Lipiddoppelschicht Vesicle Erzeugung anhand Mikrofluidik Jetting

Summary

Mikrofluidik-Strahl gegen eine Tröpfchen Schnittstelle Lipid-Doppelschicht bietet eine zuverlässige Möglichkeit, die Kontrolle über Vesikel mit Membran-Asymmetrie, die Aufnahme von Transmembranproteinen und Kapselung von Material zu erzeugen. Diese Technik kann angewandt werden, um eine Vielzahl von biologischen Systemen, in denen unterteilte Biomolekülen gewünscht studieren.

Abstract

Bottom-up-synthetische Biologie stellt einen neuartigen Ansatz für die Untersuchung und Wiederherstellung biochemischen Systemen und möglicherweise Minimalorganismen. Dieses neue Gebiet engagiert Ingenieure, Chemiker, Biologen, Physiker und in komplexe, funktionierende Systeme von Grund auf zu entwerfen und montieren biologische Grundkomponenten. Solche Bottom-up-Systeme könnten für die Entwicklung der künstlichen Zellen, die für die biologische Grundlagen Anfragen und innovative Therapien ^1,2 führen. Riesen einschichtige Vesikel (GUV) als Modellplattform für die synthetische Biologie aufgrund ihrer zellähnlichen Membranstruktur und Größe zu dienen. Mikrofluidausstoß oder microjetting, ist eine Technik, die für die Erzeugung von GUVs mit kontrollierter Größe, die Zusammensetzung der Membran, Membranprotein Einbau und Kapselung ³ ermöglicht. Das Grundprinzip dieses Verfahrens ist die Verwendung von mehreren Hochfrequenz-Fluidimpulse von einem piezobetätigten Tintenstrahlvorrichtung, um einen suspendierten l verformen erzeugtenIPID Doppelschicht in eine GUV. Das Verfahren ist vergleichbar mit Seifenblasen aus einem Seifenfilm. Durch Variation der Zusammensetzung der ausgestoßenen Lösung, die Zusammensetzung der Lösung, umfasst, und / oder der Komponenten in der Doppelschicht enthalten ist, können die Forscher, diese Technik anzuwenden, um maßgeschneiderte Vesikel zu erzeugen. Dieses Papier beschreibt das Verfahren, um einfache Vesikel aus einer Doppelschicht von Tröpfchen-Schnittstelle microjetting generieren.

Introduction

Es wurde zunehmend klar, dass der Zellbiologie ist ein Multi-Problem, das die Integration unserer Verständnis von Molekülen, Zellen beinhaltet. Folglich genau zu wissen, wie Moleküle arbeiten einzeln nicht ausreicht, um komplexe zelluläre Verhaltensweisen zu verstehen. Dies ist teilweise auf das Vorhandensein von aufkommenden Verhaltens von Mehrkomponentensystemen, wie durch das Auflösen von Aktin-Netzwerk Interaktion mit Lipiddoppelschicht-Vesikel ^4, mitotischen Spindelanordnung in Xenopus Beispiel ⁵ extrahieren und die räumliche Dynamik der bakteriellen Zellteilung Maschinen ^6. Ein Weg, der reduktionistischen Ansatz z....

Protocol

1. Unendlich Kammer Fabrication

1. Entwerfen Sie die Unendlichkeit Kammer (für seine Form benannt) mit Hilfe eines computergestützten Design (CAD)-Software, und speichern Sie die Datei, so dass es mit einem Laserschneider kompatibel ist. Um diese Form, separate zwei Kreise mit einem Durchmesser von 0.183 im erstellen von einem Mitte-zu-Mitte-Abstand von 0,15 in. Schneiden Sie die Kammer von 1/8- 3/16 in klarem Acryl mit dem Laserschneider. Der Infinity-Form erleichtert Tröpfchen-Schnittstelle Doppelschichtbildung und Stabilität.
2. Bohren Sie ein 1/16 im Loch durch die Kante der Acrylkammer in die Unendlichkeit-förmigen gut. Wiederholen, auf der gegenü....

Results

Wir haben eine mikrofluidische Strahl Setup auf einem herkömmlichen invertierten Fluoreszenzmikroskop mit einer benutzerdefinierten Etappe von bearbeiteten Teilen und manuelle Mikrometer montiert (Abb. 1) zusammengebaut. Charakterisierung des Tintenstrahl gibt Einblick in die Vesikel-Erzeugungsprozess. Verändern des Abstands zwischen der Tintenstrahldüse und Lipiddoppelschicht wirkt die Kraft aufgebracht, um eine Verformung der Membran verursachen. In unmittelbarer Nähe zu der Doppelschicht fokussiert d.......

Discussion

Viele Techniken zur Bläschenerzeugung entwickelt worden, einschließlich Galvanoformation, Emulsions-und Tröpfchenerzeugung ^14-16. Jedoch sind neue experimentelle Techniken notwendig, um für das Design von biologischen Systemen mit wachsender Ähnlichkeit mit lebenden Systemen zu ermöglichen. Mikrofluidik-Verfahren haben sich insbesondere ein erhöhtes Maß an Kontrolle über Membran unilamellarity, Monodispersität der Größe und interne Inhalte ^17,18 angeboten, womit Vesikel Modelle näher an der Biologi.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Piezoelektrischer Tintenstrahl	MicroFab Technologies	MJ-AL-01-xxx	xxx bezeichnet den Blendendurchmesser in Mikrometern
Jet Drive III Controller	MicroFab Technologies	CT-M3-02
Hochgeschwindigkeitskamera	Vision Research	MiroEX2
DPhPC-Lipid in Chloroform	Avanti	850356C	Bestellt in kleinen Aliquoten in Fläschchen
33 mm PVDF Filter, 0,2 & Mikro; m	Fisher	Scientific SLGV033RS
1 ml Spritzen	Fisher	Scientific 14823434
n-Decane	Acros Organics	111871000
Glucose	Acros Organics	410950010
Saccharose	Sigma-Aldrich	S7903-1KG
Methylcellulose	Fisher Scientific	NC9084958
1/8 Zoll Acryl	McMaster Carr	8560K239	CAD-Designs für die unendliche Kammer sind auf Anfrage erhältlich
0,2 mm Acryl	Astra Products	Clarex klar 001
Acryl Zement	TAP Plastics	10693
Loctite 495 Sekundenkleber	Fisher Scientific	NC9011323
Loctite 3494 UV-verstärkende Klebestreifen	Versorgung	30765
Naturkautschuk	McMaster Carr	85995K14
Custom Stage	hausgemachte	N/A	CAD Designs sind auf Anfrage erhältlich