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Bioengineering

Methoden zur Selbst Integration von Megamolecular Biopolymere auf der Trocknungsluft-LC-Schnittstelle

Published: April 7, 2017 doi: 10.3791/55274

Summary

Ein Verfahren zur Trocknung induzierte Selbst Integration von megamolecular Biopolymeren auf der Luft-Flüssigkeit-kristalline Grenzfläche ist vorgesehen. Diese Methodik wird nützlich sein, nicht nur für das Verständnis der makroskopischen Potentiale von Biopolymeren, sondern auch als ein Bewertungsverfahren für weiche Materialien in der biomedizinischen und Umwelt.

Abstract

Lebende Organismen, die Wasser verwenden, sind immer anfällig in der Umwelt zu trocknen. Ihre Aktivitäten werden angetrieben von Biopolymer-basierten Mikro- und Makrostrukturen, wie in den Fällen gesehen Wasser in Leitbündel bewegten und feuchtigkeitsspendende Wasser in Hautschichten. In dieser Studie haben wir ein Verfahren zur Bewertung der Wirkung von wässrigem flüssigkristallinen (LC) Lösungen von Biopolymeren beim Trocknen zusammen. Als LC Biopolymere megamolecular Gewicht haben, wählten wir Polysaccharide, Cytoskelett-Proteine ​​und DNA zu untersuchen. Die Beobachtung von Biopolymer-Lösungen während zeigt aus der instabilen Luft-LC-Schnittstelle beginnend milliscale Selbstintegration unter polarisiertem Licht trocknet. Die Dynamik der wässrigen LC-Biopolymer-Lösungen kann durch Verdampfen von Wasser aus einer einseitig offenen Zellen überwacht werden. Durch die Analyse der Bilder kreuzpolarisiertem Licht genommen, ist es möglich , die räumlich-zeitlichen Veränderungen des Orientierungsordnungsparameter zu erkennen. DiesVerfahren für die Charakterisierung von nicht nur künstlichen Materialien in verschiedenen Bereichen, aber auch natürliches Leben Geweben nützlich sein. Wir glauben, dass es ein Bewertungsverfahren für weiche Materialien in der biomedizinischen und Umweltbereich bieten.

Introduction

Durch die Fokussierung auf den starren, stabförmigen Strukturen von Biopolymeren, dynamisch weichen Materialien wurden für verschiedene Anwendungen, einschließlich Polysaccharids Biofilm Matrices 1 „aktiven Gele“ bestehend aus Zytoskelett - Proteinen 2 und „DNA origami“ gewünschten Formen 3 verwendet. Um zu klären, haben die strukturellen Eigenschaften, viele Strategien wurden untersucht, wie die Transmissionselektronenmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie, Rasterkraftmikroskopie und konfokale Fluoreszenzmikroskopie. Da jedoch diese Methoden meist in einem ausgetrockneten oder statischen Zustand durchgeführt werden, ist es schwierig, die dynamischen Verhalten in der makroskopischen Ebene zu erklären, wie es in der tatsächlichen lebenden Systemen gesehen. Vor kurzem haben wir beobachtet , erfolgreich das dynamische Verhalten von Biopolymeren auf die wässrige Luft-LC - Schnittstelle durch polarisiertes Licht 4. Bei der Visualisierung der Struktur ausgerichtet, während das Trocknen des BiopolymersLösung zeigten die zeitlichen Veränderungen Selbst Integration von Biopolymeren auf der instabilen Luft-LC-Schnittstelle.

Hier beschreiben wir ein Protokoll für die Trocknung von LC-Biopolymer-Lösungen an der Luft-LC-Schnittstelle unter Verwendung von polarisiertem Instrumenten. Durch Auswertung des Orientierungsordnungsparameters in der Seitenansicht der Fluidphase in einer offenen einseitiges-Zelle im Gegensatz Phase auf andere Analysen der LC , dass 5 nicht die Ansicht , Trocknen, 6 wurde die LC Dynamik während des Trocknungsvorganges hier untersucht . Die Kombination der Zelle der Verdampfung und die Verwendung von polarisiertem Instrumenten zur makroskopischen Überwachung mit einer kontrollierten Verdampfungsrichtung erlaubt. Darüber hinaus war es möglich , die Trocknungs Aufzeichnungen durch die Konzentration auf den kristallinen Strukturen der adsorbierten Mikrodomänen zu validieren, die durch das Molekulargewicht beeinflußt wurde, Konzentration, usw. Um die Wirksamkeit des Verfahrens wird die Trocknung Pro zu demonstrierenzesse basischer Biopolymeren mit starren Stabformen, wie Polysaccharide, Mikrotubuli (MTs), und DNA, wurden untersucht. Wir haben uns für diese Biopolymere, weil sie typische Beispiele für hierarchische Makromoleküle mit megamolecular Gewichte sind, und ihre intermolekularen Wechselwirkungen ermöglichen ihnen LC Staaten zu bilden.

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Protocol

1. Instrumente

  1. Polarisationsvorrichtung
    1. Um eine Polarisationsvorrichtung zu konstruieren, liefert eine Lichtquelle mit einer Halogenlampe, eine Lichtführung, Polarisatoren, ein Probentisch, ein optischer Schiene, Stange steht und eine digitale Spiegelreflexkamera (siehe Abbildung 1C und Liste für die Polarisations Geräteteile).

2. Herstellung der Biopolymer-Lösung

  1. Polysaccaridlösungen
    1. Löst sacran 7 (0,5 g) in reinem Wasser (100 ml) durch Rühren bei ~ 80 ° C für mehr als 12 h. Während der Auflösung, decken sie die Behälter mit Plastikfolie, um Verdunstung zu verhindern. Bereiten einer wäßrigen Lösung von Xanthangummi in der gleichen Weise.
    2. Kühlen Sie die Lösung auf ~ 25 ° C 0,5 Gew% ige wässrige Lösungen zu erhalten.
    3. Zentrifugiere die sacran Lösung zu entfernen Verunreinigungen (48.400 xg, 4 ° C, 1 h, 3 timn).
  2. MT - Lösung
    1. Vorbereiten eine 0,5 wt% Tubulin - Lösung (1 ml) in einem Britton-Robinson - Puffer (80 mM Piperazin- N, N '-Bis (2-ethansulfonsäure) (PIPES), 1 mM Ethylenglycol-bis (β-aminoethylether) - N, N, N 'N' -tetraessigsäure (EGTA) und 5 mM MgCl 2, pH 6,8) auf Eis 8.
    2. Verwenden 0,5 wt% Tubulin-Lösung (50 ul) und Guanosin-5' - [(α, β) -methyleno] triphosphat (GpCpp) (5 & mgr; l), um eine GpCpp Tubulin enthaltenden Lösung hergestellt (50 ul). bei 37 ° C inkubieren 3 h einen stabilen Kern MT zu erhalten.
      HINWEIS: Die Rolle der GpCpp ist MT Bildung zu unterstützen und vollständig die Depolymerisation von MT an Tubulin zu unterdrücken.
    3. Mischen Sie die 0,5 wt% Tubulin-Lösung (950 ul) und die GpCpp enthaltenden Tubulin-Lösung (50 ul) bei ~ 25 ° C für 1 Tag eine stabile 0,5 wt% MT-Lösung zu erhalten.
  3. DNA - Lösung
    1. Vorbereiten eine 0,5 wt% DNA-Lösung (1 ml) in Tris-EDTA-Pufferlösung (10 mM Tris, pH 8,0, mit 1 mM EDTA).
  4. Halten Sie die 0,5 wt% Biopolymer Probenlösungen bei 25 ° C für die Trocknung Experiment.

3. Trocknen Experimente und Beobachtung unter Kreuz-polarisiertes Licht

  1. Lösungen in einer einseitig offenen Zellen (1A)
    1. Geschnitten , um eine Silizium - Platte (siehe Materialliste) in eine geeignete Form mit einer Dicke von 1 mm (Innenmaß von 5-15 mm, 1 mm, und ~ 20 mm; 1A).
      1. Zubauen eine einseitig offene Zelle eines Siliziumabstandshalters zusammengesetzt mit Innenmaß von 5-15 mm, 1 mm, und ~ 20 mm und zwei nicht-modifizierten Glas-Objektträger (76 mm × 1 mm × 26 mm). Fix beide Seiten der Zelle mit Doppel Clips im Voraus, um die Probenlösung zu halten austritt.
    2. Langsam jede der 0,5 Gew% Biopolymer-Lösung (100-300 ul) eine ~ 1 mm Porengröße Pipettete Spitze jeder Zelle bei ~ 25 ° C. Entfernen von Luftblasen aus den Zellen unter Verwendung einer Spritzennadel.
    3. Platzieren Sie die Zellen in einem Ofen mit einer Luft Zirkulator bei 60 ° C unter Atmosphärendruck für die Verdampfung; die Verdampfungsrichtung, die der Schwerkraft entgegengesetzt.
  2. Beobachtungen unter kreuzpolarisiertem Licht (1B-1C)
    1. Bietet gerade sichtbares Licht über eine 100 W Halogenlampe mit einer flachen Oberflächen-Lichtquelle über einen breiten Bereich (80 mm x 80 mm). Stellen Sie die Polarisatoren 45 ° und 135 ° , um den Halter (Abbildung 1C).
    2. Fix die Positionen der Lichtquelle, Polarisatoren, Probentisch, und eine optische Kamera Schiene und Stange steht (1C) verwendet wird . Platzieren Sie den Probentisch zwischen den beiden Polarisatoren (der Abstand zwischen den Polarisatoren sollte ~ 5 cm). Stellen Sie die Kamera ~ 20 cm von dem Probentisch Fokussierung zu ermöglichen.
    3. Zu bestimmten Zeiten, legen Sie die Proben aus Schritt 3.1.3 zwischen dem polarizers auf der Bühne parallel zu der XZ-Ebene und die Vorrichtung mit einem schwarzen Vorhang bedecken; die eigentliche Vorrichtung ist in 1C gezeigt.
    4. Fotografieren Sie die Proben durch lineare gekreuzten Polarisatoren eine digitale Spiegelreflexkamera mit einem Standard-Zoomobjektiv (siehe Materialliste). Steuern Sie die Kamera-Einstellungen, wie Brennweite, Computer-Software (siehe Materialliste).
  3. Räumlich-zeitliche Analyse der durchgelassenen Lichtintensität (1C)
    1. Um die Änderung des Orientierungsordnungsparameters in dem Trocknungsprozess zu bewerten, sammeln Fotografien stündlich für 24 h.
    2. Messen Sie die übertragene Lichtintensität entlang der Mittellinie in der Z-Richtung als Grauwert eines Bildverarbeitungsprogramms unter Verwendung von (zB ImageJ).
    3. Eine Grafik mit dem Grauwert in Abhängigkeit von dem Abstand von der oberen offenen Seite.
  4. Mikroskopische Beobachtungen unter kreuzpolarisierten light (1D)
    1. Um die Methoden zu überprüfen, machen mikroskopische Beobachtungen mit einem Polarisationsmikroskop mit einer CCD - Kamera ausgestattet 9. Halten erster Ordnung Verzögerungsplatte im Strahlengang. Kontrollieren Sie die Bedingungen für die Fotos eine PC-Software.

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Representative Results

Verwendung der Vorrichtung wie in 1 gezeigt ist , um die Selbst Integration von Mikrodomäne macrodomain auf einer trocknenden Luftschnittstelle-LC bewertet wurde (2A). Da die erste Demonstration des Trocknungs Experiment wurden zwei Arten von megamolecular Polysacchariden, sacran (M w = 1,9 x 10 7 g mol -1) und Xanthangummi (4,7 x 10 6 g mol -1), wurden verglichen. 2B zeigt Fotografien der Lösungen in der Zelle unter kreuzpolarisiertem Licht. Vor dem Trocknen wurde es möglich, mehrere hellen Bereiche mit Durchlicht in einem zerstreuten Zustand in beiden Lösungen zu beobachten. Nach 6 h bei 60 ° C getrocknet wurde, wobei der Bereich unterhalb der Luft-LC-Schnittstelle in der sacran Lösung signifikant hoch. Dies bedeutet, dass die Domänen eine makroskopisch orientierte Struktur an der Grenzfläche, ähnlich der Hautschichtbildung in einem Gel-Schrumpfungsprozess gebildet"xref"> 10. drastisch Auf der anderen Seite nahm die Intensität der Xanthan-Lösung, wenn die Temperatur nur von 25 ° C bis 60 ° C erhöht wurde, und einige kleine macrodomains wurden unterhalb der Grenzfläche beobachtet. Dies liegt daran, dass die Beweglichkeit der Xanthan Mikrodomäne sehr viel empfindlicher auf Temperatur ist als die der sacran Mikrodomäne. Die kritischen Unterschiede der Orientierung an der Grenzfläche wurden auf diese Weise unter Verwendung der Polarisationseinrichtung detektiert.

2C und Film - S1 zeigen die Ergebnisse der räumlich-zeitlichen Analyse für den Trocknungsprozess in der sacran Lösung. Die übertragene Lichtintensität zeigt die Orientierungsordnungsparameter des Mikrodomäne. Die Spitzenintensität um die Luft-Flüssigkeit-Grenzfläche signifikant erhöht, und die Dicke wurde auf ~ 2 mm. Diese Ergebnisse zeigen deutlich, dass die Mikrodomänen zu orientieren aus der Luft-LC-Schnittstelle eines Startd an die Schnittstelle einer milliscale Domäne parallel wachsen in. Aus dieser Beobachtung unter polarisiertem Licht, ist es somit möglich, die Fluidbewegungen in dem Trocknungsprozess zu visualisieren.

Die Unterschiede zwischen sacran und Xanthangummi in Bezug auf Größe und macrodomain Orientierungsrichtung wurden mit einem Polarisationsmikroskop mit einer ersten Ordnung Verzögerungsplatte (2D) bestätigt. Die sacran fluiden Phase zeigte einen blauen Bereich, was bedeutet, dass eine einzelne macrodomain an der Grenzfläche gebildet. Im Gegensatz dazu zeigte die Xanthangummi fluiden Phase blau, gelb, rosa und Regionen, was bedeutet, dass die mehrere macrodomains mit beliebigen Orientierungen gebildet.

Dieses Verfahren wurde ebenfalls für den Vergleich von drei Arten von Grunde starrer Biopolymeren mit megamolecular Gewicht erforscht - Polysaccharide (sacran: M w = 1,9 x 10 7 g mol -1, Mikrodomänenlength> 20 um), MTs (M w = 10 9 -10 10 g mol -1, Mikrodomänenlänge> 10 um) und DNA (M w = 1.3 × 10 6 g mol -1, Mikrodomänenlänge <1 um) - in einer physiologischen Umgebung bei 37 ° C. Vor dem Trocknen , wie in 3B gezeigt, ist die sacran Lösung und die MT - Lösung zeigten Ähnliche LC Staaten, mit verstreuten Bereichen im gesamten Bereich. Während des Trocknungsprozesses, unterzog sich die Domänen in der MT-Lösung auch selbst Integration aus der Luft-LC-Schnittstelle und die zerstreuten Domänen wurden in einer einzigen macrodomain integriert. Auf der anderen Seite zeigte die DNA-Lösung, die keine spezifische Ausrichtung in der flüssigen Phase. Im Fall der MT-Lösung und die DNA-Lösung mit Puffern hergestellt, ist es wichtig, dass die Integration zu beachten, durch die Änderungen in der Salzkonzentration, pH und Ionenstärke während der Trocknung beeinflusst wird.

(3C) beobachtet wurden. Die sacran Trocknungs Aufzeichnung zeigten signifikante Doppelbrechung Intensitäten aufgrund der milliscale Einzel macrodomain Bildung. Für die MT Trocknungs Aufzeichnung beobachteten wir wellige Bündel wo die lange Achse parallel zur X-Achse war. Im Gegensatz dazu zeigte die Trocknungs Aufzeichnung der DNA-Lösung Kornform macrodomains <5 & mgr; m im Durchmesser und in beliebigen Richtungen. Aus diesen Beobachtungen ist es klar, dass die macrodomain Größe durch die Länge der stabförmigen Mikrobereiche betroffen ist. Es war somit möglich, die Richtungsorientierung der Biopolymers Mikrodomäne zu bewerten, indem die Trocknungs Aufzeichnungen Beobachten eines Polarisations-Mikroskop.

Abschließend wurden Methoden unter Verwendung von polarisiertem Licht verwendet,für die Selbst Integration von megamolecular Biopolymeren auf der Trocknungsluft-LC-Schnittstelle. Die Dynamik der wässrigen LC-Lösungen wurden mit Wasser aus einer einseitig offenen Verdampfungszelle überwacht. Durch die Analyse der Bilder kreuzpolarisierte Licht genommen verwenden, war es möglich, die räumlich-zeitliche Veränderungen und den Orientierungsordnungsparameter zu erkennen. Bedenkt man, dass der nachgewiesene Trocknungsprozess auf natürlichen Prozesse ähnlich ist, würde diese Methode zur Charakterisierung von nicht nur künstlichen Materialien in verschiedenen Bereichen, aber auch die natürlichen Leben Gewebe nützlich sein. Wir glauben, dass dies ein Bewertungsverfahren für weiche Materialien in der biomedizinischen und Umweltbereich bieten könnte.

Abbildung 1
Abbildung 1: Das Trocknen Experiment. (A) Schematische Darstellung der Lösungen in einer einseitig offenen Zelle. (B)Schematische Darstellung der Versuchsanordnung für Beobachtungen unter kreuzpolarisiertem Licht verwendet. Die Polarisatoren wurden in der Regel auf 45 ° und 135 ° eingestellt. (C) Das eigentliche Gerät. Diese Zahl wurde von Referenz 6 modifiziert. Urheberrecht: Die American Chemical Society, 2016. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Figur 2
Abbildung 2: Trocknung von wässrigen Lösungen des Polysaccharide sacran und Xanthangummi. (A) Schematische Darstellung der Selbst Integration auf der Trocknungsluft-LC-Schnittstelle. (B) Seitenansichten von zwei Arten von Polysaccharid-Lösungen in ihrem Ausgangszustand und nach6 h Trocknen bei 60 ° C unter kreuzpolarisiertem Licht. Die anfängliche Polymerkonzentration war 0,5 Gew%. (C) Durchlichtintensität durch einen gekreuzten Nicols auf einer Linie in der Z-Richtung für jedes Bild zu einer bestimmten Zeit genommen. (D) Polarisationsmikroskopbilder der Polymerlösungen in der Zelle nach 6 h Trocknen bei 60 ° C. Rote Pfeile: macrodomains auf der Schnittstelle. Diese Zahl wurde von Referenz 6 modifiziert. Urheberrecht: Die American Chemical Society, 2016. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Abbildung 3
Abbildung 3: Trocknung von Biopolymer - wässrigen Lösungen und den Trocknungs Aufzeichnungen. (A) Quellen der Polysaccharides (Cyanobakterien), MTs (Schweinehirn) und DNA (Lachshoden). (B) Seitenansichten von sacran, MT, und DNA-Lösungen während unter kreuzpolarisiertem Licht bei 37 ° C getrocknet wird. Die anfängliche Polymerkonzentration war 0,5 Gew%. (C) Mikroskopische Aufnahmen der getrockneten Polymerfilme auf dem Glassubstrat durch die gegebenen Richtungen der gekreuzten Nicols. Alle Maßstabsbalken sind 50 & mgr; m. Diese Zahl wurde von Referenz 6 modifiziert. Urheberrecht: Die American Chemical Society, 2016. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Film S1
Film S1: Trocknung der sacran Lösung während bei 60 ° C getrocknet wird , beobachtet unter Verwendung vongekreuzte Nicols. Bitte klicken Sie hier , um diesen Film herunterzuladen.

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Discussion

Es war manchmal schwierig, für die Kamera auf der Probe zu konzentrieren, aufgrund der durchgelassenen Lichtintensität zu gering zu sein. In solchen Fällen auf der Bühne eine erweiterte transparenten Kunststoffilm Platzieren half, den Fokus zu arrangieren. Die Begrenzung der beobachtbaren Auflösung war abhängig von der Kameralinse, ~ 10 & mgr; m in diesem Fall. Die beobachtbare Begrenzung der Probendicke, & Delta; y, waren abhängig von der maximalen Lichtintensität der Lampe, ~ 10 mm in diesem Fall.

Der Vorteil der Vorrichtung in 1B gezeigt ist , dass es in Seitenansicht Fotos von der Probe während des Trocknungsprozesses genommen werden kann. Die Beobachtung kann, ohne sich auf der horizontalen Ebene durchgeführt werden, die in typischen Mikroskopen verwendet wird. Durch Stehenlassen die einseitig offene Zelle während der Trocknungs Experimente wird die Verdampfungsrichtung geregelt und in der entgegengesetzten Richtung der Schwerkraft. die Seitenansicht Überwachung ermöglicht auch die Berechnung der Trocknungs Rattee 4.

In Zukunft durch auf dem Probentisch der Vorrichtung Temperatur- und Feuchtigkeitsregula platzieren, wird es möglich sein, automatisch zu zeitlichen Änderungen der Orientierungsordnungsparameter zu überwachen. Ferner wird ein Gleichgewicht im Setup der Gewichtsänderung zu überwachen würde die Schätzung der Konzentration helfen. Dieses Verfahren könnte auch den anisotropen Quellvorgang zur Klärung verwendet werden , von Polysaccharid 11 Hydrogelen 12. Es wäre daher möglich sein, die strukturellen Veränderungen der weichen Aktoren zu überwachen.

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Disclosures

Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Acknowledgments

Diese Arbeit wurde durch Gewährung-in-Hilfe für junge Wissenschaftler (16K17956) vom Ministerium für Bildung, Kultur, Sport, Wissenschaft und Technologie von Japan, der Kyoto-Techno Center und The Mitani Stiftung für Forschung und Entwicklung unterstützt.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
sacran Green Science Materials Inc., Japan From Aphanothece sacrum.
Mw = 1.9 × 107 g mol-1
xanthan gum Taiyo Kagaku Co., Japan Neosoft XC From Xanthomonas campestris.
Mw = 4.7 × 106 g mol-1
tubulin Cytoskeleton, Inc., USA T240 From porcine brain.
GpCpp Jena Bioscience, Germany NU405L
piperazine-N,N′-bis(2-ethanesulfonic acid) Sigma-Aldrichi, Co. LLC. P6757-500G PIPES
ethylene glycol-bis(β-aminoethyl ether)-N,N,N',N'-tetraacetic acid Dojindo Molecular Technologies, Inc. 342-01314 EGTA
MgCl2-6H2O Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 135-15055
KOH Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 162-21813 pellet
DNA Sigma-Aldrich, Co. LLC. D1626 From salmon testes.
Mw = 1.3 × 106 Da (~2,000 bp)
Tris-EDTA buffer solution Sigma-Aldrich, Co. LLC. T9285-100ML 10 mM Tris, pH 8.0, with 1 mM EDTA
slide glass Matsunami Glass Ind., Ltd., Japan S1111
silicon rubber sheet Asone Co. 6-611-32 Thickness: 1 mm
centrifuge Beckman-Coulter, Inc., USA Avanti J-25 equipped with a JA-20 rotor
light source Sumita Optical Glass, Inc., Japan LS-LHA
light guide Sumita Optical Glass, Inc., Japan GF7.2-1-L1500R-M80 (AAAR-015M) 80 mm × 80 mm
halogen lamp Ushio Inc., Japan JCR 15V150WBN
holder Sigmakoki, Co.,Ltd. KMH-80
sample stage Sigmakoki, Co.,Ltd. TARW-25503L
sample holder Sigmakoki, Co.,Ltd. SHA-25RO
rod Sigmakoki, Co.,Ltd. ROU-12-40
posts holder Sigmakoki, Co.,Ltd. RS-6-40
posts holder Sigmakoki, Co.,Ltd. RS-12-60
posts holder Sigmakoki, Co.,Ltd. RS-12-80
posts holder Sigmakoki, Co.,Ltd. RS-12-130
carrier Sigmakoki, Co.,Ltd. CAA-25LS
camera holder Sigmakoki, Co.,Ltd. CMH-2
medium optical rail Sigmakoki, Co.,Ltd. OBA-500SH
lenstube Tomytech, BORG lenstube BK 80φ, L25 mm 
lenstube Tomytech, BORG lenstube BK 80φ, L50 mm 
multiband Tomytech, BORG 80φ 
V plate Tomytech, BORG V plate 60S
plate holder Viexen, Co.,Ltd. plate holder SX
EOS Kiss X7i  Canon Inc., Japan 8594B001 with a standard zoom lens,  EFP 18-55 mm
photographic software Canon Inc., Japan EOS Utility
PC Microsoft Surface
polarization microscope Olympus BX51
first order retardation plate Olympus U-TP530 λ = 530 nm
CCD camera Olympus DP80
photographic software Olympus cellSens Standard
Java-based image processing program the National Institutes of Health ImageJ

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References

  1. Flemming, H. -C., Wingender, J. The biofilm matrix. Nat. Rev. Microbiology. 8 (9), 623-633 (2010).
  2. Osada, Y., Kawamura, R., Sano, K. Hydrogels of cytoskeletal proteins. , Springer. (2016).
  3. Rothemund, P. W. K. Folding DNA to create nanoscale shapes and patterns. Nature. 440, 297-302 (2006).
  4. Okeyoshi, K., Okajima, M. K., Kaneko, T. Milliscale self-integration of megamolecule biopolymers on a drying gas-aqueous liquid crystalline interface. Biomacromolecules. 17 (6), 2096-2103 (2016).
  5. De Gennes, P. G., Prost, J. The physics of liquid crystals. , Oxford University Press. Oxford, UK. (1993).
  6. De Gennes, P. G., Brochard-Wyart, F., Quere, D. Capillarity and wetting phenomena: drops, bubbles, pearls, waves. , Springer. (2003).
  7. Okajima, M. K., Kaneko, D., Mitsumata, T., Kaneko, T., Watanabe, J. Cyanobacteria that produce megamolecules with efficient self-orientations. Macromolecules. 42 (8), 3058-3062 (2009).
  8. Okeyoshi, K., Kawamura, R., Yoshida, R., Osada, Y. Thermo- and photo-enhanced microtubule formation from Ru(bpy)32+-conjugated tubulin. J. Mater. Chem. B. 2, 41-45 (2014).
  9. Olympus. Support BX51P. , Available from: http://www.olympus-ims.com/microscope/bx51p/ (2016).
  10. Matsuo, E. S., Tanaka, T. Kinetics of discontinuous volume-phase transition of gels. J. Chem. Phys. 89, 1695-1703 (1988).
  11. Okajima, K., Mishima, R., Amornwachirabodee, K., Mitsumata, T., Okeyoshi, K., Kaneko, T. Anisotropic swelling in hydrogels formed by cooperatively aligned megamolecules. RSC Adv. 5, 86723-86729 (2015).
  12. Joshi, G., Okeyoshi, K., Okajima, M. K., Kaneko, T. Directional control of diffusion and swelling in megamolecular polysaccharide hydrogels. Soft Matter. 12, 5515-5518 (2016).

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Okeyoshi, K., Osada, K., Okajima, M. K., Kaneko, T. Methods for the Self-integration of Megamolecular Biopolymers on the Drying Air-LC Interface. J. Vis. Exp. (122), e55274, doi:10.3791/55274 (2017).

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