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Bioengineering

सुखाने एयर नियंत्रण रेखा इंटरफेस पर Megamolecular बायोपॉलिमर्स के स्व-एकीकरण के लिए तरीके

Published: April 7, 2017 doi: 10.3791/55274
Automatic Translation
1, 2, 1, 1
1Japan Advanced Institute of Science and Technology, 2Department of Bioengineering, School of Engineering, The University of Tokyo

Summary

सुखाने प्रेरित एयर तरल क्रिस्टलीय इंटरफेस पर megamolecular बायोपॉलिमरों के आत्म-एकीकरण के लिए एक विधि यहाँ प्रदान की जाती है। यह पद्धति न केवल बायोपॉलिमरों का स्थूल क्षमता को समझने के लिए, लेकिन यह भी जैव चिकित्सा और पर्यावरण क्षेत्रों में नरम सामग्री के लिए एक मूल्यांकन पद्धति के रूप में किया जाएगा।

Abstract

रहने वाले जीवों कि पानी का उपयोग हमेशा वातावरण में सुखाने से ग्रस्त हैं। के रूप में संवहनी बंडलों में पानी बढ़ रहा है और त्वचा की परतों में पानी मॉइस्चराइजिंग के मामलों में देखा उनकी गतिविधियों, जैव बहुलक आधारित सूक्ष्म और स्थूल संरचनाओं से प्रेरित हैं। इस अध्ययन में, हम जलीय तरल क्रिस्टलीय (नियंत्रण रेखा) सुखाने पर बायोपॉलिमरों से बना समाधान के प्रभाव का आकलन करने के लिए एक विधि विकसित की है। नियंत्रण रेखा बायोपॉलिमरों megamolecular वजन रूप में, हम पॉलीसैकराइड, cytoskeletal प्रोटीन, और डीएनए का अध्ययन करने के लिए चुना है। ध्रुवीकृत प्रकाश के तहत सुखाने के दौरान जैव बहुलक समाधान के अवलोकन milliscale आत्म एकीकरण अस्थिर एयर नियंत्रण रेखा इंटरफ़ेस से शुरू पता चलता है। जलीय नियंत्रण रेखा जैव बहुलक समाधान की गतिशीलता एक एक पक्ष खुला सेल से पानी evaporating द्वारा नजर रखी जा सकती है। पार ध्रुवीकरण प्रकाश का उपयोग कर लिया छवियों का विश्लेषण करके, यह orientational आदेश पैरामीटर में स्थानिक-लौकिक परिवर्तन पहचान करने के लिए संभव है। इसविधि विभिन्न क्षेत्रों में न केवल कृत्रिम सामग्री, लेकिन यह भी प्राकृतिक रहने के ऊतकों के लक्षण वर्णन के लिए उपयोगी हो सकता है। हम मानते हैं कि यह जैव चिकित्सा और पर्यावरण क्षेत्रों में नरम सामग्री के लिए एक मूल्यांकन पद्धति प्रदान करेगा।

Introduction

बायोपॉलिमरों के कठोर, छड़ के आकार का संरचनाओं पर ध्यान केंद्रित करके, गतिशील नरम सामग्री विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए इस्तेमाल किया गया है, polysaccharide biofilm मैट्रिक्स 1, "सक्रिय जैल" cytoskeletal प्रोटीन 2 से बना है, और वांछित आकार 3 की "डीएनए ओरिगेमी" भी शामिल है। संरचनात्मक गुणों को स्पष्ट करने के लिए कई रणनीतियों जैसे संचरण इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी, स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी, परमाणु शक्ति माइक्रोस्कोपी, और कोंफोकल प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोपी के रूप में, पता लगाया गया है। तथापि, क्योंकि इन तरीकों ज्यादातर एक सूखे या स्थिर राज्य में ही किया जाता है, यह मुश्किल के रूप में वास्तविक रहने वाले सिस्टम में देखा, स्थूल तराजू में गतिशील व्यवहार की व्याख्या करने के लिए है। हाल ही में, हम सफलतापूर्वक ध्रुवीकरण प्रकाश 4 के माध्यम से जलीय एयर नियंत्रण रेखा इंटरफेस पर बायोपॉलिमरों के गतिशील व्यवहार मनाया। उन्मुख संरचना के दृश्य के दौरान, जबकि जैव बहुलक सुखानेसमाधान, अस्थायी परिवर्तन अस्थिर एयर नियंत्रण रेखा इंटरफेस पर बायोपॉलिमरों के आत्म-एकीकरण का संकेत मिला।

यहाँ, हम ध्रुवीकृत वाद्ययंत्र का उपयोग एयर नियंत्रण रेखा इंटरफेस पर नियंत्रण रेखा जैव बहुलक समाधान के सूखने के लिए एक प्रोटोकॉल का वर्णन। के रूप में नियंत्रण रेखा चरण के अन्य विश्लेषण करने का विरोध किया है कि सुखाने 5, 6 पर विचार नहीं करते, सुखाने की प्रक्रिया के दौरान नियंत्रण रेखा गतिशीलता यहाँ एक पक्ष खुला सेल में तरल पदार्थ चरण के पार्श्व दृश्य में orientational आदेश पैरामीटर मूल्यांकन द्वारा जांच की गई । सेल वाष्पीकरण के संयोजन और ध्रुवीकरण के साधन एक नियंत्रित वाष्पीकरण दिशा के साथ स्थूल निगरानी के लिए अनुमति का उपयोग। इसके अलावा, यह adsorbed microdomains, जो आणविक भार, एकाग्रता, आदि से प्रभावित थे की क्रिस्टलीय संरचना पर ध्यान केंद्रित कर विधि की प्रभावशीलता को प्रदर्शित करने के द्वारा सुखाने रिकॉर्ड मान्य करने के लिए संभव हो गया था, सुखाने समर्थकइस तरह के पॉलीसैकराइड, सूक्ष्मनलिकाएं (एमटी), और डीएनए के रूप में कठोर रॉड आकार के साथ बुनियादी बायोपॉलिमरों, का उपकर, जांच की गई। क्योंकि वे megamolecular वजन के साथ श्रेणीबद्ध बड़े अणुओं के विशिष्ट उदाहरण हैं, और उनके आणविक बातचीत नियंत्रण रेखा राज्यों के रूप में उन्हें सक्षम हम इन बायोपॉलिमरों चुना है।

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Protocol

1. उपकरण

  1. ध्रुवीकरण डिवाइस
    1. एक ध्रुवीकरण उपकरण का निर्माण करने के लिए, एक हलोजन दीपक, एक प्रकाश गाइड, polarizers, एक नमूना मंच, एक ऑप्टिकल रेल, रॉड खड़ा है, और एक डिजिटल सिंगल-लेंस रिफ्लेक्स कैमरा (के साथ एक प्रकाश स्रोत प्रदान चित्र देखें 1C और सामग्री ध्रुवीकरण के लिए सूची उपकरण भागों)।

2. बायोपॉलिमर समाधान की तैयारी

  1. polysaccharide समाधान
    1. 12 से अधिक घंटे के लिए ~ 80 डिग्री सेल्सियस पर सरगर्मी से भंग sacran 7 (0.5 ग्राम) शुद्ध पानी (100 एमएल) में। विघटन के दौरान, वाष्पीकरण को रोकने के प्लास्टिक रैप के साथ कंटेनर कवर किया। एक ही तरीके से जिंक गम के जलीय घोल तैयार करें।
    2. ~ 25 डिग्री सेल्सियस पर समाधान कूल 0.5% wt जलीय घोल प्राप्त करने के लिए।
    3. दोष (48,400 XG, 4 डिग्री सेल्सियस, 1 घंटे, 3 टिम दूर करने के लिए sacran समाधान अपकेंद्रित्रते)।
  2. मीट्रिक टन समाधान
    1. एक ब्रिटन-रॉबिन्सन बफर में 0.5% wt ट्यूबिलिन समाधान (1 एमएल) तैयार करें (80 मिमी एन, एन '-bis piperazine- (2-ethanesulfonic एसिड) (पाइप), 1 मिमी इथाइलीन ग्लाइकॉल-बिस (β-aminoethyl ईथर) - एन, एन, एन ', एन' -tetraacetic एसिड (EGTA), और 5 मिमी 2 MgCl, पीएच 6.8) बर्फ 8 पर।
    2. 0.5% wt ट्यूबिलिन समाधान (50 μL) और प्रयोग करें ग्वानोसिन-5 '- [(α, β) -methyleno] ट्रायफ़ोस्फेट (GpCpp) (5 μL) एक GpCpp युक्त ट्यूबिलिन समाधान (50 μL) तैयार करने के लिए। 3 घंटे के लिए 37 डिग्री सेल्सियस पर सेते हैं एक स्थिर मीट्रिक टन नाभिक प्राप्त करने के लिए।
      नोट: GpCpp की भूमिका मीट्रिक टन गठन का समर्थन करने के और पूरी तरह से ट्यूबिलिन के लिए मीट्रिक टन की depolymerization को दबाने के लिए है।
    3. एक स्थिर 0.5% wt मीट्रिक टन समाधान प्राप्त करने के लिए 1 दिन के लिए ~ 25 डिग्री सेल्सियस पर 0.5% wt ट्यूबिलिन समाधान (950 μL) और GpCpp युक्त ट्यूबिलिन समाधान (50 μL) मिक्स।
  3. डीएनए समाधान
    1. Tris-EDTA बफर समाधान में 0.5% wt डीएनए समाधान (1 एमएल) (10 मिमी Tris, पीएच 8.0, 1 मिमी EDTA के साथ) तैयार करें।
  4. सुखाने के प्रयोग के लिए 25 डिग्री सेल्सियस पर 0.5% wt जैव बहुलक नमूना समाधान रखें।

3. सुखाने प्रयोगों और अवलोकन पार ध्रुवीकृत प्रकाश के तहत

  1. एक तरफ से खोलने के सेल में समाधान (चित्रा 1 ए)
    1. एक सिलिकॉन चादर कट (सामग्री सूची देखें) 1 मिमी की मोटाई के साथ एक उचित आकार में (5-15 मिमी, 1 मिमी के भीतरी आयाम, और ~ 20 मिमी, चित्रा 1 ए)।
      1. 5-15 मिमी, 1 मिमी के भीतरी आयाम के साथ एक सिलिकॉन स्पेसर से बना एक एक पक्ष खुला सेल 20 मिमी और दो गैर संशोधित गिलास स्लाइड (76 मिमी × 1 मिमी × 26 मिमी) इकट्ठा, और ~। पहले से डबल क्लिप के साथ सेल के दोनों किनारों को ठीक बाहर लीक से नमूना समाधान रखने के लिए।
    2. धीरे धीरे 0.5% wt जैव बहुलक समाधान (100-300 μL) एक ~ 1-मिमी ध्यान में लीन होना आकार pipet का उपयोग कर से प्रत्येक को जोड़ने~ 25 डिग्री सेल्सियस पर प्रत्येक कक्ष के लिए ते टिप। एक सिरिंज सुई का उपयोग कोशिकाओं से हवाई बुलबुले निकालें।
    3. वाष्पीकरण के लिए वायुमंडलीय दबाव के तहत 60 डिग्री सेल्सियस पर एक हवाई फैलानेवाला के साथ एक ओवन में कोशिकाओं रखें वाष्पीकरण दिशा गुरुत्वाकर्षण की है कि विपरीत है।
  2. पार ध्रुवीकृत प्रकाश के तहत टिप्पणियों (चित्रा 1 बी-1C)
    1. एक व्यापक क्षेत्र (80 मिमी x 80 मिमी) से अधिक में एक फ्लैट सतह प्रकाश स्रोत के साथ एक 100 वॉट हलोजन दीपक के माध्यम से सीधे दृश्य प्रकाश प्रदान करें। धारकों (चित्रा 1C) का उपयोग कर 45 डिग्री और 135 ° करने के लिए polarizers समायोजित करें।
    2. एक ऑप्टिकल रेल और रॉड खड़ा (चित्रा 1C) का उपयोग कर प्रकाश स्रोत, polarizers, नमूना चरण, और कैमरे की स्थिति को ठीक करें। दो polarizers के बीच नमूना चरण जगह (polarizers के बीच की दूरी होना चाहिए ~ 5 सेमी)। कैमरा नमूना मंच से जगह ~ 20 सेमी ध्यान केंद्रित कर अनुमति देने के लिए।
    3. दिए गए समय में, पोला के बीच कदम 3.1.3 से नमूने जगहXZ विमान के लिए मंच समानांतर पर rizers और एक काले पर्दे के साथ डिवाइस को कवर; वास्तविक डिवाइस चित्रा 1C में दिखाया गया है।
    4. एक मानक ज़ूम लेंस के साथ एक डिजिटल सिंगल-लेंस रिफ्लेक्स कैमरे का उपयोग रैखिक पार polarizers के माध्यम से नमूने तस्वीर (देखें सामग्री सूची)। इस तरह के फोकल दूरी के रूप में कैमरा सेटिंग्स, नियंत्रण, कंप्यूटर सॉफ्टवेयर (देखें सामग्री सूची) का उपयोग कर।
  3. प्रेषित प्रकाश की तीव्रता के स्थानिक-लौकिक विश्लेषण (चित्रा 1C)
    1. सुखाने की प्रक्रिया में orientational आदेश पैरामीटर के परिवर्तन का मूल्यांकन करने के लिए, 24 घंटे के लिए प्रति घंटा की तस्वीरों को इकट्ठा।
    2. एक ग्रे मूल्य किसी छवि संसाधन कार्यक्रम (जैसे, ImageJ) का उपयोग कर के रूप में जेड दिशा में centerline के साथ प्रेषित प्रकाश की तीव्रता का आकलन करें।
    3. ऊपरी खुला ओर से दूरी के एक समारोह के रूप ग्रे मूल्य का एक ग्राफ प्लॉट करें।
  4. पार ध्रुवीकरण ligh के तहत सूक्ष्म टिप्पणियोंटी (चित्रा 1 डी)
    1. तरीकों की जांच करने के लिए, एक ध्रुवीकरण एक सीसीडी कैमरा 9 के साथ सुसज्जित खुर्दबीन के साथ सूक्ष्म अवलोकन करें। प्रकाश पथ में एक प्रथम क्रम मंदता थाली रखें। एक पीसी सॉफ्टवेयर का उपयोग कर फोटो के लिए स्थिति को नियंत्रित करें।

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Representative Results

जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया डिवाइस का उपयोग करना, microdomain से आत्म एकीकरण एक सुखाने एयर नियंत्रण रेखा इंटरफ़ेस का मूल्यांकन किया गया था (चित्रा 2 ए) पर macrodomain करने के लिए। सुखाने प्रयोग का पहला प्रदर्शन के रूप में, megamolecular पॉलीसैकराइड, sacran (एम w = 1.9 x 10 7 ग्राम मोल -1) और जिंक गम (4.7 x 10 6 ग्राम मोल -1) के दो प्रकार, की तुलना में कर रहे थे। चित्रा 2 बी पार ध्रुवीकृत प्रकाश के तहत सेल में समाधान की तस्वीरों से पता चलता। सुखाने से पहले, यह दोनों समाधान में एक बिखरे हुए राज्य में प्रेषित प्रकाश के साथ कई चमकदार क्षेत्र का निरीक्षण करने के लिए संभव था। 6 घंटे के लिए 60 डिग्री सेल्सियस पर सुखाने के बाद, sacran समाधान में एयर नियंत्रण रेखा इंटरफ़ेस के नीचे क्षेत्र काफी अधिक हो गया। इसका मतलब है कि डोमेन के एक जेल सिकुड़ने की प्रक्रिया में इंटरफेस पर एक macroscopically उन्मुख संरचना, त्वचा परत के गठन के लिए इसी तरह का गठन"xref"> 10। दूसरी ओर, जिंक समाधान की तीव्रता काफी कमी आई है जब तापमान सिर्फ 60 डिग्री सेल्सियस के लिए 25 डिग्री सेल्सियस से बढ़ा दिया गया था, और कुछ छोटे macrodomains इंटरफ़ेस के नीचे देखे गए हैं। इसका कारण यह है जिंक microdomain की गतिशीलता और अधिक sacran microdomain की तुलना में तापमान के प्रति संवेदनशील है। इंटरफेस पर उन्मुखीकरण के महत्वपूर्ण मतभेद इस प्रकार ध्रुवीकरण डिवाइस का उपयोग करके पता लगाया गया।

चित्रा 2C और मूवी एस 1 sacran समाधान में सुखाने की प्रक्रिया के लिए स्थानिक-लौकिक विश्लेषण के परिणाम बताते हैं। प्रेषित प्रकाश की तीव्रता microdomain की orientational आदेश पैरामीटर इंगित करता है। एयर तरल इंटरफेस के आसपास चोटी की तीव्रता में काफी वृद्धि हुई है, और मोटाई ~ 2 मिमी की वृद्धि हुई। इन परिणामों स्पष्ट रूप से संकेत मिलता है कि microdomains एयर नियंत्रण रेखा इंटरफ़ेस एक से ओरिएंट के लिए शुरूd इंटरफ़ेस करने के लिए एक milliscale डोमेन समानांतर रूप में विकसित। ध्रुवीकृत प्रकाश के तहत इस अवलोकन से, यह इस प्रकार सुखाने की प्रक्रिया में तरल पदार्थ गतियों कल्पना करने के लिए संभव है।

Macrodomain आकार और अभिविन्यास दिशा के संदर्भ में sacran और जिंक गम के बीच मतभेद भी एक प्रथम क्रम मंदता प्लेट (चित्रा 2 डी) के साथ एक ध्रुवीकरण खुर्दबीन द्वारा पुष्टि की गई। sacran तरल पदार्थ चरण एक नीले क्षेत्र से पता चला है, जिसका अर्थ है कि एक भी macrodomain इंटरफेस पर गठन किया था। इसके विपरीत, जिंक गम तरल पदार्थ चरण, नीला, पीला, गुलाबी और क्षेत्रों से पता चला है, जिसका अर्थ है कि कई macrodomains मनमाना झुकाव के साथ गठन किया था।

इस विधि भी megamolecular वजन के साथ बुनियादी कठोर बायोपॉलिमरों के तीन प्रकार की तुलना के लिए पता लगाया गया था - पॉलीसैकराइड (sacran: M w = 1.9 x 10 7 ग्राम मोल -1, microdomainलंबाई> 20 सुक्ष्ममापी), एमटी (एम डब्ल्यू = 10 9 -10 10 ग्राम मोल -1, microdomain लंबाई> 10 सुक्ष्ममापी), और डीएनए (एम डब्ल्यू = 1.3 x 10 6 ग्राम मोल -1, microdomain लंबाई <1 सुक्ष्ममापी) - 37 डिग्री सेल्सियस पर एक शारीरिक वातावरण में। जैसा कि चित्र में दिखाया गया है 3 बी सुखाने से पहले, sacran समाधान और मीट्रिक टन समाधान पूरे क्षेत्र में बिखरे हुए डोमेन के साथ इसी तरह के नियंत्रण रेखा राज्यों से पता चला है,। सुखाने प्रक्रिया के दौरान, मीट्रिक टन समाधान में डोमेन भी एयर नियंत्रण रेखा इंटरफ़ेस से आत्म एकीकरण से गुजरना पड़ा, और बिखरे हुए डोमेन एक एकल macrodomain में एकीकृत किया गया। दूसरी ओर, डीएनए समाधान तरल अवस्था में कोई विशिष्ट उन्मुखीकरण दिखाया। मीट्रिक टन समाधान और बफ़र्स के साथ तैयार डीएनए समाधान के मामले में, यह ध्यान रखें कि एकीकरण सुखाने के दौरान नमक एकाग्रता, पीएच, और ईओण ताकत में परिवर्तन से प्रभावित कर रहा है महत्वपूर्ण है।

(चित्रा -3 सी) के साथ एक ध्रुवीकरण खुर्दबीन से देखे गए हैं। sacran सुखाने रिकॉर्ड क्योंकि milliscale एकल macrodomain गठन की महत्वपूर्ण birefringence तीव्रता का प्रदर्शन किया। मीट्रिक टन सुखाने रिकॉर्ड के लिए, हम लहरदार बंडलों जहां लंबे अक्ष एक्स-धुरी के समानांतर था मनाया। इसके विपरीत, डीएनए समाधान के सूखने रिकॉर्ड अनाज आकार macrodomains <5 व्यास में सुक्ष्ममापी और मनमाने ढंग से दिशाओं में पता चला है। इन अवलोकनों से, यह स्पष्ट है कि macrodomain आकार छड़ी की तरह microdomains की लंबाई से प्रभावित है। यह इस प्रकार एक ध्रुवीकरण माइक्रोस्कोप का उपयोग कर सुखाने के रिकॉर्ड को देख कर जैव बहुलक microdomains की दिशात्मक उन्मुखीकरण मूल्यांकन करने के लिए संभव था।

अंत में, ध्रुवीकृत प्रकाश का उपयोग कर तरीकों का इस्तेमाल किया गयासुखाने एयर नियंत्रण रेखा इंटरफेस पर megamolecular बायोपॉलिमरों के आत्म-एकीकरण के लिए। जलीय नियंत्रण रेखा समाधान की गतिशीलता एक एक पक्ष खुला सेल से पानी evaporating द्वारा निगरानी कर रहे थे। पार ध्रुवीकरण प्रकाश का उपयोग कर लिया छवियों का विश्लेषण करके, यह स्थानिक-अस्थायी परिवर्तन और orientational आदेश पैरामीटर पहचान करने के लिए संभव था। यह देखते हुए कि प्रदर्शन किया सुखाने प्रक्रिया प्राकृतिक प्रक्रियाओं के समान है, इस विधि विभिन्न क्षेत्रों में न केवल कृत्रिम सामग्री के लक्षण वर्णन के लिए उपयोगी होगा, लेकिन प्राकृतिक रहने के ऊतकों के भी। हमारा मानना ​​है कि इस जैव चिकित्सा और पर्यावरण क्षेत्रों में नरम सामग्री के लिए एक मूल्यांकन पद्धति प्रदान कर सकता है।

आकृति 1
चित्र 1: प्रयोग सुखाने। (ए) एक एक पक्ष खुला सेल में समाधान के योजनाबद्ध चित्रण। (बी)प्रयोगात्मक पार ध्रुवीकृत प्रकाश के तहत टिप्पणियों के लिए इस्तेमाल किया डिवाइस के योजनाबद्ध चित्रण। polarizers सामान्य रूप से 45 डिग्री और 135 ° करने के लिए समायोजित किया गया। (सी) वास्तविक उपकरण। यह आंकड़ा संदर्भ 6 से संशोधित किया गया है। कॉपीराइट: अमेरिकन केमिकल सोसायटी, 2016 यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र 2
चित्र 2: पॉलीसैकराइड sacran और जिंक गम के जलीय समाधान के सुखाने की प्रक्रिया। (ए) सुखाने एयर नियंत्रण रेखा इंटरफेस पर आत्म एकीकरण के योजनाबद्ध चित्रण। (बी) अपने शुरुआती राज्यों में और बाद polysaccharide समाधान के दो प्रकार के साइड बार देखा गयापार ध्रुवीकृत प्रकाश के तहत 60 डिग्री सेल्सियस पर सुखाने के 6 एच। प्रारंभिक बहुलक सांद्रता 0.5% wt थे। (सी) प्रत्येक एक निश्चित समय पर लिए गए चित्र के लिए Z-दिशा में एक लाइन पर एक पार Nicols के माध्यम से प्रकाश की तीव्रता प्रेषित किया। (डी) 60 डिग्री सेल्सियस पर सुखाने के 6 घंटे के बाद सेल में बहुलक समाधान के ध्रुवीकरण सूक्ष्म छवियों। लाल तीर: इंटरफेस पर macrodomains। यह आंकड़ा संदर्भ 6 से संशोधित किया गया है। कॉपीराइट: अमेरिकन केमिकल सोसायटी, 2016 यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र तीन
चित्र 3: जैव बहुलक जलीय घोल और सुखाने रिकॉर्ड की सुखाने की प्रक्रिया। (ए) के सूत्रों का कहना polysaccharides (साइनोबैक्टीरीया), एमटी (सुअर मस्तिष्क), और डीएनए (सामन वृषण)। (बी) पार ध्रुवीकृत प्रकाश के तहत 37 डिग्री सेल्सियस पर सुखाने के दौरान sacran, मीट्रिक टन, और डीएनए समाधान के साइड बार देखा गया। प्रारंभिक बहुलक सांद्रता 0.5% wt थे। (सी) पार Nicols के दिए गए निर्देशों के माध्यम से कांच के अध पर सूखे बहुलक फिल्मों का सूक्ष्म छवियों। सभी पैमाने सलाखों 50 सुक्ष्ममापी हैं। यह आंकड़ा संदर्भ 6 से संशोधित किया गया है। कॉपीराइट: अमेरिकन केमिकल सोसायटी, 2016 यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

मूवी एस 1
मूवी एस 1: 60 डिग्री सेल्सियस पर सुखाने के दौरान सुखाने sacran समाधान करने की प्रक्रिया का उपयोग कर मनायापार Nicols। इस फिल्म को डाउनलोड करने के लिए यहां क्लिक करें।

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Discussion

यह प्रेषित प्रकाश की तीव्रता बहुत कम होने की वजह से कभी-कभी मुश्किल के लिए कैमरा नमूना पर ध्यान केंद्रित किया गया था। ऐसे मामलों में, मंच पर एक विस्तारित पारदर्शी प्लास्टिक फिल्म रखकर फोकस की व्यवस्था करने में मदद की। नमूदार संकल्प की सीमा कैमरे के लेंस पर निर्भर था, ~ इस मामले में 10 सुक्ष्ममापी। नमूना मोटाई, Δy, के प्रत्यक्ष सीमा दीपक की अधिकतम प्रकाश की तीव्रता पर निर्भर था, ~ इस मामले में 10 मिमी।

डिवाइस चित्रा 1 बी में दिखाया गया है का लाभ यह है की अनुमति देता है नमूना के किनारे-व्यू तस्वीरें सुखाने की प्रक्रिया के दौरान लिया जाना है। अवलोकन क्षैतिज विमान है, जो ठेठ सूक्ष्मदर्शी में प्रयोग किया जाता है पर निर्भर रहे बिना किया जा सकता है। सुखाने प्रयोगों के दौरान एक पक्ष खुला सेल खड़े करके, वाष्पीकरण दिशा विनियमित और गुरुत्वाकर्षण के विपरीत दिशा में है। पास के दृश्य निगरानी भी सुखाने चूहे की गणना के लिए सक्षम बनाताई 4।

भविष्य में, डिवाइस के नमूना मंच पर तापमान और आर्द्रता नियामकों रखकर, यह संभव स्वचालित रूप से orientational आदेश पैरामीटर में अस्थायी परिवर्तन नजर रखने के लिए किया जाएगा। इसके अलावा, सेटअप में एक संतुलन वजन परिवर्तन की निगरानी के लिए एकाग्रता के आकलन में मदद मिलेगी। इस विधि भी अनिसोट्रोपिक सूजन प्रक्रिया को स्पष्ट करने के polysaccharide हाइड्रोजेल 11, 12 में इस्तेमाल किया जा सकता है। इसलिए यह नरम प्रवर्तक के संरचनात्मक परिवर्तन की निगरानी के लिए संभव हो जाएगा।

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Disclosures

लेखकों के पास खुलासे के लिए कुछ भी नहीं है।

Acknowledgments

इस काम अनुदान सहायता युवा वैज्ञानिकों (16K17956) शिक्षा मंत्रालय, संस्कृति, खेल, विज्ञान और जापान की प्रौद्योगिकी, क्योटो Technoscience केंद्र, और अनुसंधान और विकास के लिए Mitani फाउंडेशन की ओर से के लिए द्वारा समर्थित किया गया।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
sacran Green Science Materials Inc., Japan From Aphanothece sacrum.
Mw = 1.9 × 107 g mol-1
xanthan gum Taiyo Kagaku Co., Japan Neosoft XC From Xanthomonas campestris.
Mw = 4.7 × 106 g mol-1
tubulin Cytoskeleton, Inc., USA T240 From porcine brain.
GpCpp Jena Bioscience, Germany NU405L
piperazine-N,N′-bis(2-ethanesulfonic acid) Sigma-Aldrichi, Co. LLC. P6757-500G PIPES
ethylene glycol-bis(β-aminoethyl ether)-N,N,N',N'-tetraacetic acid Dojindo Molecular Technologies, Inc. 342-01314 EGTA
MgCl2-6H2O Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 135-15055
KOH Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 162-21813 pellet
DNA Sigma-Aldrich, Co. LLC. D1626 From salmon testes.
Mw = 1.3 × 106 Da (~2,000 bp)
Tris-EDTA buffer solution Sigma-Aldrich, Co. LLC. T9285-100ML 10 mM Tris, pH 8.0, with 1 mM EDTA
slide glass Matsunami Glass Ind., Ltd., Japan S1111
silicon rubber sheet Asone Co. 6-611-32 Thickness: 1 mm
centrifuge Beckman-Coulter, Inc., USA Avanti J-25 equipped with a JA-20 rotor
light source Sumita Optical Glass, Inc., Japan LS-LHA
light guide Sumita Optical Glass, Inc., Japan GF7.2-1-L1500R-M80 (AAAR-015M) 80 mm × 80 mm
halogen lamp Ushio Inc., Japan JCR 15V150WBN
holder Sigmakoki, Co.,Ltd. KMH-80
sample stage Sigmakoki, Co.,Ltd. TARW-25503L
sample holder Sigmakoki, Co.,Ltd. SHA-25RO
rod Sigmakoki, Co.,Ltd. ROU-12-40
posts holder Sigmakoki, Co.,Ltd. RS-6-40
posts holder Sigmakoki, Co.,Ltd. RS-12-60
posts holder Sigmakoki, Co.,Ltd. RS-12-80
posts holder Sigmakoki, Co.,Ltd. RS-12-130
carrier Sigmakoki, Co.,Ltd. CAA-25LS
camera holder Sigmakoki, Co.,Ltd. CMH-2
medium optical rail Sigmakoki, Co.,Ltd. OBA-500SH
lenstube Tomytech, BORG lenstube BK 80φ, L25 mm 
lenstube Tomytech, BORG lenstube BK 80φ, L50 mm 
multiband Tomytech, BORG 80φ 
V plate Tomytech, BORG V plate 60S
plate holder Viexen, Co.,Ltd. plate holder SX
EOS Kiss X7i  Canon Inc., Japan 8594B001 with a standard zoom lens,  EFP 18-55 mm
photographic software Canon Inc., Japan EOS Utility
PC Microsoft Surface
polarization microscope Olympus BX51
first order retardation plate Olympus U-TP530 λ = 530 nm
CCD camera Olympus DP80
photographic software Olympus cellSens Standard
Java-based image processing program the National Institutes of Health ImageJ

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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जैव अभियांत्रिकी अंक 122 बायोपॉलिमर्स सुखाने इंटरफ़ेस लिक्विड क्रिस्टल अभिविन्यास ध्रुवीकरण पॉलीसैकराइड
सुखाने एयर नियंत्रण रेखा इंटरफेस पर Megamolecular बायोपॉलिमर्स के स्व-एकीकरण के लिए तरीके
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Okeyoshi, K., Osada, K., Okajima, M. K., Kaneko, T. Methods for the Self-integration of Megamolecular Biopolymers on the Drying Air-LC Interface. J. Vis. Exp. (122), e55274, doi:10.3791/55274 (2017).

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