Summary
Изготовление процедуры весьма магнитно реагировать лантаноиды Ион Хелатирующие полимолекулярных сборки представлены. Магнитный ответ это продиктовано размер сборки, который портняжничан экструзией через Нанопор мембраны. Магнитные alignability Ассамблей и температуры индуцированные структурные изменения контролируются двулучепреломления измерений, Бесплатный метод ядерного магнитного резонанса и малоуглового рассеяния нейтронов.
Abstract
Bicelles представляют собой перестраиваемый диска как полимолекулярных сборки формируется из разнообразных смесей липидов. Приложения находятся в диапазоне от мембранных белков структурных исследований ядерного магнитного резонанса (ЯМР) Нанотехнологическое событиям, включая формирование оптически активных и магнитным переключаемый гели. Такие технологии требуют высокий контроль сборки размер, Магнитный ответ и тепловое сопротивление. Смеси 1,2-dimyristoyl -sn- glycero-фосфохолин-3 (DMPC) и его лантаноиды Ион (Ln3 +) хелатирующих фосфолипидного конъюгата, 1,2-dimyristoyl -sn- glycero-3-фосфо этаноламина диэтиленгликоля triaminepentaacetate () DMPE-DTPA), собрать в высоко магнитно гибкой сборки, такие как DMPC/DMPE-DTPA/Ln3 + (молярное соотношение 4:1:1) bicelles. Введение холестерина (Чол-OH) и стероидных производных в бислой результаты в другой набор сборок, предлагая уникальные физико химических свойств. Для состава данного липидов магнитные alignability пропорционален размеру bicelle. Комплексообразование Ln3 + приводит к беспрецедентной магнитные ответы с точки зрения как масштабов, так и выравнивание направление. Термо обратимые распада диска подобных структур в везикулы при нагревании позволяет, пошив Ассамблей измерений методом экструзии через мембранные фильтры с определенными поры размеров. Магнитно юстировка bicelles регенерируются путем охлаждения до 5 ° C, в результате Ассамблея измерения определяется везикул прекурсоров. Здесь это изготовление процедура описана и магнитные alignability Ассамблей количественно измерениями двулучепреломления под 5,5 Т магнитного поля. Двойное лучепреломление сигнал, происходящих из фосфолипидов бислой, далее позволяет осуществлять мониторинг полимолекулярных изменений, происходящих в бислой. Этот простой метод дополняет ЯМР экспериментов, которые обычно используются для описания bicelles.
Introduction
Bicelles — диск как полимолекулярных сборки, полученные из многочисленных смеси липидов. 1 , 2 , 3 , 4 , 5 они широко используются для структурной характеристики мембраны биомолекул методом ЯМР спектроскопии. 6 , 7 Однако недавние усилия призваны расширить поле возможных применений. 5 , 8 , 9 наиболее изученным bicelle система состоит из смеси 1,2-dimyristoyl -sn- glycero-3-фосфохолин (DMPC), составляющих плоская часть Ассамблеи и 1,2-dihexanoyl -sn- glycero-фосфохолин-3 (DHPC) фосфолипиды, охватывающих край. 1 , 2 , 3 молекулярная геометрия фосфолипидов, составляющих бислой диктовать архитектура собственн-собранные полимолекулярных структуры. 4 , 5 замена DHPC с DMPE-DTPA генерирует высоко магнитно гибкой и перестраиваемая bicelle систем. 10 , 11 DMPC/DMPE-DTPA/Ln3 + (молярное соотношение 4:1:1) bicelles связать со многими более лантаноиды парамагнитных ионов (Ln3 +) на бислой поверхности, что приводит к расширенной Магнитный ответ. 10 Кроме того, заменив водорастворимый молекул DHPC с DMPE-DTPA/Ln3 + позволяет формирование разбавления устойчивостью bicelles. 11
Магнитные alignability Вселенский полимолекулярных сборок это продиктовано их общей магнитной энергии,
(1)
где B магнитного поля, 
магнитная постоянная, n число агрегации и 
молекулярные диамагнитного восприимчивость анизотропии сочинять бислой липидов. Таким образом ответ DMPC/DMPE-DTPA/Ln3 + bicelles на магнитных полей с учетом их размера (совокупного числа n) и Δχ анизотропия молекулярных диамагнитного восприимчивость. Последний достигается легко, изменив характер хелатные Ln3 +. 12 , 13 , 14 , 15 введение холестерина (Чол-OH) или других стероидных производных в бислой предлагает возможность настройки совокупного числа n и магнитной восприимчивости Δχ сборок. 11 , 16 , 17 , 18 , 19 для данного липидной композиции, большие сборки содержат более липиды, способных содействовать Emag (больше совокупного числа n), что приводит к более юстировка видов. Например, размер DMPC/DHPC bicelles, условно контролируется с помощью оптимизации составления соотношение или общей концентрации липидов. 20 , 21 , 22 хотя это возможно в DMPC/DMPE-DTPA/Ln3 + bicelles, их термо обратимые преобразования из bicelle везикулы при нагревании предлагает добавил пошива вариантов. Механический означает, такие как прессование через мембранные фильтры позволяет формирование пузырьков. Магнитно юстировка bicelles восстанавливаются после охлаждения до 5 ° C и их размеры зависят от везикул прекурсоров. 11 здесь, мы ориентируемся на возможности изготовления механических процедур с DMPC/DMPE-DTPA/Tm3 + (молярное соотношение 4:1:1) или DMPC/Чол-OH/DMPE-DTPA/Tm3 + (молярное соотношение 16:4:5:5) как справочных систем. Этот процесс работает аналогично при работе с другими Ln3 + чем Tm3 +. Широкий спектр возможностей, предлагаемых этими методами выделены на рисунке 1 и подробно обсуждаться в другом месте. 23
Рисунок 1: схема обзор процедур возможно изготовление. Изучал магнитно юстировка Ln3 + хелатирующий полимолекулярных сборки состоят из либо DMPC/DMPE-DTPA/Tm3 + (молярное соотношение 4:1:1) или DMPC/Чол-OH/DMPE-DTPA/Tm3 + (молярное соотношение 16:4:5:5). Сухой липидной пленки гидратированных с фосфатного буфера 50 мм на рН 7,4 и концентрации всего липидов — 15 мм. Эффективное увлажнение липидной пленки требует либо заморозить оттаивания циклов (FT) или нагрева и охлаждения циклов (H & C). H & C циклов необходимо регенерировать образцы после последнего замораживание, оттаивание шаг, или для повторного создания образцов хранятся замороженные течение длительного периода времени, если они должны использоваться без дальнейшего экструзии. Эти шаги подробно обсуждаются Isabettini и др. 23 максимально юстировка полимолекулярных сборки достигаются, доставлять различные Ассамблеи архитектуры на основе липидного состава. Bicelle размер и магнитные alignability перестраиваемый методом экструзии (Ext) через Нанопор мембранные фильтры. Представленные выравнивание факторы Af были вычислены от 2D малоуглового нейтронного рассеяния (SANS) моделей DMPC/Чол-OH/DMPE-DTPA/Tm3 + (молярное соотношение 16:4:5:5) образца, прессованные через 800, 400, 200 или 100 Нм поры. SANS измерения являются дополнительные средства количественной оценки bicelle выравнивания, которые не будут охвачены более подробно здесь. 11 , 16 f колеблется от -1 (параллельные нейтронного рассеяния или перпендикулярной выравнивание bicelles в отношении направления магнитного поля) до 0 для изотропной рассеяния.Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Структура bicelles был подробно изучен широкий спектр характеристик методов. 13 выравнивание bicelles воздействию магнитного поля была количественно с помощью ЯМР спектроскопии или небольшой угол нейтронного рассеяния (SANS) эксперименты. 5 , 10 , 11 , 12 , 13 , 16 , 17 , 18 , 19 , 24 , 25 однако shift и расширение вершины ЯМР, происходящих в присутствии Ln3 + , серьезные ограничения на метод. 15 , 26 , 27 , 28 хотя SANS эксперименты не страдают от этого ограничения, альтернативные и более доступные методы желательны для рутинной квантификации магнитно индуцированных выравнивания сборок в решении. Двойное лучепреломление измерения являются жизнеспособной и сравнительно простой альтернативой. Аналогично для ЯМР эксперименты, двойное лучепреломление измерения показывают ценную информацию о перестановках липидов и фазы липидов, происходящих в бислой. Кроме того контролируются геометрические преобразования, происходящие в Ассамблее полимолекулярных с изменением экологических условий, таких как температура. 11 , 12 , 13 , 16 Δn′ магнитно индуцированных двулучепреломления был использован для изучения различных типов систем фосфолипидов. 13 , 29 , 30 двулучепреломления измерений на основе Техника модуляции фазы в магнитном поле является жизнеспособной метод для определения ориентации bicelles. 12 , 16 , 18 , 29 , 31 , 32 возможность расследования bicelles с двулучепреломления в сильных магнитных полях до 35 Т была продемонстрирована также м. Liebi и др. 13
Когда поляризованный свет входит анизотропный материал, он будет преломляется в обыкновенной и необыкновенной волны. 11 две волны имеют разные скорости и перенесены в фазе замедления δ. Степени отсталости δ измеряется и преобразуется в сигнал двулучепреломления 
для количественной оценки степени анизотропии материала с помощью метода
(2)
где λ — длина волны лазера и d — толщина образца. Фосфолипиды оптически анизотропными и их оптической оси совпадает с их длинные молекулярные осей, параллельно хвосты углеводородов. 11 , 12 не замедления измеряется если фосфолипидов произвольно ориентированных в растворе. Замедления измеряется, когда фосфолипидов выравниваются параллельно друг другу. Магнитно индуцированных двулучепреломления может иметь положительный или отрицательный знак в зависимости от ориентации молекул в магнитном поле; Смотрите Рисунок 2. Фосфолипиды, соответствие параллельно оси x приведет к отрицательным , в то время как выровнены вдоль оси z привести положительный . Не двулучепреломления наблюдается, когда оптической оси совпадает с направлением распространения света, как фосфолипидного выравнивает параллельно оси y.
Рисунок 2: Выравнивание фосфолипидов и соответствующий знак магнитно индуцированных двулучепреломления 
. Знак, измеренной зависит от ориентации фосфолипидов в магнитном поле. Пунктирные линии указывают на оптической оси молекулы. Свет поляризовано на 45° и распространяет в направлении оси y. Магнитное поле B — в направлении z. Этот рисунок был изменен с. м. Liebi. 11 пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
В случае изотропных коллоидных подвеска bicelles ориентации, вызванных расположение фосфолипидов в бислой будут потеряны, обнуление δ отсталости. Bicelles должны также согласовать для того, чтобы ориентировать оптически активных фосфолипидов в их бислоев, вызывая замедление δ поляризованного света. Следовательно двойное лучепреломление является чувствительной инструмент для количественной оценки магнитные alignability полимолекулярных сборок. Bicelles соответствие перпендикулярно магнитное поле даст положительный , в то время как те параллельно краю даст отрицательный . Знак зависит от согласования установки и могут быть проверены с эталонного образца.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Изготовление процедура DMPC/DMPE-DTPA/Tm3 + (молярное соотношение 4:1:1) и DMPC/Чол-OH/DMPE-DTPA/Tm3 + (молярное соотношение 16:4:5:5) полимолекулярных сборок
- Предварительная подготовка
- Мытье посуды, перемещая раз с этанолом стабилизировалась хлороформ (> 99% хлороформ) и сухим сжатым воздухом.
- Производить 2 различных 10 мг/мл акций решения DMPC и DMPE-DTPA в этанол стабилизированный хлороформе (> 99% хлороформ), 10 мм раствор Чол-ой в хлороформе, этанол стабилизированный (> 99% хлороформ) и 10 мм Стоковый раствор TmCl3 в метанола.
- Подготовка 50 мм фосфатного буфера на рН 7,4, смешивая 0,121 г натрия дигидроген фосфата дигидрат и 0.599 г безводного ди-натрия фосфат водорода в 100 мл сверхчистого H2O.
- Подготовка фильма сухой липидов
- Весить необходимое количество amphiphiles (DMPC, DMPE-DTPA и при необходимости Чол-OH) и Ln3 + биржевые решения отдельных 3 мл стекла оснастки чашки с 2,5 мл шприц стекла.
- Объем образца 3 мл DMPC/DMPE-DTPA / Tm3 + (молярное соотношение 4:1:1, всего липидные концентрации 15 мм), весят в 3.6435 g DMPC Стоковый раствор, 1.4731 g, DMPE-DTPA Стоковый раствор и 0.7126 г TmCl3 Стоковый раствор.
- Для объем образца 3 мл DMPC/Чол-OH/DMPE-DTPA/Tm3 + (молярное соотношение 16:4:5:5, концентрации липидов всего 15 мм) весят в 2.9148 g DMPC Стоковый раствор, 1.4731 g DMPE-DTPA Стоковый раствор, 1.0749 g Чол-OH Стоковый раствор и 0.7126 g Стоковый раствор TmCl3 .
Предупреждение: Хлороформе и метаноле токсичных и летучих при комнатной температуре. Работа под вытяжной шкаф и оперативно приступить к измерений массы.
- Перенос контента оснастки чашки на 25 мл вокруг нижней колбе. Очистите каждый оснастки Кубок в колбу круглым дном с около 2,5 мл соответствующего растворителя.
- Удаление растворителя под вакуумом в роторный испаритель при 40 ° C. Задайте начальное давление до 30 000 Па до тех пор, пока удаляется большая часть растворителя. Снижение давления до 100 Па и сухой образца под вращения для минимум 2 ч. получить равномерное сухой липидов фильм на стенах стеклянная колба.
- Место в фильме сухой липидов за 1 минуту под устойчивый поток аргона, чтобы избежать окисления липидов в воздухе и хранить в морозильной камере до регидратации образца.
- Весить необходимое количество amphiphiles (DMPC, DMPE-DTPA и при необходимости Чол-OH) и Ln3 + биржевые решения отдельных 3 мл стекла оснастки чашки с 2,5 мл шприц стекла.
- Увлажнение сухой липидной пленки
- Добавьте 3 мл раствора фосфатного буфера для раунда нижней колбе достичь концентрации всего липидов 15 мм.
- Выполняют цикл замораживания оттаивания (FT) путем погружения колбу под вращения в жидком азоте до тех пор, пока он полностью заморожен (жидкого азота остановки кипящей), а затем тепло обратно до 60 ° C, поместив образца для 5 мин на водяной бане, закрученной фляга непрерывно для помощь процесс плавления. Применить 30 s vortexing перед каждым замораживания цикла, когда образец жидкость для помощи гидратации липидной пленки.
Примечание: Не липидной пленки должны быть видны на стенках колбы после второй заморозить цикл оттаивания. - Повторите 1.3.2 в общей сложности пять раз. Закройте флакон с крышкой, чтобы избежать ненужных испарения фосфатного буфера, когда образец горячие. Протокол может быть приостановлена, когда образец замораживается.
- Перейти к двум нагрева и охлаждения (H & C) циклов стабилизации выходит последний шаг замораживания образца или сохранить замороженные на срок до двух месяцев. Тепла для 40 или 60 ° C для DMPC/DMPE-DTPA/Tm3 + образца (молярное соотношение 4:1:1) или DMPC/Чол-OH/DMPE-DTPA/Tm3 + (молярное соотношение 16:4:5:5), соответственно, до охлаждения до 5 ° C на 1 ° C/мин сохранить образец 5 мин на максимум и минимум Температура цикла.
- Теперь, либо определения двулучепреломления сигнал образца во внешнем магнитном поле (шаг 2) или далее выдавить образца адаптировать bicelle размеры и магнитные alignability (шаг 1.4).
Примечание: DMPC/DMPE-DTPA/Tm3 + (молярное соотношение 4:1:1) образцы состоят главным образом из bicelles с среднее гидродинамических диаметром DH 70 нм, как свидетельствуют число распределения полученных от динамического рассеяния света (DLS) измерений при 5 ° C. Эти примеры также содержат больше полимолекулярных сборки с среднее DH 500 Нм, как свидетельствуют распределения интенсивности света. DMPC/Чол-OH/DMPE-DTPA/Tm3 + (молярное соотношение 16:4:5:5) образцы являются весьма полидисперсных размером с типичными интенсивности дистрибутивов, раскрывая среднее DH 700 Нм, в то время как число распределений выявить населения преобладают небольшие bicelles в диапазоне размеров от 200 Нм. Isabettini et al. сообщили более подробную размер распределений и крио передачи электронной микроскопии изображений этих образцов 23
- Экструзия полимолекулярных сборок.
- Соберите экструдера, как показано на рисунке 3. Использовать перчатки и пинцет с защитой кремнезема трубы для обработки. Мокрый фильтр бумага (5) с несколькими каплями буфера для оптимального размещения мембранный фильтр (6). Убедитесь, что бумага имеет без складок после размещения уплотнительное кольцо (7) на вершине.
Примечание: Процесс экструзии был протестирован на мембранные фильтры (6) с порами диаметром 800, 100, 200 и 400 Нм; Смотрите Рисунок 7. - Установить ванну водой до 40 ° C для DMPC/DMPE-DTPA/Tm3 + (молярное соотношение 4:1:1) образцы или 60 ° C для DMPC/Чол-OH/DMPE-DTPA/Tm3 + (молярное соотношение 16:4:5:5) образцов гарантировать формирование Выдавливаемое везикулы.
- Подключите экструдера к бутылке под давлением азота с использованием высокого давления Трубка ПВХ (> 4 МПа) с serto адаптеров и выталкивать жидкого материала через мембрану. 1 MPa давления обычно требуется для экструзии через мембранные фильтры (6) с порами диаметром 200 Нм и выше. 1,5-2,5 МПа требуются для небольших мембранные фильтры (6) с порами диаметром 100 Нм.
Примечание: Изменить мембранный фильтр, если аномально высоких давлений (> 2,5 МПа) требуются для выдавливания образца (это является первым признаком засорения). - Откройте крышку (10) и вставьте образца с помощью пипетки стеклянные 2 мл. Затем закройте крышку (10) и откройте клапан (12) удерживая образца отводной трубки (2). Закройте клапан давления (12) после завершения цикла экструзии, вентиляционные и продолжать следующего цикла.
Примечание: Не оставляйте образца в контакт слишком долго с горячей с рубашкой судна (8) чтобы избежать чрезмерного образца потери испарением.
- Соберите экструдера, как показано на рисунке 3. Использовать перчатки и пинцет с защитой кремнезема трубы для обработки. Мокрый фильтр бумага (5) с несколькими каплями буфера для оптимального размещения мембранный фильтр (6). Убедитесь, что бумага имеет без складок после размещения уплотнительное кольцо (7) на вершине.
Рисунок 3: Лаборатория экструдер для подготовки bicelle и везикул. Экструдер монтируется снизу вверх: Гора (1), (2) сбор пространства с 2,4 мм (внутренний диаметр) пластиковые отводной трубки и уплотнительное кольцо (3) и (4) больших и малых стабилизации сетки, (5) фильтр бумага, (6) мембранные фильтры, уплотнительное кольцо (7), (8) с рубашкой судна, образец (9. ) крышка с впускной и давления подключения, (10) крышка, винты (11) бабочка, клапан давления (12). Эскиз собрал экструдера показано на правой стороне. Газ азот (N2) поставляется на сосуд под давлением и с рубашкой судна (9) подключен к ванне с водой для контроля температуры. Образец проходит 10 циклов экструзии для любой данной мембранный фильтр поры диаметром (образец пути показаны синим цветом). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
2. Двойное лучепреломление измерения DMPC/DMPE-DTPA/Tm3 + (молярное соотношение 4:1:1) и DMPC/Чол-OH/DMPE-DTPA/Tm3 + (молярное соотношение 16:4:5:5) полимолекулярных сборок.
- Строить и подключите двулучепреломления установки, представленные на рисунке 4 и энергоснабжения соответствующих электронных элементов. Не ставьте PEM, образца и второй поляризатор в пути лазера на данном этапе. Избегайте обнаружения обратно рассеянного лазерного света, покрывая отражающими поверхностями, например алюминия зеркало держатели, с черной бумагой.
- Настройка зеркала, чтобы максимизировать интенсивность лазера на детектор, который представлен интенсивность постоянного тока
получил от фильтра низких частот в Рисунок 4B.
Предупреждение: Носить защиты соответствующих глаз при корректировке зеркала и проконсультироваться с преподавателем лазерной безопасности если манипулирования лазеры для в первый раз. - Поверните первый скрещенных линейный поляризатор (поддерживается перпендикулярно падающего луча) для максимального .
Рисунок 4: Схематическое представление двойное лучепреломление установки и соединения для оптических сигналов. A) сверхпроводящих электромагнитов поставляет 5,5 Т магнитного поля. Свет от лазерного диода в 635 нм поляризовано двумя скрещенными поляризаторами. Photoelastic модулятор PEM-90 работает на частоте 50 кГц с амплитудой0 2.405 рад и помещен между двумя поляризаторов. Образец находится в магнит между PEM и второй поляризатор. Non поляризационные зеркала направлять свет через различные элементы и окончательно определяется фото детектор. Первый и второй гармоники 
и 
сигнала переменного тока контролируются, позволяющих расчет сигнала двойное лучепреломление, давая информацию о магнитных alignability Ln3 + Хелатирующие полимолекулярных сборок. Кювета образец подключен к внешней водяной бане для контроля температуры (синий). Температура образца осуществляется с датчика температуры (красный). B) сигнал от фото детектора подается во второй фильтр низких частот порядка Саллан-ключ (24 V AC источник питания) с частотой отсечения 360 Гц через ±12 V DC braded кабель питания (3). Фильтр низких частот извлекает компонент постоянного тока 
и доставляет его к ПК интерфейс (4) через BNC 50 кабель Ω. Сигнал от фото детектор доставляется на два замка в усилители (который извлечь первый и второй гармоники и ) через BNC 50 кабель Ω (1) & (2). Гармонический интенсивности обнаруживаются фазочувствительные обнаружения. Следовательно PEM сигнал используется как эталонный сигнал для блокировки в усилители (1f-выход PEM в первый усилитель блокировки и 2f-вывода в секунду, связана с BNC 50 Ω кабели). Выходные сигналы поставляются к блоку ПК интерфейс через кабели Ω BNC 50. Аналоговый приобретение единиц СЛП Ай-110 и СЛП CB-1 оцифровывать сигнал, который передается на компьютер через кабель RS 232 для мониторинга. Датчик температуры типа K также подключен к ПК интерфейс подразделение, где аналоговый приобретение единиц СЛП CB-3 и СЛП TC-120 оцифровка сигнала перед передачей его на компьютер через кабель RS 232 для мониторинга. C) картину схема установки, представленных в B. Ключевые элементы определяются соответствующими числами от 1 до 4. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
- Поместите второй скрещенных линейный поляризатор перпендикулярно инцидента лазерный луч, как показано на рисунке 4A. Свести к минимуму , установив второй поляризатор под углом в 90° относительно первого.
- Место photoelastic модулятор (PEM) при 0° между двумя скрещенными линейные поляризаторы и перпендикулярно инцидента лазерный луч, как показано на рисунке 4A. Отрегулируйте PEM на частоте 50 кГц и амплитуда A0 до 2.405 rad, как показано на рисунке 5А. Это делает компонент DC независимо от двулучепреломления и повышает .
Примечание: Оптической оси PEM могут быть настроены на несколько градусов для поддержания постоянной в воздухе перед началом измерения любого образца. - Подождите 1 час после включения лазера и электронного оборудования для стабилизации сигнала.
Примечание: Есть 2-3 ° C разница между записи температуры водяной бани и температура образца.
Примечание: Лазер направлена вниз, через образец и обратно вверх по тому же пути для учета эффектов Фарадея (т.е. вращение плоскости поляризации света, вызванных магнитного поля, когда спускаясь отменяется, когда выходит обратно в противоположном направлении).
и сигнала переменного тока с двумя усилителями блокировки. Auto этап усилители в замок, нажав на кнопку (2) показано на рисунке 5B и отрегулировать чувствительность, как показано на рисунке 5B (1). Убедитесь, что есть не более чем четыре красных баров на усилители, как показано на рисунке 5B (3) чтобы избежать сигнал перегрузки. Примечание вниз занятых чувствительность для обоих усилителей блокировки в программе Tesla_Magnet_Const_V092 , как показано на рисунке 5 c (8). Программа предоставляется дополнительная информация. с помощью уравнения 2, где отсталость рассчитывается с
(3)где
и 
являются функции Бесселя первого рода, с 
и 
. 11 , 13 , 18 , 33 , 34 участка отсталости в программе Tesla_Magnet_Const_V092, как показано на рисунке 5 c (4).Примечание: Отсталости, предоставляемый программой следует не использоваться для расчета двулучепреломления сигнал, если два усилителя замок не работает на том же чувствительность (см. шаг 2.12). Журнал гармонических интенсивностей
и должны умножаться на чувствительность усилители блокировки в, чтобы получить правильные размеры. Кроме того сигнал двойное лучепреломление, измеренное под магнитного поля должны быть нормализованы путем вычитания сигнала означает двойное лучепреломление, полученные на 0 т.
Рисунок 5: иллюстрации занятых настройки и Скриншоты программы. A) PEM параметры: замедление 2.405 rad, длина волны 635 нм, частота 50 Гц. белые круги показывают какие параметры необходимо активировать (USR = определяемые пользователем отсталости, LOC = локальный режим работы). B) блокировки в параметры усилителя. Чувствительность (1) должен быть выбран перед каждым измерением, требуемой в шаге 2.11. Не должно быть более чем четыре красные полоски на дисплее (3), чтобы избежать перегрузки сигнала. Перегрузка происходит, когда включается красный светодиод (1), делая измерения невозможно. Нажмите кнопку auto фазы (2) перед проведением каждого измерения. C) Скриншоты программы Tesla_Magnet_Const_V092 представлена в качестве дополнительной информации. Программа позволяет контроля магнитного поля и записи всех, который выводит сигнал как функцию от времени. Магнитного поля и температура образца строятся в (1). Первый и второй гармоники и сигнала переменного тока, измеряется двумя усилителями блокировки строятся в (2). Интенсивность постоянного тока строится в (3). Замедление рассчитывается как описано в шаге 2.13 и изобразить в (4). Магнитного поля задано в (5). Прямое измерение температуры, записанные термопары типа K представлена в (6) и выходных сигналов (
и 
) в (7). Дополнительные примеры информации может быть вставлен в (8) как занятого чувствительность усилители, имя выборки и т.д. Данные могут войти и экспортируются в файл .txt, в (9). Запуск и остановка сбора данных с помощью кнопки «START log» (10). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Двойное лучепреломление сигнал-экструдированный DMPC/DMPE-DTPA/Tm3 + (молярное соотношение 4:1:1) образец контролируется под 5,5 Т магнитного поля во время нагрева и охлаждения цикла от 5 до 40 ° C и обратно со скоростью 1 ° C/мин (рис. 6). Двойное лучепреломление результаты подтвердили высокие магнитные рядов на 5 ° C со значением 1,5 x 10-5, дважды как сильный сообщил экструдированные систем. 6 , 7 , 23 обнуление двулучепреломления сигнала выше Tm DMPC при 24 ° C было вызвано формирования не юстировка везикулы. Внешний вид движения жидкой неупорядоченной фазе вызвали крупных перестановок в полимолекулярных сборках. Эти перестановки термо обратимые. Юстировка видов были регенерированы при охлаждении ниже Tm и двулучепреломления сигнал следовали той же тенденции на Отопление. Отдельных пиков, происходящих вокруг Tm Марк замена юстировка сборок, не юстировка везикулы. 23 медленно кинетика молекулярных перестановок в отношении применяемых нагрева и охлаждения скоростью 1 ° C/мин объяснить, почему не были перекрывающихся пиков. Вместо этого обе вершины началась в Tm DMPC, предполагая, что бислой липидов должны иметь определенную степень ордена в пользу формирования юстировка видов.
Рисунок 6: Двойное лучепреломление сигнал как функция температуры-экструдированный DMPC/DMPE-DTPA/Tm3 + (молярное соотношение 4:1:1) образец после нагрева (красный) и охлаждение (синий) на 1 ° C/мин Образец был подготовлен протокол шагов 1 до 1.3.5. Двойное лучепреломление измерения проводились после протокол шаг 2. Магнитного поля был ramped до 5,5 Т и образец поддерживалась на 5 °, достижение двулучепреломления сигнал 1,5 x 10-5 прежде чем цикла нагрева и охлаждения. Двойное лучепреломление сигнал flatlines при температуре выше 35 ° C, где не выравнивание было отмечено как образец исключительно состояла из пузырьков. После охлаждения, bicelles были регенерированы и окончательный двулучепреломления сигнал 7,2 x 10-6 был достигнут на 5,5 Т и 5 ° C. Магнитного поля был ramped до 0 T и образец был сохранен при 5 ° C. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
DMPC/Чол-OH/DMPE-DTPA/Tm3 + (молярное соотношение 16:4:5:5) образца была увлажненной после нагрева и охлаждения процедура в шаге 1.3.4 и впоследствии экструдированный 10 раз при 60 ° C через мембранные фильтры поры различных размеров, увидеть шаг 1.4. При 60 ° C смесь липидов собирает в пузырьки, которые формируются под воздействием процесса экструзии. 16 , 35 , 36 , 37 после завершения экструзии, bicelles были регенерированы путем охлаждения до 5 ° C и гидродинамические диаметр DH был измерен DLS. Магнитные alignability bicelles оценивалась на 5 ° C, путем вычисления Af с SANS 8 T и измерения сигнала двулучепреломления в 5.5 Т; Смотрите Рисунок 7. Двойное лучепреломление сигнал был получен путем наращивает поле до 5,5 Т и обратно до 0 T, как показано на рис. 7A. Двойное лучепреломление пик произошло на 5.5 T где ожидалось в высшей степени выравнивания по формуле 1. Гидродинамические диаметр DH bicelles был сокращен до 220, 190, 106 и 91 Нм путем последовательных направляющих через мембраны с порами размером 100, 200, 800 и 400 Нм соответственно. Соответствующее сокращение магнитного выравнивание было подтверждено уменьшение двулучепреломления сигнал и сокращения в абсолютномf , как он подошел к нулю в Рисунок 7B. Результаты подтвердили возможность контролировать размер bicelle и магнитные выравнивание через пошив везикулы методом экструзии при 60 ° C и охлаждения обратно до 5 ° C.
Рисунок 7: Магнитные выравнивание экструдированный через мембранные фильтры различных размеров пор DMPC/Чол-OH/DMPE-DTPA/Tm3 + (молярное соотношение 16:4:5:5) образца. A) двулучепреломления сигнала Δn′ как функция магнитного поля B при ramping вверх и вниз для образца, прессованные через поры 800 Нм. На 5.5 Т согласно уравнение 1 был достигнут пик двулучепреломления. Это значение максимальной двулучепреломления сообщается в B). Того же образца была экструдированного через 400 Нм поры. Магнитные выравнивание оценивалась как двойное лучепреломление измерений (черные квадраты) на 5,5 Т (аналогично на то, что было сделано на предыдущем шаге экструзии в A) и вычисление выравнивания факторовf (красные круги) на 8 T построены как функция гидродинамические диаметр DH полученные DLS. Магнитные выравнивание производилась аналогично на том же образце, прессованные через 200 Нм поры и последний раз после выдавливания через поры 100 Нм. Все измерения проводились при 5 ° C. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Подробный отчет о как двойное лучепреломление измерения были использованы в комбинации с SANS экспериментов для оценки методов для создания высокой магнитной реагировать Ln3 + Хелатирующие фосфолипидов, сборки находится в Isabettini et al. 23 предлагаемого изготовление протоколы также применимы для сборки, состоящий из более ДПФХ и DPPE-DTPA фосфолипидов или содержащие химически инженерии производных стероидов в их бислоя. 11 , 12 , 17 , 18 , 19 единственным требованием является то, что образец нагревается до достаточно высоких температур в шаги 1.3.2 и 1.3.3, 1.3.4 1.4.2. Температура должна позволять бислой липидов ввести жидкой неупорядоченной фазе, обеспечивающей оптимальное увлажнение сухой липидной пленки или образец регенерации. ДПФХ/DPPE-DTPA/Tm3 + (молярное соотношение 4:1:1) сборки, например, нужно быть нагрета выше этап перехода температуры ДПФХ при 42 ° C, в то время как аналогичные системы, основанной на DMPC должна быть нагрета выше 24 ° C. Достаточно высокая температура также необходимо гарантировать формирование Выдавливаемое везикулы, происходящих когда липидного бислоя находится в состоянии неупорядоченных шаге 1.4. Циклов замораживания оттаивания в шаге 1.3.2 может быть полностью заменен H & C циклов. 23 однако, образец необходимо больше времени для полной мере гидрата липидной пленки с этой процедурой и должны быть vortexed 20 мин при 5 ° C и 2 мин при 60 ° C. H дополнительные & C циклов предприняты, если элементы сухой липидной пленки по-прежнему наблюдаются на стенах стеклянной колбы.
Tm3 + хелатирующий bicelles представил в настоящем Протоколе выровнять перпендикулярно оси магнитного поля. Это направление выравнивание происходит от больших положительных магнитной восприимчивости Tm3 +. 11 , 14 другие ионы лантаноиды Dy3 + и Yb3 + также могут быть применены. 11 , 13 , 19 различных магнитной анизотропии Ln3 + предлагает дополнительные средства пошив магнитные выравнивание bicelles. К примеру Dy3 + повышает неразрывно негативные магнитной восприимчивости бислой фосфолипидов, что приводит к высокой степени выравнивания bicelles вдоль направления магнитного поля. 13 это изменение в направлении выравнивания обнаруживается путем изменения знака двулучепреломления сигнала и выравнивание факторов вычисляется из анизотропных 2D шаблонов. Важно отметить, что магнитная восприимчивость не продиктовано исключительно по химической природе Ln3 + , но хелатной геометрии Ln3 +-фосфолипидный комплекс. 19 , 38 магнитной восприимчивости может быть спровоцирован синтеза различных Ln3 + Хелатирующие фосфолипидного headgroups, определяя Магнитный ответ результирующей сборки. 38
Каждый образец оптически отличается в зависимости от характера используемых составляющих липиды. Мониторинг образца мутности как функция температуры является дополнительный метод для оценки температуры индуцированных структурных преобразований в сборках. Хотя обычно эти измерения проводятся в отсутствие магнитного поля в спектрофотометр, мониторинг интенсивности лазерного постоянного тока с установки, предлагаемые в настоящем документе предлагает ту же информацию в присутствии магнитного поле. 11 , 16 DMPC/DMPE-DTPA/Tm3 + (молярное соотношение 4:1:1) образцы обычно менее мутная, чем их Чол-OH содержащие DMPC/Чол-OH/DMPE-DTPA/Tm3 + (молярное соотношение 16:4:5:5) коллеги при 5 ° C. Образцы, напоминающие воде на 5 ° C, как правило, не юстировка в магнитном поле. При комнатной температуре, как образцы взгляд прозрачным потому что DMPC/DMPE-DTPA/Tm3 + (молярное соотношение 4:1:1) образцы находятся в переходном этапе между bicelles и везикулы и больших концентрических отверстия появляются в DMPC/Чол-OH/DMPE-DTPA/НП3 + bicelles (молярное соотношение 16:4:5:5). 11 , 16 , 23 переход состояния bicelles везикулы в DMPC/DMPE-DTPA/Tm3 + (молярное соотношение 4:1:1) также сопровождается увеличением вязкости образца при комнатной температуре. Это изменение температур зависимая мутность затрудняет выбор правильный чувствительность в шаге 2.11. Если чувствительность отрегулирован слишком высоко на мутных образцов на 5 ° C, более прозрачный характер образца на Отопление может вызвать перегрузку усилителей. Кроме того весьма мутных образцов существенно увеличит чтобы отношение сигнал / шум и не могут быть пригодны для измерения двулучепреломления. Лазерный свет должны быть в состоянии пройти через образец для того чтобы быть обнаружены.
Non прессованные образцы всегда являются более мутной и имеют тенденцию к совокупности на короткий срок хранения в холодильнике. Тем не менее, магнитным реагировать образцы легко восстанавливаются с H & C цикла. Non прессованные образцы также могут храниться в замороженном состоянии и легко регенерируется, H & C циклов. Прессованных образцов хранятся в холодильнике и обычно измеряется в течение одной недели после пробоподготовки. Без исследований доклад о длительного хранения прессованных видов в жидкости или замороженном состоянии. Таким образом распределение по размерам сборки, полученные из профилей не может быть гарантирована более длительного хранения.
Аналогично любой bicelle системы, эти магнитно юстировка плоской сборки существуют только в определенный диапазон липидного состава и концентрации. Изменяя соотношение липидов приведет к различных Ассамблеи архитектур, включая формирование мицеллы, ленты и везикулы. 5 , 11 , 16 , 18 , 20 фосфатного буфера концентрации и рН в шаге 1.1.3 играет решающую роль в формировании bicelles и их магнитные ответа. Буфера определяет физико химических взаимодействий, управляющих гидрофильные окружение полимолекулярных сборки. Более низкие концентрации буфера приведет разных сборок архитектуры, в то время как более высокие концентрации вызывают образца агрегации и осадков из-за избыточного заряда скрининга.В кислых условиях с pH между 3 и 4 постановление карбоновые кислоты, выступающей в качестве лигандами в DMPE-DTPA/Ln3 + комплекс являются протонированных. Это приводит к разрушению магнитно реагировать полимолекулярных Ассамблей, агрегации и осадков в образце. Магнитно реагировать Ln3 + полимолекулярных сборки имеют разумные сопротивление к более базовые значения рН. Однако DMPC/DMPE-DTPA/Tm3 + (молярное соотношение 4:1:1) bicelles были показаны проникнуть мицеллы при значениях рН 12.9. 11 образцы никогда не должно подвергаться воздействию воды или других солей. Любые другие Ион будет беспокоить Ln3 + Хелатирующие процесс или привести к агрегации сборок из-за проверки заряда. Для буфера готовится измерений, как описано в шаге 1.1.3 D2O вместо сверхчистого H2O. Обратите внимание, что рН метр чтение будет 7.0 (соответствующее значению pD 7,4).
Структурных преобразований, происходящих в сборках полимолекулярных при условии отопления и охлаждения цикла термо обратимые. Таким образом окончательный двулучепреломления сигнал в 5 ° C должны быть таким же, как до температуры цикла. 11 , 16 если двулучепреломления сигнал выше после цикла, образец был не регенерировать должным образом на шаге 1.3.4. Это обычно происходит в образцах, хранятся в течение длительного периода времени. Нижняя двулучепреломления сигнал после того, как температура цикла, как отмечено на рисунке 6 указывает на проблему в экспериментальной установки. Чаще всего лазерный свет путь был встревожен обратно рассеяния или другой объект. Это особенно проблематично с датчика температуры, вставляется непосредственно в образце (см. шаг 2.8) который должны быть размещены, чтобы не мешать прямой путь лазерного света. Нарушается пути света вызывает падение в , шумные сигнал, или ненормальные пиков в двойное лучепреломление температурные кривые. Например пик, происходящих на Отопление в около 35 ° C на рисунке 6 было вызвано расширение водяного охлаждения трубы в прямой путь лазерного света. Двойное лучепреломление сигнал не может быть доверенным с этого момента. Хотя общая форма кривой охлаждения была нормальной, Нижняя двулучепреломления сигнала, полученные на 5 ° C было вызвано вмешательства.
Двойное лучепреломление значения, полученные из после этого протокола не являются абсолютными и используются для сравнения образцов между собой. Для сравнения с литературными значениями требуется калибровка с эталонной системы. Например знак измеренных отсталости зависит выравнивание структуры и могут быть проверены с толуола, который имеет константа хлопок-Мутон 3.27 × 10−9 T−2. 39 , 40
Двойное лучепреломление сигнала, возникая от изменений в магнитной выравнивание образца могут быть отделены от сигнала, вызванные молекулярных перестановки в бислой. Выравнивание факторов вычисляется из анизотропных 2D SANS шаблоны получены под магнитное поле только влиянием массовых выравнивание полимолекулярных сборок. Эти два метода являются взаимодополняющими и позволяют развязки взносов двулучепреломления сигнала. Предлагаемая двулучепреломления установки может быть совершенства путем разделения лазерный луч, что позволяет одновременный мониторинг проб с и без воздействия внешнего магнитного поля. Двойное лучепреломление результаты, полученные для образца в магнитном поле может быть нормализована сигналом, полученные для образца в 0 T, эффективного учета для фона.
Двойное лучепреломление измерения не ограничиваются количественного определения магнитных выравнивание bicelles. Многочисленные софт материалы генерируют сигнал двулучепреломления за счет упорядочения их внутренней структуры. Предлагаемая программа установки позволяет контролировать двулучепреломления материалов, таких как функция температуры с или без внешнего магнитного поля. Антрацена organogel волокон, червеобразных мицеллы под потоком, нанокристаллических целлюлозы и амилоид Fe3O4 фибриллами приведено несколько примеров, поведение которых двойное лучепреломление успешно проводилась с предлагаемой программой установки. 29 , 30 , 32 , 41
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Авторы не имеют ничего сообщать.
Acknowledgments
Авторы признают, Швейцарский Национальный научный фонд для финансирования SMhardBi (проект 200021_150088/1). SANS эксперименты были проведены на швейцарской spallation источник нейтронов SINQ, Поль Шеррер областях, Филлиген, Швейцария. Авторы тепло поблагодарить Dr. Joachim Kohlbrecher за его руководство с SANS экспериментов. Установки измерения двулучепреломления под высокие магнитные поля был вдохновлен из существующей установки в высоких поля магнитной лаборатории HFML, Неймеген, Нидерланды. Мы благодарим Бруно Pfister за его помощь в разработке электроники двулучепреломления установки, Ян Corsano и Даниэль Kiechl для создания рамок, разрешительные штрафа и поверхностным выравнивание лазера и д-р Бернхард Koller для постоянной технической поддержки.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DMPC) | Avanti Polar Lipids | 850345P | >99% |
| 1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phospho-ethanolamine-diethylene triaminepentaacetate acid hexammonium salt (DMPE-DTPA) | Avanti Polar Lipids | 790535P | >99% |
| Thulium(III) chloride | Sigma-Aldrich | 439649 | anhydrous, powder, 99.9% trace metals basis |
| Dysprosium(III) chloride | Sigma-Aldrich | 325546 | anhydrous, powder, 99.9% trace metals basis |
| Ytterbium(III) chloride | Sigma-Aldrich | 439614 | anhydrous, powder, 99.9% trace metals basis |
| Chloroform | Sigma-Aldrich | 319988 | contains ethanol as stabilizer, ACS reagent, ≥99.8% |
| Methanol | Sigma-Aldrich | 34860 | ≥99.9% |
| Cholesterol | Amresco | 433 | Ultra pure grade |
| D2O | ARMAR chemicals | 1410 | 99.8 atom % D |
| Ultrapure water | Millipore | Synergy pak2 (SYPK0SIX2), Millipack GP (MPGP02001) | |
| electronic pH meter | Metrohm | 17440010 | |
| Whatmann Nuclepore 25 mm 100nm membrane filter | VWR | 515-2028 | |
| Whatmann Nuclepore 25 mm 200nm membrane filter | VWR | 515-2029 | |
| Whatmann Nuclepore 25 mm 400nm membrane filter | VWR | 515-2030 | |
| Whatmann Nuclepore 25 mm 800nm membrane filter | VWR | 515-2032 | |
| Whatmann Filter paper | VWR | 230600 | |
| 25 ml round bottom flask | VWR | 201-1352 | 14/23 NS |
| 3 ml glass snap-cup | VWR | 548-0554 | ND18, 18x30mm |
| 2.5 ml glass syringe | Hamilton | ||
| Sodium dihydrogen phosphate dihydrate | Merk | 1.06342 | Salt used to make phosphate buffer |
| di-Sodium hydrogen phosphate | Merk | 1.06586 | Salt used to make phosphate buffer |
| Liquid Nitrogen | Carbagas | - | |
| Pressurized Nitrogen gas | Carbagas | - | 200 bar bottle |
| Lipid Extruder 10 ml | Lipex | - | Fully equipped with thermobarrel |
| High-pressure PVC tube | GR NETUM | - | must resist more than 4 MPa |
| Serto adaptors | Sertot | - | |
| Nitrile gloves | VWR | - | |
| 2 ml glass pipettes | VWR | 612-1702 | 230 mm long |
| Diode Laser | Newport | LPM635-25C | |
| DSP Dual Phase Lock-in Amplifier | SRS | SR830 | |
| Photodiode Detector | Silonex Inc. | SLSD-71N5 | 5mm2, Silicon, photo-conductive |
| 5.5 T Cryogenic Magnetic | Cryogenic/Oerlikon AG | - | 12 bar He-cooled. RW4000/6000 compressor, RGD 5/100 TA cryo-head |
| Second order low pass filter | home-built | - | Linear power supply 24V DC, second order, Sallen Key, cut-off frequency 360 Hz, +/- 12V, max 10 mA |
| Photoelastic modulator | Hinds instruments | PEM-90 | |
| Glan-Thompson Calcite Polarizer | Newport | 10GT04 | 25.4mm diameter |
| Quartz sample cuvette | Hellma | 165-10-40 | temperature controlled cell, 0.8 ml, 10mm path length |
| Temperature probe | Thermocontrol | - | Type K, 0.5mm diameter, Thermocoax |
| Non-polarizing mirrors | Newport | 50326-1002 | 25.4mm |
| RS 232 cables | National Instruments | 189284-02 | For Connecting to the RS-232 Port on the front of Compact FieldPoint Controllers |
| BNC 50 Ω cable and connectors | National Instruments | 763389-01 | |
| cFP-AI-110 | National Instruments | 777318-110 | 8-Channel Analog Voltage and Current Input Module for Compact FieldPoint |
| cFP-CB-1 | National Instruments | 778618-01 | Integrated Connector Block for Wiring to Compact FieldPoint I/O |
| cFP-CB-3 | National Instruments | 778618-03 | Integrated Isothermal Connector Block for Wiring Thermocouples to the cFP-TC-120 Module |
| cFP-TC-120 | National Instruments | 777318-120 | 8-Channel Thermocouple Input Module for Compact FieldPoint |
| cFP-1804 | National Instruments | 779490-01 | Ethernet/Serial Interface for NI Compact FieldPoint |
| LabView 2010 | National Instruments | - | |
| Industrial power supply | Traco Power | TCL 060-124 | 100-240V AC |
| Waterbath | Julabo | FP40-HE | refrigerated/Heating Circulator |
References
- Sanders, C. R., Hare, B. J., Howard, K. P., Prestegard, J. H. Magnetically-oriented phospholipid micelles as a tool for the study of membrane-associated molecules. Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 26, 421-444 (1994).
- Glover, K. J., et al. Structural evaluation of phospholipid bicelles for solution-state studies of membrane-associated biomolecules. Biophys. J. 81 (4), 2163-2171 (2001).
- Katsaras, J. H. T. A., Pencer, J., Nieh, M. -P. "Bicellar" lipid mixtures as used in biochemical and biophysical studies. Naturwissenschaften. 92 (8), 355-366 (2005).
- Sanders, C. R., Prosser, R. S. Bicelles: a model membrane system for all seasons? Structure. 6 (10), 1227-1234 (1998).
- Dürr, U. H. N., Soong, R., Ramamoorthy, A. When detergent meets bilayer: birth and coming of age of lipid bicelles. Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 69, 1-22 (2013).
- Dürr, U. H. N., Gildenberg, M., Ramamoorthy, A. The magic of bicelles lights up membrane protein structure. Chem. Rev. 112, 6054-6074 (2012).
- Ujwal, R., Abramson, J. High-throughput crystallization of membrane proteins using the lepidic bicelle method. J. Vis. Exp. (59), (2012).
- Barbosa-Barros, L., et al. Bicelles: lipid nanostructured platforms with potential dermal applications. Small. 6, 807-818 (2012).
- Lin, L., et al. Hybrid bicelles as a pH-sensitive nanocarrier for hydrophobic drug delivery. RSC Adv. 6, 79811-79821 (2016).
- Beck, P., et al. Novel type of bicellar disks from a mixture of DMPC and DMPE-DTPA with complexed lanthanides. Langmuir. 26 (8), 5382-5387 (2010).
- Liebi, M. Tailored phospholipid bicelles to generate magnetically switchable material. , ETH Zürich. Switzerland. PhD Thesis n° 21048, ISBN 978-3-905609-55-4 (2013).
- Liebi, M., et al. Magnetically enhanced bicelles delivering switchable anisotropy in optical gels. ACS. Appl. Mater. Interfaces. 6 (2), 1100-1105 (2014).
- Liebi, M., et al. Alignment of bicelles studied with high-field magnetic birefringence and small-angle neutron scattering measurements. Langmuir. 29, 3467-3473 (2013).
- Prosser, R. S., Hwang, J. S., Vold, R. R. Magnetically aligned phospholipid bilayers with positive ordering: a new model membrane system. Biophys J. 74, 2405-2418 (1998).
- Prosser, R. S., Bryant, H., Bryant, R. G., Vold, R. R. Lanthanide chelates as bilayer alignment tools in NMR studies of membrane-associated peptides. J. Magn. Reson. 141, 256-260 (1999).
- Liebi, M., Kohlbrecher, J., Ishikawa, T., Fischer, P., Walde, P., Windhab, E. J. Cholesterol increases the magnetic aligning of bicellar disks from an aqueous mixture of DMPC and DMPE-DTPA with complexed thulium ions. Langmuir. 28 (29), 10905-10915 (2012).
- Liebi, M., et al. Cholesterol-diethylenetriaminepentaacetate complexed with thulium ions integrated into bicelles to increase their magnetic alignability. J. Phys. Chem. B. 117 (47), 14743-14748 (2013).
- Isabettini, S., et al. Tailoring bicelle morphology and thermal stability with lanthanide-chelating cholesterol conjugates. Langmuir. 32, 9005-9014 (2016).
- Isabettini, S., et al. Mastering the magnetic susceptibility of magnetically responsive bicelles with 3β-Amino-5-Cholestene and complexed lanthanide ions. Phys. Chem. Chem. Phys. 19, 10820-10824 (2017).
- De Angelis, A. A., Opella, S. J. Bicelle samples for solid-state NMR of membrane proteins. Nat. Protoc. 2 (10), 2332-2338 (2007).
- Son, W. S., et al. "Q-Titration" of long-chain and short-chain lipids differentiates between structured and mobile residues of membrane proteins studied in bicelles by solution NMR spectroscopy. J. Magn. Reson. 214, 111-118 (2012).
- Avanti Polar Lipids Inc. Bicelle Preparation. , Available from: https://avantilipids.com/tech-support/liposome-preparation/bicelle-preparation (2017).
- Isabettini, S., et al. Methods for Generating Highly Magnetically Responsive Lanthanide-Chelating Phospholipid Polymolecular Assemblies. Langmuir. 33, 6363-6371 (2017).
- Nieh, M. -P., Glinka, C. J., Krueger, S., Prosser, R. S., Katsaras, J. SANS study on the effect of lanthanide ions and charged lipids on the morphology of phospholipid mixtures. Biophysical Journal. 82 (5), 2487-2498 (2002).
- Watts, A., Spooner, P. J. R. Phospholipid phase transitions as revealed by NMR. Chem. Phys. Lip. 57, 195-211 (1991).
- Bleaney, B. Nuclear magnetic-resonance shifts in solution due to lanthanide ions. J. Magn. Reson. 8, 91-100 (1972).
- Prosser, R. S., Volkov, V. B., Shiyanovskaya, I. V. Solid-state NMR studies of magnetically aligned phospholipid membranes: taming lanthanides for membrane protein studies. Biochem. Cell Biol. 76, 443-451 (1998).
- Prosser, R. S., Volkov, V. B., Shiyanovskaya, I. V. Novel chelate-induced magnetic alignment of biological membranes. Biophys. J. 75, 2163-2169 (1998).
- Shklyarevskiy, I. O., et al. Magnetic alignment of self-assembled anthracene organogel fibers. Langmuir. 21, 2108-2112 (2005).
- Christianen, P. C. M., Shklyarevskiy, I. O., Boamfa, M. I., Maan, J. C. Alignment of molecular materials in high magnetic fields. Physica B: Condens. Matter. 346, 255-261 (2004).
- Maret, G., Dransfeld, K. Biomolecules and polymers in high steady magnetic fields. Top. App. Phys. 57, 143-204 (1985).
- Gielen, J. C., Shklyarevskiy, I. O., Schenning, A. P. H. J., Christianen, P. C. M., Maan, J. C. Using magnetic birefringence to determine the molecular arrangement of supramolecular nanostructures. Sci. Tech. Adv. Mater. 10 (1), 014601 (2009).
- Shklyarevskiy, I. O. Deformation and ordering of molecular assemblies in high magnetic fields. , Nijmegen University. The Netherlands. PhD Thesis, ISBN 90-9018956-4 (2005).
- Fuller, G. G. Optical rheometry of complex fluids. , Oxford University Press. NY. (1995).
- Walde, P., Cosentino, K., Engel, H., Stano, P. Giant vesicles: preparations and applications. ChemBioChem. 11, 848-865 (2010).
- Avanti Polar Lipids Inc. Liposome Preparation. , Available from: https://avantilipids.com/tech-support/liposome-preparation (2017).
- Avanti Polar Lipids Inc. Preparing Large, Unilamellar Vesicles by Extrusion (LUVET). , Available from: https://avantilipids.com/tech-support/liposome-preparation/luvet (2017).
- Isabettini, S., et al. Molecular engineering of lanthanide ion chelating phospholipids generating assemblies with a switched magnetic susceptibility. Phys. Chem. Chem. Phys. 19, 20991-21002 (2017).
- Battaglia, M. R., Ritchie, G. L. D. Molecular magnetic anisotropies from the Cotton-Mouton effect. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 2. 73 (2), 209-221 (1977).
- Sprunt, S., Nounesis, G., Litster, J. D., Ratna, B., Shashidhar, R. High-field magnetic birefringence study of the phase behavior of concentrated solutions of phospholipid tubules. Phys. Rev. E. 48 (1), 328-339 (1993).
- Zhao, J., et al. Continuous paranematic ordering of rigid and semiflexible amyloid-Fe3O4 hybrid fibrils in an external magnetic field. Biomacromolecules. 17 (8), 2555-2561 (2016).
