असेंबली और आयन चैनल से मिलकर biomolecular memristors के लक्षण वर्णन-doped लिपिड झिल्ली

हमारा प्रोटोकॉल बताता है कि पेप्टाइड-डॉप्ड बायोमेम्ब्रेन को कैसे इकट्ठा किया जाए और विद्युत रूप से इसकी विशेषता हो जो जैविक सिनैप्स की संरचना, संरचना और परिवहन गुणों की बारीकी से नकल करता है और जो ट्यूनेबल मेमोरी प्रतिरोध प्रदर्शित करता है। यह तकनीक उपयोगकर्ताओं को समय तराजू और जैविक सिनेप्स और आयन चैनलों के लिए प्रासंगिक उत्तेजना के स्तर पर इंजीनियर प्रणालियों में गतिविधि पर निर्भर, स्मृति प्रतिरोध और अल्पकालिक प्लास्टिसिटी का आकलन करने का अधिकार देती है। यह तकनीक वोल्टेज-सक्रिय आयन चैनलों वाले बायोमिमेटिक झिल्ली की विशेषता के लिए एक ढांचा प्रदान करती है, जिससे यह विभिन्न प्रकार की सेलुलर परिवहन प्रक्रियाओं के लक्षण वर्णन पर लागू होता है, जिसमें न्यूरॉन्स शामिल हैं।

नए शोधकर्ताओं के लिए हमारा सुझाव पहले लिपोसोम समाधान तैयार करने और वायर-टाइप इलेक्ट्रोड पर एक बूंद इंटरफेस बाइलेयर कोडांतरण में कुशल बनने के लिए है। इलेक्ट्रोड पर बूंद वितरण और स्थिति के लिए प्रक्रिया को देखकर बाइलेयर गठन के लिए इस तकनीक को सरल बनाता है, जिससे यह सभी के लिए तुरंत सुलभ हो जाता है। इस प्रक्रिया का प्रदर्शन डॉ जोसेफ नजीम, मेरी प्रयोगशाला से एक पोस्टडॉक होगा ।

शुरू करने के लिए, 2.5 मिलीग्राम प्रति मिलीलीटर की अंतिम एकाग्रता के लिए इथेनॉल में एलाएथिकिन पेप्टाइड्स पाउडर को भंग करके माइक्रोसेंट्रफ्यूज ट्यूब में एलाएथिसिन स्टॉक समाधान तैयार करें। भंवर ट्यूब संक्षेप में अच्छी तरह से मिश्रण करने के लिए, और एक शून्य से 20 डिग्री सेल्सियस फ्रीजर में शेयर समाधान की दुकान । 1.5 मिलीलीटर सेफ-लॉक ट्यूब में, लिपोसोम सस्पेंशन में 13 माइक्रोमोलर की अंतिम एलामेथिकिन एकाग्रता प्राप्त करने के लिए समाधान ए के 99 माइक्रोलीटर में एलामेथिकिन स्टॉक समाधान का एक माइक्रोलीटर जोड़ें।

भंवर अच्छी तरह से मिश्रण करने के लिए। जिसके परिणामस्वरूप पेप्टाइड लिपोसोम समाधान समाधान बी मिक्स 117 समाधान के माइक्रोलीटर है जिसमें समाधान बी के 10 माइक्रोलीटर हैं ताकि एक माइक्रोमोलियर की अंतिम एलाएथिकिन एकाग्रता प्राप्त की जा सके, और फिर भंवर को अच्छी तरह से मिलाया जा सके। सी स्टोर के रूप में परिणामस्वरूप समाधान को चार डिग्री सेल्सियस पर समाधान बी और सी देखें।

एक मिलीमीटर मोटी 25 गुना 75 मिलीमीटर ग्लास साइड को उल्टे माइक्रोस्कोप के स्टेज पर रखें। कांच स्लाइड के केंद्र पर हेक्साडेकेन तेल की कुछ बूंदें बांटें, और फिर तेल जलाशय को सीधे ग्लास स्लाइड पर तेल पर रखें। पूरी तरह से हेक्साडेकेन तेल के साथ तेल जलाशय भरें।

सुनिश्चित करें कि जलाशय उद्देश्य लेंस के ऊपर तैनात है। फिर इलेक्ट्रोड धारक को माइक्रोमैनीपुलेटर पर चढ़कर वर्तमान एम्पलीफायर के सिर चरण में प्लग करें। माइक्रोमैनीपुलेटर इलेक्ट्रोड लंबाई और विद्युत शोर को कम करता है।

फिर, कांच माइक्रोपिपेट धारक को दूसरे सिल्वर-सिल्वर-क्लोराइड वायर के साथ एक और माइक्रोमैनिपलेटर पर माउंट करें। माइक्रोमैनीपुलेटर्स का इस्तेमाल करते हुए इलेक्ट्रोड को ऐसी पोजिशन करें कि सिल्वर-सिल्वर क्लोराइड तारों के एगरेग्डेड टिप्स पूरी तरह से इसी तरह के वर्टिकल प्लेन में तेल जलाशय में डूबे हुए हैं । दो इलेक्ट्रोड को संरेखित करें और उन्हें कुछ मिलीमीटर से अलग करें।

लिपिड बाइलेयर बनाने के लिए, इलेक्ट्रोड को तेल चरण में लंबवत ले जाएं। प्रत्येक तारों पर लिपिड समाधान ए के 200 नैनोलीटर जमा करने के लिए माइक्रोपिपेट का उपयोग करें। पानी के तेल इंटरफेस पर होने के लिए सहज लिपिड मोनोलेयर असेंबली के लिए अनुमति देने के लिए तीन से पांच मिनट तक प्रतीक्षा करें।

यदि आसपास का तेल पर्याप्त रूप से कम घना है तो बूंदों में शिथिलता आ सकती है। उसके बाद, इलेक्ट्रोड को फिर से जलमग्न करने के लिए कम करें जब तक कि दोनों इलेक्ट्रोड के सिरों को तेल जलाशय के नीचे मुश्किल से स्पर्श न करें। फिर बाइलेयर बनाने के लिए, बूंदों को संपर्क में लाने के लिए इलेक्ट्रोड को क्षैतिज रूप से स्थानांतरित करें।

चुटकी, उन्माद, वर्तमान वोल्टेज संबंध प्राप्त करने के लिए, समाधान की बूंदों के साथ इकट्ठे हुए एक अलामेथिकिन मुक्त लिपिड झिल्ली के लिए त्रिकोणीय या साइनसॉयडल वोल्टेज वेवफॉर्म लागू करने के लिए एक फ़ंक्शन जनरेटर का उपयोग करें ए कई आवृत्तियों में प्रेरित वर्तमान प्रतिक्रिया रिकॉर्ड करें। इंटरफेशियल लिपिड बाइलेयर के आकार को रिकॉर्ड करने के लिए, या तो कंप्यूटर पर लिपिड झिल्ली के व्यास को मापें या झिल्ली के क्षेत्र की गणना करने के लिए 10 हर्ट्ज, 10 मिलीवोल्ट्स त्रिकोणीय लहर के परिणामस्वरूप चोटी से चोटी के वर्तमान आयाम को रिकॉर्ड करें। तारों को तेल के चरण से बाहर निकालकर उन बूंदों को हटा दें जिनमें कोई एलामेथिकिन नहीं होता है।

समाधान सी का उपयोग करके नई जलीय बूंदें जोड़ें और एक लिपिड बाइलेयर बनाएं। वर्ग तरंग वर्तमान आयाम के आधार पर, बूंदों के बीच संपर्क को समायोजित करने के लिए माइक्रोमैनीपुलेटर का उपयोग करें, जैसे कि बाइलेयर में पहले बने समान क्षेत्र होते हैं। फिर 10-हर्ट्ज और 10-मिलीवोल्ट्स वोल्टेज वेव फॉर्म लागू करें, और प्रेरित वर्तमान प्रतिक्रिया को पहले की तरह रिकॉर्ड करें।

कस्टम प्रोग्रामिंग सॉफ्टवेयर और एनालॉग वोल्टेज स्रोत का उपयोग करके पल्स प्रयोगों का संचालन करने के लिए, समय और समय पर विशिष्ट उच्च और निम्न आयामों के साथ वोल्टेज दालें उत्पन्न करें। लागू दालों के जवाब में वर्तमान रिकॉर्ड करें। वर्तमान बनाम वोल्टेज की साजिश एक अलामेथिकिन मुक्त लिपिड बाइलेयर के लिए एक वोल्टेज पूर्वाग्रह के आवेदन पर गैर शून्य वर्तमान प्रतिक्रिया से पता चलता है ।

0.017 हर्ट्ज जोड़ें, एक आवृत्ति जहां बाधा झिल्ली प्रतिरोध का प्रभुत्व है। अत्यधिक इन्सुलेट झिल्ली के लिए एक कम ओमिक वर्तमान प्रतिक्रिया दिखाई जाती है। एलामेथिकिन पेप्टाइड्स युक्त दो बूंदों के बीच गठित लिपिड बाइलेयर की साजिश 100 मिलीवोल्ट की प्रविष्टि सीमा से अधिक वोल्टेज पर तेजी से बढ़ती धाराओं को दर्शाती है।

उच्च वोल्टेज पर, लिपिड बाइलेयर की सतह पर रहने वाले एलामेथिकिन पेप्टाइड्स झिल्ली में डालते हैं और प्रवाहकीय छिद्रों बनाने के लिए कुल होते हैं। दोनों ध्रुवों पर सममित वर्तमान प्रतिक्रियाएं झिल्ली के विपरीत पक्षों से पेप्टाइड्स की अलग-अलग आबादी के सम्मिलन और एकत्रीकरण के कारण होती हैं। कैपेसिटिव करंट को कुल वर्तमान से घटाया जाना चाहिए ताकि केवल मेमेरिस्टिव, चुटकी वाले हिस्टीरेसिस वर्तमान-वोल्टेज प्रतिक्रिया प्राप्त की जा सके।

बायोमॉलिकुलर मेमैरस्टर बाद में वोल्टेज दालों के लिए प्रतिक्रिया पर समय के दौरान चालन में वृद्धि के साथ, रुक-रुककर प्रत्येक समय के दौरान एक इन्सुलेट राज्य बहाल करने के बावजूद । वर्तमान उत्तेजना और पूर्व उत्तेजनाओं दोनों वर्तमान वृद्धि में योगदान देते हैं। बाइलेयर बनाने के लिए दोनों बूंदों पर एकजुट मोनोलेयर उन्हें एक साथ लाने से पहले बनाना चाहिए।

यदि बूंदों को बहुत जल्दी एक साथ लाया जाता है, तो वे एकजुट हो जाते हैं और कोई बाइलेयर नहीं बनता है। अब हम ओआरएनएल में उच्च प्रदर्शन वाले सुपर कंप्यूटरों के नेटवर्क आत्मसात अनुकूलन द्वारा समर्थित झिल्ली-आधारित सिनेप्स द्वारा समर्थित ठोस राज्य न्यूरॉन्स से जुड़े ठोस राज्य न्यूरॉन्स से मिलकर डिजाइन और निर्माण, माइक्रोफ्लुइडिक बेस न्यूरल नेटवर्क डिजाइन और निर्माण कर रहे हैं। इन मेम्रिस्टर्स में सबसे पहले जैविक सिनेप्स की संरचना, संरचना, स्विचिंग तंत्र और आयन परिवहन होता है।

वे इस प्रकार मस्तिष्क की तरह कंप्यूटिंग और स्मृति को जोड़ने सुसज्जित एक जैव अणु आधार प्रदान करते हैं ।