プロトコルの目的は、マイクロピペット吸引によって巨大小胞の膜機械的特性を確実に測定することである。
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プロトコルの目的は、マイクロピペット吸引によって巨大小胞の膜機械的特性を確実に測定することである。
リン脂質と共重合体から得られる巨大小胞は、制御および標的薬物送達、診断のためのバイオセンサー内の生体分子認識、人工細胞の機能膜、バイオインスピレーションマイクロ/ナノ反応器の開発など、さまざまな用途で利用できます。これらのすべてのアプリケーションにおいて、膜特性の特徴付けは基本的に重要である。既存の特性評価技術の中でも、E.Evansによって開拓されたマイクロピペット吸引は、領域圧縮率率、曲げ弾性率および溶解応力および歪みなどの膜の機械的特性の測定を可能にする。ここでは、脂質または共重合体(またはその両方)の薄膜から巨大小胞を得るためのすべての方法論と詳細な手順、マイクロピペットの製造および表面処理、および前述したすべてのパラメータの測定につながる吸引手順を提示する。
リン脂質から得られる巨大小胞(リポソーム)は、1970年代から塩基性細胞膜モデル1として広く用いられている。1990年代後半には、共重合体の自己集合から得られた小胞形態は、脂質類似体2、3を参照してポリマーソームと命名され、機械的安定性が弱く、モジュラー化学機能が悪いリポソームに代わる興味深い代替手段として急速に登場した。しかし、後者は細胞膜の主成分であるリン脂質から構成されているため、細胞バイオミメティックキャラクターはリポソームに比べてかなり限定的である。さらに、膜透過性が低い場合は、膜を介した種の拡散を制御する薬物送達のような一部の用途で問題となる可能性があります。近年、ハイブリッドポリマー脂質小胞および膜を設計するブロック共重合体とリン脂質の会合は、研究の数が増加している4、5である。主なアイデアは、各成分の利点(脂質二重層の生体機能性と透過性とポリマー膜の機械的安定性および化学的多様性)を相乗的に組み合わせたエンティティを設計することです。
今日、異なる科学コミュニティ(生化学者、化学者、生物物理学者、物理化学者、生物学者)は、より高度な細胞膜モデルの開発に対する関心が高まっています。ここで、我々の目標は、可能な限り詳細に、既存の方法論(電気形成、マイクロピペット吸引)を提示し、ハイブリッドポリマー脂質巨大小胞である最近の「高度な」細胞膜モデルと巨大小胞の機械的特性を得て特徴付ける。
これらの方法の目的は、膜の領域圧縮性および曲げモジュライならびに溶解応力およびひずみの信頼性の高い測定を得るすることである。巨大小胞の曲げ剛性を測定するために存在する最も一般的な技術の1つは、直接ビデオ顕微鏡観察に基づく変動分析6、7です。しかし、これは大きな目に見える膜の変動を必要とし、厚い膜(例えばポリマーソーム)上で体系的に得られません。エリア圧縮率係数は、ラングミュア・ブロジェット技術を使用して実験的に決定できますが、ほとんどの場合、単層8上で。マイクロピペット吸引技術は1つの実験の二重層形成巨大な二重小胞小胞(GUV)の両方のモジュライの測定を可能にする。
以下の方法は、二重層を形成できるすべての両親媒性分子または高分子に対して適切であり、その結果、電気形成によって小胞が生じる。これは、電気形成の温度で二重層の流体特性を必要とします。
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1. マイクロピペットの製造
注:ここでは、内径が6~12μmのマイクロピペットと、約3~4mmのテーパ長が必要です。マイクロピペットの製造方法の詳細な方法を以下に説明する。
2.BSA(ウシ血清アルブミン)でピペットチップをコーティング
3. 電気形成によるGUVとGHUVの形成
注:電気形成は、アンジェロバ9によって開発された一般的に使用される技術です。電気形成チャンバを得る手順は、脂質またはポリマーフィルム(またはGHUV(ジャイアントハイブリッドユニラメラ小胞)の両方)を堆積させ、代替電界の下でフィルムを水和する手順を以下に説明する。得られたGUVを収集する手順についても説明する。
4. マイクロマニピュレーションの設定
注:マイクロピペット吸引の原理は、うつ病を適用することによってガラスマイクロピペットを介して単一の小胞を吸引することです。ピペット内部の舌の長さは吸引圧力の関数として測定される。前述のBSAによるピペットコーティングは、小胞膜とピペットとの間の接着を防止または最小化するために不可欠です。
プロトコルを次に示します。
(2)
(3)
より低い吸引圧力の小胞の膜区域である。
(4)
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前述のプロトコルでは、 我々は、異なる合成巨大ユニラメラ小胞(GUV)を研究し、リン脂質から得られる:2-オレオロイル-1-パルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(POPC)、三重黒分子:ポリ(エチレキシド)-b-ポリ(ジメチルシロキサン)-b-ポリ(エチレオキシド)(PEO12-b-PDMS43-b-PEO12)以前の研究で合成された13、およびジブロック共重合体ポリ(ジメチルシロキサン)-b-ポリ(エチレンオキシド) (PDMS27-b-PEO17)トリブロック共重合体PEO8-b-PDMS22-b-PEO8とリン脂質POPCとの会合は、得られたGHUV(ジャイアントハイブリッドユ...
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マイクロピペットのコーティングは信頼できる測定を得るための重要なポイントの1つである。小胞のマイクロピペットへの付着を防止する必要があり、コーティングは、BSA、β-カゼインまたはサーファシルを用いて文献17、18、19、20、21で一般的に使用される。塗布手順の詳細はめったに言及されない。
BSAの溶解は、良好な可溶化を達成するために攪拌下で少なくとも4時間行われるべきである。それにもかかわらず、濾過工程は、マイクロピペット先端を妨げる可能性のある凝集体を除去するために依然として必要である。BSAが十分に溶解しない場合、そのほとんどは濾過によって除去され、コーティングは効果がありません。理想的な濃度および溶解時間はそれぞれ0.8-1重量%および4時間である。...
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著者たちは何も開示する必要はない。
著者たちは、ANRの財政支援(ANR Sysa)を感謝して認めた。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| ><<マイクロピペットの設計に必要な機器と材料> | |||
| ホウケイ酸ガラスキャピラリー | ワールド精密機器 | 1B100-4 | の外径と内径がそれぞれ1mmと0.58mmです。 |
| フィラメントは | Sutter Instrument Co.をインストールしました。 | FB255B | 2.5mm * 2.5mmボックスフィラメント |
| フレーミング/ブラウンマイクロピペットプーラー | サッターインストゥルメント株式会社 | P-97 | |
| 型 Microforge | NARISHGE Co. | MF-900 | 2つの対物レンズ (10x と 32x) |
| Materials with coating pipette tips with BSA | |||
| Bovine Serum Albumin Fraction V (BSA) | Sigma-Aldrich | 10735078001 | |
| 使い捨て 1 ml シリンジ ルアーチップ | Codan | 62.1612 | |
| 10 ml シリンジ Luer Tip | Codan | 626616 | |
| 使い捨て可能な5つのmlのスポイト Luer Tip | Codan | 62.5607 | |
| 使い捨て可能なアセテートのセルロース フィルター | Cluzeauの情報のLabo | L5003SPA | 毛穴のサイズ:0.22µメートル、直径:25mm |
| フレキシブルフューズドシリカキャピラリーチューブ | Polymicro Technologies。 | TSP530660 | 内径536µm、外径660&マイクロ;m、 |
| グルコース | Sigma-Aldrich | G5767 | |
| シリンジ 500 µL ルアー ロック GASTIGHT | ハミルトン シリンジ | カンパニー 1750 | |
| 試験管回転ミキサー | Labinco | 28210109 | |
| マイクロマニピュレーション セットアップ | |||
| アルミニウム 光学レール、長さ 1000 mm、M4 スレッド、X48 シリーズ | ニューポート | ||
| 減衰光学テーブル | ニューポート | 顕微鏡の支持体として使用され、外部振動を防ぎます。 | |
| マイクロマニピュレーター | Eppendorf | Patchman NP 2 | モジュールユニット(X、Y、Z移動用のモーターユニット)は、アダプターを介して倒立顕微鏡に取り付けられています。 |
| マイクロメータ | ミツトヨコーポレーション | 350-354-10 | デジマティックLCDマイクロメータヘッド 25,4 mm 範囲 0,001 mm |
| プレキシガラス水リザーバー (100 ml) | レ | ||
| TCS SP5倒立共焦点顕微鏡(DMI6000)。 | ライカ | ||
| X48レールキャリア80 mm長さ、1 / 4-20、8-32、4-40スレッドNewport | |||
| ショ糖および両親媒性溶液調製用の材料< | |||
| a href="https://www.sigmaaldrich.com/catalog/substance/2oleoyl1palmitoylsnglycero3phosphocholine760082685331611" target="_blank">2-オレオイル-1-パルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン | Sigma-Aldrich | ||
| クロロホルム | VWR | 22711.244 | |
| L-&α;-ホスファチジルエタノールアミン-N-(リサミンローダミンBスルホニル) | Sigma-Aldrich | 810146C | ローダミンタグ付き脂質 |
| ショ糖 | Sigma-Aldrich | S7903 | |
| Electroformationセットアップ< / EM >< / strong > | |||
| 10 & マイクロ;Lガラスキャピラリーリングキャップ | ヒルシュマン | 9600110 | |
| 使い捨て1mlシリンジ ルアーチップ | コーダン | 62.1612 | |
| Hグリース | アピエゾン | アピエゾンHグリース | シリコンフリーグリース |
| 酸化インジウムスズコーティングガラススライド | シグマアルドリッチ | 703184 | |
| 針 | テルモ | AN2138R1 | 0.8×38mm |
| オーム計(マルチメーター) | ボルトクラフト | VC140 | |
| トルエン | VWR | 28676.297 | |
| 電圧発電機 | キーサイト | 33210A |
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