Биомиметическая репликация микроструктуры поверхности корня с использованием изменения мягкой литографии

Этот протокол позволяет разработать синтетическую систему, имитирующую микроструктуру корневой поверхности. Система может быть использована для изучения взаимодействия корневой среды в способе управления с акцентом на структуру поверхности. Это простой метод, который может быть выполнен в любой лаборатории изучения взаимодействия корневой среды.

Кроме того, этот метод позволяет образование поверхности из различных материалов. Самым сложным шагом является удаление естественного корня из отрицательной формы. Этот шаг требует нежной обработки корня, чтобы избежать разрыва корневых волос.

Визуальная демонстрация повысит способность зрителя воспроизвести эту процедуру. Начните с удаления растения из почвы после трех недель роста. Вырезать корневую систему из растения в точке взаимодействия со стеблем и положить без корней растение в стакан с водой.

Через несколько дней, сократить приключений корни, которые выходят из стебля и использовать их для репликации. Чтобы подготовить семена проросли корни, мокрая фильтровальную бумагу внутри чашки Петри с водой и положить несколько семян M82 на бумаге. Инкубировать блюдо при 25 градусах по Цельсию и увлажнять бумагу каждый день.

Приблизительно пять дней спустя, прорастающих корней будет достаточно долго, чтобы использовать для репликации. Подготовьте отрицательный раствор реплики, добавив 9,49 граммов диуретана диметарилат в 50 миллилитров чашки. Добавьте 1,45 миллилитров этилового метакрилата в чашку и храните при комнатной температуре до тех пор, пока раствор не станет однородным и не будет выясняться.

Добавьте три миллилитров пластификатора и перемешайте раствор еще на час. Затем добавьте 300 микролитров инициатора фото и перемешайте на ночь или до тех пор, пока все пузырьки не будут удалены. Чтобы создать отрицательную копию корня, возьмите чистый стеклянный слайд и налейте на него миллилитр отрицательного раствора реплики.

Поместите два-три корня над раствором, убедившись, что корни не полностью покрыты. Держите слайд под восьми ватт ультрафиолетовой лампы в течение восьми до 10 минут, а затем выключить УФ-лампу. Удалите реплику со стеклянной горки и положите ее в чашку Петри, наполненную этанолом, чтобы удалить неотредактированный мономер.

Используйте типсы, чтобы медленно и осторожно удалить корень из реплики. Чтобы подготовить раствор PDMS для положительной реплики, поместите 10 граммов диметил силоксана в чашку. Добавьте один грамм лечебного средства и тщательно перемешайте.

Нагрейте смесь в децикаторе под вакуумом в течение двух часов, чтобы удалить пузырьки воздуха. Поместите полиуретановую отрицательную реплику в чашку Петри и вылейте смесь PDMS поверх отрицательной реплики. Нанесите вакуум в течение двух часов, чтобы обеспечить покрытие микроструктуры и сохранить чашку Петри при комнатной температуре на ночь.

На следующий день отделяйте вылеченную положительную реплику от отрицательной реплики с помощью типсов. Чтобы подготовить положительную реплику из этиловой целлюлозы, добавьте 20 миллилитров этанола в чашку 100 миллилитров. Затем добавьте 1,32 миллилитров пластификатора и 3,3 грамма этиловой целлюлозы.

И перемешать раствор при комнатной температуре в течение двух часов. На следующий день налейте раствор этиловой целлюлозы поверх отрицательной реплики в чашке Петри и оставьте блюдо под капотом на ночь. Затем медленно удалите положительную реплику из отрицательной реплики с хлипами.

Хорошая негативная реплика может быть создана, если протокол следует правильно. Эта реплика покажет структуру клетки корневой поверхности, а также отверстия, представляющие расположение корневых волос. Если корень погружается в полиуретановый раствор, он будет в ловушке в твердом полимере и оставаться в отрицательной реплики после его лечения.

При лечении ультрафиолетовым светом, превышающим рекомендуемое время лечения, приведет к чрезвычайно жесткой полиуретаной плесени, что делает невозможным удалить корень, не нарушая его. Иногда корневые кусочки настолько малы, что микроскопия требуется, чтобы увидеть их. Положительные реплики были созданы с PDMS и этиловой целлюлозы.

Корневые волосы находятся в зоне удлинения, где они начинают появляться. Их длина варьируется вдоль корневой поверхности по мере того, как они становятся длиннее, подобно естественному корню. Некоторые волосы на реплике этиловой целлюлозы даже видны под световым микроскопом.

При размещении корня над отрицательным решением реплики, важно выбрать правую сторону и избежать погружения корня внутри раствора. Этот метод был разработан, чтобы предоставить новый путь для исследования взаимодействия корневой поверхности окружающей среды. В частности, физические силы, вызванные микроструктурой и материальными свойствами поверхности.