2014년 2월 21일
물방울 인터페이스 지질 이중층에 대한 미세 유체 분사는 막 비대칭, 횡단 단백질의 결합, 재료의 캡슐화 제어와 소포를 생성 할 수있는 신뢰할 수있는 방법을 제공합니다. 이 기술은 구획화 된 생체 분자가 소망되는 생물학적 시스템의 다양한 연구에 적용 할 수있다.
이 절차의 전반적인 목표는 막, unla, 몰 농도, 단일 분산성 및 내부 내용물에 대한 제어가 증가한 인지질 이중층 소포를 생성하는 것입니다. cad를 사용하여 챔버는 아크릴 시트와 천연 고무로 제조됩니다. 부유 지질 이중층은 챔버에 지질과 용액을 적재하여 생성됩니다.
다음으로, 캡슐화할 용액을 포함하는 잉크젯이 분사 장치와 함께 설정됩니다. 적절한 설정이 설정되면 분사된 유체 펄스는 지질 이중층 소포를 생성합니다. 궁극적으로, 미세유체 분사는 반복 가능한 모노 분산 이중층 소포를 생성합니다.
전기 형성, 에멀젼 또는 액적 생성과 같은 기존 방법에 비해 이 기술의 주요 장점은 멤브레인, 편측 몰 농도, 단일 분산성 및 내부 내용물을 제어하는 제어 수준이 향상되었다는 것입니다. 실험실의 대학원생 인 Johanna Harrow가 절차를 시연하고 학부생 인 Kara Patel이 CAD 소프트웨어를 사용하여 레이저 커터 첫 번째 드릴을 사용하여 아크릴로 만들 수있는 챔버의 모양을 그리고 조립 된 아크릴 챔버의 양쪽에 16 인치 관통 구멍을 그립니다. 그것은 무한대 모양으로 잘 배수됩니다.
둘째, 0.2mm 아크릴 시트에서 가위로 작은 직사각형을 잘라 무한대 모양의 바닥으로 사용합니다. 속건성 접착제로 이것을 제자리에 잘 고정하고 관찰 영역에 접착제가 묻지 않도록 하십시오. 아크릴 시트는 챔버 벽으로 플러시되고 챔버 바닥에 고정되어야 합니다.
셋째, 속건성 접착제를 사용하여 천공된 구멍 위에 얇은 천연 고무 시트 조각을 붙입니다. 핀셋으로 제자리에 누릅니다. 접착된 모든 이음새에 누출이 있는지 테스트하십시오.
아무 것도 있어서는 안 됩니다. 마지막으로 23 게이지 바늘을 사용하여 천공 된 구멍을 통해 고무에 구멍을 뚫고 압전 잉크젯 팁이이 구멍을 통해 삽입됩니다. 스톡 인지질은 클로로포름에 용해되어 섭씨 영하 20도에서 보관해야 합니다.
D-P-H-P-C 또는 DOPC. 이 데모에서는 지질이 사용됩니다. 클로로포름에 용해된 지질은 바이알을 비스듬히 잡고 유리 바이알로 옮겨져 아르곤 또는 질소 가스 아래에서 지질을 부드럽게 건조시킵니다.
그런 다음 뚜껑이 약간 느슨한 바이알을 진공 상태에서 1-2시간 동안 놓아 잔류 용매를 제거합니다. 이 단계에는 건조제를 사용할 수도 있습니다. 이제 최종 지질 농도가 밀리리터당 25mg이 되도록 엔드 데크에서 지질을 용해시킵니다.
Vortex가 해결책입니다. param으로 캡을 짧게 밀봉한 다음 15분 동안 초음파 처리합니다. 이 용액은 섭씨 영하 20도에서 보관하십시오.
다음으로, 삼투압과 같은 생리학적으로 스톡 자당 용액을 준비합니다. 이것이 분사 솔루션입니다. 콘트라스트 또는 형광을 더하기 위해 용액에 어두운 식용 염료 또는 형광 구슬 한 방울을 추가하는 것을 고려하십시오.
자당 용액을 1ml 주사기에 넣어 갇힌 공기를 제거합니다. 주사기를 튕기면 거품이 루어 입구로 올라와 배출될 수 있습니다. 그런 다음 33mm 0.22미크론 필터를 주사기에 부착하고 필터를 통해 한 방울을 밀어냅니다.
이제 잉크젯의 암 루어 어댑터의 나사를 풀고 필터 끝에 누릅니다. 갇힌 공기를 제거하기 위해 약간의 액체를 밀어냅니다. 마지막으로 주사기를 잉크젯 유체 상단에 부착합니다.
주사기가 올바르게 부착된 경우 잉크젯 팁으로 이동해야 합니다. 먼저 주사기 어셈블리를 현미경 스테이지에 장착하고 이 실험을 위해 잉크젯 컨트롤러를 배선합니다. 스테이지와 주사기는 독립적인 제어가 필요하며, 스테이지와 주사기는 모두 시각화를 위해 3차원으로 움직입니다.
초당 최소 1000프레임이 가능한 고속 카메라를 설정합니다. 이미지 기반 자동 트리거링을 사용하여 녹화를 시작하도록 설정합니다. 이제 테이프로 챔버를 스테이지에 고정하고 잉크젯 팁을 챔버 측면의 고무 시트에 만들어진 구멍에 조심스럽게 정렬합니다.
먼저 눈으로 조정한 다음 현미경을 사용하여 미세 조정합니다. 정렬되면 한 차원을 따라 주사기를 뒤로 빼내어 인피니티 모양을 로드합니다. 그런 다음 플런저에 부드러운 압력을 가하여 노즐에 물방울이 형성되도록 합니다.
이것은 약간의 초기 배압을 제공합니다. 분사 매개변수를 설정해야 합니다. 다음으로, 사다리꼴 양극파에 대한 특정 값이 화면에 표시됩니다: 적용된 전압과 트리거당 제트 펄스의 수, 제어 소포 크기.
지금 끝 십년간에 있는 지질 해결책의 25에서 30 마이크로리터를 가진 약실을 적재해, 형성된 무한대의 가득 차있는 표면을 덮. 그런 다음 각각에 25 마이크로 리터의 포도당 용액을 가장 바깥 쪽 가장자리 피펫팅에 천천히 부드럽게 첨가하면 포도당이 지질 용액에 혼합되지 않아야합니다. 10분 이내에 챔버 중앙에 지질 이중층이 형성됩니다.
이중층은 불안정하고 준비에 따라 끊어질 수 있으므로 이중층 설정이 가장 중요한 단계입니다. 인내심을 가지십시오. 방을 몇 번 채우는 연습을 하면 잘 될 것입니다.
이제 팁이 액적 계면에서 200미크론 이내에 있을 때 잉크젯 팁을 챔버에 조심스럽게 다시 삽입합니다. Bilayer, 분사 프로세스를 시작하고 소포 생성 프로세스에 대한 통찰력을 제공하는 잉크젯을 사용하여 데이터를 기록합니다. 예를 들어, 잉크젯 노즐과 지질 이중층 사이의 거리를 변경하면 멤브레인을 변형시키는 힘에 영향을 미쳤습니다. 닫다.
이중층에 대한 근접성은 제트 기류에 초점을 맞추고 멤브레인이 소포 생성 지점에서 에너지를 분산시키는 것을 방지했습니다. 또한 소용돌이 이동은 pizo 전동 액추에이터에 적용된 전압에 따라 증가했습니다. 소포 형성은 형성 이후의 일련의 사건으로 시각화되었습니다.
소포 안정성은 소포 직경에 따라 달라지는 경향이 있으며, 작은 소포가 더 안정적입니다. 이 비디오를 시청한 후에는 미세유체 분사를 사용하여 지질 위반 소포를 생성하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.
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이 기사는 마이크로플루이딕 제트를 사용하여 액적 인터페이스 지질 이중층에 대항하여 인지질 이중층 소포를 생성하는 방법을 다룹니다. 이 기술은 막 비대칭성, 막관통 단백질 통합 및 물질의 캡슐화에 대한 정밀한 제어를 가능하게 합니다.
Microfluidic jetting enables precise control over lipid bilayer vesicle generation, supporting reproducible production of giant unilamellar vesicles (GUVs) with defined membrane composition and encapsulation capacity. This capability addresses a key challenge in synthetic biology and drug delivery research by providing a tunable platform for modeling cellular systems and testing bioactive compounds. The method enhances predictive confidence in early-stage target validation by allowing systematic interrogation of membrane-dependent processes.
The method integrates into the discovery continuum from early hypothesis testing to lead identification, particularly in assays requiring controlled membrane environments and encapsulated compound delivery.