Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Bioengineering

Bir polidimetilsiloksan İnce Film Kullanarak Otomatik çift katlı lipid Membran Oluşumu

Published: July 10, 2016 doi: 10.3791/54258

Summary

Bir depolanabilir, taşınabilir lipit iki katmanlı oluşum sistemi göstermektedir. Dondurulmuş bir membran ön-madde çevre sıcaklığına getirildiğinde bir lipid iki-tabakalı zar üzerinden% 80 başarı oranı ile 1 saat içinde oluşturulabilmektedir. Bu sistem iyon kanalları ile ilişkili zahmetli süreçler ve uzmanlık azaltacaktır.

Abstract

Yapay bir lipit iki tabakalı ya da siyah lipid membran (BLM), iyon kanalları ve protein etkileşimleri incelemek, hem de biyosensör uygulamaları için çok güçlü bir araçtır. Ancak, geleneksel BLM oluşum teknikleri çeşitli dezavantajları var ve onlar genellikle belirli uzmanlık ve zahmetli süreçler gerektirir. Özellikle, geleneksel BLMs düşük oluşum başarı oranları ve tutarsız membran oluşumu zaman muzdarip. Burada, polidimetilsiloksan (PDMS) geleneksel olarak kullanılan filmler (politetrafloroetilen, polioksimetilen, polistren) değiştirerek kontrol inceltme çıkış süresi ve gelişmiş BLM oluşum hızı ile depolanabilir ve taşınabilir BLM oluşum sistemini göstermektedir. Bu deneyde, örneğin PDMS ince film gibi bir gözenekli yapılı bir polimer kullanılır. Düşük viskoziteli geleneksel olarak kullanılan çözücülere karşı ek olarak, skualenin kullanımı membran ömrünü uzatan PDMS yavaş çözücü emmesi ile kontrollü bir incelme Çıkış zaman izin. Reklamdakoşul, skualen ve heksadekan bir karışımını kullanarak, lipit çözeltisinin donma noktası süresiz olarak saklanabilir ve kolayca taşınabilir, membran ön üretilmiştir Buna ek olarak, (~ 16 ° C) arttırıldı. Bu zar öncüleri <1 saat BLM oluşumu süresini azalttı ve% 80 ~ bir BLM oluşum oranı elde ettik. Ayrıca, gramicidin A iyon kanal deneyleri membran sisteminin uygulanabilirliğini göstermiştir.

Introduction

Yapay çift katlı lipid membran ya da siyah lipid membran (BLM), hücre zarlarının ve iyon kanalları, mekanizmaların tanıtılması yanı sıra iyon kanalları ve iyonlar / molekülleri arasındaki etkileşimleri anlamak için önemli bir araçtır. Patch-kelepçe yönteminin rağmen 1-7 genellikle hücre zarı çalışmaları için altın standart olarak kabul edilir, bu zahmetli ve iyon kanal ölçümleri için çok yetenekli operatörleri gerektirir. 8 yapay yeniden çift katlı lipid membranlar iyon kanal çalışmaları için alternatif bir araç olarak ortaya çıkmıştır ederken, 9,10 onlar da zahmetli ile ilişkili süreçler ve özel uzmanlık. Ayrıca, membranlar mekanik tedirginlikler hassastırlar. Bu nedenle, bugüne kadar sunulan çift katlı lipid teknolojileri sınırlı pratik uygulamalar. 11

Çift katlı lipid membranlar Costello ve ark. 12 ve Ide ve Yanagida sağlamlığını ve uzun ömürlü artırmak amacıyla ve ark., 14 (birkaç güne kadar) artmış uzun ömürlü sonuçlanan samimi hidrojel çift katlı lipid kişiyle hidrojel kapsüllü membran (HEM) tasarladı. Daha HEM ömrünü arttırmak için, Malmstadt ve Jeon ve ark., Hidrojel lipit Her iki sistemde de yerinde kovalent konjugasyon (cgHEM). 15 ile bağlama ile bir hidrojel kapsüllenmiş zar oluşturulur, membran ömürleri önemli ölçüde artmıştır (> 10 gün) . Ancak, membran oluşumu sistemleri yeterince güçlü değildi ve lipit bilayers kullanımı için uzmanlık kurtarmak için gerektiğinde depolanan veya teslim edilemedi.

bir lipid iki tabakalı platformunun geliştirilmesi öncelikle sağlamlığı ve BLMs uzun ömürlü etrafında dönüyordu etti. BLMs uzun ömürlü su olmasına rağmenbstantially gelişmiş son uygulamaları nedeniyle taşınabilirliği ve depolanamaması eksikliği sınırlı kalmıştır. Bu sorunları aşmak için, Jeon ve ark., Bir depolanabilir membran sistemi oluşturdu ve MP oluşturmak için bir membran öncüsü (MP). 16 tanıttı, onlar% 3 DPhPC (1,2-diphytanoyl- içeren n dekan ve heksadekan karışımı hazırladı SN -glisero-3-fosfatidilkolin) o ~ 14 ° C (oda sıcaklığının altında tipik soğutma sıcaklığının üstünde) dondurulması öyle ki, lipid çözeltisinin donma noktası kontrol edilebilir. Bu deneyde, MP politetrafloroetilen (PTFE), filmin küçük bir diyafram üzerinde yayılır ve daha sonra 4 ° C'de bir buzdolabı içinde dondurulmuştur. MP oda sıcaklığına getirildi, MP eritildi ve bir lipid iki katmanlı de otomatik olarak membran oluşumu ile bağlantılı uzmanlık ortadan oluşturulmuştur. Ancak, MP yapılan BLM başarı oranı ~% 27, ve membran Formatio gibi düşük oldun zaman, (30 dk saat 24) tutarsız pratik uygulamalarını sınırlayan.

Daha önce Ryu tarafından bildirilen bu çalışmada, bir polidimetilsiloksan (PDMS) ince film yerine (a) kontrol üretim süresi ve (b) BLM oluşum başarı oranını arttırmak için geleneksel bir hidrofobik ince filmler (PTFE, polioksimetilen, polistren) arasında kullanılır ve ark., 17, burada, hücre formasyonu nedeniyle PDMS gözenekli doğası çözücü ekstraksiyonu ile kolaylaştırılır, ve zar oluşumu için gerekli zaman başarılı bir şekilde bu çalışmada kontrol edilmiştir. Lipid çözeltisi PDMS ince film absorbe gibi bu sistemde, tutarlı bir membran oluşumu süresi elde edildi. Ayrıca, membran süresi nedeniyle PDMS ince film, yağ çözeltisine skualen ilavesinin bir sonucu olarak çözücülerin yavaş bir emme uzatılmıştır. Biz bu tekniği kullanarak oluşturulan membranlar i için uygun olduğunu doğrulamak için optik ve elektrik ölçümleri yapılmıştırkanal çalışmaları.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Solüsyon Hazırlama

  1. Tampon çözeltisinin hazırlanması:
    1. Tampon çözeltisi formüle 1 M KCl (potasyum klorür), 10 mM Tris-HCl (Tris-hidroklorür) ve damıtılmış su içinde 1 mM EDTA (Etilendiamintetraasetik asit) çözülür ve 8.0 pH ayarlamak için.
    2. 0.20 mikron filtre kullanarak çözüm Filtre. sterilize etmek için, 15 dakika boyunca 121 ° C'da, çözelti otoklav.
  2. boya öncesi lipid çözeltisinin hazırlanması:
    1. (A: h) DPhPC (1,2-diphytanoyl- sn -glisero-3-fosfatidilkolin) lipit, boya öncesi lipid çözeltisi formüle% 3 çözünmesi için 2 karışımı içinde: 8 N -dekan ve heksadekan (hacim: h). Bir rotator kullanarak gece boyunca karıştırın.
  3. zar oluşumu lipid çözeltisinin hazırlanması:
    1. % 0.1 DPhPC (1, 2-diphytanoyl- sn -glisero-3-fosfatidilkolin) lipid çözülür, zar oluşumu lipid çözeltisi formüle etmek (a: h) 2 karışımı içinde: 8 kareualene ve heksadekan (hacim: hacim). Bir rotator kullanarak gece boyunca karıştırın.

PDMS İnce Film 2. oluşumu

  1. PDMS ön-polimerin oluşturulması için bir karıştırma bardak 1 (ağırlık / ağırlık) oranında bir 9 PDMS ve sertleştirme ajanı karıştırılır. PDMS ince film (- 250 um kalınlıkta 200) oluşturulması için bir Petri kabı PDMS prepolimerin 5 g ekleyin. ince bir film meydana getirmek üzere 10 saniye süre ile 800 rpm'de bir eğirme kaplayıcı kullanılarak PDMS nin önceden polimeri ayırmak.
  2. Hava kabarcıklarını uzaklaştırmak için 2 saat boyunca 100 mTorr bir basınçta bir vakum kurutucu içerisine Petri tabağına yerleştirin. 70 ° C'de 5 saat boyunca bir fırın içinde pre-polimer ince film, fırında polimerize etmek için.
  3. Bir kare PDMS ince film yapmak için, 2 x 2 cm 2 kareler içine polimerize PDMS ince film kesti. PDMS ince film merkezinde bir açıklık olmak için 500 um mikro zımba kullanarak. 8 N- dekan ve heksadekan: 2 içinde karıştırılmıştır% 3 DPhPC lipid çözeltisi ile önceden boya delikler.

3. Odası İmalatı ve AsseCivata

  1. BLM odasını imal etmek, 4 cm x 1.5 cm x 1 cm x 1.3 cm x 0.8 cm 17 1,5 cm iç kuyu ölçüleri dış boyutları ile 3 boyutlu çizim yazılımı kullanarak odasının tasarımı iki simetrik blok.
  2. CNC makinesi ile bir PTFE bloğu kullanarak odasını zanaat ve üreticinin talimatlarına uyun.

4. Odası Meclis

  1. odasına monte etmek için, iki PTFE blokları arasında boyalı-PDMS ince film yerleştirmek PDMS ince film üzerinde açıklık odasındaki delik ile uyumlu olduğunu böyle.
  2. gres bir cam kapak (optik gözlem kolaylaştıran) kullanarak odasının dış kenarları mühür. somun ve cıvata kullanılarak monte odasına hareketsiz.
    NOT: Hiçbir sıvı sızıntısı olmaması için odacık iyi mühürlü olduğundan emin olun.

Hızlandırılmış Self-montaj Formasyonu ile Membran Öncü 5. Formasyonu (MPES)

  1. Bir pipet kullanarak, 0.5 yatırmak8 n -dekan: 2 içinde karıştırılmıştır,% 0.1 DPhPC lipid ul odasına monte PDMS ince film açıklığı üzerine heksadekan.
  2. Kullanımı bir dondurucu veya 10 ° C'nin altında bir buzdolabında bölme depolamak önce.

6. Membran Oluşumu ve Doğrulama

  1. MPE'lerin bir BLM'ye oluşturmak için, buzdolabı bölme çekme ve odanın her iki tarafındaki tampon çözeltisi 2 ml askıya. dondurulmuş membran habercisi thaws kadar <10 dakika boyunca bir kenara odasına ayarlayın.
  2. tam ışık kaynağı ve mikroskop ile ilgili yüksekliğini kontrol etmek için bir micromanipulator üzerine odasına yerleştirin. BLM oluşum sürecinde optik gözlem PDMS ince film açıklığı aydınlatmak için bir halojen fiber optik aydınlatıcı kullanan bir ışık kaynağı olarak odacığın bir tarafında aydınlatır.
  3. Diğer taraftan, bölüm oluşumu gözlemlemek için bir ışık kaynağına göre dikey dijital mikroskop yer (20 bozar0X).
  4. BLM oluşumunu doğrulamak için, renk annulus daha parlak hale gelir diyafram merkezini görüyoruz.

7. Elektrik Kayıt

  1. Elektrik ölçümü için,> 1 dakika sodyum hipoklorit bir 208 mikron kalınlığında gümüş tel ve çamaşır suyu kullanarak Ag / Cl elektrotlar hazırlar. yeterince derin odasının her tarafına Ag / Cl elektrotları yerleştirin tampon çözeltisi içine daldırma için.
  2. mikroelektrot amplifikatör elektrotlar bağlayın. elektrofizyoloji yazılımı kullanarak, bir kare dalga elde etmek için zarından ± 10 mV üçgen dalga formu uygulanır. V_clamp (mV) belirtilen okları tıklayarak gerilim uygulayarak ayarlayın.
  3. kayıt düğmesine (kırmızı nokta simgesi) tıklayarak membranın elektriksel özelliklerini kaydedin. düzgün bir kare dalga görülmektedir kadar kaydı ile devam edin. siyah kare simgesine tıklayarak kayıt çıkın.

8. İyon Kanal Ortaklığın

DEĞİLE: gA lipit solüsyonuna doğrudan ilave olarak Gramicidin bir (GA) dahil, BLM oluşması üzerine spontan olarak meydana gelir.

  1. , GA kanal faaliyetlerini gözlemlemek membran potansiyelini elinde ölçmek için 5 kHz örnekleme hızında zarından 100 mV uygulamak için. V_clamp (mV) belirtilen okları tıklayarak gerilim uygulayarak ayarlayın.
  2. kayıt düğmesine (kırmızı nokta simgesi) tıklayarak gA dahil elektriksel özelliklerini kaydedin. Geçerli sıçramalar görülmektedir kadar kayıt devam edin. siyah kare simgesine tıklayarak kayıt çıkın.
  3. elektrik verileri satın alınmasından sonra, bir elektrofizyoloji yazılımı kullanarak 100 Hz düşük geçiş Bessel filtresi ile verilere filtre.
  4. (~, Her akım atlama 0.15 NS gA iyon kanalının dimerizasyonunu gösterir) filtrelenmiş potansiyel verileri tutan mevcut atlar gözlemlemek gA birleşme doğrulamak için.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

MPES çözelti bileşimi optimizasyonu
Lipidlerin ve çözücüler farklı bileşimler başarılı MPE'lerin lipid iki katmanlı membranlar yeniden yapılandırmak için test edilmiştir. DPhPC 14% 3 ihtiva eden n-dekan ve heksadekan karışımıyla MP sistemi zar oluşumu (~% 27), düşük bir başarı oranı göstermiştir. PDMS filmin sürekli lipit çözeltisinin ekstre Buna ek olarak, bir intakt lipid iki katmanlı membran korumak için solven bileşimin duruma gerekliydi. Skualen kullanıldığı zaman, 20 ° C. 19 de 0.92 cP viskoziteye sahiptir, N- dekan kullanılmıştır C18, 20 ° 'de 12 cP viskoziteye sahiptir Bu nedenle, skualen, kararlılık ve uzun ömür hem nedeniyle artan PDMS çözücü absorpsiyon azaldı oranı. Tablo 1 farklı çözücü kompozisyonları ile membranların inceltme çıkış saati, ömrünü ve başarı oranını karşılaştırır.

N-dekan kullanıldığı zaman, hücre formasyonu tutarsız ve membranlar sık olarak PDMS ince filmler çözücünün hızlı bir şekilde emilmesi için, kısa bir süre içinde yırtıldı. skualen kullanıldı Diğer yandan, membran yırtılma zamanı gecikmiştir. Buna ek olarak, membran oluşumu süresi daha tutarlı oldu membranların membran geliştirilmiş oluşumu ve uzun ömür başarı oranı artmıştır.

Membran Öncü Membran Formasyonu (MP)
MP oda sıcaklığında çözündükten sonra kolayca kullanılabilir hale lipit çözeltisinin donmuş şeklidir. Bir küçük bir açıklık içinde n dekan ve heksadekan bir karışımını ihtiva eden, lipid çözeltisi ince film aşağıdaki 16 ° C donar ve dondurulmuş bir şekilde belirsiz saklanabilir ve taşınabilir bir PDMS. 1, bir PTFE ile ince film PDMS düzeneğini göstermektedir Şekil chaBir MP üretmek lığı. Kullanmadan önce, PTFE odası membran oluşumu için buzdolabı çekildi. Burada, dondurulmuş lipid çözeltisi içeren PDMS ince film PTFE odaları iki yarısı arasına yerleştirildi. tampon çözeltisi, daha sonra, oda sıcaklığında bölmenin her iki tarafına ilave edildiği zaman, lipit iki tabakalı membran kendiliğinden dondurulmuş membran ön (MP) içinde çözüldükten sonra kurdu.

Şekil 2'de tarif edildiği gibi eritme üzerine lipid çözeltisi inceltilmiş. Dondurulmuş membran ön-madde eritildiğinde, tampon ve lipid çözeltisi arasında ara yüzeylerinde iki tek tabakalar bir zarın oluşturulması After irtibat. 20 getirildi, önceden karıştırıldı gA monomerler lipid çözeltisi kanal etkinlik göstermiştir.

Membran Optik Gözlem
optik olarak membran oluşumu doğrulamak amacıyla,Kullanılmış iletilen ışık membran görselleştirmek için. Zar oluşumu üzerine, membran nedeniyle inceltme çıkış sürecine çevresi daha parlak göründü ve diyafram (membran oluşumu konumu) merkez anulus daha parlaktı. Şekil 3 dijital mikroskobu ile gözlenen membran oluşumu göstermektedir. zar başarıyla inceltilmiş-out eritme üzerine.

Bir lipid iki katmanlı elektrik ölçüm
Bu membran kalınlığı hesaplamak için bir yükseltici kullanılarak membran boyunca elektrik akımı ölçülmüştür. Ag / AgCl elektrotlar, elektrik ölçüm için her iki odalarına batık bulundu. 10 mV tepe-tepe üçgen dalga zarı boyunca uygulandığı zaman, üçgen dalga nedeniyle (bir kapasitör olarak hareket), lipid iki katmanlı membran karakteristiğine akımın bir kare dalga dönüştürüldü. 21 bir sonucu olarak, biz zarın kalınlığını tahmin etmek mümkünKullanılacak denklem şöyledir:

Equation1

I (t) elektrik akımı temsil eder ve burada Cı zarından kapasitans temsil eder. V uygulamalı tepeden tepeye gerilim (0.0625 sn 20 mV) temsil eder. Burada, Cı ile boş alan (8.85 x 10 ila 12 K / m2), lipidler dielektrik sabiti (2.1), 22 bir membran alanı (~ 1.29 x 10 -7 m dielektrik ifade edilebilir 2) ve D, iki katmanlı kalınlığı. Şekil 3 ve elektrik veriler optik veri ile, yaklaşık 4 nm olarak zarın kalınlık hesaplanmıştır. Buna ek olarak, yeniden oluşturulmuş membran tipik olarak iyon kanalı çalışmaları için gerekli olan bir giga ohm seviyesi conta (> 1 GΩ), tatmin etti. 23

Gramicidin A İyon Kanal Faaliyetleri (GA)
MP oluşan çift katlı lipid ile iyon kanal tarama fizibilitesinin doğrulamak için, biz ga, membran oluşumu doğrulamak için en sık kullanılan iyon kanallarından biri dahil. Gramicidin A 7 İyon kanalları formu gA dimerizasyonu üzerine. Sonradan dimerize iki ayrı alt birimden olarak zarı içine birleştirir ve iyonlar gA iyon kanalından nüfuz. 4 katılmasını ve gA dimerizasyonunu göstermektedir Şekil. GA dimerizasyonu üzerine, gA kanal iletkenliği düzeyleri önceki raporlarda sonuçları ile tutarlıdır 28 pS idi. 3

lipid konsantrasyonu çözücü İnceltme çıkış saati (dk) Ömür (dk) Başarı oranı
% 0.1 28
skualen: heksadekan
50.6 (30.9 ±) 52.4 (30.9 ±) % 77.8
% 0.1 2: 8
n dekan: heksadekan
13.2 (12.3 ±) 10.8 (7.8 ±) 75.2%
% 1 2: 8
n dekan: heksadekan
15.8 (8.8 ±) 26.2 (25.3 ±) 69.3%
% 1 2: 8
n dekan: heksadekan
13.8 (13.3 ±) 23.6 (30.1 ±) % 55,6
% 1 2: 8
n dekan: heksadekan
13.6 (10.3 ±) 8.9 (3.0 ±) % 50.0

MPES çözüm bileşiminin Tablo 1. optimizasyonu. Lipid çözeltisi 0.5 ul PDMS ince film açıklığı (500 um çapında) üzerine süspansiyon haline getirildi. Burada, lipit konsantrasyonu, çözücü bileşimi ve ön boyama değişiyordu. 17. Ryu, H. ve ark izniyle uyarlanmıştır. 7

Şekil 1
Membran oluşumu sistemi Şekil 1 şematik diyagramı. Odasının her yarım dış boyutu 4 cm x 1.5 cm x 1 cm ve iç kuyunun boyutu 1.5 cm x 1.3 cm x 0.8 cm'dir. İç kuyu tampon çözeltisine 2 ml karşılayacak kadar büyük oldu. Her PTFE blokta tampon çözelti ile PDMS ince film temas olması delikleri vardı. Diğer yandan BLM optik gözlem için bir kapak camı ile kapatılmıştır. Son olarak, oda blokları sıvı sızıntısını önlemek için cıvata ve somun ile takviye edilmiştir.4258 / 54258fig1large.jpg "target =" _ blank "> bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.

şekil 2
Ince film açıklık belirsiz bir süre için dondurulabilir PDMS üzerinde Hızlandırılmış Self-montaj (MPES) oluşumu. Lipid çözeltisi ile Dondurulmuş Membran Öncü Şekil 2. şematik diyagramı. Donmuş membran habercisi Çözülme oda sıcaklığında getirildi zaman çift katlı lipid oluşumu nedeniyle PDMS ince film haline hidrofobik çözücü çıkarımı kolaylaştırılmıştır. GA monomerleri doğrudan lipid solüsyonu ilave edildi gibi, membran oluşumu hemen sonra oluşan gA iyon kanalları. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 3, = "/ Files / ftp_upload / 54258 / 54258fig3.jpg" />
Şekil 3. inceltme-out işlemi mikroskobik diyagramı. MPES ve hidrofobik çözücülerin sonradan emiliminin çözülme üzerine, inceltme-out işlemi PDMS ince film açıklığı üzerinde kolaylaştırıldı ve membran çözülme sonra iki dakika içinde kuruldu. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 4,
Gramicidin A. Akım dahil üzerine Şekil 4. Elektriksel ölçümler zarı içine dahil edilmesi ve gA dimerizasyonu gösterilmiştir üzerine atlar. ~ 28 pS bir genlik (potansiyel tutan 100 mV 100 Hz Bessel alçak geçiş filtresi) gA monomerlerin dimerization üzerine gözlendi.rYer = "_ blank"> bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Potassium Chloride Sigma-Aldrich P9333 For buffer solution
Tris-hydrochloride Sigma-Aldrich 1185-53-1 For buffer solution
Ethylenediaminetetraacetic acid Sigma-Aldrich 60-00-4 For buffer solution
n-decane Sigma-Aldrich 44074-U For lipid solution
Hexadecane Sigma-Aldrich 544-76-3 For lipid solution
Squalene Sigma-Aldrich S3626 For lipid solution
Gramicidin A Sigma-Aldrich 11029-61-1 Membrane protein
1,2-diphytanoyl-sn-glycero-3-phosphocholine Avanti Polar Lipids, Inc. 850356 For membrae formation
Sylgard 184a and 184b elastromer kit Dow Corning Asia To produce PDMS thin film
0.2 μm filter Satorius stedim 16534----------K To filter buffer solution
Rotator FinePCR AG To dissolve lipid homogeneously
Autoclave Biofree BF-60AC To sterilize buffer solution
Spin coater Shinu Mst SP-60P To spread PDMS prepolymer
Vaccum dessiccator Welch 2042-22 To remove air bubble in PDMS prepolymer
500 μm  punch Harris Uni-Core 0.5 To create an aperture on the PDMS thin film
CNC machine SME trading SME 2518 To fabricate membrane formation chamber
Halogen fiber optic illuminator Motic MLC-150C To illuminate the aperture of PDMS thin film for optical observation
Digital microscope Digital blue QX-5 To optically observe lipid bilayer membrane formation
Electrode A-M Systems To electrically observe membrane formation
Microelectrode amplifier (Axopatch amplifier) Axon Instruments Axopatch 200B Amplifier To measure capacitance of the membrane (described as microelectrode amplifier in the manuscript)

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Hanke, W., Schulue, W. Planar lipid bilayers: methods and applications. , Academic Press. (2012).
  2. Mirzabekov, T. A., Silberstein, A. Y., Kagan, B. L. Use of planar lipid bilayer membranes for rapid screening of membrane active compounds. Methods Enzymol. 294, 661-674 (1999).
  3. Bayley, H., Cremer, P. S. Stochastic sensors inspired by biology. Nature. 413 (6852), 226-230 (2001).
  4. Fang, Y., Lahiri, J., Picard, L. G protein-coupled receptor microarrays for drug discovery. Drug. Discov. Today. 8 (16), 755-761 (2003).
  5. Majd, S., et al. Applications of biological pores in nanomedicine, sensing, and nanoelectronics. Curr. Opin. Biotechnol. 21 (4), 439-476 (2010).
  6. Kim, Y. R., et al. Synthetic Biomimetic Membranes and Their Sensor Applications. Sensors (Basel). 12 (7), 9530-9550 (2012).
  7. Ryu, H., et al. Investigation of Ion Channel Activities of Gramicidin A in the Presence of Ionic Liquids Using Model Cell Membranes. Sci Rep. 5, (2015).
  8. Wood, C., Williams, C., Waldron, G. J. Patch clamping by numbers. Drug. Discov. Today. 9 (10), 434-441 (2004).
  9. Mueller, P., Rudin, D. O., Tien, H. T., Wescott, W. C. Reconstitution of cell membrane structure in vitro and its transformation into an excitable system. Nature. 194, 979-980 (1962).
  10. Montal, M., Mueller, P. Formation of bimolecular membranes from lipid monolayers and a study of their electrical properties. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 69, 3561-3566 (1972).
  11. Baaken, G., Sondermann, M., Schlemmer, C., Ruhe, J., Behrends, J. C. Planar microelectrode-cavity array for high-resolution and parallel electrical recording of membrane ionic currents. Lab Chip. 8 (6), 938-944 (2008).
  12. Costello, R., Peterson, I., Heptinstall, J., Byrne, N., Miller, L. A robust gel-bilayer channel biosensor. Adv. Mater. Opt. Electron. 8 (2), 47-52 (1998).
  13. Ide, T., Yanagida, T. An artificial lipid bilayer formed on an agarose-coated glass for simultaneous electrical and optical measurement of single ion channels. Biochem. Biophys. Res. Commun. 265 (2), 595-599 (1999).
  14. Jeon, T. J., Malmstadt, N., Schmidt, J. J. Hydrogel-encapsulated lipid membranes. J Am Chem Soc. 128 (1), 42-43 (2006).
  15. Malmstadt, N., Jeon, T. J., Schmidt, J. J. Long-Lived Planar Lipid Bilayer Membranes Anchored to an In Situ Polymerized Hydrogel. Adv. Mater. 20 (1), 84-89 (2008).
  16. Jeon, T. J., Poulos, J. L., Schmidt, J. J. Long-term storable and shippable lipid bilayer membrane platform. Lab. Chip. 8 (10), 1742-1744 (2008).
  17. Ryu, H., et al. Automated Lipid Membrane Formation Using a Polydimethylsiloxane Film for Ion Channel Measurements. Anal. Chem. 86 (18), 8910-8915 (2014).
  18. Yaws, C. Chemical Properties Handbooks: Physical, Thermodynamic, Environmental, Transport, Safety, and Health Related Properties for Organic and Inorganic Chemicals. , MC GRAW HILL HANDBOOKS. (1999).
  19. Windholz, M., Budavari, S., Stroumtsos, L. Y., Fertig, M. N. The Merck index. An encyclopedia of chemicals and drugs. , Merck & Co. (1976).
  20. Miller, C. Ion Channel Reconstitution. , Springer Science & Business Media. (1986).
  21. Miller, C. Open-state substructure of single chloride channels from Torpedo electroplax. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 299 (1097), 401-411 (1982).
  22. Benz, R., Frohlich, O., Lauger, P., Montal, M. Electrical capacity of black lipid films and of lipid bilayers made from monolayers. Biochim. Biophys. Acta. 394 (3), 323-334 (1975).
  23. Priel, A., Gil, Z., Moy, V. T., Magleby, K. L., Silberberg, S. D. Ionic requirements for membrane-glass adhesion and giga seal formation in patch-clamp recording. Biophys. J. 92 (11), 3893-3900 (2007).

Tags

Biyomühendislik Sayı 113 çift katlı lipid Biyomimetik Membran Siyah Lipid Membran İyon Kanal Uyuşturucu Madde Tarama Elektrofizyoloji Gramicidin A
Bir polidimetilsiloksan İnce Film Kullanarak Otomatik çift katlı lipid Membran Oluşumu
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Choi, S., Yoon, S., Ryu, H., Kim, S. More

Choi, S., Yoon, S., Ryu, H., Kim, S. M., Jeon, T. J. Automated Lipid Bilayer Membrane Formation Using a Polydimethylsiloxane Thin Film. J. Vis. Exp. (113), e54258, doi:10.3791/54258 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter