Histologisch gezien heeft JoVE, The Journal of Visualized Experiments, zich voornamelijk gericht op biomedisch onderzoek en heeft onderdelen ontwikkeld voor Bioengineering, Klinische en Translationele Geneeskunde, Immunologie en Infectieziekten en Neurowetenschappen. Deze juli lanceert JoVE zijn toegepaste fysica sectie, die een scala aan inhoud bevat, van plasmafysica tot materiaalkunde. We beginnen de nieuwe sectie met een opmerkelijk artikel van Purdue University, waar onderzoekers van het Center for Laser-Based Manufacturing onderzoek doen.
Materie bestaat in drie bekende toestanden: vast, vloeibaar en gasvormig. Als een gas wordt getroffen door voldoende energie, kunnen atomen elektronen verliezen, of geïoniseerd raken, om een vierde toestand genaamd plasma te vormen. Plasma is de meest voorkomende vorm van materie; neemt ongeveer 99,999% van het zichtbare universum in beslag. Met behulp van ultrakorte laserpulsen van 100 femtoseconden, of 100 honderdmiljoenste van een seconde, demonstreren onze auteurs een techniek genaamd pump probe schaduwgrafie, die het vroege plasma laat zien terwijl het zich ontwikkelt van metallische oppervlakken. Door een simulatiemodel te construeren, kunnen deze onderzoekers vroege plasmadynamiek onderzoeken, waardoor een beter begrip ontstaat van hoe materie geïoniseerd raakt.
Voor de materiaalkunde subcategorie van toegepaste fysica, materialiseert JoVE aan de University of Michigan, waar onderzoekers nieuwe methoden in microfabricatie ontwikkelen. Onze auteurs demonstreren een methode voor het groeien van complexe, driedimensionale microstructuren uit koolstofnanobuisjes, die kunnen worden gebruikt als mastermal om replica's van polymeren of biologische materialen te gieten. Scanning elektronenmicroscopie onthult dat de koolstofnanobuisjes mastermals met hoge nauwkeurigheid worden gereproduceerd in microschaalvormig en nanoschaaltextuur in de polymere replica's die van deze mals zijn gemaakt. Microfabricatietechnologie maakt het mogelijk om laboratoriumoperaties op kleine schaal uit te voeren - in wezen een lab op een chip.
Van toegepaste fysica naar hartfysiologie, bezoekt JoVE The George Washington University om een gemodificeerde Langendorff voorbereiding vast te leggen. JoVE heeft verschillende artikelen gepubliceerd die deze fysiologische voorbereiding demonstreren, waardoor het hart urenlang geïsoleerd kan blijven kloppen. De benadering omvat retrograde perfusie van het hart, via de aorta, die de aortaklep sluit en gezuiverd perfusat door de coronaire circulatie forceert, om hartweefsel in stand te houden.
Onze auteurs presenteren een modificatie van deze voorbereiding die het canuleer van de linker atrium aanhangsel, de inferieure vena cava en de pulmonale slagader inhoudt. In deze toestand worden alle vier de kamers van het hart canuleer, waardoor fysiologische belastingsdrukken worden geleverd aan beide ventrikels, en de noodzaak om het hart retrograde-perfuseren via de aorta wordt geëlimineerd. Daarom vindt perfusie van het hart in de normale richting plaats en zorgt het hart voor zijn eigen druk voor coronaire perfusie.
Zodra dit biventriculaire werkende hartmodel is bereikt, gaan onze auteurs door met het instellen van beeldvorming van nictonamide adenine dinucleoutide, of NADH, fluorescentie. Dit co-enzym, dat in mitochondria wordt gevonden, zendt fluorescentie uit in zijn gereduceerde toestand en geeft een aflezing van de lokale zuurstofconcentratie, en daarom hartmetabolisme. Deze onderzoekers demonstreren metingen van NADH fluorescentie tijdens verschillende pacingsnelheden en illustreren zo het potentieel van dit fysiologisch relevante model om inzicht te geven in hartpathologieën.
In onze Bioengineering sectie, bezoekt JoVE de University of the Pacific voor een artikel over de productie van synthetisch spinnenzijde. In 2010 publiceerde JoVE een artikel van het Vierra lab, dat microdissectietechnieken demonstreerde om de 12 zijde producerende klieren van de Zwarte Weduwe spin te isoleren. Isolatie van deze klieren maakt het mogelijk om analytische technieken uit te voeren, om specifieke spinnenzijde eiwitten te identificeren. Omdat spinnen giftig en kannibalistisch zijn, is het onrealistisch om ze grootschalig te fokken voor de productie van spinnenzijde. Daarom transformeert het Vierra lab bacteriën met zijde-eiwit bevattende plasmiden en drukt recombinante spinnenzijde eiwitten in bacteriën uit.
Deze juli in JoVE, neemt de Vierra groep ons mee door een methode voor het isoleren en zuiveren van spinnenzijde eiwit uit deze bacteriën. Ze laten ons vervolgens zien hoe gezuiverd eiwit wordt gesponnen tot vezels en demonstreren methoden voor het verzamelen van deze vezels, evenals het beoordelen van hun sterkte. Spinnenzijde is van groot belang voor biomateriaalwetenschappers, vanwege zijn biocompatibiliteit en mechanische eigenschappen, die het sterker maken dan trekstaal. Het Vierra lab heeft ons laboratoriumschaalproductie van spinnenzijde laten zien die potentieel kan worden uitgebreid tot een grootschalig productieproces. Deze korte samenvatting bevat vier van de vijftig artikelen die JoVE deze juli zal uitbrengen. Andere opmerkelijke publicaties omvatten demonstraties van ex ovo elektroporatie in late stadia van kippenembryo's, productie van uitgescheiden eiwitten uit menselijke cellen en de ex vivo cultivering van fruitvlieg hersenen.