Name: שיטות העצמי הוא השילוב של Biopolymers Megamolecular על ממשק האוויר-LC הייבוש (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-04-07T12:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 6 s
Description: חקור את השיטה להתייבשות עצמית של ביופולימרים מגה-מולקולריים בממשק אוויר-נוזל קריסטלי. טכניקה זו מאפשרת צפייה בהתנהגות דינמית של פוליסכרידים, מיקרוטובולים ו-DNA בקנה מידה מילימטרי.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

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.

1. מכשירים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מכשיר קיטוב <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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). </li></ol></li></ol> 2. הכנת פתרון biopolymer <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתרונות פוליסכריד <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממיסים sacran 7 (ז 0.5) במים טהורים (100 מ&quot;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. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מצננים את הפתרונות ב ~ 25 ° C כדי להשיג 0.5 בתמיסות מימיות% WT. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה הפתרון sacran כדי להסיר זיהומים (48,400 XG, 4 ° C, 1 h, 3 טיםes). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתרון MT <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן פתרון טובולין 0.5% WT (1 מ&quot;ל) ב חיץ בריטון-רובינסון (80 מ&quot;מ piperazine- N, N &#39;-bis (2-ethanesulfonic חומצה) (צינורות); 1 MM-bis אתילן גליקול (אתר β-aminoethyl) - N, N, N &#39;N&#39; חומצה -tetraacetic (EGTA); ו 5 מ&quot;מ MgCl 2, pH 6.8) על הקרח 8. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמשו 0.5% WT פתרון טובולין (50 μL) ו guanosine-5&#39; - [(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. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתרון ה- DNA<ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן פתרון ה- DNA 0.5% WT (1 מ&quot;ל) בתמיסה טריס חיץ-EDTA (10 מ&quot;מ טריס, pH 8.0, עם 1 EDTA מ&quot;מ). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שמור הפתרונים המדגמים biopolymer 0.5% WT ב 25 מעלות צלזיוס למשך ניסוי הייבוש. </li></ol> 3. ניסויי ייבוש תצפית תחת אור מקוטב חוצה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתרונות בתא אחד בצד-פתוח (איור 1A) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותכים גיליון סיליקון (ראה רשימת חומרים) לתוך צורה מתאימה עם עובי של 1 מ&quot;מ (המימד הפנימי של 5-15 מ&quot;מ, 1 מ&quot;מ, ו ~ 20 מ&quot;מ; איור 1 א). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרכב תא אחד בצד-פתוח מורכב spacer סיליקון עם ממד פנימי של 5-15 מ&quot;מ, 1 מ&quot;מ, ו ~ 20 מ&quot;מ ושתי שקופיות זכוכית שאינן שונה (76 מ&quot;מ × 1 מ&quot;מ × 26 מ&quot;מ). תקן משני צידי התא עם קליפים כפולים מראש כדי לשמור הפתרון המדגם מ דולף החוצה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאט לאט מוסיף כל אחד פתרון biopolymer 0.5% WT (100-300 μL) באמצעות ~ 1 מ&quot;מ נקבובי בגודל pipette טיפ לכל תא ב ~ 25 ° C. הסר בועות אוויר מהתאים באמצעות מחט מזרק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את התאים בתנור עם סירקולטור האוויר 60 מעלות צלזיוס בלחץ אטמוספרי עבור אידוי; בכיוון האידוי הוא הפוך מזה של הכבידה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תצפיות תחת אור מקוטב צולבות (איור 1B-1C) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספק אור ישר לעין באמצעות מנורת הלוגן 100 ואט עם מקור אור שטוח משטח פני שטח נרחב (80 מ&quot;מ x 80 מ&quot;מ). התאם את המקטבים כדי 45 מעלות ו 135 מעלות באמצעות למחזיקים (איור 1C). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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&quot;מ). מניחים את המצלמה ~ 20 ס&quot;מ מן הבמה מדגם לאפשר התמקדות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניתוח במרחב ובזמן של עוצמת האור המועבר (איור 1C) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להעריך את השינוי של פרמטר הסדר orientational בתהליך הייבוש, לאסוף תמונות לשעה עבור 24 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדדו את עוצמת האור המועבר לאורך האמצע לכיוון-Z כערך אפור באמצעות תוכנית לעיבוד תמונה (למשל, ImageJ). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשרטט גרף של הערך האפור כפונקציה של המרחק מן הצד הפתוח העליון. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תצפיות מיקרוסקופיות תחת תאורת צולבות מקוטבותt (איור 1D) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Flemming, H. -C., Wingender, J. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20676145">The biofilm matrix.</a> Nat. Rev. Microbiology. 8 (9), 623-633 (2010).</li>
<li>Osada, Y., Kawamura, R., Sano, K. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aOsada%2C+Y+%22Hydrogels+of+cytoskeletal+proteins%22">Hydrogels of cytoskeletal proteins</a>. , Springer. (2016).</li>
<li>Rothemund, P. W. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Folding+DNA+to+create+nanoscale+shapes+and+patterns%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Folding DNA to create nanoscale shapes and patterns.</a> Nature. 440, 297-302 (2006).</li>
<li>Okeyoshi, K., Okajima, M. K., Kaneko, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Milliscale+self-integration+of+megamolecule+biopolymers+on+a+drying+gas-aqueous+liquid+crystalline+interface%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Milliscale self-integration of megamolecule biopolymers on a drying gas-aqueous liquid crystalline interface.</a> Biomacromolecules. 17 (6), 2096-2103 (2016).</li>
<li>De Gennes, P. G., Prost, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDe+Gennes%2C+PG+%22The+physics+of+liquid+crystals%22">The physics of liquid crystals</a>. , Oxford University Press. Oxford, UK. (1993).</li>
<li>De Gennes, P. G., Brochard-Wyart, F., Quere, D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDe+Gennes%2C+PG+%22Capillarity+and+wetting+phenomena%3A+drops%2C+bubbles%2C+pearls%2C+waves%22">Capillarity and wetting phenomena: drops, bubbles, pearls, waves</a>. , Springer. (2003).</li>
<li>Okajima, M. K., Kaneko, D., Mitsumata, T., Kaneko, T., Watanabe, J. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ma802829x">Cyanobacteria that produce megamolecules with efficient self-orientations.</a> Macromolecules. 42 (8), 3058-3062 (2009).</li>
<li>Okeyoshi, K., Kawamura, R., Yoshida, R., Osada, Y. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2014/%E2%80%8Btb/c3tb21242d">Thermo- and photo-enhanced microtubule formation from Ru(bpy)32+-conjugated tubulin.</a> J. Mater. Chem. B. 2, 41-45 (2014).</li>
<li>Olympus. Support BX51P. , Available from:
 <a target="_blank" href="http://www.olympus-ims.com/microscope/bx51p/">http://www.olympus-ims.com/microscope/bx51p/</a> (2016).</li>
<li>Matsuo, E. S., Tanaka, T. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.455115">Kinetics of discontinuous volume-phase transition of gels.</a> J. Chem. Phys. 89, 1695-1703 (1988).</li>
<li>Okajima, K., Mishima, R., Amornwachirabodee, K., Mitsumata, T., Okeyoshi, K., Kaneko, T. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2015/RA/C5RA18585H">Anisotropic swelling in hydrogels formed by cooperatively aligned megamolecules.</a> RSC Adv. 5, 86723-86729 (2015).</li>
<li>Joshi, G., Okeyoshi, K., Okajima, M. K., Kaneko, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Directional+control+of+diffusion+and+swelling+in+megamolecular+polysaccharide+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Directional control of diffusion and swelling in megamolecular polysaccharide hydrogels.</a> Soft Matter. 12, 5515-5518 (2016).</li>
</ol>

החוקרים אין לחשוף.

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&quot;מימ במקרה זה. היתרון של המכשיר שמוצג באיור 1B הוא שהיא מאפשרת צילומים-נוף צדדי של מדגם ...

על ידי התמקדות במבנים קשיחים, בצורת מוט של biopolymers, חומרים רכים דינמי שימשו עבור יישומים שונים, כולל מטריצות ביופילם פוליסכריד 1, &quot;ג&#39;ל פעיל&quot; מורכבת של חלבונים cytoskeletal 2, ו &quot;אוריגמי DNA&quot; 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 &#39;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.

<table><tbody><tr><td>sacran</td><td>Green Science Materials Inc., יפן</td><td></td><td>מ-Aphanothece sacrum. Mw = 1.9 & times; 107 g mol-1</td></tr><tr><td>xantthan gum</td><td>Taiyo Kagaku Co., יפן</td><td>Neosoft XC</td><td>מ-Xanthomonas campestris. Mw = 4.7 & times; 106 g mol-1</td></tr><tr><td>tubulin</td><td>Cytoskeleton, Inc., ארה"ב</td><td>T240</td><td>ממוח חזירי.</td></tr><tr><td>GpCpp</td><td>Jena Bioscience, גרמניה</td><td>NU405L</td><td></td></tr><tr><td>piperazine-N,N&prime; -bis (2-חומצה אתנסולפונית)</td> <td>סיגמא-אלדריכי, ושות' LLC.</td><td>P6757-500G</td><td>צינורות</td></tr><tr><td>אתילן גליקול-ביס(&בטא;-אתר אמינואתיל)-N,N,N',N'-חומצה טטראצטית</td><td>Dojindo Molecular Technologies, Inc.</td><td>342-01314</td><td>EGTA</td></tr><tr><td>MgCl2-6H2O</td><td>Wako Pure Chemical Industries, Ltd.</td><td>135-15055</td><td></td></tr><tr><td>KOH</td><td>Wako תעשיות כימיות טהורות בע"מ</td><td>162-21813</td><td>גלולה</td></tr><tr><td>DNA</td><td>סיגמא-אולדריץ', ושות' LLC.</td><td>D1626</td><td>מאשכי סלמון. Mw = 1.3 & פעמים; 106 Da (~2,000 bp)</td></tr><tr><td>תמיסת חיץ Tris-EDTA</td><td>Sigma-Aldrich, Co. LLC.</td><td>T9285-100ML</td><td>10 מ"מ Tris, pH 8.0, עם 1 מ"מ</td></tr><tr><td>זכוכית שקופיות</td> EDTA <td>Matsunami Glass Ind., Ltd., יפן</td><td>S1111</td><td></td></tr><tr><td>גיליון גומי סיליקון</td><td>Asone Co.</td><td>6-611-32</td><td>עובי:</td></tr><tr><td>צנטריפוגה</td> 1 מ"מ <td>בקמן-קולטר, בע"מ, ארה"</td>ב <td>Avanti J-25</td><td>מצויד במקור אור רוטור JA-20</td></tr><tr><td></td><td>Sumita Optical Glass, Inc., יפן</td> מדריך אור <td>LS-LHA</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Sumita Optical Glass, Inc., יפן</td><td>GF7.2-1-L1500R-M80 (AAAR-015M)</td> <td>80 מ"מ ופעמים;</td></tr><tr><td>מנורת הלוגן</td> 80 מ"מ <td>Ushio Inc., יפן</td><td>JCR 15V150WBN</td><td></td></tr><tr><td>מחזיק</td><td>Sigmakoki, Co., Ltd.</td><td>KMH-80</td><td></td></tr><tr><td>שלב מדגם</td><td>Sigmakoki, Co., Ltd.</td>מחזיק מדגם <td>TARW-25503L</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Sigmakoki, Co., Ltd.</td><td>SHA-25RO</td><td></td></tr><tr><td>מוט</td><td>סיגמקוקי, ושות', בע"מ</td><td>ROU-12-40</td><td></td></tr><tr><td>מחזיק פוסטים</td><td>Sigmakoki, Co., Ltd.</td><td>RS-6-40</td><td></td></tr><tr><td>בעל הפוסטים</td><td>Sigmakoki, Co., Ltd.</td><td>RS-12-60</td><td></td></tr><tr><td>מחזיק פוסטים</td><td>Sigmakoki, Co., Ltd.</td><td>RS-12-80</td><td></td></tr><tr><td>מחזיק פוסטים</td><td>Sigmakoki, Co., Ltd.</td><td>RS-12-130</td><td></td></tr><tr><td>מוביל</td><td>Sigmakoki, Co., Ltd.</td>מחזיק מצלמה <td>CAA-25LS</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Sigmakoki, Co., Ltd.</td><td>CMH-2</td><td></td></tr><tr><td>מסילה אופטית בינונית</td><td>Sigmakoki, Co., Ltd.</td>עדשת <td>OBA-500SH</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Tomytech, עדשת BORG</td><td>BK</td><td>80&phi;, L25 מ"מ&nbsp;</td></tr><tr><td>עדשה</td><td>טומיטק, עדשת בורג</td><td>BK</td><td>80&phi;, L50 מ"מ&nbsp;</td></tr><tr><td>Tomytech רב-פס</td><td>, BORG</td><td></td><td>80&phi; &nbsp;</td></tr><tr><td>צלחת</td><td>V Tomytech, BORG</td><td>V צלחת 60S</td><td></td></tr><tr><td>מחזיק צלחת</td><td>Viexen, Co., Ltd.</td><td>מחזיק צלחת SX</td><td></td></tr><tr><td>EOS Kiss X7i&nbsp;</td><td>Canon Inc., יפן</td><td>8594B001</td><td>עם עדשת זום סטנדרטית,&nbsp; EFP 18-55 מ"מ</td></tr><tr><td>תוכנת צילום</td><td>Canon Inc., יפן</td><td>EOS Utility</td><td></td></tr><tr><td>PC</td><td>מיקרוסופט</td> מיקרוסקופ קיטוב <td>פני השטח</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Olympus</td><td>BX51</td><td></td></tr><tr><td>לוחית פיגור מסדר ראשון</td><td>Olympus</td><td>U-TP530</td><td>&lambda; = 530 ננומטר</td></tr><tr><td>מצלמת CCD</td> תוכנת צילום <td>אולימפוס</td><td>DP80</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Olympus</td><td>cellSens Standard</td><td></td></tr> תוכנית <tr><td>עיבוד תמונה מבוססת Java</td><td>המכונים הלאומיים לבריאות</td><td>ImageJ</td><td></td></tr></tbody></table>

שיטות העצמי הוא השילוב של biopolymers megamolecular על ממשק האוויר-lc הייבוש

Methods for the Self-integration of Megamolecular Biopolymers on the Drying Air-LC Interface

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.

<html> 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. לפ...

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.

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

Living organisms that use water are always prone to drying in the environment. Their activities are driven by biopolymer-based micro- and ...

המטרה הכללית של ניסוי זה היא להעריך את השפעת הממשק בין האוויר המייבש לגביש הנוזלי (air-LC interface) על אוריינטציה של ביופולימרים מגא-מולקולריים, כגון פוליסכרידים, מיקרוטובוליים ו-DNA, כפי שבאים לידי ביטוי בהתנהגויות דינמיות הנצפות בקנה מידה של מילימטרים. מסר זה עשוי לסייע במענה על שאלות מפתח בתחומי מבני הפיזור, כגון ארגון עצמי של ביופולימרים בסביבת ייבוש, בדומה לתהליך שבו יצאו אורגניזמים חיים אל היבשה לפני כ-500 מיליון שנים. היתרון המרכזי של טכניקה זו הוא שהיא מאפשרת צפייה בדגמה מהצד במהלך תהליך הייבוש, ללא ייבוש במישור האופקי.כדי להתחיל בהליך זה, הוסיפו 0.5 גרם של sacran ל-100 מיליליטר של מים. כסו את הכלי בניילון נצמד וערבבו את התמיסה בטמפרטורה של כ-80 degrees celsius למשך יותר מ-12 שעות. לאחר קירור של תמיסות ה-sacran וה-xantham gum, צנטריפיגו את תמיסת ה-sacran כדי להסיר זיהומים.כעת, הכינו על קרח תמיסת טובולין בריכוז של 0.5% משקל בבופר Britton-Robinson. ערבבו 50 µL מתמיסת הטובולין עם 5 µL של GpCpp. לאחר מכן, דגרו את התמיסה בטמפרטורה של 37 °C למשך שלוש שעות כדי לקבל גרעין מיקרוטובולי או MT nucleus יציב.לאחר מכן, ערבבו 950 µL של תמיסת הטוביולין ו-50 µL של תמיסת הטוביולין המכילה GpCpp. לאחר מכן, הניחו לתמיסה למשך יום אחד בטמפרטורה של כ-25 °C כדי לקבל תמיסת MT יציבה בריכוז של 0.5% משקל. לאחר מכן, הכינו תמיסת DNA בריכוז של 0.5% משקל ותמיסת בופר Tris-EDTA.שמר את תמיסות הדגימה של הביופולימר בריכוז של 0.5 אחוזי משקל בטמפרטורה של 25 degrees celsius עבור ניסוי הייבוש. גזור גיליון סיליקון לצורה מתאימה בעובי של 1 millimeter. הרכב תא פתוח מצד אחד המורכב ממפריד הסיליקון ושתי סלייד זכוכית ללא טיפול.קבעו את שני צדדי התא באמצעות תפסים כפולים כדי למנוע דליפה של תמיסות הדגימה. בעזרת טיפ פיפט עם גודל נקבים של מילימטר אחד, הוסיפו באיטיות 100 עד 300 µL מכל תמיסת ביופולימר בריכוז 0.5 weight percent לכל תא, בטמפרטורה של כ-25 °C. הסירו בועות אוויר מהתא באמצעות מחט של מזרק.בשלב הבא, מקמו את התאים בתנור עם סירקולטור אוויר למשך 18 שעות בטמפרטורה של 60 degrees celsius תחת לחץ אטמוספרי לצורך אידוי. כיוון הפעולה הוא הפוך לכיוון כוח הכבידה. מיקום זה ייתכן גם עבור הניטור לבדיקות מאוחרות יותר.השתמשו במנורת הלוגן של 100 watt עם מקור אור בעל פני שטח שטוחות המכסה שטח רחב כדי לספק אור נראה ישר. כוונו את המקטבים ל-45 מעלות ו-135 מעלות באמצעות התושבות. קבעו את המיקומים של מקור האור, המקטבים, במת השמיקה והמצלמה באמצעות מסילה אופטית ומערכת מוטות.הניחו את במת הדגימה בין שני המקטבים. לאחר מכן, מקמו את המצלמה במרחק של כ-20 סנטימטרים מבמת הדגימה כדי לאפשר מיקוד. בזמנים המצוינים בפרוטוקול הכתוב, הניחו את דגימות הביופולימר בין המקטבים על הבמה במקביל למישור XZ וכסו את המכשיר בכיסוי שחור.לבסוף, צלם את הדגימות באמצעות מקטבים ליניאריים מצולבים בעזרת מצלמה דיגיטלית מסוג SLR עם עדשת זום סטנדרטית. הוערכה האינטגרציה העצמית ממיקרו-דומיין למאקרו-דומיין בממשק אוויר-LC במצב ייבוש. לפני הייבוש, נצפו אזורים בהירים עם אור חולף במצב מפוזר.לאחר הייבוש, האזור שמתחת לממשק האוויר-LC והתמיסה של הסאקראן הפכו לגבוהים, ועוצמת תמיסת הקסנתין פחתה עם מקרו-דומיינים קטנים. ניתוח מרחבי-זמני הראה כי שיאו של העוצמה סביב ממשק האוויר-נוזל והעובי עלו, מה שמעיד על כך שהמיקרו-דומיינים מתחילים להתorient מממשק האוויר-LC וגדלים לדומיין בקנה מידה של מילי-מטר המקביל לממשק. תמונות מיקרוסקופיות פולריזציוניות של פאזת הנוזל של הסאקראן הראו אזור כחול אחד, שפירושו הוא שנוצר מקרו-דומיין יחיד.הפאזה הנוזלית של גוממי קסנתן הראתה אזורים כחולים, צהובים וורודים, מה שמעיד על כך שמספר מקרו-דומיינים (macrodomains) נוצרו באוריינטציות שרירותיות. לפני הייבוש, תמיסאות הסאקראן (sacran) וה-MT הראו מצבי LC דומים עם דומיינים מפוזרים. במהלך הייבוש, תמיסאת ה-MT עברה אינטגרציה עצמית והדומיינים המפוזרים התמזגו למקרו-דומיין יחיד.תמיסת ה-DNA לא הראתה אוריינטציה ספציפית בשלב הנוזלי. רשומת הייבוש של ה-sacran הראתה דו-שבירה (birefringence) משמעותית, ובתוך רשומת הייבוש של ה-MT נצפו צרורים גליים. רשומת הייבוש של ה-DNA הראתה מקרו-דומיינים בעלי צורת גרגיר בכיוונים שרירותיים.לאחר פיתוחה, סללה טכניקה זו את הדרך עבור חוקרים בתחום ההנדסה ביו-רפואית המשתמשים בביופולימרים לחקור ויזואליזציה של דינמיקת זרמי אוויר בתהליכי ייבוש והרטבה בגישות גיאומטריות.

methods-for-self-integration-megamolecular-biopolymers-on-drying-air

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

סרטון זה מדגים שיטה ליצירת בועת פולימר או פלטפורמה חדשנית מבוססת פולימר המאפשרת שחרור פרץ מושהה. פולימרים מבוססי פוליאסטר משמשים ליצירת פוליבועות עם מבנה מעטפת הליבה, ומולקולות קטנות ואנטיגנים יכולים לשמש כמטען.

טכניקה ליצירת פלטפורמת מסירה חדשנית לשחרור מושהה של מולקולות

הליך פילמור מושרה פלזמה מתואר לפילמור ביוזמת פני השטח על ממברנות פולימר. postmodification נוסף של הפולימר מורכב עם חומרי Photochromic מוצג בפרוטוקול של ביצוע מדידות חדירות של ממברנות אור מגיב.

הכנה של ממברנות אור תגובה על ידי הארכת משטח משולבת ותהליך Postmodification

אנו מציגים פרוטוקול לסינתזה של מיקרו-הידרוג'לים של Janus המורכבים כולו מאותו חומר בסיס, poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm), עם בסיס מבנה ממודר בבירור על הפרדת הפאזה של תמיסת מונומר NIPAAm סופר-רוויה. המיקרו-הידרוג'לים המסונתזים של Janus מראים תכונות ייחודיות כגון היענות תרמו-אניזוטרופית ויכולת העמסה אורגנופילית/הידרופילית.

סינתזה של פולי (<em&gt; N</em&gt; -isopropylacrylamide) יאנוס Microhydrogels בשל חוסר תגובה Thermo אניזוטרופי ו Organophilic / טוען הידרופיליות יכולת

חומרים פולימריים סופר-הידרופוביים דו-ממדיים ותלת-ממדיים מוכנים על ידי אלקטרו-ספינינג או ריסוס אלקטרו פולימרים מתכלים מעורבבים עם פולימר בעל אנרגיית פני שטח נמוכה יותר בעל הרכב דומה.

בודה חומרים פולימריים עבור יישומים ביו-הידרופובי

במאמר זה אנו מתארים את הסינתזה הפנימית של פולימרים מיקרו-נקבוביים מצומדים (CMP) על מצעי הקרבה, ואת פירוק המצע להכנת ננו-ממברנות CMP עצמאיות. בנוסף, נתאר כיצד ניתן להעביר את הננו-ממברנות השבריריות למצעים אחרים.

סינתזה והעברה של אוב Nanomembranes פולימר Microporous Conjugated שכבה אחר שכבה

אנו מדגימים מערכת היווצרות bilayer שומנים שאפשר לשמור, יבילה. קרום bilayer השומנים יכול להיווצר בתוך שעה 1 עם למעלה מ -80% אחוזי הצלחה כאשר מבשר קרום קפוא מובא טמפרטורת הסביבה. מערכת זו תפחית תהליכי מייגע ומומחיות הקשורים תעלות יונים.

גיבוש ליפידים אוטומטי bilayer ממברנה באמצעות סרט polydimethylsiloxane רזה

מאמר זה מתאר תהליך עבור כוונון הצפיפות crosslinking ובגודל של covalently תפור חלקיקים מן ליניארית אחרים-פולימרים וסופולימרים המכיל פונקציונליות תליון. על-ידי התאמת הפרמטרים סינתזה (משקל מולקולרי פולימר, תליון פונקציונליות התאגדות, ושווי crosslinker), צפיפות crosslinking ובגודל הרצויים ננו-חלקיק יכולה להיות מושגת ליישומים משלוח סמים.

Nanosponge Tunability ב גודל וצפיפות Crosslinking

אנו מספקים פרוטוקול עבור במבחנה מבחני ארגון עצמי של המוח, שלי ליפידית הנתמכות בחדר פתוח. בנוסף, אנו נתאר כיצד הקף וזמינותו של לבושת השומנים microcompartments PDMS לחקות ויוו תנאים על ידי תגובת כליאה.

במבחנה בנייתו מחדש של דפוסי חלבון ב- Bilayers הנתמכים השומנים ארגון-עצמי

להיות מנוצל באופן מקיף, הדור תדר הסיכום (SFG) ספקטרוסקופיית התנודה יכול לעזור לחשוף את הסדר שרשרת ההזמנה ושינוי מבניים משני קורה בממשקים פולימרים וביוקלאכליים.

מבנים ברמת הפנים המולקולריים של פולימרים וBiomacromolecules מתגלים דרך תדר סיכום הדור ספקטרוסקופיה ויברtional

הרכבה עצמית מונחית התגבשות (CDSA) מציגה את היכולת הייחודית לייצור מבנים ננו-רובוטים של הפצות באורך צר. הטבעת האורגניטיבית פותחת את הε-הקרניים והרחבות השרשרת העוקבות של מתיל מתיונין ו- n, מומחש n-dimethyl תיל אקרילאמיד. פרוטוקול CDSA חי אשר מייצרת גלילים של עד 500 ננומטר באורך מחולקת לרוחב.

סינתזה של חלקיקים מונוטהתפזר גלילי באמצעות התגבשות עצמית מונחה-הרכבה של סופולימרים מתכלים לחסום

פרוטוקול לסינתזה ואפיון של חד-שכבות מסגרת מתכתית-אורגנית בהרכבה עצמית מסופק באמצעות גבישי מסגרת מתכת-אורגנית (MOF) מושתלים פולימריים. ההליך מראה כי חלקיקי MOF מושתלים פולימריים ניתנים להרכבה עצמית בממשק אוויר-מים וכתוצאה מכך נוצרים מבנים חד-שכבתיים בנויים היטב, העומדים בפני עצמם, כפי שמעידה הדמיית מיקרוסקופ אלקטרונים סורק.

סינתזה ואפיון של חד-שכבות מסגרת מתכת-אורגנית בהרכבה עצמית באמצעות חלקיקים מצופים פולימר

חקור את השיטה להתייבשות עצמית של ביופולימרים מגה-מולקולריים בממשק אוויר-נוזל קריסטלי. טכניקה זו מאפשרת צפייה בהתנהגות דינמית של פוליסכרידים, מיקרוטובולים ו-DNA בקנה מידה מילימטרי.

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

גלה סרטונים נוספים