وترد الإجراءات تلفيق لايون لانثانيدات استجابة عالية مغناطيسيا خالب بوليموليكولار التجميعات. الاستجابة المغناطيسية يمليها حجم الجمعية، التي هي مصممة بقذف من خلال الأغشية نانوبوري. الجمعيات اليجنابيليتي مغناطيسي والتغيرات الهيكلية الناجمة عن الحرارة تخضع مقاييس إنكسار مزدوج، تقنية مجانية للرنين المغناطيسي النووي وتشتت النيوترونات زاوية صغيرة.
بيسيليس تجميعات الانضباطي القرص مثل بوليموليكولار التي تكونت من مجموعة كبيرة ومتنوعة من خليط الدهن. تطبيقات تتراوح من غشاء بروتين الدراسات الهيكلية بالرنين المغناطيسي النووي (الرنين المغناطيسي النووي) للتطورات نانوتيتشنولوجيكال بما في ذلك تشكيل الهلام نشطة ضوئياً ومغناطيسيا للتحويل. هذه التكنولوجيات تتطلب مراقبة ارتفاع حجم الجمعية والاستجابة المغناطيسية والمقاومة الحرارية. خليط من 1، 2-ديميريستويل-sn-جليسيرو-3-phosphocholine (دمبك) وبه أيون لانثانيدات (Ln3 +) خالب فسفوليبيد المتقارن، 1، 2–ديميريستويل-تريامينيبينتاسيتاتي-جليسيرو-3-والرمات-ايثانولامين-الغلايكول (sn دمبيدتبا)، التجمع في الجمعيات استجابة عالية مغناطيسيا مثل دمبك/دمب-دتبا/Ln3 + (المولى نسبة 4:1:1) بيسيليس. مقدمة من نسبة الكولسترول في الدم (شول-OH) ومشتقات الستيرويد في نتائج بلير في مجموعة أخرى من الجمعيات توفر الخصائص الفيزيائية-الكيميائية الفريدة. لتكوين دهن معين، اليجنابيليتي المغناطيسي يتناسب مع حجم بسيلي. كومبليكسيشن Ln3 + النتائج في الردود المغناطيسي لم يسبق لها مثيل من حيث الحجم والمحاذاة اتجاه. الحرارية-عكسها انهيار هياكل شبيهة بالقرص إلى حويصلات عند التسخين يسمح للخياطة لإبعاد الجمعيات بقذف من خلال مرشحات الغشاء مع أحجام مسام المعرفة. يتم إعادة إنشاء بيسيليس النابل مغناطيسيا بالتبريد إلى 5 درجات مئوية، أسفر عن أبعاد الجمعية تعرف حويصلة والسلائف. هنا، هو تفسير هذا الإجراء تلفيق وهو كمياً اليجنابيليتي المغناطيسي للجمعيات بقياسات إنكسار مزدوج تحت حقل مغناطيسي تي 5.5. كذلك تمكن الإشارة إنكسار مزدوج، منشؤها بلير فسفوليبيد، رصد بوليموليكولار التغييرات التي تطرأ بلير. هذه التقنية البسيطة مكملة لتجارب الرنين المغناطيسي النووي التي تستخدم عادة لوصف بيسيليس.
بيسيليس هي بوليموليكولار القرص مثل التجميعات التي تم الحصول عليها من العديد دهن المزائج. 1 , 2 , 3 , 4 , 5 أنها تستخدم على نطاق واسع لتوصيف الجزيئات الحيوية الغشاء الهيكلي بالتحليل الطيفي الرنين المغناطيسي النووي. 6 , 7 ولكن الجهود التي بذلت مؤخرا تهدف إلى توسيع مجال التطبيقات الممكنة. 5 , 8 , 9 أهم درس بيسيلي وتتألف من خليط من 1، 2-ديميريستويل-sn-جليسيرو-3-phosphocholine (دمبك)، التي تشكل الجزء مستو من الجمعية العامة، و 1، 2-ديهيكسانويل-sn-جليسيرو-3-phosphocholine (DHPC) فسفوليبيد تغطي الحافة. 1 , 2 , 3 هندسة جزيئية فوسفوليبيدات يؤلف بلير إملاء بنية هيكل بوليموليكولار الذاتي تجميعها. 4 , 5 استبدال DHPC مع دتبا دمب يولد أنظمة بسيلي استجابة عالية مغناطيسيا والانضباطي. 10 , 11 دمبك/دمب-دتبا/Ln3 + (المولى نسبة 4:1:1) بيسيليس المنتسبين مع العديد من أيونات لانثانيدات باراماجنيتيك أكثر (Ln3 +) على السطح لبلير، أسفر عن استجابة مغناطيسية معززة. 10 علاوة على ذلك، الاستعاضة عن الجزيئات DHPC للذوبان في الماء مع دمب-دتبا/Ln3 + يتيح تشكيل بيسيليس المقاوم للتخفيف. 11
اليجنابيليتي المغناطيسي للجمعيات بوليموليكولار مستو تمليه على الطاقة المغناطيسية عموما،
(1)
حيث B هو قوة الحقل المغناطيسي، ن المستمر، المغناطيسي عدد التجميع و
تباين قابلية دياماجنيتيك الجزيئية الدهون يؤلف في بيلايير. ولذلك، مصمم خصيصا استجابة دمبك/دمبي-دتبا/Ln3 + بيسيليس للحقول المغناطيسية بحجمها (n العدد الكلي) و Δχ تباين قابلية دياماجنيتيك الجزيئية. ويتحقق هذا الأخير سهولة بتغيير طبيعة Ln الكلاب3 +. 12 , 13 , 14 , 15 إدخال نسبة الكولسترول في الدم (شول-OH) أو مشتقات ستيرويد أخرى في بيلايير يتيح إمكانية ضبط n العدد الكلي و Δχ قابلية مغناطيسية للجمعيات. 11 , 16 , 17 , 18 , 19 لتكوين دهن معين، تتضمن التجميعات أكبر الدهون أكثر قادرة على الإسهام في هماج (n عدد أكبر تجميعية)، أسفر عن الأنواع اليجنابل أكثر. على سبيل المثال، حجم دمبك/DHPC بيسيليس، يسيطر تقليديا من خلال الاستغلال الأمثل لتركيز الدهن يؤلف نسبة أو مجموعة. 20 , 21 , 22 على الرغم من أن هذا أمر ممكن في دمبك/دمبي-دتبا/Ln3 + بيسيليس، تحولها عكسها الحرارية من بيسيلي إلى حويصلات عند تدفئة العروض إضافة خيارات للخياطة. يعني الميكانيكية مثل قذف من خلال مرشحات غشاء يسمح تشكيل الحويصلات. يتم إعادة إنشاء بيسيليس اليجنابل مغناطيسيا عند التبريد إلى 5 درجة مئوية وهي تملي أبعادها من السلائف حويصلة. 11 هيرين، نحن نركز على إمكانات التصنيع الميكانيكي الإجراءات مع دمبك/دمبي-دتبا/Tm3 + (المولى نسبة 4:1:1) أو دمبك/تشول-أوه/دمبي-دتبا/Tm3 + (نسبة المولى 16:4:5:5) كالنظم المرجعية. وتعمل العملية المثل عند العمل مع سائر Ln3 + من الخرائط المواضيعية3 +. مجموعة واسعة من الإمكانيات التي تتيحها هذه التقنيات وأبرزت في الشكل 1 ونوقشت باستفاضة في أماكن أخرى. 23
رقم 1: نظرة عامة التخطيطي الإجراءات الممكن تصنيع. درس مغناطيسيا النابل Ln3 + شيلاتينغ بوليموليكولار التجميعات مؤلفة من أما دمبك/دمب-دتبا/Tm3 + (المولى نسبة 4:1:1) أو دمبك/تشول-أوه/دمب-دتبا/Tm3 + (نسبة المولى 16:4:5:5). الفيلم الدهن الجاف هو رطب مع عازلة فوسفات 50 مم في قيمة الرقم الهيدروجيني 7.4 وتركيز الدهون الإجمالية 15 ملم. ترطيب فعال للفيلم الدهن يتطلب أما تجميد ذوبان دورات (قدم) أو تدفئة وتبريد دورات (ح & ج). ح & ج دورات ضرورية لتجديد عينات بعد تجميد الماضي ذوبان خطوة، أو لتجديد عينات أبقى مجمدة على مدى فترة طويلة من الزمن إذا كانت ستستخدم دون مزيد من الإقصاء. وتناقش هذه الخطوات على نطاق واسع من إيسابيتيني وآخرون. وتتحقق 23 بوليموليكولار اليجنابل أقصى التجميعات، تسليم أبنية الجمعية مختلفة استناداً إلى تكوين الدهن. حجم بيسيلي واليجنابيليتي المغناطيسي الانضباطي بقذف (تحويله) من خلال مرشحات غشاء نانوبوري. حسبت عوامل بمحاذاة قدمو من زاوية صغيرة في 2D النيوترون نثر (SANS) أنماط دمبك/تشول-أوه/دمبي-دتبا/Tm3 + (نسبة المولى 16:4:5:5) عينة مقذوف من خلال 800، 400، 200، أو 100 المسام شمال البحر الأبيض المتوسط. بلا قياسات هي وسيلة مكملة للتحديد الكمي للمحاذاة بيسيلي التي لن تكون مشمولة بمزيد من التفصيل هنا. 11 , 16 Aو تتراوح بين-1 (التشتت النيوتروني موازية أو المحاذاة العمودية بيسيليس فيما يتعلق باتجاه المجال المغناطيسي) إلى 0 لنثر الخواص.الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
ودرست بنية بيسيليس على نطاق واسع بمجموعة واسعة من تقنيات الوصف. 13 تم كمياً محاذاة بيسيليس المعرضة لمجال المغناطيسي باستخدام مطيافية الرنين المغناطيسي النووي أو زاوية صغيرة النيوترون تجارب نثر (بلا). 5 , 10 , 11 , 12 , 13 , 16 , 17 , 18 , 19 , 24 , 25 لكن التحول وتوسيع قمم الرنين المغناطيسي النووي تحدث حضور Ln3 + قيود خطيرة على الأسلوب. 15 , 26 , 27 , 28 “بلا على الرغم من أن” التجارب لا تعاني من هذا القيد، بديلة وتقنيات أكثر يسرا ومن المستصوب للقياس الكمي الروتينية لمحاذاة مغناطيسيا مستحث التجميعات في الحل. إنكسار مزدوج القياسات بديلاً صالحاً وبسيطة نسبيا. المثل تكشف قياسات إنكسار مزدوج لتجارب الرنين المغناطيسي، معلومات قيمة بشأن ترتيبات جديدة الدهن والدهن المراحل التي تحدث في بلير. وعلاوة على ذلك، يتم رصد التحولات الهندسية التي تحدث في الجمعية بوليموليكولار مع تغير الظروف البيئية مثل درجة الحرارة. 11 , 12 , 13 , 16 Δn′ مغناطيسيا مستحث إنكسار مزدوج، قد استخدمت لدراسة مختلف أنواع النظم فسفوليبيد. 13 , 29 , 30 مقاييس إنكسار مزدوج استناداً إلى تقنية التحوير المرحلة في مجال المغناطيسي وسيلة فعالة للكشف عن اتجاه بيسيليس. 12 , 16 , 18 , 29 , 31 , 32 إمكانية التحقيق بيسيليس مع إنكسار مزدوج في الحقول المغناطيسية عالية تصل إلى 35 ر كما تجلى ليبي M. et al. 13
عندما يدخل الضوء المستقطبة مادة متباين، سوف يتخلله في موجه العادية وغير العادية. 11 دفعتين بسرعات مختلفة وهي تحول في المرحلة قبل δ التخلف العقلي. يتم قياس درجة التخلف العقلي δ وتحويلها إلى إشارة إنكسار مزدوج لقياس درجة تباين في استخدام المواد
(2)
حيث λ هو طول موجه بالليزر ومد هو سمك العينة. فوسفوليبيدات بصريا متباينة، وعلى المحور البصري يتزامن مع محاورها الجزيئية منذ وقت طويل، موازية لذيول الهيدروكربونية. 11 , 12 التخلف العقلي لا يقاس إذا هي الموجه فوسفوليبيدات عشوائياً في الحل. يتم قياس التخلف العقلي عند محاذاة فوسفوليبيدات موازية لبعضها البعض. إنكسار مزدوج مغناطيسيا مستحث يمكن أن يكون علامة إيجابية أو سلبية تبعاً لاتجاه الجزيئات في المجال المغناطيسي؛ انظر الشكل 2. فوسفوليبيدات الانحياز موازية للمحور السيني سيؤدي إلى صورة سلبية
، في حين أن تسفر تلك المنحازة على طول محور ع إيجابية
. ويلاحظ لا إنكسار مزدوج المحور البصري عندما تتزامن مع اتجاه انتشار الضوء كما فسفوليبيد محاذاة موازية للمحور الصادي.
الشكل 2: محاذاة فوسفوليبيدات وعلامة المقابلة لانكسار مزدوج مغناطيسيا مستحث . علامة قياس
يعتمد على اتجاه فسفوليبيد في المجال المغناطيسي. تشير الخطوط المتقطعة إلى المحور البصري للجزيء. الضوء هو الاستقطاب في 45°، وتنتشر في اتجاه y. المجال المغناطيسي ب في الاتجاه z. وقد تم تعديل هذا الرقم من م. ليبي. 11 الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
في حالة وقف الغروية الخواص بيسيليس، سيتم اتجاه المستحث بترتيب فوسفوليبيدات في بيلايير فقدان، التصفير δ التخلف العقلي. كما يجب محاذاة بيسيليس بغية توجيه فوسفوليبيدات بصريا النشطة في ما بيلاييرس، مما تسبب في δ التخلف العقلي ضوء الاستقطاب. ونتيجة لذلك، إنكسار مزدوج أداة حساسة لقياس المغناطيسية اليجنابيليتي من الجمعيات بوليموليكولار. بيسيليس محاذاة خط عمودي على المجال المغناطيسي سوف تسفر عن إيجابية ، في حين أن تلك الانحياز مواز سوف تسفر عن سلبية
. العلامة يعتمد على المواءمة بين الإعداد وقد راجعت مع عينة مرجعية.
عرض مفصل لكيفية استخدام مقاييس إنكسار مزدوج في تركيبة مع بلا تجارب لتقييم الطرق لتوليد استجابة عالية مغناطيسيا Ln3 + خالب فوسفوليبيدات الجمعيات في إيسابيتيني et al. 23 البروتوكولات تلفيق المقترحة تنطبق أيضا للجمعيات التي تتألف من فوسفوليبيدات إثيوبية ودب دتبا أطول أو …
The authors have nothing to disclose.
يعترف الكتاب “مؤسسة العلوم الوطنية السويسرية” لتمويل سمهاردبي (المشروع رقم 200021_150088/1). وأجريت تجارب بلا مصدر النيوترون النيترونات السويسرية سينك، معهد بول شيرر، فيليجين، سويسرا. يشكر المؤلفون ترحيبا حارا الدكتور يواكيم كوهلبريتشير لقيادته مع التجارب بلا. إعداد قياس إنكسار مزدوج تحت المجالات المغناطيسية عالية مستوحاة من الإعداد الموجودة في عالية-الحقل المغناطيسي مختبر هفمل، نيجميجن، هولندا. ونحن نشكر فيستر برونو لمساعدته في تطوير إلكترونيات الإعداد إنكسار مزدوج، يان كورسانو ودانيال كييتشل لبناء أطر تسمح بالمحاذاة الدقيقة والسطحية من الليزر، والدكتور برنهارد كولر للدعم التقني المستمر.
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 |