Lipid Bilayer Vesicle Geração Usando Microfluidic jateamento

Summary

Jorrando Microfluidic contra uma bicamada lipídica interface de gota fornece uma maneira confiável para gerar vesículas com controle sobre a assimetria da membrana, a incorporação de proteínas transmembrana, e encapsulamento do material. Esta técnica pode ser aplicada ao estudo de uma grande variedade de sistemas biológicos, onde são desejados biomoléculas compartimentadas.

Abstract

Biologia sintética Bottom-up apresenta uma nova abordagem para investigar e reconstituir sistemas bioquímicos e, potencialmente, organismos mínimos. Este campo emergente envolve engenheiros, químicos, biólogos e físicos para projetar e montar componentes biológicos básicos em funcionamento de sistemas complexos, a partir de baixo para cima. Tais sistemas bottom-up pode levar ao desenvolvimento de células artificiais para investigações biológicas fundamentais e terapias inovadoras ^1,2. Vesículas unilamelares gigantes (GUVs) pode servir como um modelo para a plataforma de biologia sintética, devido à sua estrutura da membrana celular-como e tamanho. Jacto de microfluidos, ou microjetting, é uma técnica que permite a geração de GUVs com tamanho controlado, a composição da membrana, a incorporação da proteína transmembranar, e encapsulação ^3. O princípio de base deste método é o uso de vários impulsos de fluido, de alta-frequência gerados por um dispositivo de jacto de tinta piezo-actuada para deformar uma l suspensobicamada IPID num GUV. O processo é semelhante ao soprar bolhas de sabão a partir de uma película de sabão. Através da variação da composição da solução de hidromassagem, a composição da solução que engloba, e / ou os componentes incluídos na camada dupla, os investigadores podem aplicar esta técnica para criar vesículas personalizadas. Este artigo descreve o procedimento para gerar vesículas simples a partir de uma bicamada interface de gota por microjetting.

Introduction

Tornou-se cada vez mais claro que a biologia celular é um problema multi-escala que envolve a integração de nossa compreensão a partir de moléculas às células. Consequentemente, sabendo exatamente como as moléculas trabalhar individualmente não é suficiente para compreender os comportamentos celulares complexos. Isto é em parte devido à existência de comportamentos emergentes de sistemas multi-componentes, como exemplificado pela reconstituição de interação da rede de actina com vesículas bicamada lipídica ^4, montagem do fuso mitótico em Xenopus extrair ⁵ e dinâmica espacial de bactérias máquinas divisão celular ^6. Uma ....

Protocol

1. Infinito Câmara Fabricação

1. Projetar a câmara infinito (nomeado para a sua forma), utilizando um software de desenho assistido computador (CAD), e salve o arquivo de tal forma que seja compatível com um cortador de laser. Para criar esta forma, separados dois círculos de diâmetro 0,183, em por uma distância centro-a-centro de 0,15 cm Corte da câmara de 1/8- 3/16 em acrílico transparente com o cortador a laser. A forma infinito facilita interface de formação em bicamada gota e estabilidade.
2. Broca de 1/16 em buraco através da borda da caixa de acrílico para o infinito em forma de poço. Repita no lado oposto. Corte um pequeno rectângulo de uma fol....

Results

Nós montamos uma configuração jorrando microfluídicos em um microscópio de fluorescência invertido convencional com um palco personalizado montado a partir de peças usinadas e micrômetros manuais (Figura 1). Caracterização do jato de tinta fornece insights sobre o processo de geração de vesícula. Variando a distância entre o bico de jacto de tinta e bicamada lipídica afecta a força aplicada para provocar a deformação da membrana. Perto da bicamada concentra a corrente de jacto e impede a membrana a part.......

Discussion

Muitas técnicas têm sido desenvolvidas para a produção de vesículas, incluindo eletropolimerização, emulsão, e de geração de gotículas ^14-16. No entanto, novas técnicas experimentais são necessários para permitir a concepção de sistemas biológicos com a crescente semelhança com os sistemas vivos. Métodos microfluídicos em particular, têm oferecido um aumento do nível de controle que regem unilamellarity membrana, monodispersity de tamanho e conteúdo interno ^17,18, trazendo modelos vesícula mais per.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Jato de tinta piezoelétrico	MicroFab Technologies	MJ-AL-01-xxx	xxx denota diâmetro do orifício em mícrons
Controlador Jet Drive III	MicroFab Technologies	CT-M3-02
Câmera de alta velocidade	Vision Research	MiroEX2
DPhPC lipídio em clorofórmio	Avanti	850356C	Encomendado em pequenas alíquotas em frascos de
33 mm PVDF filtros, 0,2 e micro; m	Fisher Scientific	SLGV033RS
Seringas de 1 ml	Fisher Scientific	14823434
n-Decano	Acros Organics	111871000
Glicose	Acros Organics	410950010
Sacarose	Sigma-Aldrich	S7903-1KG
Metilcelulose	Fisher Scientific	NC9084958
1/8 in Acrílico	McMaster Carr	8560K239	Desenhos CAD para a câmara em forma de infinito estão disponíveis mediante solicitação
0.2 mm Acrílico	Astra Products	Clarex clear 001
Acrílico Cimento	TAP Plastics	10693
Loctite 495 Supercola	Fisher Scientific	NC9011323
Loctite 3494	Estroboscópios Adesivos de Fortalecimento UV Fornecimento	30765
de borracha natural	McMaster Carr	85995K14
Estágio personalizado		caseiro N / A	CAD projetos estão disponíveis mediante solicitação