Kurutma Hava-LC Arayüz üzerinde Megamolecular Biyopolimerlerin Kendinden entegrasyonu için Yöntemler

Bu deneyin genel amacı, kurutma havası sıvı kristalinin veya hava-LC arayüzünün, polisakkaritler, mikrotübüller ve DNA gibi megamoleküler biyopolimerlerin oryantasyonu üzerindeki etkisini milimetre ölçeğinde görselleştirilmiş dinamik davranışlar olarak değerlendirmektir. Bu mesaj, canlı organizmaların yaklaşık 500 milyon yıl önce toprağa süründüğü bir kurutma ortamı altında biyopolimerlerin kendi kendini organize etmesi gibi dağıtıcı yapı alanlarındaki temel soruları yanıtlamaya yardımcı olabilir. Bu tekniğin en büyük avantajı, yatay düzlemde kurutma yapılmadan kurutma işlemi sırasında alınacak numunenin yandan görünüşlerine izin vermesidir.

Bu işleme başlamak için, 100 mililitre suya 0.5 gram sakran ekleyin. Kabı streç filmle örtün ve çözeltiyi 12 saatten fazla yaklaşık 80 santigrat derecede karıştırın. Sakran ve ksantam sakızı çözeltilerinin soğumasına izin verdikten sonra, safsızlıkları gidermek için sakran çözeltisini santrifüjleyin.

Şimdi, buz üzerinde Britton-Robinson tamponunda ağırlıkça yüzde 0.5'lik bir tübülin çözeltisi hazırlayın. 50 mikrolitre tübülin çözeltisini 5 mikrolitre GpCpp ile karıştırın. Daha sonra, kararlı bir mikrotübül veya MT çekirdeği elde etmek için çözeltiyi üç saat boyunca 37 santigrat derecede inkübe edin.

Bunu takiben, 950 mikrolitre tübülin çözeltisi ve 50 mikrolitre GpCpp içeren tübülin çözeltisi karıştırın. Daha sonra, stabil bir ağırlık yüzde 0.5 MT çözeltisi elde etmek için çözeltinin yaklaşık 25 santigrat derecede bir gün oturmasına izin verin. Daha sonra, ağırlıkça yüzde 0.5'lik bir DNA çözeltisi ve Tris-EDTA tampon çözeltisi hazırlayın.

Kurutma deneyi için ağırlıkça yüzde 0,5 biyopolimer numune çözeltilerini 25 santigrat derecede tutun. Bir silikon levhayı 1 milimetre kalınlığında uygun bir şekle kesin. Silikon ara parça ve iki modifiye edilmemiş cam slayttan oluşan tek taraflı açık bir hücreyi birleştirin.

Numune çözeltilerinin dışarı sızmasını önlemek için hücrenin her iki tarafını da çift klipsle sabitleyin. Bir milimetre gözenek boyutunda bir pipet ucu kullanarak, her hücreye yaklaşık 25 santigrat derecede her bir ağırlık yüzde 0.5 biyopolimer çözeltisinden 100 ila 300 mikrolitre yavaşça ekleyin. Bir şırınga iğnesi kullanarak hücredeki hava kabarcıklarını çıkarın.

Daha sonra, hücreleri buharlaşma için atmosferik basınç altında 60 santigrat derecede 18 saat boyunca hava sirkülatörü olan bir fırına yerleştirin. Bir çalışma yönü, yerçekiminin tam tersidir. Bu yerleşim, sonraki incelemeler için izlemeye de uygulanır.

Düz görünür ışık sağlamak için geniş bir alanda düz yüzeyli ışık kaynağına sahip 100 watt'lık bir halojen lamba kullanın. Tutucuları kullanarak polarizörleri 45 derece ve 135 dereceye ayarlayın. Işık kaynağının, polarizörlerin, s'nin konumlarını sabitleyinample, s'ye dokunun.tage ve kamera optik ray ve çubuk duruşu kullanarak.

Numune aşamasını iki polarizör arasına yerleştirin. Ardından, odaklamaya izin vermek için kamerayı örnek aşamasından yaklaşık 20 santimetre uzağa yerleştirin. Metin protokolünde belirtilen sürelerde, biyopolimer numunelerini XZ düzlemine paralel olarak sahnedeki polarizörler arasına yerleştirin ve cihazı siyah bir perde ile kapatın.

Son olarak, standart bir yakınlaştırma lensine sahip bir dijital tek lensli refleks kamera kullanarak örnekleri doğrusal çapraz polarizörler aracılığıyla fotoğraflayın. Bir kurutma havası-LC arayüzünde mikro alandan makro alana kendi kendine entegrasyon değerlendirildi. Kurutmadan önce, dağınık bir durumda iletilen ışığa sahip parlak bölgeler gözlendi.

Kuruduktan sonra, hava-LC arayüzünün ve sakran çözeltisinin altındaki bölge yükseldi ve ksantin çözeltisi yoğunluğu küçük makro alanlarla azaldı. Uzay-zamansal analiz, hava sıvı arayüzü etrafındaki tepe yoğunluğunun ve kalınlığın arttığını gösterdi, bu da mikro alanların hava-LC arayüzünden yönlendirilmeye başladığını ve arayüze paralel olarak mili ölçekli bir alana dönüştüğünü gösterdi. Sahran sıvısı fazının polarizasyon mikroskobik görüntüleri, tek bir mavi bölge gösterdi, bu da tek bir makro alanın oluştuğu anlamına geliyordu.

Ksantan zamkı sıvısı fazı mavi, sarı ve pembe bölgeler gösterdi, bu da çoklu makro alanların keyfi yönelimlerle oluştuğu anlamına geliyordu. Kurutmadan önce, sakran ve MT çözeltileri, dağınık alanlara sahip benzer LC durumları gösterdi. Kurutma sırasında, MT çözeltisi kendi kendine entegrasyona tabi tutuldu ve dağınık alanlar tek bir makro alana entegre edildi.

DNA çözeltisi sıvı fazda spesifik bir yönelim göstermedi. Sahran kurutma kaydı önemli ölçüde çift kırılma sergiledi ve MT kurutma kaydı için dalgalı demetler gözlendi. DNA kurutma kaydı, rastgele yönlerde tane şeklindeki makro alanları gösterdi.

Geliştirilmesinden sonra, bu teknik, biyopolimerleri kullanan biyomedikal mühendisliği alanındaki araştırmacıların, hem kurutma hem de ıslatma süreçlerindeki hava akımı dinamiklerinin geometrik yaklaşımlarla görselleştirilmesini keşfetmeleri için bir yol açtı.