Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Bioengineering
Click here for the English version

Bioengineering

שיטות העצמי הוא השילוב של Biopolymers Megamolecular על ממשק האוויר-LC הייבוש

Published: April 7, 2017 doi: 10.3791/55274
Automatic Translation
1, 2, 1, 1
1Japan Advanced Institute of Science and Technology, 2Department of Bioengineering, School of Engineering, The University of Tokyo

Summary

שיטה לשילוב עצמי מושרה-הייבוש של biopolymers megamolecular על ממשק הגבישים-נוזלי אוויר מסופקת כאן. מתודולוגיה זו תהיה שימושית לא רק להבנת הפוטנציאלים מקרוסקופית של biopolymers, אלא גם כשיטת הערכה לחומרים רכים בתחומי ביו וסביבתיים.

Abstract

יצורי חיים העושים שימוש במים הם תמיד נוטים ייבוש בסביבה. פעילותם מונעים על ידי מיקרו-מבוסס biopolymer ו-מבנים מאקרו, כפי שניתן לראות במקרים של העברת מים בחבילות כלי הדם לחות מים בשכבות העור. במחקר זה, פיתחנו שיטה להערכת ההשפעה של תמיסות מימיות נוזל גבישי (LC) מורכב biopolymers על ייבוש. כפי biopolymers LC יש משקל megamolecular, בחרנו ללמוד סוכרים, חלבונים cytoskeletal, ו- DNA. תצפית של פתרונות biopolymer במהלך ייבוש תחת אור מקוטב חושף-אינטגרציה עצמית milliscale החל מממשק אוויר-LC יציב. הדינמיקה של פתרונות biopolymer LC המימיים ניתן לנטר באמצעות אידוי מים מתא אחד בצד-פתוח. באמצעות ניתוח התמונות שצולמו באמצעות אור המקוטב צולב, אפשר לזהות את השינויים במרחב ובזמן בפרמטר הסדר orientational. זֶההשיטה יכולה להיות שימושית עבור אפיון לא רק חומרים מלאכותיים בתחומים שונים, אלא גם ברקמות מחייתם הטבעית. אנו מאמינים כי זה ישמש אמצעי הערכה לחומרים רכים בתחומי ביו וסביבתיים.

Introduction

על ידי התמקדות במבנים קשיחים, בצורת מוט של biopolymers, חומרים רכים דינמי שימשו עבור יישומים שונים, כולל מטריצות ביופילם פוליסכריד 1, "ג'ל פעיל" מורכבת של חלבונים cytoskeletal 2, ו "אוריגמי DNA" של הצורות הרצויות 3. כדי להבהיר את תכונות מבניות, רבים אסטרטגיות נחקרו, כגון מיקרוסקופ אלקטרונים חודרת, מיקרוסקופית אלקטרונים סורק, מיקרוסקופ כוח אטומי, מיקרוסקופ פלואורסצנטי confocal. עם זאת, בגלל שיטות אלו נעשים בעיקר במצב מיובש או סטטי, קשה להסביר את ההתנהגויות דינמיות קשקשים מקרוסקופית, כפי שניתן לראות במערכות חיים בפועל. לאחרונה, הבחנו בהצלחה את ההתנהגות הדינמית של biopolymers על ממשק האוויר-LC המימי באמצעות אור מקוטב 4. במהלך להדמיה של מבנה אוריינטציה תוך ייבוש biopolymerפתרון, השינויים הזמניים הצביעו עצמית אינטגרציה של biopolymers על ממשק האוויר-LC היציב.

כאן, אנו מתארים פרוטוקול עבור הייבוש של פתרונות biopolymer LC בממשק האוויר-LC באמצעות מכשירים מקוטבים. בניגוד ניתוחים אחרים של שלב LC כי לא מחשיבים ייבוש 5, 6, דינמיקת LC במהלך תהליך הייבוש נחקרה כאן על ידי הערכת פרמטר הסדר orientational בתצוגה לרוחב של השלב הנוזל בתא אחד בצד-פתוח . השילוב של אידוי התא והשימוש במכשירים מקוטבים המותרים לניטור מקרוסקופית עם כיוון אידוי מבוקר. בנוסף, ניתן היה לאמת את הרשומות ייבוש על ידי התמקדות במבנים גבישיים של microdomains הספוחה, אשר הושפעו משקל מולקולרי, ריכוז, וכו 'כדי להדגים את היעילות של השיטה, הפרו ייבושוהיטלים של biopolymers הבסיסית עם צורות מוט קשיחות, כגון סוכרים, microtubules (MTS), ו- DNA, נחקרו. בחרנו biopolymers אלה כי הם דוגמאות אופייניות של מקרומולקולות היררכית עם משקולות megamolecular, וכן אינטראקציות מולקולאריים שלהם ולאפשר להם להקים מדינות LC.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. מכשירים

  1. מכשיר קיטוב
    1. כדי לבנות התקן קיטוב, מספק מקור אור עם מנורת הלוגן, מדריך אור, מקטבים, במה מדגם, מסילה אופטית, מוט עומד, ואת מצלמת רפלקס דיגיטלית עדשה אחת (ראה האיור 1C וחומרי רשימה עבור הקיטוב חלקי התקן).

2. הכנת פתרון biopolymer

  1. פתרונות פוליסכריד
    1. ממיסים sacran 7 (ז 0.5) במים טהורים (100 מ"ל) על ידי ערבוב ב ~ 80 מעלות צלזיוס למשך יותר מ 12 שעות. במהלך הפירוק, לכסות את המכל בניילון נצמד כדי למנוע אידוי. הכן תמיסה מימית של קסנטן באותו אופן.
    2. מצננים את הפתרונות ב ~ 25 ° C כדי להשיג 0.5 בתמיסות מימיות% WT.
    3. צנטריפוגה הפתרון sacran כדי להסיר זיהומים (48,400 XG, 4 ° C, 1 h, 3 טיםes).
  2. פתרון MT
    1. הכן פתרון טובולין 0.5% WT (1 מ"ל) ב חיץ בריטון-רובינסון (80 מ"מ piperazine- N, N '-bis (2-ethanesulfonic חומצה) (צינורות); 1 MM-bis אתילן גליקול (אתר β-aminoethyl) - N, N, N 'N' חומצה -tetraacetic (EGTA); ו 5 מ"מ MgCl 2, pH 6.8) על הקרח 8.
    2. השתמשו 0.5% WT פתרון טובולין (50 μL) ו guanosine-5' - [(α, β) -methyleno] אדנוזין (GpCpp) (5 μL) להכין פתרון טובולין GpCpp המכילים (50 μL). לדגור על 37 מעלות צלזיוס למשך 3 שעות כדי להשיג גרעין MT יציב.
      הערה: תפקידה של GpCpp היא לתמוך היווצרות MT וכדי לחלוטין לדכא את depolymerization של MT כדי טובולין.
    3. מערבב את פתרון טובולין 0.5% WT (950 μL) ופתרון טובולין GpCpp המכיל (50 μL) ב ~ 25 מעלות צלזיוס למשך 1 יום כדי להשיג פתרון MT 0.5% WT יציב.
  3. פתרון ה- DNA
    1. הכן פתרון ה- DNA 0.5% WT (1 מ"ל) בתמיסה טריס חיץ-EDTA (10 מ"מ טריס, pH 8.0, עם 1 EDTA מ"מ).
  4. שמור הפתרונים המדגמים biopolymer 0.5% WT ב 25 מעלות צלזיוס למשך ניסוי הייבוש.

3. ניסויי ייבוש תצפית תחת אור מקוטב חוצה

  1. פתרונות בתא אחד בצד-פתוח (איור 1A)
    1. חותכים גיליון סיליקון (ראה רשימת חומרים) לתוך צורה מתאימה עם עובי של 1 מ"מ (המימד הפנימי של 5-15 מ"מ, 1 מ"מ, ו ~ 20 מ"מ; איור 1 א).
      1. הרכב תא אחד בצד-פתוח מורכב spacer סיליקון עם ממד פנימי של 5-15 מ"מ, 1 מ"מ, ו ~ 20 מ"מ ושתי שקופיות זכוכית שאינן שונה (76 מ"מ × 1 מ"מ × 26 מ"מ). תקן משני צידי התא עם קליפים כפולים מראש כדי לשמור הפתרון המדגם מ דולף החוצה.
    2. לאט לאט מוסיף כל אחד פתרון biopolymer 0.5% WT (100-300 μL) באמצעות ~ 1 מ"מ נקבובי בגודל pipette טיפ לכל תא ב ~ 25 ° C. הסר בועות אוויר מהתאים באמצעות מחט מזרק.
    3. מניחים את התאים בתנור עם סירקולטור האוויר 60 מעלות צלזיוס בלחץ אטמוספרי עבור אידוי; בכיוון האידוי הוא הפוך מזה של הכבידה.
  2. תצפיות תחת אור מקוטב צולבות (איור 1B-1C)
    1. ספק אור ישר לעין באמצעות מנורת הלוגן 100 ואט עם מקור אור שטוח משטח פני שטח נרחב (80 מ"מ x 80 מ"מ). התאם את המקטבים כדי 45 מעלות ו 135 מעלות באמצעות למחזיקים (איור 1C).
    2. תקן את העמדות של מקור האור, מקטבים, במה מדגמת, ואת המצלמה באמצעות רכבת אופטית ודוכני מוט (איור 1C). מניחים את הבמה מדגם בין שני מקטבים (המרחק בין מקטבים צריך להיות ~ 5 ס"מ). מניחים את המצלמה ~ 20 ס"מ מן הבמה מדגם לאפשר התמקדות.
    3. לפעמים נתון, למקם את דגימות משלב 3.1.3 בין פולהrizers על מקבילי הבמה אל-מטוס XZ ולכסות את המכשיר עם וילון שחור; המכשיר בפועל מוצג באיור 1C.
    4. צלם את דגימות דרך מקטבים ליניארי חצה באמצעות מצלמת רפלקס דיגיטלית עדשה אחת עם עדשת זום סטנדרטית (ראה רשימת חומרים). שליטת גדרות המצלמה, כגון אורך מוקד, באמצעות תוכנת מחשב (ראה רשימת חומרים).
  3. ניתוח במרחב ובזמן של עוצמת האור המועבר (איור 1C)
    1. כדי להעריך את השינוי של פרמטר הסדר orientational בתהליך הייבוש, לאסוף תמונות לשעה עבור 24 שעות.
    2. מדדו את עוצמת האור המועבר לאורך האמצע לכיוון-Z כערך אפור באמצעות תוכנית לעיבוד תמונה (למשל, ImageJ).
    3. לשרטט גרף של הערך האפור כפונקציה של המרחק מן הצד הפתוח העליון.
  4. תצפיות מיקרוסקופיות תחת תאורת צולבות מקוטבותt (איור 1D)
    1. כדי לבדוק את השיטות, לבצע תצפיות מיקרוסקופיות עם מיקרוסקופ קיטוב מצויד במצלמת CCD 9. שמור צלחת פיגור מסדר ראשון בנתיב האור. לשלוט על תנאי על התמונות באמצעות תוכנת PC.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

באמצעות המכשיר כפי שמוצג באיור 1, את השילוב בין העצמי microdomain כדי macrodomain על ייבוש האוויר-LC ממשק הוערך (איור 2 א). כפי ההפגנה הראשונה של הניסוי ייבוש, שני סוגים של סוכרים megamolecular, sacran (M w = 1.9 x 10 7 גרם mol -1) ו קסנטן (4.7 x 10 6 גרם mol -1), הושוו. איור 2B מראה תמונות של פתרונות בתא תחת אור מקוטב צולבות. לפני הייבוש, ניתן היה לצפות בכמה אזורים בהירים עם אור המועבר במצב מפוזר בשני הפתרונים. לאחר הייבוש ב 60 מעלות צלזיוס למשך 6 שעות, באזור שמתחת הממשק-LC אוויר פתרון sacran הפך גבוה משמעותי. משמעות הדבר היא כי תחומים יצרו מבנה אוריינטציה macroscopically בממשק, בדומה היווצרות שכבת העור בתהליך ג'ל-מתכווץ"Xref"> 10. מצד השני, את עוצמת פתרון קסאנטן ירד באופן דרסטי כאשר הטמפרטורה הוגדלה רק מ 25 ° C עד 60 ° C, ו macrodomains הקטן כמה נצפה מתחת לממשק. הסיבה לכך היא הניידות של microdomain קסאנטן היא הרבה יותר רגיש לטמפרטורה מזו של microdomain sacran. ההבדלים הקריטיים של האוריינטציה על ממשק ובכך אותרו על ידי שימוש במכשיר הקיטוב.

איור 2C ו סרט S1 להראות את התוצאות של ניתוח במרחב ובזמן לתהליך הייבוש בפתרון sacran. עוצמת אור המשודרת מציינת את פרמטר הסדר orientational של microdomain. עוצמת השיא סביב הממשק הנוזל-אוויר מוגבר משמעותית, ואת העובי גדל ~ 2 מ"מ. תוצאות אלו מצביעות בבירור כי microdomains להתחיל אוריינט הממשק-LC האווירd לגדול לתוך מקבילים תחום milliscale לממשק. מנקודת תצפית זו תחת אור מקוטב, ולכן אפשר לדמיין את התנועות הנוזלות בתהליך הייבוש.

ההבדלים בין מסטיק sacran ו קסאנטן מבחינת גודל macrodomain וכיוון הנטייה גם אושרו על ידי מיקרוסקופ הקיטוב עם צלחת פיגור מסדר ראשון (איור 2 ד). השלב נוזל sacran הראה באזור כחול אחד, כלומר macrodomain יחיד נוצר על הממשק. לעומת זאת, בשלב נוזל קסנטן הראה אזורים כחולים, צהובים, ורודים, כלומר macrodomains המרובה נוצר עם נטיות שרירותיות.

שיטה זו גם שנחקרה להשוואת שלושה סוגים של biopolymers הנוקשה הבסיסי עם משקולות megamolecular - הסוכרים (sacran: M w = 1.9 x 10 7 גרם mol -1, microdomain אורך> 20 מיקרומטר), MTS (M w = 10 9 -10 10 גרם mol -1, אורך microdomain> 10 מיקרומטר), ו- DNA (M w = 1.3 x 10 6 גרם mol -1, אורך microdomain <1 מיקרומטר) - בסביבה פיזיולוגית ב- C ° 37. לפני הייבוש כפי שמוצג באיור 3 ב, פתרון sacran ופתרון MT הראו מדינות LC דומות, עם תחומים מפוזרים באזור כולו. במהלך תהליך הייבוש, הדומיינים פתרון MT גם עברו-אינטגרציה עצמית מממשק האוויר-LC, ואת התחומים המפוזרים שולבו לתוך macrodomain יחיד. מצד השני, את פתרון ה- DNA הראה שום זיקה מפורשת בשלב הנוזלי. במקרה של פתרון MT ופתרון DNA המוכן עם מאגרים, חשוב לציין כי שילוב מושפע משינויי ריכוז מלח, pH, וכוח יוני במהלך הייבוש.

גיל = "1"> כדי להבהיר את פרמטר הסדר orientational ואת הכיוונים של סרטי פולימר הספוחה, הרשומות הייבוש גם נצפו על ידי מיקרוסקופ קיטוב עם צלחת פיגור מסדר ראשון (איור 3 ג). תיעוד ייבוש sacran הציג בעוצמות שבירות כפולות משמעותיות בגלל היווצרות macrodomain היחידה milliscale. למען פרוטוקול ייבוש MT, צפינו חבילות גל איפה הציר הארוך היה מקביל לציר ה- X. לעומת זאת, שיא הייבוש של פתרון ה- DNA הראה macrodomains דגנים בצורה <5 מיקרומטר בקוטר בכיוונים שרירותיים. בעקבות תצפיות אלה, ברור כי גודל macrodomain מושפע אורך microdomains דמוי המוט. זה היה אפשרי ולכן כדי להעריך את הכיוון כיוונית של microdomains biopolymer ידי ההתבוננות רשומת הייבוש באמצעות מיקרוסקופ קיטוב.

לסיכום, שיטות באמצעות אור מקוטב שימשועבור האינטגרציה העצמית של biopolymers megamolecular על ממשק האוויר-LC ייבוש. הדינמיקה של פתרונות LC המימיים נוטרה על ידי אידוי מים מתא אחד בצד-פתוח. באמצעות ניתוח התמונות שצולמו באמצעות אור המקוטב צולב, ניתן היה לזהות את השינויים במרחב ובזמן ופרמטר מנת orientational. בהתחשב בכך את תהליך הייבוש הפגין דומה תהליכים טבעיים, בשיטה זו תהיה שימושית עבור האפיון לא רק חומרים מלאכותיים בתחומים שונים, אלא גם של רקמות מחייתם טבעיות. אנו מאמינים כי זו יכולה לספק שיטת הערכה לחומרים רכים בתחומי ביו וסביבתיים.

איור 1
איור 1: ייבוש ניסוי. (א) איור סכמטי של פתרונות בתא אחד בצד-פתוח. (ב)איור סכמטי של מתקן הניסוי בשימוש לתצפיות תחת אור המקוטב צולב. המקטבים הותאמו בדרך כלל 45 מעלות ו 135 מעלות. (ג) המכשיר בפועל. דמות זו שונתה ההתייחסות 6. זכויות יוצרים: האגודה האמריקנית לכימיה, 2016. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 2
איור 2: תהליך ייבוש של תמיסות מימיות של סוכרים sacran ו קסנטן. (א) איור סכמטי של אינטגרציה עצמית על ממשק ייבוש אוויר-LC. (ב) נוף צד שני סוגים של פתרונות פוליסכריד על המדינות הראשוניות שלהם ואחרי6 שעות של ייבוש ב 60 מעלות צלזיוס מתחת אור חוצה מקוטב. ריכוזי הפולימר הראשוניים היו 0.5% WT. (ג) המועברות במגע עוצמת אור באמצעות Nicols חצה על קו בכיוון-Z עבור כל תמונה שצולמה בזמן נתון. (ד) תמונות מיקרוסקופיות הקיטוב של פתרונות פולימר בתא לאחר 6 שעות של ייבוש ב 60 מעלות צלזיוס. חיצים אדומים: macrodomains על הממשק. דמות זו שונתה ההתייחסות 6. זכויות יוצרים: האגודה האמריקנית לכימיה, 2016. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 3
איור 3: תהליך ייבוש של תמיסות מימיות biopolymer ואת רשומות הייבוש. (א) מקורות של polysaccharides (כחוליות), MTS (המוח חזירי), ו- DNA (אשכים סלמון). (ב) נוף צדדי sacran, MT, ופתרונות ה- DNA במהלך הייבוש ב 37 מעלות צלזיוס מתחת אור חוצה מקוטב. ריכוזי הפולימר הראשוניים היו 0.5% WT. (ג) תמונות מיקרוסקופיות של סרטים פולימר יבשים על מצע זכוכית באמצעות הוראה שניתנת של Nicols חצו. כל ברי הסולם הם 50 מיקרומטר. דמות זו שונתה ההתייחסות 6. זכויות יוצרים: האגודה האמריקנית לכימיה, 2016. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.

S1 סרט
סרט S1: ייבוש תהליך של פתרון sacran במהלך ייבוש ב 60 מעלות צלזיוס, ציין באמצעותNicols חצה. אנא לחץ כאן כדי להוריד את הסרט הזה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

זה היה לפעמים קשה למצלמה להתמקד המדגם בשל עוצמת האור המועבר להיות נמוכה מדי. במקרים כאלה, הצבת סרט פלסטיק שקוף המורחבת על הבמה עזרה לסדר את הפוקוס. המגבלה של הרזולוציה הנצפית הייתה תלויה עדשת המצלמה, ~ 10 מיקרומטר במקרה הזה. המגבלה הנצפית של עובי המדגם, Δy, הייתה תלויה בעוצמת האור המרבית של המנורה, ~ 10 מ"מימ במקרה זה.

היתרון של המכשיר שמוצג באיור 1B הוא שהיא מאפשרת צילומים-נוף צדדי של מדגם להילקח במהלך תהליך הייבוש. התצפית יכולה להתבצע ללא הסתמכות על המישור האופקי, אשר ממשמש מיקרוסקופים טיפוסיים. בכך שעמד בתא אחד בצד-פתוח במהלך הניסויים ייבוש, בכיוון אידוי מוסדר בכיוון ההפוך הכובד. ניטור מבט מהצד גם מאפשר חישוב של עכברוש ייבושe 4.

בעתיד, על ידי צבת בקרי טמפרטורה ולחות על הבמה המדגמת של המכשיר, ניתן יהיה לעקוב אחר שינויים זמניים אוטומטית פרמטר הסדר orientational. יתר על כן, איזון ההתקנה כדי לפקח על השינוי במשקל יסייע להערכת הריכוז. שיטה זו יכולה לשמש גם כדי להבהיר את תהליך נפיחות אנאיזוטרופיות של פוליסכריד הידרוג'ל 11, 12. לכן יהיה ניתן לבצע מעקב אחר השינויים המבניים של מפעילים רכים.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

החוקרים אין לחשוף.

Acknowledgments

עבודה זו נתמכה על ידי גרנט ב- סיוע עבור מדענים צעירים (16K17956) ממשרד החינוך, התרבות, הספורט, המדע והטכנולוגיה של יפן, מרכז קיוטו Technoscience, וקרן Mitani למחקר ופיתוח.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

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).

Tags

Bioengineering גיליון 122 Biopolymers ייבוש ממשק גבישים נוזליים אוריינטציה קיטוב סוכרים
שיטות העצמי הוא השילוב של Biopolymers Megamolecular על ממשק האוויר-LC הייבוש
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Okeyoshi, K., Osada, K., Okajima, M. … More

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).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter