST  1%  BSA  10  mM  MgCl2  

for  1  hr  at  RT.  (  Need  2  wells  for  every  clone)  (1st  well).  

• Wash  1x  175  μl  TBST  1%  BSA  10  mM  MgCl2  ,  magnet  (  Incubations  on  magnet  are  done  

for  the  same  amount  of  time  throughout),  transfer  to  new  wells.  

• Wash   3x   200   μl   TBST   1%  BSA   10  mM  MgCl2  ,  magnet,   transfer   to   new  wells   (   2nd-­‐3rd  

blocked  wells  for  these  washing  steps;  Don’t  need  to  change  wells  every  single  time).  

• Resuspend  in  50  μl  TBST  1%  BSA  10  mM  MgCl2  or  50  μl  1μM  IL-­‐18  protein  in  TBST  1%  

BSA  10  mM  MgCl2,  move  this  to  your  4th  blocked  well  (  1  well  each  for  each  clone  +/-­‐IL-­‐

18)    

• Take  5  μl  aliquot  and  dilute   in  45  μl  TBST  1%  BSA  10  mM  MgCl2.  Save  “Total”  sample.    

Take  5  μl  aliquot  of  beads  only  and  dilute  in  45  μl  TBST  1%  BSA  10  mM  MgCl2.    

• Incubate.  Take  5  μl  supernatant  aliquots  at  5  min,  30  min,  1hr,  2  hr.  (Dilute  in  45  μl  TBST  

1%  BSA  10  mM  MgCl2)  Resuspend  the  sample  then  put  on  magnet  before  taking  aliquot  

each  time.  Keep  plate  covered  to  minimize  evaporation.  

• At  last  time  point,  remove  all  supernatant.  

• Resuspend  beads  in  200  μl  TBST  1%  BSA  10  mM  MgCl2.  

• Magnet,   remove   and   discard   supernatant,   resuspend   in   200   μl   TBST   1%   BSA   10  mM  

MgCl2.  Move  to  new  well  (5th  well).  

• Repeat  previous  wash  step.  

• Resuspend  the  beads  in  200  μl  TBST  1%  BSA  10  mM  MgCl2.  

• Take   5   μl   aliquot   and   dilute   in   45   μl   TBST   1%  BSA   10  mM  MgCl2.   This   is   the   “Pellet”  

sample.  

• Dilute  “Total”  samples  an  additional  1:10  in  TBST  1%  BSA  10  mM  MgCl2  (1:100  total).  

• Dilute   “Supernatant”   samples  an  additional  1:10   in  TBST  1%  BSA  10  mM  MgCl2  (1:100  

total).  

• Dilute  “Pellet”  samples  an  additional  1:12,5  in  TBST  1%  BSA  10  mM  MgCl2  (1:100  total).  

• Repeat  this  protocol  3  times  to  validate  the  results.  

Adjustments  3th  experiment  

• Execute  the  protocol  but  implement  following  changes:  

• At  last  time  point,  remove  all  supernatant.  

• Resuspend  beads  in  200  μl  TBST  1%  BSA  10  mM  MgCl2  and  take  a  5  μl  aliquot.  Dilute  in  

45  μl  TBST  1%  BSA  10  mM  MgCl2.  This  is  the  “Resuspended  1”  sample.  

• Magnet,   remove   and   discard   supernatant,   resuspend   in   200   μl   TBST   1%   BSA   10  mM  

MgCl2  .  Move  to  new  well  (  5th  well).  Take  a  5  μl  aliquot.  Dilute  in  45  μl  TBST  1%  BSA  10  

mM  MgCl2.  This  is  the  “Resuspended  2”  sample.  

• Repeat  previous  wash  step  and  take  a  5  μl  aliquot.  Dilute  in  45  μl  TBST  1%  BSA  10  mM  

MgCl2.  This  is  the  “Resuspended  3”  sample.  

• Resuspend  the  beads  in  200  μl  TBST  1%  BSA  10  mM  MgCl2.  

Page 41: Bachelorproef Chris final

 

     41  

• Take   5   μl   aliquot   and   dilute   in   45   μl   TBST   1%  BSA   10  mM  MgCl2.   This   is   the   “Pellet”  

sample.  

• Dilute  “Total”  samples  an  additional  1:10  in  TBST  1%  BSA  10  mM  MgCl2  (1:100  total).  

• Dilute   “Supernatant”   samples  an  additional  1:10   in  TBST  1%  BSA  10  mM  MgCl2  (1:100  

total).  

• Dilute  “Resuspended”  and  “Pellet”  samples  an  additional  1:12,5  in  TBST  1%  BSA  10  mM  

MgCl2  (1:100  total).  

2.3.16  QPCR  of  the  S106-­‐61  Total,  Supernatant  and  Pellet  samples  

2.3.16.1  Materials  

• See  section  2.2.4.1  

2.3.16.2  Methods  

• See  section  2.2.4.2  

Reagent   Volume  1X  (μl)   Volume  27X  (μl)   Volume  33X  (μl)  (including  

Resuspended  Samples)  

PCR  water   29,5   796,5   973,5  

Hemo  Klentaq  

Buffer,  5X  

10   270   330  

dNTPs,  10  mM   1   27   33  

SybrGreen,  100X   0,5   13,5   16,5  

Primer  F,  10  μM   1,5   40,5   49,5  

Primer  R,  10  μM   1,5   40,5   49,5  

Hemo  Klentaq  

Enzyme  

1   27   33  

Sample  (Staining)   5      

2.3.17  S106-­‐61  titration  with  IL-­‐18    5min/1hr  

2.3.17.1  Materials  

• See  section  2.2.3.1  

Product   Product  number   Lot  number   Company  

Human  Recombinant  

IL-­‐18  

B003-­‐2   075   MBL,  MA,  USA  

2.3.17.1.1  Preparation  IL-­‐18  protein  dilutions  

• Make  8  threefold  dilutions  of  the  1  μM  stock.  

• Il-­‐18  protein  stock  concentration:  5,55  µM.  

• 150  μl  .  1  μM  =  V1  .  5,55  μM  

Page 42: Bachelorproef Chris final

 

     42  

  à  V1  =  27  μl    stock  +  122,97  μl  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2  

• 150  μl  .  500  nM  =  V1  .  1  μM  

  à  V1  =  75  μl  1  μM  stock  +  75  μl  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2  

• 150  μl  .  250  nM  =  V1  .  500  nM  

  à  V1  =  75  μl  500  nM  stock  +  75  μl  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2  

• 150  μl  .  125  nM  =  V1  .  250  nM  

  à  V1  =  50  μl  250  nM  stock  +  100  μl  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2  

• 150  μl  .  62,5  nM  =  V1  .  125  nM  

  à  V1  =  50  μl  125  nM  stock  +  100  μl  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2  

• 150  μl  .  31,25  nM  =  V1  .  62,5  nM  

  à  V1  =  50  μl  62,5  nM  stock  +  100  μl  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2  

• 150  μl  .  15,63  nM  =  V1  .  31,25  nM  

  à  V1  =  50  μl  31,25  nM  stock  +  100  μl  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2  

• 150  μl  7,81  nM  =  V1  .  15,63  nM  

  à  V1  =  50  μl  15,63  nM  stock  +  100  μl  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2  

• 150  μl  .  3,91  nM  =  V1  .  7,81  nM  

  à  V1  =  50  μl  7,81  nM  stock  +  100  μl  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2  

• 150  μl  .  1,95  nM  =  V1  .  3,91  nM  

  à  V1  =  50  μl  3,91  nM  stock  +  100  μl  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2  

• 150  μl  .  0,98  nM  =  V1  .  1,95  nM  

  à  V1  =  50  μl  1,95  nM  stock  +  100  μl  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2  

2.3.17.2  Methods  

• Make  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2  buffer  (500ml-­‐-­‐washing  and  50ml-­‐-­‐dilutions  only)  

• Wash   6   µl   IL-­‐18   beads   in   an   epitube   4   times.   Resuspend   the   beads   in   412,5   µl   TBST  

1%BSA  10mM  MgCl2  and  aliquot  37,5  µl  in  each  well.  

• Block  plate  with  200ul  TBST  1%  BSA  10mM  MgCl2  (or  TBS  1%  BSA),  ≥30min  at  RT.  

• Incubate  12.5ul  IL-­‐18  clone  +  0.5ul  IL-­‐18  ab  beads  +  37ul  TBST  1%  BSA  10mM  MgCl2  for  

1hr  at  RT.  (need  10  wells  for  every  clone)  (1st  well)  

• Wash   1x   175ul   TBST   1%BSA   10mM  MgCl2,   magnet   (incubations   on  magnet   done   for  

same  amount  of  time  throughout),  transfer  to  new  wells  

• Wash   3x200ul   TBST   1%BSA   10mM   MgCl2,   magnet,   transfer   to   new   wells   (2nd-­‐3rd  

blocked  wells  for  steps  4-­‐5.    Don’t  need  to  change  wells  every  single  time)  

• Resuspend  in  the  different  concentrated  solutions:    

1. 50  µl  0,98  nM  IL-­‐18  protein  in  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2  

2. 50  µl  1,95  nM  IL-­‐18  protein  in  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2  

3. 50  µl  3,91  nM  IL-­‐18  protein  in  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2    

4. 50  µl  7,81  nM  IL-­‐18  protein  in  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2  

5. 50  µl  15,63  nM  IL-­‐18  protein  in  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2  

Page 43: Bachelorproef Chris final

 

     43  

6. 50  µl  31,25  nM  IL-­‐18  protein  in  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2  

7. 50  µl  62,5  nM  IL-­‐18  protein  in  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2  

8. 50  µl  125  nM  IL-­‐18  protein  in  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2  

9. 50  µl  250  nM  IL-­‐18  protein  in  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2  

10. 50  µl  1  µM  IL-­‐18  protein  in  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2  

11. 50  µl  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2  

• Move  this  to  your  4th  blocked  well.  

• Take  5ul   aliquot   from  all  11  wells   and  dilute   in  45ul  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2.   Save  

‘Total”  sample.  

• Incubate.    Take  5ul  supernatant  aliquots  at  5min,  1hr  (dilute  in  45ul  TBST  1%BSA  10mM  

MgCl2,  as  in  #7).  Resuspend  sample  then  put  on  magnet  before  taking  aliquot  each  time.    

Keep   plate   covered   to   minimize   evaporation.   Save   “Supernatant”   samples   for   each  

dilution.  

• At  last  time  point,  remove  all  supernatant.  

• Resuspend  beads  in  200ul  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2  

• Magnet,  remove  supernatant  (discard),  resuspend  in  200ul  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2.  

Move  to  new  well  (5th  well)  

• Repeat  #11  (don’t  need  to  transfer  wells)  

• Resuspend  beads  in  200ul  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2.  

• Take  5ul  aliquot  and  dilute  in  45ul  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2.  Save  “Pellet”  sample.  

• Dilute  samples  an  additional  1:10  in  TBST  1%BSA  10mM  MgCl2  (1:100  total)  

2.3.18  QPCR  of  the  S106-­‐61  titration  Total,  Supernatant  and  Pellet  samples  

2.3.18.1  Materials  

• See  section  2.2.4.1  

2.3.18.2  Methods  

• See  section  2.2.4.2  

Reagent   Volume  1X  (μl)   Volume  60X  (μl)  

PCR  water   29,5   1770  

Hemo  Klentaq  Buffer,  5X   10   600  

dNTPs,  10  mM   1   60  

SybrGreen,  100X   0,5   30  

Primer  F,  10  μM   1,5   90  

Primer  R,  10  μM   1,5   90  

Hemo  Klentaq  Enzyme   1   60  

Sample  (Staining)   5    

Page 44: Bachelorproef Chris final

 

     44  

2.4  Lyophilization  of  DeNAno  

We  are  testing  the  lyophilization  of  samples  S12-­‐SA-­‐D7,  S12-­‐SA-­‐D8  and  S13-­‐G10.  

2.4.1  Ligation  

2.4.1.1  Materials  

• See  section  2.2.1.1  

2.4.1.2  Methods  

• See  section  2.2.1.2  

2.4.2  Rolling  circle  amplification  

2.4.2.1  Materials  

• See  section  2.2.2.1  

2.4.2.2  Methods  

• See  section  2.2.2.2  

• Test  RCA  

Reagent   Volume  1X  (μl)   Volume  4X  (μl)  

PCR  water   38,7   154,8  

Phi29  Buffer,  10X   5   20  

dNTPs,  10  mM   0,3   1,2  

DTT,  500mM   0,5   2  

Oligreen,  200X   0,25   1  

Sample  (Ligation)   5    

Phi29  Enzyme   0,25   1  

 

• We  are  going  to  make  450  μl  RCA  instead  of  200  μl  for  the  Real  RCA.    During  dialysis  the  

volume  of  each  sample  will  increase.  After  dialysis  we  will  split  the  total  volume  of  each  

sample  in  half  .  One  half  of  the  volume  will  be  lyophilized,  the  other  half  will  be  used  as  a  

control.  

Reagent   Volume  1X  (μl)  (For  450  μl)   Volume  4X  (μl)  (For  450  μl)  

PCR  water   350,55   1402,2  

Phi29  Buffer,  10X   45   180  

dNTPs,  10  mM   2,7   10,8  

DTT,  500  mM   4,5   18  

Ligation   45    

Phi29  Enyme   2,25   9  

Page 45: Bachelorproef Chris final

 

     45  

 

• We  are  using  1,5  ml  tubes  instead  of  PCR  tubes  because  of  the  bigger  volume  that  each  

sample  has.  

• Set  the  heat  blocks  to  30°C  and  65°C  

• Run  the  RCA  at  30°C  for  30  min  and  65°C  for  15  min.  

2.4.3  Dialysis  

2.4.3.1  Materials  

Products   Product  number   Lot  number   Company  

Milli-­‐  Q  water  

 

/   /   EMD  Millipore,  MA,  

USA  

Slide-­‐A-­‐Lyzer  G2  

Dialysis  cassettes  

10K,  0,1-­‐0,5  ml  

88250   OH189048   Thermo  Scientific,  MA,  

USA  

1M  Tris-­‐Hcl  pH  8,5   T5085   T508507K1201   Teknova,  CA,  USA  

2.4.3.1.1  Preparation  of  the  dialysis  buffer  

• The  dialysis  buffer  that  we  make  is  the  same  solution  in  which  we  want  to  lyophilize  our  

samples.  

• Each  sample  has  a  volume  of  450  μl.    We  need   to  make  a  buffer  at   least  300   times   the  

volume  of  the  sample:  300  x  450  μl  =  135  ml  buffer  for  each  sample.  That  makes  a  total  

of  405  ml  buffer  for  all  samples  together.    

• We  are  using  a  10  mM  Tris-­‐Hcl  pH  8,5  buffer,  made  from  a  1M  Tris-­‐Hcl  pH  8,5  stock.  

• 405ml  .  10mM  =  V1  .  1000mM  

à  V1  =  4,05  ml  1M  Tris-­‐Hcl  pH  8,5  +  400,95  ml  Milli-­‐Q  water.  

2.4.3.2  Methods  

• Hydrate  the  membrane  

1. Remove   the   cassette   from   its  protective  pouch.  To  prevent  membrane  

contamination,   handle   the   casette   by   the   plastic   frame   only.   Do   not  

touch  the  membrane  with  ungloved  hands.  The  cassette  may  be  placed  

upright  on  its  bottom  end  on  a  flat  surface.  

2. Immerse   the   cassette   in   dialysis   buffer   for   2   minutes.   It   may   be  

necessary  to  hold  the  cassette  under  the  surface  for  the  hydration  step  

as  the  air  inside  the  cassette  may  cause  it  to  float  sideways.  

3. Remove   cassette   from  buffer.   To   remove   excess   buffer,   gently   tap   the  

cassette  on  a  paper  towel.    Leave  the  cassette  in  the  buffer  until  you  are  

ready  to  load  the  sample.  Write  the  sample  name  on  the  top  of  the  cap.  

 

 

Page 46: Bachelorproef Chris final

 

     46  

• Add  Sample  

1. Open  the  cassette  by  gently   twisting  the  cap  counter-­‐clockwise  until   it  

stops  (±  45°  angle)  and  then  gently  pulling  out  the  cap.  

2. Add  the  sample  using  a  200  μl  pipettor,  slowly  withdrawing  the  pipette  

while  dispensing.  Do  not  overload  the  cassette.  

3. Remove   the   excess   air   in   the   cassette   by   simultaneously   pressing   the  

membrane  gently  on  both  sides  using  your  gloved  thumb  and  forefinger  

and  inserting  the  cap.  

4. Insert  cap  and  lock  by  gently  twisting  it  clockwise.  

• Dialyze  Sample  

1. Float  the  cassette  vertically  in  the  dialysis  buffer  and  stir  gently  to  avoid  

creating  a  vortex   that  might  pull   the   casette  down   in   contact  with   the  

stir  bar.  Stir  at  50  rpm  on  the  magnetic  stirplate  in  the  coldroom.  

2. Dialyze  overnight  at  RT  or  4°C  (  Cold  room).  Replace  the  dialysis  buffer  

and  dialyze  overnight.  Replace  the  dialysis  buffer  and  dialyze  overnight  

one  last  time.  Use  the  dialysis  buffer  at  a  total  of  at  least  300  times  the  

volume  of  the  sample  during  the  course  of  the  dialysis  procedure.  

• Remove  the  sample  

1. Remove   the   cassette   from   the   buffer.   To   remove   excess   buffer,   gently  

tap   the   cassette  on  a  paper   towel.  Turn   the   cassette  upside  down  and  

tap  again.  

2. Open  the  cassette  by  gently   twisting  the  cap  counter-­‐clockwise  until   it  

stops  (±  45°  angle)  and  then  gently  pulling  out  the  cap.  

3. Use  100  μl  gel-­‐loading  tips  to  retrieve  the  sample  by  slowly  aspirating  

while  inserting  the  pipette  toward  the  bottom  of  the  cassette.    

4. Transfer  each  sample  into  a  1,5ml  tube.  Determine  the  exact  volume  of  

each  sample.    

2.4.4  Lyophilization  

2.4.4.1  Snap  freezing  

2.4.4.1.1  Materials  

Product   Product  number   Lot  number   Company  

Epitubes  with  

screwcaps  

72.692   /   Sarstedt,  DEU  

Lyophilization  

vials  

C4000-­‐2W   13221175   Thermo  Scientific,  

MA,  USA  

Lyophilization  

vial  caps  

B7800-­‐1   00149132   Thermo  Scientific,  

MA,  USA  

Page 47: Bachelorproef Chris final

 

     47  

2.4.4.1.2  Methods  

• Spray  the  caps  and  vials  with  ethanol  to  desinfect  them.  

• Aliqout  the  exact  volume  of  each  sample  into  a  vial.  

• Before   we   can   lyophilize   the   samples,   we   have   to   snap   freeze   them   first   in   liquid  

nitrogen.    

• Use  the  blue  protection  gloves  and  the  face  shield  before  opening  the  tank.    

• Put  the  vials  in  a  cardboard  box  with  holes  in  the  bottom  in  order  to  let  the  liquid  flow  

out  after  being  submerged.  

• Check  the  nitrogen  level  with  a  measuring  stick.  

• Use  the  hose  on  the  wall  to  fill  up  the  tank  if  the  level  is  too  low.  Cover  the  tank  with  the  

blanket  while  filling.  Rechcek  the  level.  The  level  should  be  at  least  10.  

• Put  the  cardboard  box  on  the  bottom  shelf  of  one  of  the  racks.  Don’t  forget  to  secure  the  

boxes  with  the  pin.  

• Submerge  the  rack  and  close  the  tank.  

• Wait  until  the  samples  solidify.  

• Keep  the  samples  frozen  in  dry  ice  until  you  use  them  in  the  lyophilizator.  

2.4.4.2  Lyophilization  

2.4.4.2.1  Materials  

Product   Product  number   Lot  number   Company  

Kimwipe  (delicate  

task  wipers)  

34155   FL416928   Kimtech,  Kimberly-­‐

Clark  Professional,  

GA,  USA  

Fast-­‐Freeze®  

Flasks  

18-­‐1912-­‐07   75409-­‐00   Labconco,  MO,  USA  

Lyophilizer   7934027   071178960  C   Labconco,  MO,  USA  

2.4.4.2.2  Methods  

• Clean  the  inside    of  the  glass  cover  and  the  tank  to  prevent  ice  formation.  

• Close  the  cover.  

• Start  the  lyophiliser.  

• Press  “  Auto  Refrigeration”.  

• Wait  until  the  display  shows:     ±  0,500  mbar  

-­‐70°C  

• Put  paper  towels  on  top  of  the  glass  cover  to  steady  the  glass  container.  Wipe  the  inside  

of  the  glass  container  twice  with  a  Kimwipe  to  clean  out  all  the  liquid.  

• Remove  the  caps  from  the  sample  tubes.  

• Seal  the  opening  of  the  tubes  with  a  folded  Kimwipe  and  wrap  the  Kimwipe  around  the  

opening  of  the  tube  to  cover  it.    

Page 48: Bachelorproef Chris final

 

     48  

• Cut  the  elastic  of  a  glove  off  and  use  it  to  hold  the  Kimwipe  firmly  in  place.    

• Fill  the  glass  container  with  Kimwipes.  

• Place  the  samples  upright  in  the  container  without  the  openings  touching  eachother.  

• Put   a   maximum   of   5   vials   together.   Separate   two   layers   of   vials   with   a   couple   of  

Kimwipes.  

• Firmly  press  the  cap  on  the  glass  container.  

• Firmly   press   the   glass   tube   on   top   of   the   cap   into   one   of   the   openings   of   the   drying  

chamber.  

• Rotate  the  knob  180°  so  that  the  slant  is  facing  to  the  container.  Turn  the  knob  slowly  in  

order  to  expose  the  samples  slowly  to  the  difference  in  pressure.  

• Let  lyophilize  overnight.  

• Close   the  valve  by  rotating   the  knob  slowly  180°  counter-­‐clockwise.  Slowly  expose   the  

samples  to  the  atmospheric  pressure.    

• Remove  the  container.  

• Open  the  valve  slowly  by  rotating  the  knob  180°  clockwise  to  release  the  vacuum.    

• Stop  the  lyophiliser.  

• Clean   the   container   and   the   containertop   three   times  with   ethanol   after   removing   the  

samples  and  Kimwipes.  

2.4.4.3  Nanodrop  

• Resuspend  the  lyophilized  samples  in  a  tenth  of  the  starting  volume.  The  samples  will  be  

ten   times   more   concentrated.   The   concentration   of   the   lyophilized   samples   and   the  

control  samples  must  be  the  same  in  order  to  do  the  staining.  The  concentrations  of  both  

samples   is   analysed  with  Nanodrop.    The   lyophilized   samples  are   then  diluted   to  have  

the  same  concentration  as  the  control  samples.  

• Compare  the  nanodrop  readings  with  the  concentration  which  would  be  expected  of  the  

RCA  under  perfect   conditions   in   order   to   get   an   idea  of   how  good   the  RCA  works   and  

how  much  sample  might  be  lost  during  dialysis.  Each  sample  has  a  bigger  volume  after  

dialysis.   Compensate   for   the   volume   difference   in   order   to   calculate   the   original  

concentration.    

• Calculation  perfect  RCA  concentration  

1  pmol  template  oligo  in  50  μl  ligation  

Use  5  μl  ligation  in  RCA  

±  600  copies  100  bp/  RCA  in  a  30  min  reaction  

MW  100  bp  ≅  31000  g/mol  

à  1  pmol  template  in  50  μl  =  0,1  pmol  template  in  5  μl  

à  0,1  pmol  x  600  copies  =  60  pmol  in  50  μl  RCA  

à  31000  g/mol  x  60  pmol  =  1860000  pg  =  1860  ng  

à  1860  ng/  50  μl  =  37,2  ng/  μl  

Page 49: Bachelorproef Chris final

 

     49  

• Results  Nanodrop  

  Dialysis  (Control)   Lyophilization  (1/10th    of  the  original  volume)  

S12-­‐SA-­‐D7   14,6  ng/μl   132,3  ng/μl  

S12-­‐SA-­‐D8   15,0  ng/μl   152,0  ng/μl  

S13-­‐G10   15,6  ng/μl   134,2  ng/μl  

 

• Comparison  of  the  Nanodrop  results  with  the  theoretical  ideal  RCA  concentration  shows  

that  all  the  samples  are  in  the  same  ballpark.    

2.4.5  Staining  of  the  lyophilized  samples  

2.4.5.1  Materials  

• See  section  2.2.3.1  

2.4.5.2  Methods  

• See  section  2.2.3.2  

• The  concentration  of  the  lyophilized  samples  and  the  control  samples  must  be  the  same  

in  order  to  do  the  staining.    

• Concentration  dialysed  control  samples  

See  section  2.4.4.3  

• Calculation  dilutions  lyophilized  samples  

S12-­‐SA-­‐D7  

132,3  ng/μl  .  V1  =  14,6  ng/μl  

  à  V1  =  5,52  μl  sample  +  44,48  μl  Hypure  Molecular  Biology  Grade  water  

S12-­‐SA-­‐D8  

152,0  ng/μl  .  V1  =  15,0  ng/μl  

  à  V1  =  4,93  μl  sample  +  45,07  μl  Hypure  Molecular  Biology  Grade  water  

S13-­‐G10  

134,2  ng/μl  .  V1  =  15,6  ng/μl  

  à  V1  =  5,81  μl  sample  +  45,07  μl  Hypure  Molecular  Biology  Grade  water  

• Label  the  RCA’s  with  the  MJ  v1  Alexa  probe  and  the  biotinylated  probe.  

50  μl  S12-­‐SA-­‐D7  LYO   1,112  μl  MJ  v1  Alexa  probe    

50  μl  S12-­‐SA-­‐D7  DIA   1,112  μl  MJ  v1  Alexa  probe    

50  μl  S12-­‐SA-­‐D8  LYO   1,112  μl  MJ  v1  Alexa  probe    

50  μl  S12-­‐SA-­‐D8  DIA   1,112  μl  MJ  v1  Alexa  probe    

50  μl  S13-­‐G10  LYO   1,112  μl  MJ  v1  Alexa  probe    

50  μl  S13-­‐G10  DIA   1,112  μl  MJ  v1  Alexa  probe    

50  μl  S13-­‐G10Bio  LYO   1,112  μl  MJ  v1  Alexa  probe   2,200  μl  Biotinylated  probe  

50  μl  S12-­‐G10Bio  DIA   1,112  μl  MJ  v1  Alexa  probe   2,200  μl  Biotinylated  probe  

 

Page 50: Bachelorproef Chris final

 

     50  

2.4.6  QPCR  

2.4.6.1  Materials  

• See  section  2.2.4.1  

2.4.6.2  Methods  

• See  section  2.2.4.2  

• The  quantitative  plate  read  results  were  diificult  to  differ  from  the  background.  A  QPCR  

reading  was  performed  to  get  a  more  sensative  read.    

• Use   a   magnet   to   pull   the   beads   down   in   the   optical   tubes   that   were   used   for   the  

quantitative  plate  read.    

• Remove  the  supernatant  which  contains  magnesium.  Samples  S12-­‐SA-­‐D7  and  S12-­‐SA-­‐D8  

showed  a   lot  of   aggregates  during   the  washing  steps  of   the   staining.  Aggregates  give  a  

aberrant  result  in  a  QPCR.  DeNAno  particles  need  magnesium  to  bind  to  the  beads.  The  

aggregates  will  disappear  by  removing  the  supernatant  with  magnesium.  

• Make  a  1/1000  dilution.  Resuspend  the  beads  in  200  μl  TBS  1%  BSA  (  instead  of  50  μl).  

This  is  the  first  ¼  dilution.  

• Incubate   for   30   min   .   Mix   the   samples   with   a   pipettor   after   15   min   to   remove   most  

aggregates.    

• Resuspend  the  samples.  

• Take  a  4  μl  aliquot  from  each  sample  and  add    96  μl  TBS  1%  BSA.  

Take  a  10  μl  aliquot  from  each  of  the  dilution  and  add  90  μl  TBS  1%  BSA.  

• Prepare  a  series  of  standards  in  order  to  determine  the  concentration  of  each  sample.  

Make  7  tenfold  dilutions  of  the  1  ng/μl  standard.  Use    a  100bp  plasmid  stock  with  known  

concentration.    

Concentration  of  the  S84-­‐5  stock:  102,9  ng/μl  

102,9  .  V1  =  10  ng/μl  .  100  μl  

  à  V1  =  9,718  μl  +  90,28  μl  TBS  1%  BSA  

10  ng/  μl  .  V1  =  1  ng/μl  .  100  μl  

  à  V1  =  10  μl  +  90  μl  TBS  1%  BSA  

  The  1  ng/μl  stock  is  the  first  standard.  Aliquot  90  μl  TBS  1%  BSA  in  the  remaining  7  PCR  

  tubes.  Add  10  μl  1  ng/μl  stock  in  the  first  PCR  tube.  Mix.  Add  10  μl  of  this  first  dilution  to      

  the  next  PCR  tube.    Repeat  this  for  the  remaining  PCR  tubes.    

  1ng/μlà10-­‐1  ng/μl  à10-­‐2  ng/μl  à10-­‐3  ng/μl  à10-­‐4  ng/μl  à10-­‐5  ng/μl  à10-­‐6  ng/μl    

  à  10-­‐7  ng/μl  

 

 

 

 

Page 51: Bachelorproef Chris final

 

     51  

Reagent   Volume  1X  (μl)   Volume  24X  (μl)  

PCR  water   29,5   708  

Hemo  Klentaq  Buffer,  5X   10   240  

dNTPs,  10  mM   1   24  

SybrGreen,  100X   0,5   12  

Primer  F,  10  μM   1,5   36  

Primer  R,  10  μM   1,5   36  

Hemo  Klentaq  Enzyme   1   24  

Sample  (Staining)   5    

 

Aliquot  45  μl  mastermix  in  each  well.  Add  5  μl  sample  and  mix.    

• Protocol  and  settings  QPCR  machine  

See  section  2.2.4.2  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 52: Bachelorproef Chris final

 

     52  

2.5  Applications  of  lyophilization  

We  are  doing  the  three  experiments  simultaneously.  

2.5.1  Calculations  

1. Comparison  of  the  lyophilization  with  the  vials  versus  the  1,5  ml  epitubes  

  Vials   Epitubes  

S12-­‐SA-­‐D7  

 

200  μl  of  RCA  

A1  

200  μl  of  RCA  

A2  

S12-­‐SA-­‐D8  

 

200  μl  of  RCA  

B1  

200  μl  of  RCA  

B2  

 

2. Long  term  storage  of  the  lyophilized  samples  

  Vials  

S12-­‐SA-­‐D7   200  μl  of  RCA  

A3  

S12-­‐SA-­‐D8   200  μl  of  RCA  

B3  

 

3. Lyophilization  of  different  sized  particles  

  Lyophilization  

  X   Y   Z  

S12-­‐SA-­‐D7   200  μl  of  RCA  

A4  

200  μl  of  RCA  

A5  

200  μl  of  RCA  

A6  

S12-­‐SA-­‐D8   200  μl  of  RCA  

B4  

200  μl  of  RCA  

B5  

200  μl  of  RCA  

B6  

  Dialysis  control  

  X   Y   Z  

S12-­‐SA-­‐D7   200  μl  of  RCA  

A7  

200  μl  of  RCA  

A8  

200  μl  of  RCA  

A9  

S12-­‐SA-­‐D8   200  μl  of  RCA  

B7  

200  μl  of  RCA  

B8  

200  μl  of  RCA  

B9  

X=  30min  /  3nmol  dNTPs  (Standard  RCA)  

Y  =  30  min  /  93,75  pmol  dNTPs  

Z  =  5  min  /  93,75  pmol  dNTPs  

 

 

Page 53: Bachelorproef Chris final

 

     53  

2.5.2  Ligation  

2.5.2.1  Materials  

• See  section  2.2.1.1  

2.5.2.2  Methods  

2.5.2.2.1  Nanodrop  and  concentration  calculations  

Sample   Concentration  (ng/μl)   MW  (g/mol)  

MJv1  Linker   14,2   12635  

S12-­‐SA-­‐D7   17,1   31383  

S12-­‐SA-­‐D8   9,5   31048  

 

• µμM   =   !"#$  !!  =  

(!"!!  !  !"!)  

!!"#

   

• MJv1  Linker:  (!",!!"!!  !  !"

!)

(!"#$% !!"#)

=  1,12  μM  

• S12-­‐SA-­‐D7:  !",!!"!!  !  !"

!

!"!#! !!"#

=  0,545  µμM  

• S12-­‐SA-­‐D8:  (!,!  !"!"!!  !  !"

!)

(!"#$% !!"#)

 =  0,306  μM  

Calculate  the  average  template-­‐  and  linkervolume  to  determine  the  watervolume.  

Template  !,!"!  !!  !  !,!"#  !!

!  =  0,426  μM  

1pmol  template:  0,426  μM  =  !  !"#$!  !!

 à  Add  2,35  μl  template  /  50  μl  reaction.  

Linker  

1,5  pmol  linker:  1,12  μM  =  !,!  !"#$!  !!

à  Add  1,34  μl  linker  /  50  μl  reaction  

• Calculation  of  the  exact  templatevolumes  

S12-­‐SA-­‐D7:  0,  545  μM  =  !"#$%!  !!

 à  1,8  μl  sample  /  50  μl  reaction  =  7,2  μl  sample  /  200  μl  

reaction  

S12-­‐SA-­‐D8:  0,306  μM  =  !"#$%!  !!

à  3,3  μl  sample  /  50  μl  reaction  =  13,2  μl  sample  /  200  μl  

reaction  

 

 

 

 

 

Page 54: Bachelorproef Chris final

 

     54  

2.5.2.2.2  Ligation    

Reagents   Volume  1X  (μl)  (  For  90  

μl)  

Volume  1X  (μl)  (  For  400  

μl)  

PCR  water   72,56   322,5  

T4  Buffer,  10X   9   40  

DTT,  500  mM   0,9   4  

Library   primer/   Asymmetric   PCR  

product,  0,5  μM  

±    4,23  (1pmol)    

Linker,  1  μM   ±  2,41  (1,5  pmol)   10,72  

T4  Enzyme   0,9   4  

 

• Make  a  mastermix  of  PCR  water,  T4  Buffer,  DTT  and  Linker.    

• Aliquot  84,87  μl  mastermix   in   four   seperate   tubes.  Add  3,24  μl   S12-­‐SA-­‐D7   template   to  

tube  1  and  2  and    5,94  μl  S12-­‐SA-­‐D8  template  to  tube  3  and  4.  

• Spin  down  

• Put   the   tubes   in   a   thermal   cycler   and   run   the   “   Anneal”   program   comprising   of   the  

following   steps:   95°C   for   2  min,   ramp   cool   to   25   °C   at   a   rate   of   0,1   °C/sec.   An   anneal  

program  may   also   consist   of   heating   to   95°C   for   2  min   and   then   turn   off   the   thermal  

cycler  to  cool  to  room  temperature.    

• Add  1  μl  T4  enzyme  to  each  tube.  

• Incubate  at  room  temperature  for  5  min  or  overnight  at  4°C.  

2.5.3  Rolling  Circle  Amplification  

2.5.3.1  Materials  

See  section  2.2.2.1  

2.5.3.2  Methods  

• See  section  2.2.2.2  

2.5.3.2.1  Test  RCA  

Reagent   Volume  1X  (μl)   Volume  5X  (μl)  

PCR  water   38,7   193,5  

Phi29  Buffer,  10X   5   25  

dNTPs,  10  mM   0,3   1,5  

DTT,  500mM   0,5   2,5  

Oligreen,  200X   0,25   1,25  

Sample  (Ligation)   5    

Phi29  Enzyme   0,25   1,25  

Page 55: Bachelorproef Chris final

 

     55  

2.5.3.2.2  Real  RCA  

Reagent   Volume  1X  (μl)  (  For  200  μl)   Volume  20X  (μl)  

PCR  water   155,8   3116  

Phi29  Buffer,  10X   20   400  

dNTPs,  10  mM   1,2    

DTT,  500mM   2   40  

Sample  (Ligation)      

Phi29  Enzyme   1    

• Make  a  mastermix  with  PCR  water,  Phi29  buffer  and  DTT  

• Aliquot  1066,8  μl  mastermix  in  tube  MM1  

Aliquot  711,2  μl  mastermix  in  tube  MM2  

Aliquot  1422,4  μl  mastermix  in  tube  MM3  

• Modify  the  protocol  in  order  to  get  different  sized  particles:  

§ 30min  /  3nmol  dNTPs  (Standard  RCA)  

§ 30  min  /  93,75  pmol  dNTPs  

§ 5  min  /  93,75  pmol  dNTPs  

• Make   dilutions   of   the   different   dNTPs   concentrations   in   order   to   add   1,2   μl   dNTPs   to  

each  200  μl  reaction.  

Concentration  dNTPs  stock:  10mM  

§ Standard  50  μl  reaction  :  !  !"#$!,!  !!

 =  10  mM  

§ Modified  50  μl  reaction:    !",!"  .!"!!  !"#$  

!,!  !!    =  0,3125  mM  

10mM  .  V1  =  0,3125  mM  .  100  μl    

à   V1   =   3,125   μl   10mM   dNTPs   stock   +   96,875   μl   Hypure   Molecular  

Biology  Grade  water  

• Tube  setup  

Content  information  see  section  2.5.1  

  Content  

Tube  1   A1/A2/A3  

Tube  2   B1/B2/B3  

Tube  3   A4/A7  

Tube  4   B4/B7  

Tube  5   A5/A8  

Tube  6   B5/B8  

Tube  7   A6/A9  

Tube  8   B6/B9  

 

 

Page 56: Bachelorproef Chris final

 

     56  

• Add  7,2  μl  standard  dNTPs  to  tube  MM1.  

Add  4,8  μl  modified  dNTPs  to  tube  MM2.  

Add  9,6  μl  modified  dNTPs  to  tube  MM3.  

• Add  6  μl  Phi29  Enzyme  to  tube  MM1.  

Add  4  μl  Phi29  Enzyme  to  tube  MM2.  

Add  8  μl  Phi29  Enzyme  to  tube  MM3.  

• Add  the  following  volumes  of  ligation  to  the  appropraite  tubes.  

  Ligation    

Tube  1   60  μl  S12-­‐SA-­‐D7  

Tube  2   60  μl  S12-­‐SA-­‐D8  

Tube  3   40  μl  S12-­‐SA-­‐D7  

Tube  4   40  μl  S12-­‐SA-­‐D8  

Tube  5   40  μl  S12-­‐SA-­‐D7  

Tube  6   40  μl  S12-­‐SA-­‐D8  

Tube  7   40  μl  S12-­‐SA-­‐D7  

Tube  8   40  μl  S12-­‐SA-­‐D8  

 

• Aliquot  540  μl  MM1  into  tubes  1  and  2.  

Aliquot  360  μl  MM2  into  tubes  3  and  4.  

Aliquot  360  μl  MM3  into  tubes  5,6,7  and  8.    

§ Because  the  RCA  in  tube  7  and  8  will  only  run  for  5  min  at  30°C,  it  is  important  

to  add  and  mix  the  mastermix  next  to  the  heatblocks   in  order  to  save  as  much  

time  as  possible.  

• Set  heat  blocks  to  30°C  and  65°C  and  95°C.  

  30°C   65°C   95°C  

Tube  1   30  min   15  min    

Tube  2   30  min   15  min    

Tube  3   30  min     5  min  

Tube  4   30  min     5  min  

Tube  5   30  min     5  min  

Tube  6   30  min     5  min  

Tube  7   5  min     5  min  

Tube  8   5  min     5  min  

 

 

 

 

Page 57: Bachelorproef Chris final

 

     57  

2.5.4  Dialysis  

2.5.4.1  Materials  

• See  section  2.4.3.1  

2.5.4.1.1  Preparation  of  the  dialysis  buffer  

• The  dialysis  buffer  that  we  make  is  the  same  solution  in  which  we  want  to  lyophilize  our  

samples.  

• We  have  two  samples  with  a  volume  of  600  μl  and  6  samples  with  a  volume  of  400  μl.    

We  need  to  make  a  buffer  at  least  300  times  the  volume  of  the  sample:    

§ 300  x  600  μl  =  180  ml  buffer.  That  makes  a  total  of  360  ml  buffer  for  tube  1  and  

2.  

§ 300  x  400  μl  =  120  ml  buffer.  That  makes  a  total  of  360  ml  buffer  for  tubes  3,4,  5  

and  a  total  of  360  ml  buffer  for  tubes  6,7,and  8.    

• We  are  using  a  10  mM  Tris-­‐Hcl  pH  8,5  buffer,  made  from  a  1M  Tris-­‐Hcl  pH  8,5  stock.  

• 360  ml  .  10mM  =  V1  .  1000mM  

à  V1  =  3,60  ml  1M  Tris-­‐Hcl  pH  8,5  +  356,4  ml  Milli-­‐Q  water.  

2.5.4.2  Methods  

• See  section  2.4.3.2  

2.5.5  Lyophilization  

2.5.5.1  Materials  

• See  sections  2.4.4.1.1  and  2.4.4.2.1  

2.5.5.2  Methods  

• See  sections  2.4.4.1.2  and  2.4.4.2.2  

• Determine   the   volume   of   each   tube   after   dialysis   and   divide   it   into   vials   for  

lyophilization.  

  Volume  after  Dialysis  (μl)  

Tube  1   1608  

Tube  2   1374  

Tube  3   600  

Tube  4   760  

Tube  5   645  

Tube  6   706  

Tube  7   700  

Tube  8   628  

 

 

Page 58: Bachelorproef Chris final

 

     58  

• Sample  setup  see  section  2.5.1  

Sample   Volume   Sample   Volume  

A1   536  μl  from  Tube  1   B1   458  μl  from  Tube  2  

A2   536  μl  from  Tube  1   B2   458  μl  from  Tube  2  

A3   536  μl  from  Tube  1   B3   458  μl  from  Tube  2  

A4   300  μl  from  Tube  3   B4   380  μl  from  Tube  4  

A5   322,5  μl  from  Tube  5   B5   353  μl  from  Tube  6  

A6   350  μl  from  Tube  7   B6   314  μl  from  Tube  8  

A7   300  μl  from  Tube  3   B7   380  μl  from  Tube  4  

A8   322,5  μl  from  Tube  5   B8   353  μl  from  Tube  6  

A9   350  μl  from  Tube  7   B9   314  μl  from  Tube  8  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 59: Bachelorproef Chris final

 

     59  

2.6  Different  sized  DeNAno  particles  

We  are  testing  sample  S12-­‐SA-­‐D8.  

2.6.1  Ligation  S12-­‐SA-­‐D8  

2.6.1.1  Materials  

• See  section  2.2.1.1  

2.6.1.2  Methods  

• See  section  2.2.1.2  

2.6.1.2.1  Nanodrop  and  concentration  calculations  

Sample   Concentration  (ng/μl)   MW  (g/mol)  

MJv1  Linker   14,2   12635  

S12-­‐SA-­‐D8   9,5   31048  

 

• 𝜇𝑀   =   !"#$  !!  =  

(!"!!  !  !"!)  

!!"#

   

• MJv1  Linker:  (!",!!"!!  !  !"

!)

(!"#$% !!"#)

=  1,12  μM  

• S12-­‐SA-­‐D8:  (!,!  !"!"!!  !  !"

!)

(!"#$% !!"#)

 =  0,306  μM  

1pmol  template:  0,306  μM  =  !  !"#$!  !!

 à  Add  3,26  μl  template  /  50  μl  reaction.  

Linker  

1,5  pmol  linker:  1,12  μM  =  !,!  !"#$!  !!

 à  Add  1,34  μl  linker  /  50  μl  reaction  

2.6.1.2.2  Ligation    

Reagents   Volume  1X  (μl)     Volume  2X  (μl)    

PCR  water   39,4   78,8  

T4  Buffer,  10X   5   10  

DTT,  500  mM   0,5   1  

Library   primer/   Asymmetric   PCR  

product,  0,5  μM  

3,26   6,52  

Linker,  1  μM   1,34   2,68  

T4  Enzyme   0,5   1  

 

 

Page 60: Bachelorproef Chris final

 

     60  

2.6.2  Rolling  Circle  Amplification  S12-­‐SA-­‐D8  

We  are  making  three  different  sized  particles  of  S12-­‐SA-­‐D8  by  changing  the  dNTP’s  concentration  

for  each  30min  reaction.    

2.6.2.1  Materials  

• See  section  2.2.2.1  

2.6.2.3  Methods  

• See  section  2.2.2.2  

2.6.2.3.1  Calculations  

• dNTPs  stock  =  10  mM    

• 30  min  3  nmol  S12-­‐SA-­‐D8  !  !"#$!,!  !!

 =  10mM  

• 30  min  375  pmol  S12-­‐SA-­‐D8  !"#  !!"!!  !"#$

!,!  !!  =  1,25  mM  

V1  .  10mM  =  50  μl.  1,25  mM  

à  V1  =  6,25  μl  10mM  stock  +  43,75  μl  Hypure  Molecular  Biology  Grade  water  

• 30  min  93,8  pmol  S12-­‐SA-­‐D8  !",!  !!"!!  !"#$

!,!  !!  =  0,3127  mM  

V1  .  10mM  =  50  μl.  0,3127  mM  

à  V1  =  1,56  μl  10mM  stock  +  48,44  μl  Hypure  Molecular  Biology  Grade  water  

• Dilute  the  dNTPs  ten  times  and  add  3  μl  of  the  1,0  mM  solution  to  the  PCR  tubes  instead  

of  0,3  μl  of  the  10mM  solution.  Volumes  lower  than  1  μl  aren’t  pippetable  accurately.    

V1  .  10mM  =  3  μl.  1,0  mM  

à  V1  =  0,3  μl  +  2,7  μl  Hypure  Molecular  Biology  Grade  water  

 

2.6.2.3.2  Test  RCA  

Reagent   Volume  1X  (μl)   Volume  4X  (μl)  

PCR  water   36   144  

Phi29  Buffer,  10X   5   20  

dNTPs,  1  mM   3    

DTT,  500mM   0,5   2  

Oligreen,  200X   0,25   1  

Sample  (Ligation)   5    

Phi29  Enzyme   0,25   1  

Page 61: Bachelorproef Chris final

 

     61  

2.6.2.3.3  Real  RCA  

• 3  samples  +  1  negative  RCA  

Reagent   Volume  1X  (μl)  (  For  200  μl)   Volume  5X  (μl)  

PCR  water   145   725  

Phi29  Buffer,  10X   20   100  

dNTPs,  1  mM   12    

DTT,  500mM   2   10  

Sample  (Ligation)   20    

Phi29  Enzyme   1   5  

 

• Aliquot  12  μl  of  the  different  dNTPs  in  the  appropriate  PCR  tubes.  

• Add  168  μl  mastermix  into  each  tube.  

• Place  the  tubes  in  the  PCR  cycler.  

• Add  20  μl  sample  the  first  3  tubes  and  mix  

• Run  the  “RCA30”  program.  

2.6.3  Dialysis  S12-­‐SA-­‐D8  

2.6.3.1  Materials  

• See  section  2.4.3.1  

2.6.3.2  Methods  

• See  section  2.4.3.2  

2.6.3.2.1  Preparation  of  the  dialysis  buffer  

• The  dialysis  buffer  that  we  make  is  the  same  solution  in  which  we  want  to  lyophilize  our  

samples.  

• Each  sample  has  a  volume  of  200  μl.    We  need   to  make  a  buffer  at   least  300   times   the  

volume  of  the  sample:  300  x  200  μl  =  60  ml  buffer  for  each  sample.  That  makes  a  total  of  

240  ml  buffer  for  all  samples  together.  We  can  make  an  excess  of  buffer.  

• We  are  using  a  10  mM  Tris-­‐Hcl  pH  8,5  buffer,  made  from  a  1M  Tris-­‐Hcl  pH  8,5  stock.  

• 300ml  .  10mM  =  V1  .  1000mM  

à  V1  =  3,0  ml  1M  Tris-­‐Hcl  pH  8,5  +  297  ml  Milli-­‐Q  water.  

Page 62: Bachelorproef Chris final

 

     62  

2.6.4  Lyophilization  of  S12-­‐SA-­‐D8  

2.6.4.1  Materials  

• See  sections  2.4.4.1.1  and  2.4.4.2.1  

2.6.4.2  Methods  

• See  sections  2.4.4.1.2  and  2.4.4.2.2  

• The  lyophilized  samples  are  reinstated  in  30  μl  Hypure  Molecular  Biology  Grade  water.  

• Nanodrop  of  the  samples:  

  Concentration  (ng/μl)  

S12-­‐SA-­‐D8  3  nmol   118,8  

S12-­‐SA-­‐D8  375  pmol   88,6  

S12-­‐SA-­‐D8  93,8  pmol   89,7  

Blanc   43,1  

2.6.5  Gel  of  the  different  sized  S12-­‐SA-­‐D8  particles  

• See  section  2.2.5  

• Prepare  a  1%  agarose  gel.  

• Load  22,5  μl  of  the  D8  samples  and  the  blanc.  Load  6  μl  of  the  Log  2  ladder  and  2  μl  of  the  

25/100bp  ladder.  

1   2   3   4   5   6  

Log  2  ladder   D8  3  nmol   D8  375  pmol   D8  93,8  pmol   Blanc   25/100bp  ladder  

2.6.6  QPCR  with  equal  concentrations  of  the  different  sized  products  

2.6.6.1  Materials  

• See  section  2.2.4.1  

2.6.6.2  Methods  

• See  section  2.2.4.2  

• Dilute  each  sample  to  a  concentration  of  2,5  pg/μl  for  the  QPCR.  

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 63: Bachelorproef Chris final

 

     63  

2.6.7  Ligation  of  S12-­‐SA-­‐D7,  S12-­‐SA-­‐D8  and  S13-­‐G10  

2.6.7.1  Materials  

• See  section  2.2.1.1  

2.6.7.2  Methods  

• See  section  2.2.1.2  

• Make  200  μl  D7,  200  μl  D8  and  400  μl  G10  ligation.  

Reagents   Volume  1X  (μl)     Volume  20X  (μl)    

PCR  water   40,56   811,2  

T4  Buffer,  10X   5   100  

DTT,  500  mM   0,5   10  

Library   primer/   Asymmetric   PCR  

product,  0,5  μM  

±2,10    

Linker,  1  μM   1,34   26,8  

T4  Enzyme   0,5   10  

2.6.8  RCA  of  the  different  sized  particles  

2.6.8.1  Materials  

• See  section  2.2.2.1  

2.6.8.2  Methods  

• See  section  2.2.2.2  

2.6.8.2.1  Calculations  

• dNTPs  stock  =  10  mM    

• 30  min  3  nmol  S12-­‐SA-­‐D8  !  !"#$!,!  !!

 =  10mM  

Reagent   Volume  1X  (μl)   Volume  18X  (μl)  

PCR  water   29,5   531  

Hemo  Klentaq  Buffer,  5X   10   180  

dNTPs,  10  mM   1   18  

SybrGreen,  100X   0,5   9  

Primer  F,  10  μM   1,5   27  

Primer  R,  10  μM   1,5   27  

Hemo  Klentaq  Enzyme   1   18  

Sample  (Staining)   5    

Page 64: Bachelorproef Chris final

 

     64  

• 30  min  375  pmol  S12-­‐SA-­‐D8  !"#  !!!!!  !"#$

!,!  !!  =  1,25  mM  

V1  .  10mM  =  150  μl.  1,25  mM  

àV1  =  18,77  μl  10mM  stock  +  131,23  μl  Hypure  Molecular  Biology  Grade  water  

• 30  min  93,8  pmol  S12-­‐SA-­‐D8  !",!  !!"!!  !"#$

!,!  !!  =  0,3127  mM  

V1  .  10mM  =  150  μl.  0,3127  mM  

à  V1  =  4,69  μl  10mM  stock  +  145,31  μl  Hypure  Molecular  Biology  Grade  water  

• Dilute  the  dNTPs  ten  times  and  add  3  μl  of  the  1,0  mM  solution  to  the  PCR  tubes  instead  

of  0,3  μl  of  the  10mM  solution.  Volumes  lower  than  1  μl  aren’t  pippetable  accurately.    

V1  .  10mM  =  3  μl.  1,0  mM  

à  V1  =  0,3  μl  +  2,7  μl  Hypure  Molecular  Biology  Grade  water  

2.6.8.2.2  Test  RCA  

Reagent   Volume  1X  (μl)   Volume  15X  (μl)  

PCR  water   36   540  

Phi29  Buffer,  10X   5   75  

dNTPs,  1  mM   3    

DTT,  500mM   0,5   7,5  

Oligreen,  200X   0,25   3,75  

Sample  (Ligation)   5    

Phi29  Enzyme   0,25   3,75  

2.6.8.2.3  Real  RCA  

Reagent   Volume  1X  (μl)  (  For  500  μl)   Volume  15X  (For  500  μl)  

PCR  water   362,5   5437,5  

Phi29  Buffer,  10X   50   750  

dNTPs,  1  mM   30    

DTT,  500mM   5   75  

Sample  (Ligation)   50    

Phi29  Enzyme   2,5   37,5  

 

• Aliquot  30  μl  dNTPs  (3nmol/375  pmol/93,8  pmol)  in  the  appropriate  epitubes.  

• Make  a  mastermix  with  PCR  water,  Buffer,  DTT  and  enzyme.  

• Aliquot  420  μl  mastermix  in  each  tube.  

• Place  the  tubes  into  the  30  °C  heatblock.  

Page 65: Bachelorproef Chris final

 

     65  

Add  50  μl   of   ligation   to   the   appropriate   epitube.  Wait  1  min   in  between  adding   to   the  

next  epitube.    

• Take   the   first   epitube   out   of   the   heatblock   after   30   min   and   transfer   it   to   he   65°C  

heatblock  for  15  min.  Wait  1  min  to  transfer  the  next  tube  int  the  65°C  heatblock.  Repeat  

for  the  remaining  tubes.    

• Wait   1   min   to   take   the   consecutive   tubes   out   of   the   heatblock   after   15   min   of   heat  

inactivation  at  65°C.  

2.6.9  Dialysis  of  the  different  sized  particles    

2.6.9.1  Materials  

• See  section  2.4.3.1  

2.6.9.2  Methods  

• See  section  2.4.3.2  

2.6.9.2.1  Preparation  of  the  dialysis  buffer  

• The  dialysis  buffer  that  we  make  is  the  same  solution  in  which  we  want  to  lyophilize  our  

samples.  

• Each  sample  has  a  volume  of  200  μl.    We  need   to  make  a  buffer  at   least  300   times   the  

volume  of  the  sample:  300  x  200  μl  =  60  ml  buffer  for  each  sample.  That  makes  a  total  of  

240  ml  buffer  for  all  samples  together.  We  can  make  an  excess  of  buffer.  

• We  are  using  a  10  mM  Tris-­‐Hcl  pH  8,5  buffer,  made  from  a  1M  Tris-­‐Hcl  pH  8,5  stock.  

• 300ml  .  10mM  =  V1  .  1000mM  

à  V1  =  3,0  ml  1M  Tris-­‐Hcl  pH  8,5  +  297  ml  Milli-­‐Q  water.  

2.6.10  Lyophilization  of  the  different  sized  particles  

2.6.10.1  Materials  

• See  sections  2.4.4.1.1  and  2.4.4.2.1  

2.6.10.2  Methods  

• See  sections  2.4.4.1.2  and  2.4.4.2.2  

• Samples  were  reinstated  in  a  tenth  of  the  volumes  after  dialysis:  

3  nmol  dNTP  Particles   85  μl  Hypure  Molecular  Biology  Grade  water  

375  pmol  dNTP  Particles   75  μl  Hypure  Molecular  Biology  Grade  water  

93,8  pmol  dNTP  Particles   81  μl  Hypure  Molecular  Biology  Grade  water  

Page 66: Bachelorproef Chris final

 

     66  

2.6.11  Staining  of  the  different  sized  particles  

2.6.11.1  Materials  

• See  section  2.2.3.1  

2.6.11.2  Methods  

• See  section  2.2.3.2  

2.6.11.2.1  Calculation  of  the  probe  concentration    

• A  1:5  molar  ratio  of  probe  is  needed.  

Ligation:  0,5  pmol  

RCA:  0,05  pmol  

0,05  pmol  x  300  copies  =  1,5  pmol  of  probe  is  needed  for  1:10  molar  ratio  (standard)  

  à  3,0  pmol  of  probe  is  needed  for  1:5  molar  ratio  

3  nmol  dNTP  Particles   3,0  pmol  probe  

375  pmol  dNTP  Particles   0,375  pmol  probe  

93,8  pmol  dNTP  Particles   0,0938  pmol  probe  

 

• A   normal   50   μl   reaction   requires   3,0   pmol   of   probe.   Our   samples   are   ten   times  more  

concentrated.  This  means  that  30  pmol  of  probe  is  required  for  a  50  μl  reaction.  

• The  samples  were  diluted  (See  section  2.6.10.2)  

3  nmol  dNTP  Particles   85  μl   17,6  pmol  probe  

375  pmol  dNTP  Particles   75  μl   0,250  pmol  probe  

93,8  pmol  dNTP  Particles   81  μl   0,056  pmol  probe  

2.6.11.2.2  Preparation  of  the  MJ  Alexa  Fluor  and  MJ  Biotinylated  probe  solutions  

2.6.11.2.2.1  Materials  

Product   Product  Number   Lot  Number   Company  

Hypure  Molecular  

Biology  Grade  water  

SH3053803   AZK193756   GE  Lifesciences,  UK  

 

Oligonucleotide   Specification   Company    

MJ  Alexa  Fluor  647  probe  

 

Sequence:  5’/CCA  AAA  AGC  

AAG  GAT  CCA  ACT  C/3’  

MW:  7,710.6  g/mol  

Integrated  DNA  Technologies,  

IA,  USA  

MJ  biotinylated  probe  

 

Sequence:  5’/GGA  TCC  AAC  

TCA  ACG  TCA  CC/3’  

MW:  6,424.4  g/mol  

Integrated  DNA  Technologies,  

IA,  USA  

Page 67: Bachelorproef Chris final

 

     67  

2.6.11.2.2.2  Methods  

• Both  stocks  have  a  concentration  of  100  μM.  

•  V1  .  100  μM  =  25  μl  .  17  μM  

à  V1=  4,25  μl  stock  +  20,75  μl  Hypure  Molecular  Biology  Grade  water  

• V1  .  100  μM  =  50  μl  .  2,5  μM  

à  V1=  1,25  μl  stock  +  48,75  μl  Hypure  Molecular  Biology  Grade  water  

• V1  .  100  μM  =  200  μl  .  0,6  μM  

à  V1=  1,2  μl  stock  +  198,8  μl  Hypure  Molecular  Biology  Grade  water  

• Nanodrop  of  the  probe  solutions  

  Calculated  

concentration  

Nanodrop    

concentration  

Actual  Concentration  

MJ  Alexa  Fluor   17  μM   96,9  ng/μl   12,6  μM  

(MW:  7710,6  g/mol)   2,5  μM   12,5  ng/μl   1,6  μM  

  0,6  μM   2,6  ng/μl   0,34  μM  

MJ  Biotinylated   17  μM   70,7  ng/μl   11,0  μM  

(MW:  6424,4  g/mol)   2,5  μM   7,4  ng/μl   1,15  μM  

  0,6  μM   1,8  ng/μl   0,28  μM  

2.6.11.2.3  Calculations  of  the  probe  volumes  

• MJ  Alexa  Fluor  probe  !",!  !"#$!",!  !!  

 =  1,38  μl  

!,!  !"#$!,!  !!  

 =  1,56  μl  

!,!"  !"#$!,!"  !!  

 =  1,65  μl  

• MJ  biotinylated  probe  !",!  !"#$!!,!  !!  

 =  1,60  μl  

!,!  !"#$!,!"  !!  

 =  2,17  μl  

!,!"  !"#$!,!"  !!  

 =  2,0  μl  

 

 

 

 

 

Page 68: Bachelorproef Chris final

 

     68  

2.6.11.4  Staining  of  the  different  sized  particles  

2.6.11.4.1  Materials  

• See  section  2.2.3.1  

2.6.11.4.2  Methods  

• Pre-­‐block  the  wells  that  you  are  going  to  use  with  200  μl  TBS  1%  BSA  for  30  min.  

• Add  14  x  2  μl  =  28  μl  streptavidin  beads  to  1  well  of  the  Greiner  plate.  

• Wash  with  TBST  10  mM  MgCL2  3  times.  Put  the  plate  on  a  96-­‐well  magnet  to  collect  the  

beads  each  time.  

• Resuspend  the  beads  in  700  μl  TBST  10  mM  MgCL2.  Aliquot  50  μl  TBST  10  mM  MgCL2  +  

beads  int  each  well.  

• Add  50  μl  RCA  into  each  well.  

• Add  1  μl  MgCl2  into  each  well.  

• Incubate  1  hour  at  RT.    

• Add  100  μl  TBST  10  mM  MgCL2,  put  on  magnet  to  collect  the  beads.  

• Wash  with  200  μl  TBST  10  mM  MgCL2  4  times,  magnet.    

• Resuspend  in  50  μl  TBS  1%  BSA.  

• Incubate  30  min  to  remove  the  aggregates  

• Transfer  the  samples  to  a  96-­‐well  white  VWR  plate.  

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 69: Bachelorproef Chris final

 

     69  

3.  Results  

3.1  DeNAno  particle  knockoff  by  the  IL-­‐18  cytokine  

3.1.1  QPCR  Amplification  of  the  isolated  DNA  

 Fig.  7.  QPCR  graph  of  the  plasmid  samples.  Each  sample  was  amplified  during  the  QPCR.  

 

The  isolated  plasmid  DNA  is  double-­‐stranded.  In  order  to  make  templates  for  the  production  of  

DeNAno  particles  with   this  plasmid  DNA,  a   first  amplification  was  carried  out  using  QPCR.  The  

QPCR  results  showed  that  each  sample  is  amplified  (Fig.  7).  In  the  next  step,  an  asymmetric  PCR  

was  performed   to  obtain   ssDNA   templates  by   amplifying   the  QPCR   samples   in   the  presence  of  

only  the  forward  primer.    

3.1.2  Gel  of  the  QPCR  products  

   Fig.  8.  Gel  of  the  QPCR  samples.  The  25/100bp  ladder  is  loaded  in  wells  5  and  44.  The  

samples     in  wells  6-­‐23  are  Roberto’s  samples.  Wells  42  and  43  are  loaded  with  negative  

controls.  Wells  24-­‐41  are  loaded  in  succession  as  followed:  S105-­‐50/  S105-­‐52/  S105-­‐53/  

S105-­‐58/  S106-­‐61/  S106-­‐62/  S106-­‐63/  S106-­‐64/  S106-­‐65/  S106-­‐66/  S106-­‐68/  S106-­‐71/  

S115-­‐74/  S115-­‐76/  S115-­‐77/  S115-­‐79/  S115-­‐81/  S115-­‐89.  

 

       

Fig.  9.  25/100bp  Ladder    

Every  sample  except  for  S105-­‐50  showed  a  band  at  100bp.  The  band  of  S105-­‐50  was  a  bit  lower,  

caused  by  the  fact  that  this  sample  is  only  70  bp  long  (Fig.8).  

Page 70: Bachelorproef Chris final

 

     70  

3.1.3  Gel  of  the  asymmetric  products  

 Fig.  10.  Gel  of  the  asymmetric  samples.  The  25/100bp  ladder  is  loaded  in  wells  5  and  44.  The   samples     in  wells  6-­‐23  are  Roberto’s   samples.  Wells  42  and  43  are   loaded  with  

negative  controls.  Wells  24-­‐41  are   loaded   in  succession  as   followed:  S105-­‐50/  S105-­‐52/  

S105-­‐53/  S105-­‐58/  S106-­‐61/  S106-­‐62/  S106-­‐63/  S106-­‐64/  S106-­‐65/  S106-­‐66/  S106-­‐68/  

S106-­‐71/  S115-­‐74/  S115-­‐76/  S115-­‐77/  S115-­‐79/  S115-­‐81/  S115-­‐89.  

 

 

 Fig.  11.  25/100bp  Ladder  

 

The  ssDNA  asymmetric  samples  showed  the  same  results  on  the  gel  as  the  QPCR  clones  (Fig.  10).  

3.1.4  Staining  of  the  S105,  S106  and  S115  clones  

The  binding  of  the  DeNAno  particles  to  their  specific  target  was  tested  during  the  staining.  Only  

the   clones   that   specifically   bound   to   their   targets   could   be   used   for   the   knockoff   project.   The  

particles   were   labeled   with   an   Alexa   Fluor   MJ   probe   that   absorbs   light   at   650   nm   and  

subsequently  emits  light  at  685  nm.  The  resulting  fluorescence  was  measured  by  the  microplate  

analyser  and  graphically  represented  (Fig.  12,  13  ,14).  

 Fig.  12.  Staining  of  the  S105  clones.  S105-­‐50,  S105-­‐52  and  S105-­‐58  bound  distinctively  to  the  IL-­‐18  beads.  Clone  S105-­‐53  barely  bound  to  the  IL-­‐18  beads  and  couldn’t  be  differentiated  from  the  background.  

 

The  height  of  the  column  is  proportional  to  the  number  of  DeNAno  particles  that  are  bound  to  the  

beads.  

S105-5

0

S105-5

2

S105-5

3

S105-5

80

10000

20000

30000

40000

Background

Sample

Fluo

resc

ence

Staining of the IL-18 S105 clones

IL-18Protein GpAb IgG

Page 71: Bachelorproef Chris final

 

     71  

The  S105  clones  target  IL-­‐18.  Protein  G  and  pAb  IgG  were  used  as  control  beads.  S105-­‐50,  S105-­‐

52  and  S105-­‐58  bound  distinctively  to  the  IL-­‐18  beads.  Clone  S105-­‐53  barely  bound  to  the  IL-­‐18  

beads   and   couldn’t   be   differentiated   from   the   background.   In   conclusion,   S105-­‐50  was   able   to  

bind  most  efficiently  of  all  the  samples  (Fig.  12).  

   Fig.  13.  Staining  of   the  106  clones.   All  samples  bound  specifically  to  the  IL-­‐18  beads  and  not  the  Protein  G  or  Rituximab  beads.  

IL-­‐18  is  also  the  target  of  the  S106  clones.  Protein  G  and  Rituximab  were  used  as  control  beads.  

All  samples  bound  specifically  to  the  IL-­‐18  beads  and  not  the  Protein  G  or  Rituximab  beads  (Fig.  

13).  These  clones  showed  the  best  results  and  were  used  in  further  experimetns  to  measure  the  

amount   of   particles   that   comes   off   the   beads   after   1   hour   incubation.   The   individual   DeNAno  

clones   shouldn’t   be   released   from   the   beads   if   the   cytokine   isn’t   present   in   the   solution.   The  

DeNAno   clones  must   remain   bound   to   the   beads   in   order   to   perform  a   successful   quantitative  

measurement  of  the  displacement  of  DeNAno  particles  by  the  IL  -­‐18  cytokine.    

 Fig.  14.   Staining  of   the  S115  clones.   These  results  show  that  the  clones  S115-­‐76,  S115-­‐77,  S115-­‐79  and  S115-­‐81  bind  to  Cetuximab  beads  only.  S115-­‐74  and  S115-­‐89  bind  to  both  Cetuximab  and  Rituximab  beads.  

S106-6

1

S106-6

2

S106-6

3

S106-6

4

S106-6

5

S106-6

6

S106-6

8

S106-7

1

1000

10000

100000

Background

Fluo

resc

ence

Staining of the IL-18 S106 clones

Beads Only

IL-18Protein GRituximab

Sample

S115-7

4

S115-7

6

S115-7

7

S115-7

9

S115-8

1

S115-8

9100

1000

10000

100000

Background

Sample

Fluo

resc

ence

Staining of the Cetuximab S115 clones

Protein GCetuximabRituximabpAb IgG

Page 72: Bachelorproef Chris final

 

     72  

 

These   results   show   that   the  DeNAno  clones  S115-­‐76,   S115-­‐77,   S115-­‐79  and  S115-­‐81  bound   to  

Cetuximab   beads   only.   S115-­‐74   and   S115-­‐89   bound   to   both   Cetuximab   and   Rituximab   beads.  

None  of  the  clones  bound  to  the  Protein  G  or  pAb  IgG  control  beads.  (Fig.  14).  

3.1.5  Staining  of  the  S106  clones  

Aliquots  of  the  sample  were  taken  at  different  timepoints  to  determine  the  release  of  the  DeNAno  

particles   from   the  beads  during   the   staining   (see  Section  2.3.9).  QPCR  was  performed  with   the  

samples  and  standards  with  known  concentrations  (Fig.  15,16,17).  A  standard  curve  was  made  

by   plotting   the   standards   Ct   values   on   the   X   axis   and   the   concentration   on   the   Y   axis.   The  

concentrations   of   each   sample   were   calculated   by   inserting   the   Ct’s   into   the   function   of   the  

standard  curve.  

 

     Fig.  15.  QPCR  results  S106  clones  Total.  Ct  values     Table  2.  Staining  of  the  S106  clones.  Ct’s  and  concentrations  of    

are  found  in  Table  2.   the  Total  samples.  

 

   Fig.  16.  QPCR  results  S106  clones  Supernatant.  Ct     Table  3.  Staining  of  the  S106  clones.  Ct’s  and  concentrations  of    

values  are  found  in  Table  3.                          the  Supernatant  samples.  

 

Sample   Ct   Concentration  (ng  in  50  μl)  

IL-­‐18  S106-­‐61  Total   7,84   0,394300359  

IL-­‐18  S106-­‐62    Total   6,88   0,805351555  

IL-­‐18  S106-­‐63    Total   7,78   0,412298798  

IL-­‐18  S106-­‐64    Total   7,42   0,538916452  

IL-­‐18  S106-­‐65    Total   7,86   0,388477205  

IL-­‐18  S106-­‐66    Total   8,14   0,315429781  

IL-­‐18  S106-­‐68    Total   8,39   0,261898069  

IL-­‐18  S106-­‐71    Total   8,41   0,258030275  

Sample   Ct   Concentration  (  ng  in  50  μl)  IL-­‐18  S106-­‐61  SN   11,82   0,020415613  

IL-­‐18  S106-­‐62  SN   10,85   0,042009893  

IL-­‐18  S106-­‐63  SN   8,96   0,171386176  

IL-­‐18  S106-­‐64  SN   11,35   0,028960815  

IL-­‐18  S106-­‐65  SN   9,16   0,14769285  

IL-­‐18  S106-­‐66  SN   7,87   0,385597958  

IL-­‐18  S106-­‐68  SN   8,34   0,27182311  

IL-­‐18  S106-­‐71  SN   9,07   0,157919883  

Page 73: Bachelorproef Chris final

 

     73  

   Fig.  17.  QPCR  results  S106  clones  Resuspended  beads.   Table  4.  Staining  of  the  S106  clones.  Ct’s  and  concentrations  of    

Ct  values  are  found  in  Table  4.   the  Resuspended  beads  samples.  

 

The  %  Supernatant/Total  was  calculated  to  determine  the  amount  of  the  DeNAno  particles  that  

were   released   from   the   beads   during   the   1   hour   incubation.   A   loss   of   5-­‐10%  was   considered  

acceptable.  Only  ±  5%  of  S106-­‐61,  S106-­‐62  and  S106-­‐64    was  released  from  the  beads  (Table  5).      

Sample   %  Sup/Total  

IL-­‐18  S106-­‐61     5,177680663  

IL-­‐18  S106-­‐62     5,216342241  

IL-­‐18  S106-­‐63     41,56843946  

IL-­‐18  S106-­‐64     5,373897037  

IL-­‐18  S106-­‐65     38,01840823  

IL-­‐18  S106-­‐66     122,2452604  

IL-­‐18  S106-­‐68     103,7896577  

IL-­‐18  S106-­‐71     61,2020753  

Table  5.  Staining  of  the  S106    

clones.  %  Supernatant/Unwashed  

     

   Fig.   18.   Staining   of   the   IL-­‐18   S106  Clones.  95%  of   the  S106-­‐61,  S106-­‐62  and  

S106-­‐64    clones  stayed  bound  to  the  beads.  The  release  of  the  other  clones  was  too  

high  to  use  the  particles  in  the  knockoff  project.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sample   Ct   Concentration  (  ng  in  50  μl)  

IL-­‐18  S106-­‐61  RB   7,38   0,555193925  

IL-­‐18  S106-­‐62  RB      No  Ct     Overloaded  

IL-­‐18  S106-­‐63    RB   8,5   0,241320003  

IL-­‐18  S106-­‐64    RB   7,14   0,663719057  

IL-­‐18  S106-­‐65    RB   8,27   0,286353231  

IL-­‐18  S106-­‐66    RB   12,02   0,017593252  

IL-­‐18  S106-­‐68    RB   11,44   0,027085287  

IL-­‐18  S106-­‐71    RB   10,05   0,07617577  

IL-18 S106-61

IL-18 S106-62

IL-18 S106-63

IL-18 S106-64

IL-18 S106-65

IL-18 S106-66

IL-18 S106-68

IL-18 S106-710

50

100

150

Staining of the IL-18 S106 clones

% D

eNAn

o Re

leas

e

Page 74: Bachelorproef Chris final

 

     74  

3.1.6  Staining  of  the  S106  clones;  Repeatability  Test  

The  staining  is  repeated  with  the  S106-­‐61,  S106-­‐62  and  S106-­‐64    clones.    Each  clone  is  tested  in  

triplicate  (A/B/C).  

Fig.  19.  QPCR  results  S106-­‐61/62/64  clones     Table  6.  Repeatability  staining  of  the  S106  clones.  Ct’s  and    

Total.  Ct  values  are  found  in  Table  6.   concentrations  of  the  Total  samples.  

 

 

 Fig.  20.  QPCR  results  S106-­‐61/62/64  clones     Table  7.  Repeatability  staining  of  the  S106  clones.  Ct’s  and    

Supernatant.  Ct  values  are  found  in  Table  7.   concentrations  of  the  Supernatant  samples.  

 

Fig.  21.  QPCR  results  S106-­‐61/62/64  clones                Table  8.  Repeatability  staining  of  the  S106  clones.  Ct’s  and    

Resuspended  Beads.  Ct  values  are  found  in  Table  8.            concentrations  of  the  Resuspended  beads  samples.  

 

 

 

Sample   Ct   Concentration  (  ng  in  50  μl)  

IL-­‐18  S106-­‐61A  Total   9,86   0,374478518  

IL-­‐18  S106-­‐61B    Total   9,85   0,377044693  

IL-­‐18  S106-­‐61C    Total   9,42   0,505740291  

IL-­‐18  S106-­‐62A    Total   9,73   0,409245505  

IL-­‐18  S106-­‐62B    Total   9,58   0,453390874  

IL-­‐18  S106-­‐62C    Total   10,36   0,266152605  

IL-­‐18  S106-­‐64A    Total   10,84   0,191763691  

IL-­‐18  S106-­‐64B    Total   10,63   0,221335349  

IL-­‐18  S106-­‐64C    Total   10,3   0,277284928  

Sample   Ct   Concentration  (  ng  in  50  μl)  

IL-­‐18  S106-­‐61A  SN   12,89   0,047288116  

IL-­‐18  S106-­‐61B  SN   13,42   0,032927446  

IL-­‐18  S106-­‐61C  SN   13,23   0,037489582  

IL-­‐18  S106-­‐62A  SN   11,92   0,091716319  

IL-­‐18  S106-­‐62B  SN   12,39   0,066534699  

IL-­‐18  S106-­‐62C  SN   12,31   0,070270912  

IL-­‐18  S106-­‐64A  SN   13,07   0,041818204  

IL-­‐18  S106-­‐64B  SN   13,1   0,040970155  

IL-­‐18  S106-­‐64C  SN   13,82   0,02505654  

Sample   Ct   Concentration(  ng  in  50  μl)  

IL-­‐18  S106-­‐61A  RB   9,89   0,366884309  

IL-­‐18  S106-­‐61B    RB   10,2   0,296883117  

IL-­‐18  S106-­‐61C    RB   10,26   0,284963974  

IL-­‐18  S106-­‐62A    RB   8,5   0,947965518  

IL-­‐18  S106-­‐62B    RB   10,4   0,258980477  

IL-­‐18  S106-­‐62C    RB   10,42   0,255467218  

IL-­‐18  S106-­‐64A    RB   11,15   0,155175354  

IL-­‐18  S106-­‐64B    RB   11,16   0,154119226  

IL-­‐18  S106-­‐64C    RB   10,78   0,199784561  

Page 75: Bachelorproef Chris final

 

     75  

The  %  Supernatant/Total  was  calculated  to  determine  the  amount  of  the  DeNAno  particles  that  

were  released  from  the  beads  during  the  1  hour  incubation.  Sample  S106-­‐61  showed  an  average  

release  of  9,59  %  while  S106-­‐62  and  S106-­‐64  had  average  releases  of  respectively  21,16  %  and  

16,45%  (Fig.  22).  Only  sample  S106-­‐61  was    used  for  the  knockoff  with  the  IL-­‐18  cytokine.    

 

Table  9.  Repeatability  staining  of  

the  IL-­‐18  S106  clones.       Fig.   22.   Repeatability   staining   of   the   IL-­‐18   S106   clones.   Sample   S106-­‐61      

%Supernatant/Unwashed.       showed   an   average   release   of   9,59%   while   S106-­‐62   and   S106-­‐64   had   average  

        releases  of  respectively  21,16  %  and  16,45%.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sample   %  Sup/Total  

IL-­‐18  S106-­‐61A     12,62772457  

IL-­‐18  S106-­‐61B     8,733035342  

IL-­‐18  S106-­‐61C     7,412813051  

IL-­‐18  S106-­‐62A     22,41107539  

IL-­‐18  S106-­‐62B     14,67490922  

IL-­‐18  S106-­‐62C     26,40248879  

IL-­‐18  S106-­‐64A     21,80715455  

IL-­‐18  S106-­‐64B     18,5104438  

IL-­‐18  S106-­‐64C     9,0363873  

S106-61

S106-62

S106-640

20

40

60

80

100

% D

eNAn

o Re

leas

e

Staining of the IL-18 S106 clones

S106-61S106-62S106-64

Page 76: Bachelorproef Chris final

 

     76  

3.1.7  S106-­‐61  knockoff  by  IL-­‐18  cytokine  

3.1.7.1  DeNAno  S106-­‐61  knockoff  1  by  IL-­‐18    

The  knockoff  was  carried  out  with  a  1  μM  IL  -­‐18  in  TBST  1%  BSA  10  mM  MgCl2  solution.  A  TBST  

1%  BSA  10  mM  MgCl2  solution  without  the  IL-­‐18  cytokine  was  used  as  a  control.  Aliquots  of  the  

sample  were  taken  at  different  timepoints  to  determine  the  release  of  the  DeNAno  particles  from  

the  beads  during   the  knockoff   (see  Section  2.3.14).  QPCR  was  performed  with   the  samples  and  

standards   with   known   concentrations   (Fig.   23).   A   standard   curve   was   made   by   plotting   the  

standards  Ct  values  on  the  X  axis  and  the  concentration  on  the  Y  axis.  The  concentrations  of  each  

sample  were  calculated  by  inserting  the  Ct’s  into  the  function  of  the  standard  curve.  The  DeNAno  

S106-­‐61  knockoff  was  performed  in  triplicate  in  order  to  validate  the  results.    

 Fig.   23.   QPCR   results   DeNAno   S106-­‐61   knockoff   1.   Ct  

values  are  found  in  Table  10.  

 

 

 

Table   10.   DeNAno   S106-­‐61   knockoff   1.   Ct’s   and  

concentrations   of   the   IL-­‐18   and   control   samples   at   the  

different  timepoints.  

 

The  sum  of  the  concentrations  of  the  Control  2  hr  sample  and  the  Control  Pellet  sample  should  

equal   the   Control   Total   sample.   However,   the   Control   results   seemed   to   be   off   at   first.   The  

concentration  of   the  Control   Pellet   sample  was   lower   than   the   concentration  of   the   "Control   2  

hour  sample.  This  trent  was  apparant  in  the  first  two  experiments.  This  suggested  that  there  was  

a   strong   loss   of   sample   during   the   washing   steps.   A   correction   was   carried   out   in   order   to  

compensate  for  the  change  of  the  quantity  of  beads  during  the  protocol.  The  concentration  of  the  

Total   and   Supernatant   (5min,   30min,   1   hr,   2hr)   samples  must   be  multiplied   by   a   factor   2000    

since     there   were   0,5   μl   beads   at   the   start   and   just   0,00025   μl   left   in   the   QPCR   sample.   The  

concentration  of   the  Pellet   sample  was   corrected  by  multiplying  by   a   factor  11111   since   there  

were  0,5  μl  beads  at  the  start  and  just  0,000045  μl  left  in  the  QPCR  sample.  The  corrected  results  

showed  that   there  was  barely   loss  of  sample  during   the  protocol   (Table   11).  DeNAno  S106-­‐61  

knockoff  1  showed  that  81%  of  the  bound  DeNAno  was  released  after  5  min  incubation  with  the  

IL-­‐18  cytokine.  97%  of  DeNAno  was  released  after  30  min.    

Sample   Ct   Concentration  (  ng  in  50  μl)  

IL-­‐18  Total   10,21   0,173430081  

IL-­‐18  5  min   10,47   0,140754351  

IL-­‐18  30  min   10,24   0,169302495  

IL-­‐18  1hr   10,14   0,183456705  

IL-­‐18  2hr   10   0,205282493  

IL-­‐18  pellet   15,94   0,001742048  

Beads      No  Ct     /  

Control  Total   10,42   0,146520011  

Control  5  min   15,37   0,002753091  

Control  30  min   13,83   0,0094803  

Control  1hr   12,36   0,030861317  

Control  2  hr   12,28   0,032908694  

Control  Pellet   13,47   0,012657703  

Page 77: Bachelorproef Chris final

 

     77  

After   1  hour  of   incubation,   each  DeNAno  particle  was   replaced  by   the   IL-­‐18   cytokine.  DeNAno  

couldn’t   be   detected   on   the   beads   after   the   washing   steps.   The   Pellet   sample   couldn’t   be  

differentiated   from   the   background.   The   Control   results   showed   that   only   1,8  %   and   6,4%   of  

DeNAno  was  released  from  the  beads  after  respectively  5  min  and  30  min.  The  release  increased  

to  21%  after  1  hour  but  stayed  at  22%  after  a  total  of  2  hours  of   incubation.  The  Control  pellet  

showed   that   there   was   still   48%   of   DeNAno   bound   to   the   beads   after   the   incubation   and   the  

washing  steps.  (Table  11).  

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table  11.  DeNAno  S106-­‐61  knockoff  1.  Corrected  concentrations  of  the  samples.    

3.1.7.2  DeNAno  S106-­‐61  knockoff  2  by  IL-­‐18    

The  second  DeNAno  knockoff  by  IL-­‐18  showed  that  77%  of  the  bound  DeNAno  was  released  after  

5  min  incubation  with  the  IL-­‐18  cytokine.  After  30  min  of  incubation,  each  DeNAno  particle  was  

replaced   by   the   IL-­‐18   cytokine.   DeNAno   couldn’t   be   detected   on   the   beads   after   the   washing  

steps.   The   Pellet   sample   couldn’t   be   differentiated   from   the   background.   The   Control   results  

showed  that  just  1  %  of  DeNAno  was  released  from  the  beads  after  5  min.  The  release  increased  

barely   to  3,7%  after  30  min  and  8,5%  after  1  hour.  There  was  a   total   release  of  14,7%  after  2  

hours  of  incubation.  The  Control  pellet  showed  that  there  was  still  49%  of  DeNAno  bound  to  the  

beads  after  the  incubation  and  the  washing  steps  (Table  13.).    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sample   Corrected  amount  RCA  (ng)   Percentage  

IL-­‐18  Total   346,8601629   100  

IL-­‐18  5  min   281,5087011   81,15913307  

IL-­‐18  30  min   338,6049903   97,62002863  

IL-­‐18  1hr   366,9134106   105,7813638  

IL-­‐18  2hr   410,5649859   118,36614  

IL-­‐18  pellet   19,35589857   5,580317559  

Control  Total   293,0400222   100  

Control  5  min   5,506181243   1,878986086  

Control  30  min   18,96059931   6,470310495  

Control    1hr   61,72263476   21,06286858  

Control  2  hr   65,81738774   22,46020433  

Control    Pellet   140,6397365   47,99335445  

Page 78: Bachelorproef Chris final

 

     78  

 

Fig.   24.   QPCR   results   DeNAno   S106-­‐61   knockoff   2.   Ct  

values  are  found  in  Table  12.    

 

 

Table   12.   DeNAno   S106-­‐61   knockoff   2.   Ct’s   and          

concentrations   of   the   IL-­‐18   and   control   samples   at   the  

different  timepoints.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table  13.  DeNAno  S106-­‐61  knockoff  2.  Corrected  concentrations  of  the  samples.    

3.1.7.3  DeNAno  S106-­‐61  knockoff  3  by  IL-­‐18      

Additional   aliquots  were   taken   to   determine   if   there  was   a   loss   of   sample   during   the  washing  

steps.   The   Ct   of   the   IL-­‐18   total   sample  was   too   high.   As   a   result,   the   samples   showed   release  

percentages   that   were   greater   than   100%.   The   results   showed   that   110%   of   DeNAno   was  

released  after  5  min.  The  release  increased  to  a  maximum  of  160%  after  2  hours  of   incubation.  

DeNAno  couldn’t  be  detected  on  the  beads  after  the  washing  steps.  The  Pellet  sample  couldn’t  be  

differentiated  from  the  background  (Table  15.).    

 

 

 

 

Sample   Ct   Concentration  (  ng  in  50  μl)  IL-­‐18  Total   9,56   0,215460805  

IL-­‐18  5  min   9,88   0,16755055  

IL-­‐18  30  min   9,48   0,22944251  

IL-­‐18  1hr   9,58   0,21210059  

IL-­‐18  2hr   9,52   0,222341782  

IL-­‐18  pellet   15,28   0,00240446  

Beads      No  Ct     /  

Control  Total   9,34   0,256128965  

 Control  5  min   15,12   0,002726646  

Control  30  min   13,51   0,009663935  

Control  1hr   12,47   0,021884009  

Control  2  hr   11,78   0,037638969  

Control  Pellet   12,43   0,022582898  

Sample   Corrected  Amount  RCA  (ng)   Percentage  

IL-­‐18  Total   430,9216109   100  

IL-­‐18  5  min   335,1010992   77,76381846  

IL-­‐18  30  min   458,8850195   106,4892101  

IL-­‐18  1hr   424,201181   98,44045188  

IL-­‐18  2hr   444,6835637   103,1936093  

IL-­‐18  pellet   26,71595041   6,199723971  

Control  Total   512,2579297   100  

Control  5  min   5,453291183   1,064559642  

Control  30  min   19,32787018   3,773073886  

Control  1hr   43,76801717   8,544136583  

Control  2  hr   75,27793899   14,69531941  

Control  Pellet   250,9185833   48,98285976  

Page 79: Bachelorproef Chris final

 

     79  

 

 Fig.   25.   QPCR   results   DeNAno   S106-­‐61  

knockoff  3.  Ct  values  are  found  in  Table  14.    

 

 

 

   

 

 

 

 Table  14.  DeNAno  S106-­‐61  knockoff  3.  Ct’s  and  concentrations  of  the  

IL-­‐18  and  control  samples  at  the  different  timepoints.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Table  15.  DeNAno  S106-­‐61  knockoff  3.  Corrected  concentrations  of  the  samples    

and  percentages  of  release.  

Sample   Ct   Concentration  (  ng  in  50  μl)  IL-­‐18  Total   8,55   0,635124767  

IL-­‐18  5  min   8,4   0,702686594  

IL-­‐18  30  min   8,5   0,656890914  

IL-­‐18  1hr   7,92   0,971068913  

IL-­‐18  2hr   7,78   1,067150886  

IL-­‐18  Resuspended  1   13,55   0,021849344  

IL-­‐18  Resuspended  2   13,9   0,017258337  

IL-­‐18  Resuspended  3   13,83   0,018092011  

IL-­‐18  Pellet   14,45   0,011913042  

IL-­‐18  Beads      No  Ct     /  

Control  Total   7,73   1,103722856  

Control  5  min   12,53   0,043448642  

Control  30  min   11,3   0,099535428  

Control  1hr   10,59   0,160614009  

Control  2  hr   9,52   0,330335647  

Control  Resuspended  1   11,49   0,087572491  

Control  Resuspended  2   11,58   0,082418771  

Control  Resuspended  3   11,71   0,075505258  

Control  Pellet   11,85   0,068707068  

Sample   Corrected  Amount  RCA  (ng)   Percentage  

IL-­‐18  Total   1270,249534   100  

IL-­‐18  5  min   1405,373188   110,6375677  

IL-­‐18  30  min   1313,781829   103,4270664  

IL-­‐18  1hr   1942,137825   152,894197  

IL-­‐18  2hr   2134,301772   168,0222441  

IL-­‐18  Resuspended  1   242,7680565   19,11183984  

IL-­‐18  Resuspended  2   196,6587515   15,48189913  

IL-­‐18  Resuspended  3   211,4594217   16,64707729  

IL-­‐18  Pellet   142,8135486   11,24295225  

Control  Total   2207,445711   100  

Control  5  min   86,8972841   3,936553622  

Control  30  min   199,0708561   9,01815411  

Control  1hr   321,2280173   14,55202344  

Control  2  hr   660,671294   29,92922048  

Control  Resuspended  1   973,0179481   44,07890727  

Control  Resuspended  2   939,1618905   42,54518631  

Control  Resuspended  3   882,5054534   39,97858017  

Control  Pellet   823,6603324   37,31282397  

Page 80: Bachelorproef Chris final

 

     80  

The  Control  results  showed  that  just  3,9%  of  DeNAno  was  released  from  the  beads  after  5  min.  

The   release   increased   barely   to   9%   after   30   min   and   14,6%   after   1   hour.   There   was   a   total  

release   of   29,9%  after   2   hours   of   incubation.   The   three  Control  Resuspended   samples   showed  

that   there  was   little   loss   of   sample   during   the  washing   steps.   There  was   still   37%   of   DeNAno  

bound  to  the  beads  after  the  incubation  and  the  washing  steps.  (Table  15).  

3.1.7.4  DeNAno  S106-­‐61  knockoff  merged  results  

The  results  of   the   three  S106-­‐61  knockoffs  by   IL-­‐18  were  merged   into  one  graph   to  determine  

the  timepoints  for  the  titration.  The  mean  release  of  DeNAno  from  the  beads  was  89,5%  after  5  

min,  102,5%  after  30  min,  119%  after  1  hour  and  129%  after  two  hours  of  incubation  with  IL-­‐18  

was   calculated.   The   Control   samples   showed   a  mean   release   of   2,29%   after   5  min,   6,4%   after  

30min,  14,7%  afer  1  hour  and  22,4%  after  two  hours  of  incubation  (Fig.  26).    

 Fig.  26.  DeNAno  S106-­‐61  knockoff  by  the  IL-­‐18  cytokine.  The  mean  release  of  DeNAno  from  the  beads  was  89,5%  after  5  min,  102,5%  after  30  min,  119%  after  1  hour  and  129%  after  two  hours  of  incubation  with  IL-­‐18.  

3.1.8  S106-­‐61  titration  with  different  concentrations  of  IL-­‐18  

The  titration  was  performed  by  incubating  the  S106-­‐61  clone  with  different  concentrations  of  the  

IL  -­‐18  in  TBST  1%  BSA  10  mM  MgCl2  solution.  Aliquots  of  the  samples  were  taken  at  the  5  min  

and   the  1   hour   timepoints.  QPCR  was  performed  with   the   samples   and   standards  with   known  

concentrations.  A  standard  curve  was  made  by  plotting  the  standards  Ct  values  on  the  X  axis  and  

the  concentration  on  the  Y  axis.  The  concentrations  of  each  sample  were  calculated  by  inserting  

the   Ct’s   into   the   function   of   the   standard   curve.   Based   on   the   concentrations  we  were   able   to  

calculate  the  percentage  of  DeNAno  that  was  released  from  the  beads  after   incubation  with  the  

different  concentrations  of  the  IL-­‐18  cytokine.  

SN 5min

SN 30 m

in

SN 1 hr

SN 2 hr

Pellet

0

50

100

150

200

Knockoff S106-61

Sample

%

IL-18 Control

Page 81: Bachelorproef Chris final

 

     81  

3.1.8.1  S106-­‐61  titration  1  with  IL-­‐18    

By   equalizing   the   Total   sample   to   100%,  we   could   determine   the   percentages   of   DeNAno   that  

came  off  the  beads  at  the  5  min  and  1  hour  timepoints.  The  values  may  differ  from  the  expected  

pattern   because   the   Ct   values   were   close   to   each   other   at   higher   concentrations   of   the   IL-­‐18  

cytokine.      

 Fig.   27.   QPCR   results   S106-­‐61   titration   1  

with  IL-­‐18    5  min.  Ct  values  are  found  in  Table  

16.  

Table  16.  S106-­‐61  titration  1  with  IL-­‐18  5  min.  Ct’s  and  concentrations  

of  the  IL-­‐18  and  control  samples.  

 

 Fig.   28.   QPCR   results   S106-­‐61   titration   1  

with   IL-­‐18     1   hr.  Ct  values  are   found   in  Table  

17.  

 

Table  17.  S106-­‐61  titration  1  with  IL-­‐18  1  hr.  Ct’s  and  concentrations  

of  the  IL-­‐18  and  control  samples.  

 

At  the  5  min  timepoint,  there  was  a  release  of  1,8%  of  DeNAno  at  the  lowest  concentration  of  the  

cytokine.   The   release   increased   barely   to   3,8%   at   the   3,91   nM   concentration.   A   shift   could   be  

observed  at  the  7,81  nM  concentration.  16%  of  DeNAno  was  released  at  7,81  nM  which  increased  

to   25,7%   at   the   15,63   nM   concentration   and   47,4%   at   the   31,25   nM   concentration.   At   the  

maximum  concentration  of  1  μM  there  was  a   total   release  of  77,4%  of  DeNAno.  The  control  or  

background  showed  a  release  of  1,9%  of  DeNAno  after  5  min  of  incubation  (Table  18).    

Sample   Ct   Concentration  (  ng  in  50  μl)  IL-­‐18  Sup  5min  0,98  nM   12,91   0,013853277  

IL-­‐18  Sup  5min  1,95  nM   12,53   0,017883085  

IL-­‐18  Sup  5min  3,91  nM   11,73   0,030612229  

IL-­‐18  Sup  5min  7,81  nM   10,3   0,080018666  

IL-­‐18  Sup  5min  15,63  nM   8,81   0,21776927  

IL-­‐18  Sup  5min  31,25  nM   8,37   0,292681636  

IL-­‐18  Sup  5min  62,5  nM   7,65   0,474791275  

IL-­‐18  Sup  5min  125  nM   7,62   0,484459189  

IL-­‐18  Sup  5min  250  nM   7,72   0,452976462  

IL-­‐18  Sup  5min  1  µM   7,42   0,554141052  

IL-­‐18  Sup  5min  control   12,9   0,013946674  

Sample   Ct   Concentration  (  ng  in  50  μl)  IL-­‐18  Sup  1  hr  0,98  nM   10,16   0,08791146  

IL-­‐18  Sup  1  hr  1,95  nM   9,61   0,12721669  

IL-­‐18  Sup  1  hr  3,91  nM   8,34   0,298641352  

IL-­‐18  Sup  1  hr  7,81  nM   7,67   0,468453423  

IL-­‐18  Sup  1  hr  15,63  nM   7,23   0,629600834  

IL-­‐18  Sup  1  hr  31,25  nM   6,93   0,770211474  

IL-­‐18  Sup  1  hr  62,5  nM   7,5   0,525139969  

IL-­‐18  Sup  1  hr  125  nM   7,53   0,514660224  

IL-­‐18  Sup  1  hr  250  nM   7,42   0,554141052  

IL-­‐18  Sup  1  hr  1  µM   7,09   0,691702719  

IL-­‐18  Sup  1  hr  control   10,82   0,056421831  

Page 82: Bachelorproef Chris final

 

     82  

At  the  1  hour  timepoint,  there  was  a  release  of  11,6%  of  DeNAno  at  the  lowest  concentration  of  

the  cytokine.  A  shift  could  be  observed  at  the  3,91  nM  concentration,  where  the  release  increased  

to  37,2%.  At   a   concentration  of  7,81  nM,   there  was  already  a   release  of  94%.  At   the  maximum  

concentration  of  1  μM  there  was  a  total  release  of  96,7%  of  DeNAno.  The  control  or  background  

showed  a  release  of  7,7%  of  DeNAno  after  1  hour  of  incubation  (Table  18).    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table  18.  S106-­‐61  titration  1  with  IL-­‐18  .  Percentages  of  

 release  at  the  5  min  and  1  hour  timepoints.  

3.1.8.2  S106-­‐61  titration  2  with  IL-­‐18      

At  the  5  min  timepoint,  there  was  a  release  of  2,1%  of  DeNAno  at  the  lowest  concentration  of  the  

cytokine.   The   release   increased   barely   to   4%   at   the   3,91   nM   concentration.   A   shift   could   be  

observed  at  the  7,81  nM  concentration.  23%  of  DeNAno  was  released  at  7,81  nM  which  increased  

to   66,9%   at   the   15,63   nM   concentration   and   69,7%   at   the   31,25   nM   concentration.   At   the  

maximum   concentration   of   1   μM   there  was   a   total   release   of   66%   of   DeNAno.   The   control   or  

background  showed  a  release  of  2,3%  of  DeNAno  after  5  min  of  incubation  (Table  21).  

 Fig.  29.  QPCR  result  S106-­‐61  titration  2  with  

IL-­‐18  5  min.  Ct  values  are  found  in  Table  19.  

 

 

Table  19.  S106-­‐61  titration  2  with  IL-­‐18  5  min.  Ct’s  and  concentrations  

of  the  IL-­‐18  and  Control  samples.  

 

Percentages        

  Total   Sup  5  min   Sup  1  hr  

0,98  nM   100   1,835257424   11,64635376  

1,95  nM   100   2,499954936   17,7841792  

3,91  nM   100   3,817473478   37,24183065  

7,81  nM   100   16,07909055   94,13184979  

15,63  nM   100   25,73548892   74,40482883  

31,25  nM   100   47,43344289   124,8243055  

62,5  nM   100   65,92866901   72,91999882  

125  nM   100   58,81195967   62,47827892  

250  nM   100   51,41650167   62,899503  

1  µM   100   77,46580884   96,69615793  

Control   100   1,91075906   7,730052474  

Sample   Ct   Concentration  (  ng  in  50  μl)  

IL-­‐18  Sup  5min  0,98  nM   12,32   0,017820908  

IL-­‐18  Sup  5min  1,95  nM   11,39   0,033538928  

IL-­‐18  Sup  5min  3,91  nM   11,08   0,041408449  

IL-­‐18  Sup  5min  7,81  nM   9,45   0,125432784  

IL-­‐18  Sup  5min  15,63  nM   8   0,336187081  

IL-­‐18  Sup  5min  31,25  nM   7,66   0,423622963  

IL-­‐18  Sup  5min  62,5  nM   7,49   0,475530887  

IL-­‐18  Sup  5min  125  nM   7,37   0,515956972  

IL-­‐18  Sup  5min  250  nM   7,4   0,505539154  

IL-­‐18  Sup  5min  1  µM   7,41   0,502113503  

IL-­‐18  Sup  5min  control   12,71   0,013669948  

Page 83: Bachelorproef Chris final

 

     83  

   

Fig.  30.  QPCR  result  S106-­‐61  titration  2  with  IL-­‐

18  1  hr.  Ct  values  are  found  in  Table  20.  

 

 

Table   20.   S106-­‐61   titration   2   with   IL-­‐18   1   hr.   Ct’s   and  

concentrations  of  the  IL-­‐18  and  Control  samples.  

 

At  the  1  hour  timepoint,  there  was  a  release  of  9,7%  of  DeNAno  at  the  lowest  concentration  of  the  

cytokine.  The  release  increased  to  26,9%  at  the  3,91  nM  concentration.  A  shift  could  be  observed  

at   the   7,81   nM   concentration,   where   the   release   increased   to   94,7%.   At   the   maximum  

concentration  of  1  μM  there  was  a   total   release  of  70%  of  DeNAno.  The  control  or  background  

showed  a  release  of  8,7%  of  DeNAno  after  1  hour  of  incubation  (Table  21).    

Percentage        

  Total   Sup  5  min   Sup  1  hr  

0,98  nM   100   2,102591552   9,708599306  

1,95  nM   100   4,852450983   20,37146543  

3,91  nM   100   4,011253059   26,9209895  

7,81  nM   100   23,49811869   94,70585512  

15,63  nM   100   66,95439956   102,7570399  

31,25  nM   100   69,7423372   79,90140625  

62,5  nM   100   78,82221417   78,82221417  

125  nM   100   74,1434113   76,70736161  

250  nM   100   79,35997578   82,66447355  

1  µM   100   66,05007683   70,21815169  

Control   100   2,312573065   8,767244799  

Table  21.  S106-­‐61  titration  2  with  IL-­‐18.  Percentages  of  

 release  at  the  5  min  and  1  hour  timepoints.  

3.1.8.3  S106-­‐61  titration  3  with  IL-­‐18      

At  the  5  min  timepoint,  there  was  a  release  of  3,2%  of  DeNAno  at  the  lowest  concentration  of  the  

cytokine.   The   release   increased   barely   to   6,6%   at   the   3,91   nM   concentration.   A   shift   could   be  

observed  at  the  7,81  nM  concentration.  26%  of  DeNAno  was  released  at  7,81  nM  which  increased  

to   58,4%   at   the   15,63   nM   concentration   and   75,4%   at   the   31,25   nM   concentration.   At   the  

maximum   concentration   of   1   μM   there  was   a   total   release   of   82%   of   DeNAno.   The   control   or  

background  showed  a  release  of  1,9%  of  DeNAno  after  5  min  of  incubation  (Table  24).  

Sample   Ct   Concentration  (  ng  in  50  μl  )  

IL-­‐18  Sup  1  hr  0,98  nM   10,07   0,08228705  

IL-­‐18  Sup  1  hr  1,95  nM   9,28   0,140802478  

IL-­‐18  Sup  1  hr  3,91  nM   8,28   0,277907281  

IL-­‐18  Sup  1  hr  7,81  nM   7,4   0,505539154  

IL-­‐18  Sup  1  hr  15,63  nM   7,37   0,515956972  

IL-­‐18  Sup  1  hr  31,25  nM   7,46   0,485330315  

IL-­‐18  Sup  1  hr  62,5  nM   7,49   0,475530887  

IL-­‐18  Sup  1  hr  125  nM   7,32   0,53379926  

IL-­‐18  Sup  1  hr  250  nM   7,34   0,526589475  

IL-­‐18  Sup  1  hr  1  µM   7,32   0,53379926  

IL-­‐18  Sup  1  hr  control   10,75   0,051824431  

Page 84: Bachelorproef Chris final

 

     84  

 Fig.  31.  S106-­‐61  titration  3  with  IL-­‐18    5  min.  Ct  values  are  found  in  Table  22.  

 

 

Table   22.   S106-­‐61   titration   3   with   IL-­‐18     5   min.   Ct’s   and  

concentrations  of  the  IL-­‐18  and  Control  samples.  

 

At  the  1  hour  timepoint,  there  was  a  release  of  18,9%  of  DeNAno  at  the  lowest  concentration  of  

the  cytokine.  A  shift  could  be  observed  at  the  3,91  nM  concentration,  where  the  release  increased  

to  57,2%.  At  a  concentration  of  7,81  nM,  there  was  already  a  release  of  84,5%.  At  the  maximum  

concentration  of  1  μM  there  was  a  total  release  of  92,8%  of  DeNAno.  The  control  or  background  

shows  a  release  of  7,8%  of  DeNAno  after  1  hour  of  incubation  (Table  24).    

 Fig.   32.   IL-­‐18   Titration   3   S106-­‐61   1   hr.   Ct  

values  are  found  in  Table  23.  

 

 

Table   23.   IL-­‐18  Titration   3   S106-­‐61   1   hr.    Ct’s  and  concentrations  of  

the  IL-­‐18  and  Control  samples.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sample   Ct   Concentration  (  ng  in  50  μl)  

IL-­‐18  Sup  5min  0,98  nM   14,51   0,016724359  

IL-­‐18  Sup  5min  1,95  nM   13,84   0,026234086  

IL-­‐18  Sup  5min  3,91  nM   13,17   0,041151192  

IL-­‐18  Sup  5min  7,81  nM   11,25   0,149509376  

IL-­‐18  Sup  5min  15,63  nM   10,06   0,332605197  

IL-­‐18  Sup  5min  31,25  nM   9,84   0,385592405  

IL-­‐18  Sup  5min  62,5  nM   9,74   0,412391812  

IL-­‐18  Sup  5min  125  nM   9,6   0,453068869  

IL-­‐18  Sup  5min  250  nM   9,59   0,456123427  

IL-­‐18  Sup  5min  1  µM   9,58   0,459198578  

IL-­‐18  Sup  5min  control   14,93   0,012612085  

Sample   Ct   Concentration  (  ng  in  50  μl)  IL-­‐18  Sup  1  hr  0,98  nM   11,9   0,096602478  

IL-­‐18  Sup  1  hr  1,95  nM   11,4   0,135174909  

IL-­‐18  Sup  1  hr  3,91  nM   9,96   0,355721893  

IL-­‐18  Sup  1  hr  7,81  nM   9,5   0,484558019  

IL-­‐18  Sup  1  hr  15,63  nM   9,35   0,535942417  

IL-­‐18  Sup  1  hr  31,25  nM   9,41   0,514765215  

IL-­‐18  Sup  1  hr  62,5  nM   9,76   0,406886913  

IL-­‐18  Sup  1  hr  125  nM   9,42   0,511317946  

IL-­‐18  Sup  1  hr  250  nM   9,4   0,518235726  

IL-­‐18  Sup  1  hr  1  µM   9,41   0,514765215  

IL-­‐18  Sup  1  hr  control   12,87   0,050341611  

Page 85: Bachelorproef Chris final

 

     85  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table  24.  S106-­‐61  titration  3  with  IL-­‐18.  Percentages  of  

release  at  the  5  min  and  1  hour  timepoints.  

3.1.8.4  S106-­‐61  titration  4  with  IL-­‐18      

At  the  5  min  timepoint,  there  was  a  release  of  3,8%  of  DeNAno  at  the  lowest  concentration  of  the  

cytokine.   The   release   increased   barely   to   4,9%   at   the   3,91   nM   concentration.   A   shift   could   be  

observed   at   the   15,63   nM   concentration.   26,9%   of   DeNAno   was   released   at   15,63   nM   which  

increased  to  60,8%  at  the  31,25  nM  concentration.  At  the  maximum  concentration  of  1  μM  there  

was  a  total  release  of  69,8%  of  DeNAno.  The  control  or  background  showed  a  release  of  0,7%  of  

DeNAno  after  5  min  of  incubation  (Table  27).  

 Fig.  33.  S106-­‐61  titration  4  with  IL-­‐18  5  min.  

Ct  values  are  found  in  Table  25.  

 

 

Table  25.  S106-­‐61  titration  4  with  IL-­‐18  5  min.  Ct’s  and  concentrations  

of  the  IL-­‐18  and  Control  samples.  

 

At  the  1  hour  timepoint,  there  was  a  release  of  6,6%  of  DeNAno  at  the  lowest  concentration  of  the  

cytokine.  A  shift  could  be  observed  at  the  3,91  nM  concentration,  where  the  release  increased  to  

21,9%.   At   a   concentration   of   7,81   nM,   there  was   already   a   release   of   73,3%.  At   the  maximum  

concentration  of  1  μM  there  was  a   total   release  of  80%  of  DeNAno.  The  control  or  background  

showed  a  release  of  3,4%  of  DeNAno  after  1  hour  of  incubation  (Table  27).  

Percentage        

  Total   Sup  5  min   Sup  1  hr  

0,98  nM   100   3,270833469   18,89283939  

1,95  nM   100   4,765134758   24,55304327  

3,91  nM   100   6,623153899   57,25231149  

7,81  nM   100   26,08367234   84,536856  

15,63  nM   100   58,41810896   94,13184979  

31,25  nM   100   75,41147485   100,6741928  

62,5  nM   100   76,43174011   75,41147485  

125  nM   100   112,8565614   127,3660345  

250  nM   100   80,11260272   91,02188213  

1  µM   100   82,84983027   92,87531088  

Control   100   1,962811314   7,834634753  

Sample   Ct   Concentration  (  ng  in  50  μl)  

IL-­‐18  Sup  5min  0,98  nM   13,99   0,024056852  

IL-­‐18  Sup  5min  1,95  nM   14,81   0,013662823  

IL-­‐18  Sup  5min  3,91  nM   13,3   0,038724423  

IL-­‐18  Sup  5min  7,81  nM   12,52   0,066328169  

IL-­‐18  Sup  5min  15,63  nM   10,8   0,217302768  

IL-­‐18  Sup  5min  31,25  nM   9,71   0,460961093  

IL-­‐18  Sup  5min  62,5  nM   9,46   0,547737281  

IL-­‐18  Sup  5min  125  nM   9,44   0,555347657  

IL-­‐18  Sup  5min  250  nM   9,56   0,511221475  

IL-­‐18  Sup  5min  1  µM   9,48   0,540231196  

IL-­‐18  Sup  5min  control   15,77   0,007045205  

Page 86: Bachelorproef Chris final

 

     86  

 

 

 Fig.   34.   S106-­‐61   titration  4  with   IL-­‐18  1   hr.  

Ct  values  are  found  in  Table  26.  

 

Table  26.  S106-­‐61  titration  4  with  IL-­‐18    1  hr.    Ct’s  and  concentrations  

of  the  IL-­‐18  and  Control  samples.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table  27.  S106-­‐61  titration  4  with  IL-­‐18.  Percentages  of  

release  at  the  5  min  and  1  hour  timepoints.  

3.1.8.5  Merged  results  of  the  S106-­‐61  titration  with  IL-­‐18      

The   results   of   the   IL-­‐18   Titrations   were   combined   into   two   graphs   to   determine   the  

concentration   of   IL-­‐18   that   was   necessary   to   release   50%   of   the   DeNAno   particles   from   the  

beads.   Furthermore,   we   also   wanted   to   determine   the   concentration   at   which   we   could  

distinguish  the  release  from  the  background,  in  other  words,  the  sensitivity  of  the  titration.  The  5  

min   titration   showed   a  mean   release   of   2,75%  at   0,98  nM,   3,5%  at   1,95  nM,   4,8%  at   3,91  nM,  

18,8%  at   7,81nM,   44,5%  at   15,63  nM,   63,4%  at   31,25  nM,   71%  at   62,5  nM,   80,6%  at   125  nM,  

71,3%  at  250  nM  and  74%  at  1  μM.  The  background  showed  a  mean  release  of  1,7%.  The  1  hour  

titration   showed  a  mean   release  of  11,71%  at  0,98  nM,  17,42%  at  1,95  nM,  35,8%  at  3,91  nM,  

86,7%  at  7,81nM,  86,2%  at  15,63  nM,  96,6%  at  31,25  nM,  72,9%  at  62,5  nM,  85,0%  at  125  nM,  

78,5%  at  250  nM  and  85,1%  at  1  μM.  The  background  showed  a  mean  release  of  6,9%  (Fig.  35).    

Sample   Ct   Concentration  (  ng  in  50  μl)  IL-­‐18  Sup  1  hr  0,98  nM   13,19   0,041777696  

IL-­‐18  Sup  1  hr  1,95  nM   12,9   0,051031437  

IL-­‐18  Sup  1  hr  3,91  nM   11,13   0,173055999  

IL-­‐18  Sup  1  hr  7,81  nM   9,56   0,511221475  

IL-­‐18  Sup  1  hr  15,63  nM   9,34   0,595015332  

IL-­‐18  Sup  1  hr  31,25  nM   9,29   0,615899373  

IL-­‐18  Sup  1  hr  62,5  nM   9,42   0,563063773  

IL-­‐18  Sup  1  hr  125  nM   9,5   0,532827973  

IL-­‐18  Sup  1  hr  250  nM   9,5   0,532827973  

IL-­‐18  Sup  1  hr  1  µM   9,27   0,624456808  

IL-­‐18  Sup  1  hr  control   13,54   0,032815063  

Percentages        

  Total   Sup  5  min   Sup  1  hr  

0,98  nM   100   3,799651286   6,598564082  

1,95  nM   100   1,866906876   6,973005512  

3,91  nM   100   4,904645539   21,91842437  

7,81  nM   100   9,511619388   73,31039256  

15,63  nM   100   26,95870137   73,81793063  

31,25  nM   100   60,85060101   81,30370997  

62,5  nM   100   62,98635523   64,74880582  

125  nM   100   76,93780529   73,81793063  

250  nM   100   74,32898246   77,47045645  

1  µM   100   69,85400267   80,74470313  

Control   100   0,730504624   3,402535002  

Page 87: Bachelorproef Chris final

 

     87  

 Fig.  35.  S106-­‐61  titration  with  IL-­‐18.  The  5  min  titration  plateaus  at  62,5  nM  while  the  1  hr  titration  plateaus  at  7,81  nM.  In  the  5  min  titration,  the  release  of  DeNAno  couldn’t  be  differentiated  from  the  background  at  the  lower  concentrations.  This  

lowers  the  sensitivity  of  the  test.  

3.2  Lyophilization  

3.2.1  Lyophilization  of  DeNAno  

Samples   S12-­‐SA-­‐D7,   S12-­‐SA-­‐D8   and   S13-­‐G10  were   tested   in   a   staining   after   the   lyophilization.  

The  lyophilized  and  redissolved  samples  were  compared  to  the  dialysed  control  samples.  QPCR  

was   performed   with   the   samples   and   standards   with   known   concentrations   (Fig.   36,37).   A  

standard  curve  was  made  by  plotting  the  standards  Ct  values  on  the  X  axis  and  the  concentration  

on   the  Y  axis.  The  concentrations  of   each  sample  were  calculated  by   inserting   the  Ct’s   into   the  

function  of  the  standard  curve.  

 

   Fig.  36.  QPCR  Result  staining  lyophilized  samples.   Table  28.  Ct’s  and  concentration  of  the  lyophilized  

Ct  values  are  found  in  Table  28.   samples.  

 

 

Sample   Ct   Concentration  (  ng  in  50  μl)  

Lyo  D7   11,78   0,278011185  

Lyo  D8   11,25   0,400107633  

Lyo  G10   21,6   0,00032694  

Lyo  G10  Bio   13,48   0,086477342  

Page 88: Bachelorproef Chris final

 

     88  

 

 

 

   

 

 

 

 

 

Fig.  37.  QPCR  Result  staining  Control  samples.   Table  29.  Ct’s  and  concentration  of  the  Control  samples.  

Ct  values  are  found  in  Table  29.  

 

These  results  showed  that  the  lyophilized  samples  could  still  bind  to  the  beads.  S12-­‐SA-­‐D8  bound  

the  beads  better   than  S12-­‐SA-­‐D7.  S13-­‐G10  was  only  able   to  bind   to   the   streptavidin  beads   if   it  

was  labeled  with  the  Biotin  probe  and  was  used  as  a  negative  control  (Fig.  38).      

 Fig.  38.  Lyophilization  of  DeNAno.  The  lyophilized  samples  could  still  bind  to  the  beads.  S12-­‐SA-­‐D8  bound  the  beads  better  

than  S12-­‐SA-­‐D7.  S13-­‐G10  was  only  able  to  bind  to  the  streptavidin  beads  if  it  was  labeled  with  the  Biotin  probe  and  was  used  

as  a  negative  control.  

3.2.2  Applications  of  lyophilization  

3.2.2.1  Lyophilization  in  vials  versus  lyophilization  in  epitubes  

Samples  S12-­‐SA-­‐D7  and  S12-­‐SA-­‐D8  were  dialysed  and  split  in  equal  parts  into  the  lyophilization  

vials   and  1,5  ml   epitubes  with   screwcaps.  The   samples  were   reinstated   in   the   same  volume  of  

Hypure  Molecular  Biology  Grade  water.  Nanodrop  was  performed  to  compare   the  difference   in  

concentration  between  the  two  samples  (Table  29).  

 

 

Lyo S

12-S

A-D7

Dia S12

-SA-D

7

Lyo S

12-S

A-D8

Dia S12

-SA-D

8

Lyo S

13-G

10

Dia S13

-G10

Lyo S

13-G

10 B

io

Dia S13

-G10

Bio

0.0

0.2

0.4

0.6

Lyophilization of DeNAno

Con

cent

ratio

n (n

g)

Lyo S12-SA-D7Dia S12-SA-D7Lyo S12-SA-D8Dia S12-SA-D8Lyo S13-G10Dia S13-G10Lyo S13-G10 BioDia S13-G10 Bio

Sample   Ct   Concentration  (  ng  in  50  μl)  

Dia  D7   11,46   0,34635995  

Dia  D8   10,81   0,541304654  

Dia  G10   23,11   0,000115875  

Dia  G10  Bio   12,09   0,224688147  

Page 89: Bachelorproef Chris final

 

     89  

Table  29.  Lyophilization  in  vials  versus  lyophilization  in  epitubes.  

 

 Fig.  39.  Lyophilization  in  vials  versus  lyophilization  in  epitubes.  There  is  a  16%  loss  of  sample  S12-­‐SA-­‐D7  and  a  10%  loss  

of  sample  S12-­‐SA-­‐D8.  

 

There   was   a   16%   loss   of   S12-­‐SA-­‐D7   sample   between   the   vials   and   the   epitubes.   S12-­‐SA-­‐D8  

showed  a  loss  of  10%  between  the  vials  and  the  epitubes  (Fig.  39).  

3.2.2.2  Long  term  storage  of  lyophilized  samples  

Samples   S12-­‐SA-­‐D7   and   S12-­‐SA-­‐D8   were   lyophilized   and   stored   at   -­‐20°C.   A   staining   was  

performed  to  test  if  the  samples  were  still  able  to  bind  the  beads  after  one  month  of  incubation.  

 Fig.   40.   Staining   S12-­‐SA-­‐D7   and   S12-­‐SA-­‐D8   after   long   term   storage.   Both   samples   are   still   able   to   bind   to   the  

streptavidin  beads.  

S12-S

A-D7

S12-S

A-D8

0

20

40

60

80

100

Lyophilization,in,vials,versus,lyophilization,in,epitubes

Con

cent

ratio

n (n

g/µl

) VialsEpitubes

0

10000

20000

30000

40000

50000

Background

Fluo

resc

ence

Staining Long Term Storage

S12-SA-D7S12-SA-D8Beads Only

  Vials   Epitubes   Difference  

S12-­‐SA-­‐D7   75,0  ng/  μl   63,0  ng/  μl   16%  

S12-­‐SA-­‐D8   81,0  ng/  μl   72,6  ng/  μl   10%  

Page 90: Bachelorproef Chris final

 

     90  

Both  samples  were  able   to  bind   the  beads  and  could  be  differentiated   from  the  background  on  

the  microplate  analysis  (Fig.  40).  

3.2.2.3  Lyophilization  of  different  sized  particles  

In   the   first  part  of   the  applications  of   lyophilization,  different   sized  particles  of   S12-­‐SA-­‐D7  and  

S12-­‐SA-­‐D8   were   made.   QPCR   was   performed   with   equal   concentrations   of   each   sample.   Each  

sample  should  have  the  same  Ct  as  a  result  of  the  same  concentrations.  This  was  not  the  case.  A  

gel  was  made  to  check  the  sizes  of  the  different  particles  (Fig.  41).  The  different  sized  particles  

weren’t  able  to  be  visualised  on  the  gel.    

 Fig.  41.  Gel  different  sized  S12-­‐SA-­‐D7  and  S12-­‐SA-­‐D8.  The  log  2  ladder  (Fig.  43)  was  loaded  in  well  1  while  the  25/100bp  

ladder  (Fig.42)was  loaded  in  well  8.  Wells  2,3  and  4  respectively  contained  the  30min  3  nmol  D7,  30  min  93,75  pmol  D7  and  

the  5  min  93,75  pmol  D7  samples..  Wells  5,6  and  7  respectively  contain  the  30min  3  nmol  D8,  30  min  93,75  pmol  D8  and  the  5  

min  93,75  pmol  D8  samples.  The  different  sized  particles  weren’t  able  to  be  visualised  on  the  gel.  

         Fig.  42.  25/100  bp  ladder18.           Fig.  43.  Log  2  Ladder19.  

 

Page 91: Bachelorproef Chris final

 

     91  

3.2.2.3.1  Different  Sized  Particles  S12-­‐SA-­‐D8    

The  protocol  was  altered  to  attempt  to  visualize  the  different  sized  particles  on  a  gel.  Only  sample  

S12-­‐SA-­‐D8  was  tested.  The  different  sized  particles  were  formed  by  using  a  3  nmol,  375  pmol  and  

93,8  pmol  dNTP  concentration  during  the  rolling  circle  amplification.    

3.2.2.3.1.1  Gel  Different  Sized  Particles  S12-­‐SA-­‐D8  

There  was  RCA  in  well  2,3  and  4.  There  was  no  sample  in  the  blanc  well  5.  Each  well  showed  a  

band  at  100bp  and  200bp.  We  suggest  that  these  are  the  circular  templates  that  were  still  in  the  

solutions.  The  DeNAno  particles  were  too  big  to  move  through  the  gelpores  and  stayed  in  the  top  

of  the  well  (Fig.  44).  

 Fig.   44.   Gel   Different   Sized   Particles   S12-­‐SA-­‐D8.   The   log  2   ladder  was   loaded   in  well   1  while   the  25/100bp   ladder  was  

loaded  in  well  6.  Well  2,3,4  and  5  respectively  contained  the  3nmol  dNTP  S12-­‐SA-­‐D8,    375  pmol  S12-­‐SA-­‐D8,  93,8  pmol  S12-­‐SA-­‐

D8  and  blanc  samples.  

         Fig.  45.  25/100  bp  ladder18.           Fig.  46.  Log  2  Ladder19.  

Page 92: Bachelorproef Chris final

 

     92  

3.2.2.3.1.2  QPCR  with  equal  concentrations  

Each  sample  was  diluted  to  a  concentration  of  2,5  pg/μl.  Sample  3nmol  dNTP  D8  came  up  first,  

followed  by  375  pmol  dNTP  D8  and  93,8  pmol  dNTP  D8  (Fig.  45).  

 Fig.  45.  QPCR  results  different   sized  S12-­‐SA-­‐D8  particles.  Sample  3nmol  dNTP  D8  came  up  first,   followed  by  375  pmol  

dNTP  D8  and  93,8  pmol  dNTP  D8.  

3.2.2.3.2  Different  Sized  Particles    S12-­‐SA-­‐D7,  S12-­‐SA-­‐D8  and  S13-­‐G10  

Samples   S12-­‐SA-­‐D7,   S12-­‐SA-­‐D8   and   S13-­‐G10  were   tested   in   a   staining   after   the   lyophilization.  

S13-­‐G10  was  used  as  a  negative  control,  while  S13-­‐G10  Bio  was  used  as  a  positive  control.  Each  

sample   showed   the   same   trend.   Staining   of   S12-­‐SA-­‐D7   and   S12-­‐SA-­‐D8  was   still   possible  when  

RCA  was  performed  with  a  375  pmol  dNTP  concentration.  The  smallest  particles  were  difficult  to  

differentiate  from  the  background  (Fig.  46).  

 Fig.  46.  Staining  of  S12-­‐SA-­‐D7,  S12-­‐SA-­‐D8,  S13-­‐G10  and  S13-­‐G10  Bio.  Three  different  sized  particles  were  formed  

for   each   sample   by   adjusting   the   dNTP   concentration   during   the   rolling   circle   amplification.   S13-­‐G10   was   the  

negative   control;   S13-­‐G10   Bio   was   the   positive   control.   Staining   of   D7   and   D8   was   still   possible   when   RCA   was  

performed   with   a   375   pmol   dNTP   concentration.   The   smallest   particles   were   difficult   to   differentiate   from   the  

background.  

S12-S

A-D7

S12-S

A-D8

S13-G

10

S13-G

10 B

io100

1000

10000

100000

Sample

FLuo

resc

ence

Staining of the different sized particles

3nmol375 pmol93,8 pmol

Page 93: Bachelorproef Chris final

 

     93  

4.  Discussion  

4.1  DeNAno  particle  knockoff  by  the  IL-­‐18  cytokine  

Our  project   started  with  36  different   plasmid.   In   order   to   be   able   to   investigate   all   the   clones,  

they   were   divided   between   two   interns,   Roberto   Monterosso   and   me.   The   plasmid   DNA   was  

isolated  from  E.Coli.  Each  plasmid  contained  a  different  100bp  insert.  The  isolated  plasmid  DNA  

was  amplified  with  QPCR.  The  QPCR  results  showed  that  each  clone  was  amplificated.  Only  the  

SsDNA  templates  were  needed  for  the  production  of  the  DeNAno  particles.  These  ssDNA  template  

strands   were   produced   by   amplifying   the   QPCR   products   by   asymmetric   PCR.   The   QPCR   and  

asymmetric   samples   were   investigated   with   gelelectrophoresis.   The   gel   results   showed   that  

every  sample  except  for  S105-­‐50  had  a  band  at  100bp.  The  band  of  S105-­‐50  was  a  bit  lower  since  

this   template   is   only   70   bp   long.   DeNAno   particles   were   produced   through   rolling   circle  

amplification  after  making  the  ssDNA  templates  circular  by  ligation.  Protein  G  beads,  coated  with  

the   target   antibodies,  were   incubated  with   the  DeNAno  particles   during   the   staining.   All   IL-­‐18  

clones  except  sample  S105-­‐53  were  able  to  bind  the  IL-­‐18  beads.  The  clones  S115-­‐76,  S115-­‐77,  

S115-­‐79   and   S115-­‐81   bound   to   the   Cetuximab   beads   only  while   clones   S115-­‐74   and   S115-­‐89  

bound   to   both   Cetuximab   and  Rituximab   beads.   These   two   clones   are   called   “sticky”,  meaning  

that  they  don’t  specifically  bind  to  the  Cetuximab  antibody,  and  can’t  be  used  in  a  knockoff.  The  

IL-­‐18  S106  clones  showed  the  best  results  of  all  the  clones  and  were  tested  in  further  stainings.    

The   samples  were   incubated   for   an   extra  hour   after   the  washing   steps.  Aliquots   of   the   sample  

were  taken  before  the  incubation  (Total),  after  one  hour  of  icubation  (Supernatant)  and  after  the  

washing  steps  (Resuspended  beads)  to  determine  the  release  of   the  DeNAno  particles   from  the  

beads  during  the  staining.  The  clones  that  showed  the  following  optimal  results  were  selected:  

1. The  Ct  of  the  "Total  “  sample  came  up  first.  

2. The   Ct   of   the   “Resuspended   beads”   sample  was   close   to   the   Ct   of   the  

“Total”  sample.    

3. The  Ct  of  the  “Supernatant”  sample  was  a  couple  of  Ct’s  lower  than  the  

Ct  of  the  “Total”  sample.    

These  results  suggested  that  DeNAno  stayed  on  the  beads  during  the  1  hour  incubation  and  the  

following  washing  steps.  95%  of  the  samples  S106-­‐61,  S106-­‐62  and  S106-­‐64  stayed  on  the  beads.  

The  staining  was  repeated  in  triplet  with  these  three  samples  to  validate  the  results.  Only  sample  

S106-­‐61  showed  acceptable  results  for  the  knockoff.  We  wanted  to  determine  the  timepoints  for  

the   titration   during   the   knockoff.   The   clones  were   incubated  with   a   high   concentration   of   the  

cytokine.  The  amount  of  DeNAno  that  was  released  in  the  control  samples  determined  the  height  

of  the  background.  The  release  of  the  ”2  hour“  Control  sample  was  too  high  to  use  in  the  titration.  

Another   factor   to  determine  the  timepoints  was  the  difference  between  the  release  of  DeNAno,  

caused   by   the   IL-­‐18   cytokine   at   the   high   concentration,   and   the   Control   particles   that   just  

released   the   beads   during   incubation.   The   “5   min”   knockoff   showed   the   biggest   difference  

between  these  two  values.  The  problem  is  that  not  every  IL-­‐18  cytokine  will  be  able  to  displace  a  

Page 94: Bachelorproef Chris final

 

     94  

DeNAno  particle  in  those  5  minutes  at  the  lower  concentrations  of  the  cytokine. In the  “1  hour”  

knockoff,   each   IL   -­‐18  molecule  was  able   to   interact  with  an   IL   -­‐18  antibody,  while  keeping   the  

background  low  enough.  Both  titrations  were  performed  and  compared  to  eachother.  The  results  

showed   the   range   of   the   titration   after   5   min   and   1   hour   incubation.   The   “5   min”   titration  

plateaus  at  a  62,5  nM  concentration,  while  the  “1  hour”  titration  already  starts  reaching  a  plateau  

at   the   lower  7,81  nM  concentration.  The   release  of  DeNAno  at   the   lower   concentrations  of   the  

cytokine  is  negligible  after  5  min.  This  lowers  the  sensitivity  of  the  test.  We  can  differentiate  the  

release  of  DeNAno  from  the  background  at  a  1  nM  concentration  of  the  IL-­‐18  cytokine.  IL-­‐18  has  

plasma  levels  of  around  100  pg/ml.  This  equaled  to  a  concentration  of  5,55  pM.  The  sensitivity  of  

the  titration  was  therefore  almost  a  200  fold  to  low  to  detect  the  IL-­‐18  in  human  blood  samples.  

4.2  Lyophilization    

4.2.1  Lyophilization  of  DeNAno  particles  

Lyophilization  is  a  method  of  removing  water  from  frozen  material.  A  DeNAno  solution  is  frozen  

with  liquid  nitrogen  at  −195.79  °C.  The  frozen  solution  is  lyophilized  to  remove  the  present  water  

so  that  only  the  solutes  remain  as  solids.  This  powder  has  various  applications.  First  of  all,  it  is  a  

easy  way  to  store  DeNAno  long  term  in  de  freezer  or  transport  it.  Furthermore,  it   is  possible  to  

redissolve   the   solids   in   a   smaller   volume   of   water   to   obtain   a   higher   concentrated   solution.  

Lyophilization   of   the   S12-­‐SA-­‐D7,   D8-­‐SA-­‐S12   and   S13-­‐G10   samples   was   attempted   in   these  

experiments.  A  staining  was  performed  in  order  to  verify  that  the  DeNAno  particles  were  intact  

and   were   still   able   to   bind   to   the   streptavidin   beads.   S13-­‐G10   was   only   able   to   bind   to   the  

streptavidin  beads  if  it  was  labeled  with  the  Biotin  probe  and  was  used  as  a  negative  control.  The  

results  showed  that  the  S12-­‐SA-­‐D7  and  S12-­‐SA-­‐D8  samples  were  able  to  bind  after  lyophilisation.  

The  amount  of  particles  that  could  bind  after  lyophilization  is  lower  than  the  amount  of  Control  

samples  that  bound,  and  this  in  both  samples.    

4.2.2  Applications  for  DeNAno  particles  

After   it   became   clear   that   it  was   possible   to   lyophilize  DeNAno   particles,   different   hypotheses  

were   tested   to  determine   the   limits   of   lyophilization.   First   of   all,   lyophilization  was  performed  

with  glass  vials.  These  vials  didn’t  have  a  proper  way  to  be  sealed  and  were  difficult  to  use.  We  

wanted   to   test   the  possibility   to   lyophilize   in  epitubes   that  could  be  hermetically  sealed  with  a  

screw  cap.  The  results  showed  that  there  is  a  16%  loss  of  SA-­‐S12-­‐D7  and  10%  loss  of  SA-­‐S12-­‐D8  

between  the  glass  vials  and  the  epitubes.  This  is  an  acceptable  result  considering  the  fact  that  the  

epitubes  are  far  easier  to  use.  In  a  second  experiment,  we  tried  to  store  the  lyophilized  DeNAno  

particles  during  a   long  period  of  time  at  -­‐20°C.  The  lyophilized  SA-­‐S12-­‐D7  and  SA-­‐S12-­‐D8  were  

stored  in  the  glass  vials,  sealed  with  a  plastic  plug  and  wrapped  with  Parafilm  to  prevent  contact  

with   the   surrounding   environment.   The   particles  were   tested   after   one  month   in   a   staining   to  

check  if  they  were  still  able  to  bind  the  streptavidin  beads.  The  result  showed  that  both  S12  and  

S12-­‐SA-­‐D7-­‐D8-­‐SA  will  still  be  able  to  bind  to  the  streptavidin  beads.  The  last  part  of  the  project  

Page 95: Bachelorproef Chris final

 

     95  

was  an  attempt  to  stain  different  sized  particles.  In  the  first  attempt  we  weren’t  able  to  visualize  

the  particles  on  the  gel.  The  RCA  protocol  was  altered  in  order  to  make  slightly  bigger  particles.  

This   protocol   was   first   tested  with   only   sample   S12-­‐SA-­‐D8.   The   results   showed   that   different  

sized  particles  were  formed.    The  protocol  was  then  performed  with  samples  S12-­‐SA-­‐D7,  S12-­‐SA-­‐

D8,  S13-­‐G10  and  S13-­‐G10  bio.  During  the  staining  we  were  able  to  bind  the  3  nmol  and  375  pmol  

dNTP  S12-­‐SA-­‐D7  and  S12-­‐SA-­‐D8  to  the  beads.  The  93,8  pmol  dNTP  particles  weren’t  able  to  be  

differentiated  from  the  background.    

4.3  Conclusion    

Of  the  36  DeNAno  clones  with  which  our  first  project  started,  only  sample  S106-­‐61  was  able  to  

bind   to   the   IL-­‐18   beads   long   enough   during   the   staining.   During   the   titration,   however,   the  

sensitivity   of   our   test   appeared   to   be   approximately   a   1000   times   too   low   to   detect   IL   -­‐18   in  

plasma.  

The  lyophilization  project  showed  that  both  S12-­‐SA-­‐D7  and  S12-­‐SA-­‐D8  were  still  able  to  bind  to  

the   streptavidin   beads   in   a   staining   after   lyophilization.   In   further   experiments   it   appeared  

possible   to   lyophilise   in   epitubes   with   screwcaps.   Furthermore,   the   lyophilized   samples   were  

able   to   be   stored   at   -­‐20°C   for   the   duration   of   one   month   and   were   still   able   to   bind   to   the  

streptavidin  beads.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 96: Bachelorproef Chris final

 

     96  

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