النانومترية الحمض النووي كأداة مرنة لدراسة البوليمرات سيميفليكسيبلي

العام لهذا النظام النموذجي الجديد القائم على الحمض النووي هو فهم الخصائص الأساسية لفئة من البوليمرات شبه المرنة ، والتي تصف أيضا سلوك فئة حيوية من البوليمرات الحيوية. تسمح لنا هذه الطريقة الجديدة بدراسة الأسئلة الرئيسية في مجال الميتافيزيقيا الناعمة ، على وجه التحديد ، فهي تسمح باستكشاف سلوك الخيوط شبه المرنة وترتيباتها في الشبكات. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أن الخصائص الميكانيكية للخيوط داخل الرؤية يمكن الوصول إليها تجريبيا ويمكن ضبطها بدقة.

يتم تعريف البوليمرات شبه المرنة من خلال الخصائص الخاصة للخيوط التي كانت تعالج سابقا فقط في الإطار النظري بسبب عدم وجود أنظمة تجريبية قابلة للضبط. على الرغم من أن هذه الطريقة توفر نظرة ثاقبة على الكمية المحددة للبوليمرات شبه المرنة ، إلا أنه يمكن أيضا تطبيقها كهيدروجيل جديد لدراسة هجرة الخلايا في المصفوفات ذات الصلابة المختلفة دون تغيير حجم الشبكة السفلية. يمكن اعتبار أصغر وحدة متكررة في الأنبوب النانوي بمثابة حلقة وحدة.

تتراكم العديد من حلقات الوحدة هذه أثناء التهجين. هذا يؤدي إلى تكوين أنابيب نانوية ممدودة. للبدء ، أعد تعليق قليل النوكليوتيدات المجففة بالتجميد في المياه النقية واتبع خطوات إعادة التعليق الإضافية الواردة في الدليل المقابل من الشركة.

اضبط كمية الماء للحصول على تركيز نهائي يبلغ 200 ميكرومولار. حدد تركيز خيوط الحمض النووي المفردة للتحقق من القيم التي قدمها الموزع لأن القياس المتكافئ الدقيق أمر بالغ الأهمية لعملية التجميع. باستخدام ماصة دقيقة، امزج خيوط الحمض النووي لكل منها نفس التركيز في حاوية مناسبة للناقل الحراري لتشكيل الحمض النووي وأنابيب الحلزون المطلوبة.

قم بتهجين الحمض النووي وأنابيب اللولب في جهاز تدوير حراري باستخدام المعلمات الموجودة في بروتوكول النص. قم بتخزين الحمض النووي المهجن والأنابيب الحلزونية لمدة تصل إلى 3 أسابيع عند 4 درجات مئوية دون تحلل يمكن اكتشافه. قبل إجراء الريولوجيا ، قم بتخفيف العينة بعناية إلى التركيز النهائي المطلوب باستخدام المخزن المؤقت للعينة إذا لزم الأمر.

اختر هندسة مناسبة لمقياس القص الديناميكي. ثم قم بتحميل العينة على مقياس الريومتر. لمنع تأثيرات التبخر المحتملة ، قم بتخميل واجهة الهواء والماء للعينة والبيئة من خلال 1 من 3 تقنيات.

إما أن تحيط العينة ب 2.5 مل من الحمام العازل للعينة. أو أضف مادة خافضة للتوتر السطحي أسفل تركيز المذيلات إلى العينة. بدلا من ذلك ، استخدم حقنة هاميلتون لإحاطة العينة بالدهون لتجنب ملامسة العينة مباشرة بالهواء.

أغلق غرفة العينة باستخدام غطاء مجهز بإسفنج مبلل. وإذا أمكن ، استخدم حماما مائيا إضافيا لقمع التبخر بشكل أكبر. ابدأ القياس باستخدام برنامج محدد لمقياس الريومتر في درجة حرارة الغرفة مما يسمح للعينة بالتوازن لمدة ساعتين في درجة حرارة الغرفة.

يعد وقت التوازن أمرا بالغ الأهمية للسماح لنظام الانعكاس الحراري بحالة عشوائية متناحية، لأن هذا هو التأكيد الوحيد الذي يسمح بالمقارنة بين القياسات المختلفة. بعد القياس ، قم بمعالجة البيانات كما هو موضح في بروتوكول النص. قم بإعداد 8 حصص من 12 ميكرولتر لكل عينة باستخدام 1 إلى 4 ميكرومولار DNA لكل خصلة ، و 12.5 مللي مولر كلوريد المغنيسيوم ، و 1x صبغة هلام الحمض النووي.

أيضا ، قم بإجراء تحكم سلبي بدون حمض نووي ، ولكن قم بتضمين بقعة هلام الحمض النووي. انقل الحصص إلى لوحة PCR في الوقت الفعلي وختمها بغشاء لاصق. الطرد المركزي للوحة عند 100 مرة G لمدة 1 دقيقة في درجة حرارة الغرفة لإزالة فقاعات الغاز.

من الأهمية بمكان إزالة فقاعات الغاز لأنها يمكن أن تتمدد أثناء القياسات ولا يمكن تحليل العينات. بعد الطرد المركزي ، قم بتحميل اللوحة المختومة في نظام PCR الكمي في الوقت الفعلي. قم ببرمجة برنامج تلدين لتغيير طبيعة الحمض النووي عند تسعين درجة مئوية لمدة 10 دقائق وخفض درجة الحرارة بسرعة إلى اثنتين وسبعين درجة مئوية.

ثم يجب أن تنخفض درجة الحرارة ببطء بمقدار 0.5 درجة مئوية كل ثلاثين دقيقة. بعد أن تتحلل الإشارة ، قم بتسريع منحدر درجة الحرارة. تأكد من أن غطاء الدراجة يسخن إلى مائة درجة مئوية على الأقل لمنع تكثيف العينة المتبخرة على الفيلم اللاصق.

أثناء التجميع ، قم بإثارة العينات باستخدام ليزر أيون الأرجون عند أربعمائة وثمانية وثمانين نانومتر واكتشف التألق عند خمسمائة وخمسين نانومتر عند استخدام صبغة CY3. بالنسبة للأصباغ الأخرى ، اختر مجموعة انبعاث الإثارة المناسبة. قم بقياس إشارة التألق قدر الإمكان لزيادة جودة الإشارة الإجمالية باستخدام الكاميرا المدمجة.

يتم عرض البيانات الأولية التمثيلية للقياس الريولوجي التي تكشف عن مرونة الشبكة. يظهر هنا اكتساح الوقت أثناء وقت التوازن. تكشف هذه المؤامرة عن السلوك المعتمد على الإجهاد للشبكة.

في هذه المؤامرة ، يتضح السلوك المعتمد على التردد للشبكة. في هذه المرحلة يتم اختيار القيم عند تردد معين. تم رسم قيم مجموعة الأنابيب الحلزونية المحددة للحمض النووي مقابل التركيز.

تكررت هذه العملية لجميع أنابيب الحمض النووي والحلزون. ثم تم استخراج المنحدر في قطعة أرض مسجلا سجليا مما أدى إلى أس قانون الطاقة. أخيرا ، أعيد رسم القيم مقابل الطول المستمر لكل تركيز مقاس.

تسمح هذه الرسوم البيانية باستخراج مقياس معامل الهضبة المرنة فيما يتعلق بطول التركيز والثبات. بعد التطوير ، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال المادة اللينة وفيزياء البوليمر لاستكشاف تأثير صلابة الفتيل للبوليمرات شبه المرنة من الفئة. باتباع هذا الإجراء ، يمكن معالجة تأثيرات إضافية مثل تلاوة الشبكات المتشابكة ، وعبور الشبكات بشكل عام ، وعملية تكوين الهيكل.

بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تهجين الأنابيب النانوية للحمض النووي وكيفية قياس الخصائص الانسيابية لشبكاتها.