Цельпротокола состоит в том, чтобы надежно измерить мембранные механические свойства гигантских пузырьков с помощью микропипетики аспирации.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Цельпротокола состоит в том, чтобы надежно измерить мембранные механические свойства гигантских пузырьков с помощью микропипетики аспирации.
Гигантские пузырьки, полученные из фосфолипидов и кополимеров, могут быть использованы в различных областях применения: контролируемая и целенаправленная доставка лекарств, биомолекулярное распознавание в биосенсорах для диагностики, функциональные мембраны для искусственных клеток и разработка биовдохновленных микро/нанореакторов. Во всех этих приложениях характеристика их мембранных свойств имеет основополагающее значение. Среди существующих методов характеристик, микропайпет аспирации, впервые E. Эванс, позволяет измерения механических свойств мембраны, такие как модуля сжатия области, изгиб модуля и лизис напряжения и деформации. Здесь мы представляем все методологии и подробные процедуры получения гигантских пузырьков из тонкой пленки липидов или copolymer (или обоих), производство и поверхностная обработка микропипететов, а также процедуру аспирации, приводящую к измерению всех ранее упомянутых параметров.
Гигантские пузырьки, полученные из фосфолипидов (липосомы) широко используются с 1970-х годов в качестве основной модели клеточной мембраны1. В конце 1990-х годов везикулярные морфологии, полученные из самосборки кополимеров, названных полимеромпомы по отношению к их липидным аналогам2,3, быстро появились как интересная альтернатива липосом, обладающим слабой механической устойчивостью и плохой модульной химической функциональностью. Однако, их биомиметический характер клетки довольно лимитирован сравненный к липосомам в виду того что последние составлены фосфолипидов, главным образом компонентом мембраны клетки. Кроме того, их низкая проницаемость мембраны может быть проблемой в некоторых приложениях, таких как доставка лекарств, где требуется контролируемое распространение видов через мембрану. В последнее время, связь фосфолипидов с блоком кополимеров для разработки гибридных полимерно-липидных пузырьков и мембран был предметом все большего числа исследований4,5. Основная идея заключается в разработке объектов, которые синергетически сочетают преимущества каждого компонента (биофункциональность и проницаемость липидных бислой с механической стабильностью и химической универсальностью полимеров), которые могут быть использованы в различных приложениях: контролируемая и целевая доставка лекарств, биомолекулярное распознавание в рамках биосенсоров для диагностики, функциональные мембраны для искусственных клеток, развитие био-вдохновленных микро-/нанореакторов.
В настоящее время различные научные сообщества (биохимики, химики, биофизики, физики-химики, биологи) проявляют все больший интерес к разработке более продвинутой модели клеточных мембран. Здесь наша цель состоит в том, чтобы представить, как подробно, как это возможно, существующие методологии (электроформация, микропипетус аспирации), чтобы получить и охарактеризовать механические свойства гигантских пузырьков и последние "продвинутые" модели клеточных мембран, которые являются гибридными полимерными липидными гигантскими пузырьками4,5.
Целью этих методов является получение надежного измерения области сжатия и изгиба модули мембраны, а также их лиза т.д. напряжения и напряжения. Одним из наиболее распространенных методов, существующих для измерения жесткости изгиба гигантского везикулы является анализ колебаний6,7, на основе прямого наблюдения видеомикроскопа; но это требует больших видимых колебаний мембран и не получается систематически на толстых мембранах (например, полимеросомы). Модули сжатия области можно экспериментально определить с помощью техники Langmuir Blodgett, но чаще всего на монослой8. Метод аспирации микропипет позволяет измерять оба модули на двухслойном, образуя гигантский unilamellar vesicle (GUV) в одном эксперименте.
Следующий метод подходит для всех молекул амфифилов или макромолекул, способных образовывать двуслойные и, следовательно, пузырьки электроформации. Это требует жидкого характера двухслойного при температуре электроформации.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
1. Изготовление микропайпетов
ПРИМЕЧАНИЕ: Здесь, micropipettes с внутренним диаметром от 6 до 12 мкм и конус длиной около 3-4 мм необходимы. Подробный метод производства микропипетты описан в следующем.
2. Покрытие пипетка советы с BSA (буйный сывороточный альбомин)
3. Формирование ГУВИ и ГХУВ путем электроформации
ПРИМЕЧАНИЕ: Электроформация является широко используемой техникой, разработанной Ангеловой9. Процедуры получения электроформации камеры, отложения липидной или полимерной пленки (или как для GHUV (Giant Hybrid Unilamellar Vesicles)) и гидратируют пленку под альтернативным электрическим полем описаны в следующем. Описана также процедура сбора полученного ГУВ.
4. Установка микроманипуляций
ПРИМЕЧАНИЕ: Принцип микропайпета стремление сосать один везикул через стеклянный микропипет, применяя депрессии. Длина языка внутри пипетки измеряется как функция всасывающего давления. Покрытие пипетки с BSA, описанное ранее, имеет важное значение для предотвращения или минимизации каких-либо сливок между весиковыми мембранами и пипеткой.
Протокол проиллюстрирован ниже.
(2)
(3)
мембранной области везикулы при более низком всасывающем давлении.
(4)
(5)Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
С вышеупомянутым протоколом, мы изучили различные синтетические гигантские unilamellar везикул (GUV), полученные из фосфолипида: 2-олеоил-1-пальмитоил-сн-глицеро-3-фосфохолин (POPC), триблок кополимер: Поли (этиленоксид)-b --Поли(диметилсилоксан)-b-Поли (этиленоксид) (PEO12-b-PDMS43-b-PEO12) синтезированный в предыдущем исследовании13, и диблок copolymer Poly (диметилсилоксан)-b-Poly<...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Покрытие микропипетта является одним из ключевых моментов для получения надежных измерений. Прилипание везикулы к микропипетету должно быть предотвращено, и покрытие обычно используется в литературе17,18,19,20,21, с BSA, к-казеин или surfasil. Подробности процедуры покрытия редко упоминаются.
Растворение BSA должно быть выполнено в ...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторам нечего раскрывать.
Авторы с благодарностью признают ANR за финансовую поддержку (ANR Sysa).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Необходимое оборудование и материалы для проектирования микропипеток | |||
| боросилитного стекла капилляров | World Precision Instruments | 1B100-4 | внешний и внутренний диаметр 1 мм и 0,58 мм соответственно. |
| Филамент установлен | компанией Sutter Instrument Co. | FB255B | 2,5 мм * 2,5 мм Коробка Нить |
| Пылающий / Коричневый Микропипетка | Пуллер Sutter Instrument Co. | Модель-97 | |
| Микрокузница | NARISHGE Co. | MF-900 | оснащен двумя объективами (10x и 32x) |
| Материалы для покрытия наконечников пипеток BSA | |||
| Bovine Serum Albumin Fraction V (BSA) | Sigma-Aldrich | 10735078001 | |
| Одноразовый шприц 1 мл Luer Tip | Codan | 62.1612 | |
| Одноразовый шприц 10 мл Luer Tip | Codan | 626616 | |
| Одноразовый шприц 5 мл Luer Tip | Codan | 62.5607 | |
| Одноразовый ацетатно-целлюлозный фильтр | Cluzeau Info Labo | L5003SPA | размер пор: 0,22&микро; м, диаметр: 25 мм |
| Гибкая капиллярная трубка из плавленого диоксида кремния | Polymicro Technologies. | TSP530660 | Внутренний диаметр 536&микро; м, наружный диаметр 660&микро; m,Глюкоза |
| Sigma-Aldrich | G5767 | ||
| Шприц 500 &микро; L luer Lock GASTIGHT | Hamilton Syringe Company | 1750 | |
| Пробирка вращающийся смеситель | Labinco | 28210109 | |
| Настройка для микроманипуляций | |||
| Алюминиевая оптическая рейка, длина 1000 мм, резьба M4, серия X48 | стол Newport | ||
| Newport | используется в качестве опоры для микроскопа для предотвращения внешних вибраций. | ||
| Микроманипулятор | Eppendorf | Patchman NP 2 | Модульный блок (моторный блок для движения по X, Y и Z) устанавливается на инвертированный микроскоп с помощью адаптера. |
| Микрометр | Mitutoyo Corporation | 350-354-10 | Digimatic LCD Микрометрическая головка 25,4 мм Диапазон 0,001 мм |
| Резервуар для воды из плексигласа (100 мл) | Самодельный | ||
| инвертированный конфокальный микроскоп TCS SP5 (DMI6000) оснащен резонансным сканером и водно-иммерсионным объективом (HCX APO L 40x/0.80 WU-V-I). | Leica | ||
| X48 Rail Carrier 80 мм Длина, с резьбой 1/4-20, 8-32 и 4-40 | Newport | ||
| Материалы для приготовления раствора сахарозы и амфифилов | |||
| 2-олеоил-1-пальмитоил-sn-глицеро-3-фосфохолин | Сигма-Олдрич | ||
| Хлороформ | VWR | 22711.244 | |
| L-&альфа;-фосфатидилэтаноламин-N-(лиссамин родамин B сульфонил) | Sigma-Aldrich | 810146C | Родамин меченый липид |
| Сахароза | Sigma-Aldrich | S7903 | |
| Электрообразование setup | |||
| 10 &; L стеклянные капиллярные кольцевые колпачки | Hirschmann | 9600110 | |
| Одноразовый шприц 1 мл Luer Tip | Codan | 62.1612 | |
| H Смазка | Apiezon | H Смазка | Смазка без силикона Стекло |
| покрытием из оксида индия и олова Стеклянные стекла | Sigma-Aldrich | 703184 | |
| Игла | Terumo | AN2138R1 | 0,8 x 38 мм |
| Омметр (Мультиметр) | Voltcraft | VC140 | |
| Толуол | VWR | 28676.297 | |
| Генератор напряжения | Keysight | 33210A |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.