February 4th, 2013
冰结合蛋白(IBPS),也被称为抗冻蛋白,抑制冰的生长及组织的冷冻保存中使用的是一个有希望的添加剂。调查IBPS使用的主要工具是纳升渗压计。我们开发了一个设计的冷却阶段安装在光学显微镜和控制使用一个自定义内置的LabVIEW常规。这里所描述的纳升渗压计在一个超灵敏的操纵样品的温度。
该程序的目的是测量冰结合蛋白和其他影响冰生长的材料的热滞后。这是通过首先创建一个具有窄开口的毛细管并吸出一滴蛋白质溶液来实现的。然后将装有样品的毛细管置于温控台上。
第二步是通过将溶液冷却到低温来冻结溶液,以便将冰引入液滴中。接下来,液滴是温暖的,以融化大部分冰。以保持单晶中的下降。
最后一步是再次冷却冰,直到它开始快速生长。最终,视频显微镜分析用于计算熔化温度和冻结温度之间的差异,用于热滞后测定,以及确定冰晶形状和测量冰的生长速度。与现有方法相比,我们开发的实验室对照 Nanoliter SM 的主要优点是可以准确和重复地进行非常长或非常快速的测量。
这种方法可以帮助回答 ice 结合蛋白领域的关键问题,例如 ther 的时间依赖性。首先,准备用于溶液注射的玻璃毛细管。使用毛细管拉拔器从玻璃毛细管中制备带有细孔的尖锐移液器。
应通过使空气通过毛细管以获得细小的冒泡水来验证开口的大小。准备毛细管,使开口几乎被堵塞,但足够开放以允许形成亚毫米气泡。如果毛细管闭合,请轻轻按压或刮擦含水管壁,从而打破其边缘,从而打开毛细管。
通过在两个盖玻片之间放置干燥剂右干燥剂颗粒来制造双层盖玻片组件。胶。盖子与热胶枪一起滑落。双层盖玻片允许样品观察,而不会在盖玻片表面凝结水分。
要准备冷却台,请将冷却台的水流入口和出口连接到直径为 4 毫米。Gon 管将水流入口管连接到水泵。将直径为 4 毫米的 tigon 管连接到冷却台的入口,以输送已干燥的干燥空气。
使用在线干燥冰柱,作空气泵和水泵。请注意,冷却元件不应在没有散热器的情况下运行。打开温度控制器、相机和实验室视图例程。
开始样品制备时,将 3 到 4 微升的浸油滴放在直径为 7 毫米的铜盘的背面,并在铜盘上钻出 500 微米的孔。将铜盘放在冷却台上,浸油面朝下。将毛细管的钝边连接到直径为 0.7 毫米的 tigon 管。
在另一端连接到一个 2 毫升玻璃注射器。将玻璃毛细管缓慢插入准备好的冰结合蛋白或 IBP 样品管中,然后拉动玻璃注射器,直到玻璃毛细管中含有 0.1 μL 蛋白质溶液。通过实验室视图软件开始视频录制。
将填充玻璃毛细管的锋利边缘插入冷却台上铜盘上的一个孔中。通过显微镜观察时,用玻璃毛细管尖端非常小心地穿透浸油层。按压玻璃注射器,输送少量蛋白质溶液,形成 200 微米的液滴。
用双层盖玻片组件盖住冷却台上的孔。按下冷却按钮并将温度设置为零下 40 摄氏度。最初,溶液液滴在低温下会变得透明,通常在零下 30 摄氏度至零下 35 摄氏度的温度范围内。
液滴会改变颜色,表示溶液在样品冻结后立即被冻结。慢慢升高温度,直到大块冰开始融化。为了避免温度过高,可能导致样品完全融化,必须逐渐升高温度,切换到 50 倍物镜,并通过调节温度开始融化冰。
这种调整是交互式的,最后的步骤通常使用 0.002 摄氏度的小温度步骤进行,继续熔化,直到留下单个晶体。晶体的最终尺寸应在 10 微米左右。熔化停止的最高温度被确定为熔点,并在后面的视频分析阶段准确确定。
接下来,将温度设置为低于晶体熔点的百分之几摄氏度,并延迟 10 分钟开始升温,根据需要调整升温速率。在此期间,晶体将在 10 分钟的曝光时间完成后暴露在 ips 中,温度将在实验室视图程序的控制下自动降低。随着温度的降低观察晶体形状。
在某些时候,可能会观察到冰晶的突然爆发。发生这种情况的温度称为晶体爆温。使用视频分析确定准确的熔点和爆破温度。
首先,通过使用视频分析,找到准确的熔点。回想一下,熔化停止的最高温度被确定为熔点。在电子表格程序中记录此熔点。
然后确定准确的晶体爆裂温度并记录下来。熔点与凝固点或晶体爆裂温度之间的差值是 IBP 溶液的热滞后活性。要开始测量随时间变化的 TH 活度,请将冰融化,直到晶体形成后单个晶体保持原样。
根据需要设置斜坡的延迟时间,然后打开斜坡例如,这里的延迟时间设置为一分钟。温度将以固定速率自动降低。一旦斜坡延迟时间过去,记录晶体爆裂发生的温度。
计算曝光时间,即晶体形成和晶体爆裂之间的时间。对不同的延迟时间重复实验,并将 TH 活性绘制为曝光的函数。评估 TH 活动的时间依赖性的时间。
纳升 OSM 监测仪实现的精确温度控制对于准确测量 TH 活性和 th 时间依赖性至关重要。冰晶在溶液中暴露于 IPS 的时间定义为从晶体形成到冰在晶体周围突然生长的时间段。ICE 晶体暴露于 IPS 的时间对 TH 活性产生了关键影响。
短时间的 IBP 暴露在 MP I-B-P-G-F-P 溶液中产生低 TH 活性。TH 活性随着 IBP 暴露时间的增加而增加,直到在较高 IBP 浓度下 IBP 暴露 4 分钟时达到平台期。在更短的时间内达到平台荧光显微镜与利用类似 Love View 控制阶段的微流体设备相结合可用于回答其他问题,例如冰结合蛋白在冰晶表面的积累。
看完这个视频后,我们应该对如何进行热 STERIS 测量来评估冰结合蛋白的活性有一个很好的了解。
本研究使用定制的纳升渗透压计来研究冰结合蛋白(IBPs)的热滞后性。该方法允许精确控制温度,以分析蛋白质溶液中的冰的生长和融化行为。