Methoden voor de Self-integratie van Megamolecular Biopolymeren op de drooglucht-LC Interface

Het algemene doel van dit experiment is om het effect van de droge lucht vloeibaarkristallijne of lucht-LC interface op de oriëntatie van megamoleculaire biopolymeren zoals polysacchariden, microtubuli en DNA te evalueren, zoals gevisualiseerd dynamisch gedrag op millimeter schaal. Deze boodschap kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen op het gebied van dispersieve structuren, zoals zelforganisatie van biopolymeren in een droge omgeving waarin levende organismen ongeveer 500 miljoen jaar geleden op de grond zijn gekropen. Het grote voordeel van deze techniek is dat het toestaat dat er zijwaartse beelden van het monster worden gemaakt tijdens het droogproces zonder droogte op het horizontale vlak.

Om dit proces te beginnen, voeg 0,5 gram sacran toe aan 100 milliliter water. Bedek de container met plasticfolie en roer de oplossing ongeveer 80 graden Celsius gedurende meer dan 12 uur. Laat de sacran en xanthaangom oplossingen afkoelen, centrifugeer de sacran oplossing om onzuiverheden te verwijderen.

Bereid nu een 0,5 gewichtspercent tubuline oplossing in Britton-Robinson buffer op ijs. Meng 50 microliter van de tubuline oplossing met 5 microliter GpCpp. Incubeer vervolgens de oplossing gedurende drie uur bij 37 graden Celsius om een stabiele microtubuli of MT kern te verkrijgen.

Meng vervolgens 950 microliter van de tubuline oplossing en 50 microliter van de GpCpp bevattende tubuline oplossing. Laat de oplossing vervolgens een dag staan bij ongeveer 25 graden Celsius om een stabiele 0,5 gewichtspercent MT oplossing te verkrijgen. Bereid vervolgens een 0,5 gewichtspercent DNA oplossing en Tris-EDTA buffer oplossing voor.

Bewaar de 0,5 gewichtspercent biopolymeer monsteroplossingen bij 25 graden Celsius voor het droogexperiment. Snijd een siliconenvel in een geschikte vorm met een dikte van 1 millimeter. Monteer een cel met aan één kant een opening, bestaande uit de siliconen afstandhouder en twee niet-gemodificeerde glazen platen.

Bevestig beide zijden van de cel met dubbele clips om te voorkomen dat de monsteroplossingen lekken. Gebruik een pipettip met een poriegrootte van één millimeter en voeg langzaam 100 tot 300 microliter van elke 0,5 gewichtspercent biopolymeeroplossing toe aan elke cel bij ongeveer 25 graden Celsius. Verwijder luchtbellen uit de cel met behulp van een spuitnaald.

Plaats vervolgens de cellen 18 uur lang in een oven met een luchtcirculator bij 60 graden Celsius onder atmosferische druk voor verdamping. Een werkrichting is tegengesteld aan die van de zwaartekracht. Deze plaatsing wordt ook toegepast op de monitoring voor de latere beoordelingen.

Gebruik een 100 watt halogeenlamp met een vlakke oppervlaktelichtbron over een groot gebied om recht zichtbaar licht te leveren. Stel de polarisatoren in op 45 graden en 135 graden met behulp van de houders. Bevestig de posities van de lichtbron, polarisatoren, monsterstandaard en camera met behulp van een optische rail en staander.

Plaats de monsterstandaard tussen de twee polarisatoren. Plaats vervolgens de camera ongeveer 20 centimeter van de monsterstandaard om scherp te stellen. Plaats de biopolymeermonsters op de tijden die in het tekstprotocol zijn aangegeven, tussen de polarisatoren op de standaard evenwijdig aan het XZ-vlak en bedek het apparaat met een zwarte gordijn.

Fotograaf ten slotte de monsters door lineaire gekruiste polarisatoren met behulp van een digitale spiegelreflexcamera met een standaardzoomlens. Zelfintegratie van microdomein tot macrodomein op een droge lucht-LC interface werd geëvalueerd. Voor het drogen werden heldere gebieden met doorgelaten licht in een verspreide toestand waargenomen.

Na het drogen werd het gebied onder de lucht-LC interface en de sacran oplossing hoger en de xanthine oplossing intensiteit verminderde met kleine macrodomeinen. Ruimtelijk-temporele analyse toonde aan dat de piekintensiteit rond de lucht-vloeistof interface en de dikte toenamen, wat aangeeft dat de microdomeinen beginnen te oriënteren vanaf de lucht-LC interface en groeien tot een millimeter-schaal domein parallel aan de interface. Polarisatiemicroscopische beelden van de sacran vloeistof fase toonden één blauwe regio, wat betekent dat er een enkele macrodomein werd gevormd.

De xanthaangom vloeistof fase vertoonde blauwe, gele en roze gebieden, wat betekent dat er meerdere macrodomeinen met willekeurige oriëntaties werden gevormd. Voor het drogen vertoonden de sacran en MT oplossingen vergelijkbare LC-toestanden met verspreide domeinen. Tijdens het drogen onderging de MT oplossing zelf-integratie en werden de verspreide domeinen geïntegreerd in een enkele macrodomein.

De DNA oplossing vertoonde geen specifieke oriëntatie in de vloeistof fase. Het sacran droogrecord vertoonde significante dubbelbreking en er werden golfachtige bundels waargenomen voor het MT droogrecord. Het DNA droogrecord vertoonde korrelvormige macrodomeinen in willekeurige richtingen.

Na de ontwikkeling ervan heeft deze techniek een weg geopend voor onderzoekers op het gebied van biomedische techniek die biopolymeren gebruiken om een visualisatie van luchtstroomdynamica op zowel droge als natte processen in geometrische benaderingen te onderzoeken.