सुखाने एयर नियंत्रण रेखा इंटरफेस पर Megamolecular बायोपॉलिमर्स के स्व-एकीकरण के लिए तरीके
Summary
सुखाने प्रेरित एयर तरल क्रिस्टलीय इंटरफेस पर megamolecular बायोपॉलिमरों के आत्म-एकीकरण के लिए एक विधि यहाँ प्रदान की जाती है। यह पद्धति न केवल बायोपॉलिमरों का स्थूल क्षमता को समझने के लिए, लेकिन यह भी जैव चिकित्सा और पर्यावरण क्षेत्रों में नरम सामग्री के लिए एक मूल्यांकन पद्धति के रूप में किया जाएगा।
Abstract
रहने वाले जीवों कि पानी का उपयोग हमेशा वातावरण में सुखाने से ग्रस्त हैं। के रूप में संवहनी बंडलों में पानी बढ़ रहा है और त्वचा की परतों में पानी मॉइस्चराइजिंग के मामलों में देखा उनकी गतिविधियों, जैव बहुलक आधारित सूक्ष्म और स्थूल संरचनाओं से प्रेरित हैं। इस अध्ययन में, हम जलीय तरल क्रिस्टलीय (नियंत्रण रेखा) सुखाने पर बायोपॉलिमरों से बना समाधान के प्रभाव का आकलन करने के लिए एक विधि विकसित की है। नियंत्रण रेखा बायोपॉलिमरों megamolecular वजन रूप में, हम पॉलीसैकराइड, cytoskeletal प्रोटीन, और डीएनए का अध्ययन करने के लिए चुना है। ध्रुवीकृत प्रकाश के तहत सुखाने के दौरान जैव बहुलक समाधान के अवलोकन milliscale आत्म एकीकरण अस्थिर एयर नियंत्रण रेखा इंटरफ़ेस से शुरू पता चलता है। जलीय नियंत्रण रेखा जैव बहुलक समाधान की गतिशीलता एक एक पक्ष खुला सेल से पानी evaporating द्वारा नजर रखी जा सकती है। पार ध्रुवीकरण प्रकाश का उपयोग कर लिया छवियों का विश्लेषण करके, यह orientational आदेश पैरामीटर में स्थानिक-लौकिक परिवर्तन पहचान करने के लिए संभव है। इसविधि विभिन्न क्षेत्रों में न केवल कृत्रिम सामग्री, लेकिन यह भी प्राकृतिक रहने के ऊतकों के लक्षण वर्णन के लिए उपयोगी हो सकता है। हम मानते हैं कि यह जैव चिकित्सा और पर्यावरण क्षेत्रों में नरम सामग्री के लिए एक मूल्यांकन पद्धति प्रदान करेगा।
Introduction
बायोपॉलिमरों के कठोर, छड़ के आकार का संरचनाओं पर ध्यान केंद्रित करके, गतिशील नरम सामग्री विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए इस्तेमाल किया गया है, polysaccharide biofilm मैट्रिक्स 1, "सक्रिय जैल" cytoskeletal प्रोटीन 2 से बना है, और वांछित आकार 3 की "डीएनए ओरिगेमी" भी शामिल है। संरचनात्मक गुणों को स्पष्ट करने के लिए कई रणनीतियों जैसे संचरण इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी, स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी, परमाणु शक्ति माइक्रोस्कोपी, और कोंफोकल प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोपी के रूप में, पता लगाया गया है। तथापि, क्योंकि इन तरीकों ज्यादातर एक सूखे या स्थिर राज्य में ही किया जाता है, यह मुश्किल के रूप में वास्तविक रहने वाले सिस्टम में देखा, स्थूल तराजू में गतिशील व्यवहार की व्याख्या करने के लिए है। हाल ही में, हम सफलतापूर्वक ध्रुवीकरण प्रकाश 4 के माध्यम से जलीय एयर नियंत्रण रेखा इंटरफेस पर बायोपॉलिमरों के गतिशील व्यवहार मनाया। उन्मुख संरचना के दृश्य के दौरान, जबकि जैव बहुलक सुखानेसमाधान, अस्थायी परिवर्तन अस्थिर एयर नियंत्रण रेखा इंटरफेस पर बायोपॉलिमरों के आत्म-एकीकरण का संकेत मिला।
यहाँ, हम ध्रुवीकृत वाद्ययंत्र का उपयोग एयर नियंत्रण रेखा इंटरफेस पर नियंत्रण रेखा जैव बहुलक समाधान के सूखने के लिए एक प्रोटोकॉल का वर्णन। के रूप में नियंत्रण रेखा चरण के अन्य विश्लेषण करने का विरोध किया है कि सुखाने 5, 6 पर विचार नहीं करते, सुखाने की प्रक्रिया के दौरान नियंत्रण रेखा गतिशीलता यहाँ एक पक्ष खुला सेल में तरल पदार्थ चरण के पार्श्व दृश्य में orientational आदेश पैरामीटर मूल्यांकन द्वारा जांच की गई । सेल वाष्पीकरण के संयोजन और ध्रुवीकरण के साधन एक नियंत्रित वाष्पीकरण दिशा के साथ स्थूल निगरानी के लिए अनुमति का उपयोग। इसके अलावा, यह adsorbed microdomains, जो आणविक भार, एकाग्रता, आदि से प्रभावित थे की क्रिस्टलीय संरचना पर ध्यान केंद्रित कर विधि की प्रभावशीलता को प्रदर्शित करने के द्वारा सुखाने रिकॉर्ड मान्य करने के लिए संभव हो गया था, सुखाने समर्थकइस तरह के पॉलीसैकराइड, सूक्ष्मनलिकाएं (एमटी), और डीएनए के रूप में कठोर रॉड आकार के साथ बुनियादी बायोपॉलिमरों, का उपकर, जांच की गई। क्योंकि वे megamolecular वजन के साथ श्रेणीबद्ध बड़े अणुओं के विशिष्ट उदाहरण हैं, और उनके आणविक बातचीत नियंत्रण रेखा राज्यों के रूप में उन्हें सक्षम हम इन बायोपॉलिमरों चुना है।
Protocol
Representative Results
Discussion
यह प्रेषित प्रकाश की तीव्रता बहुत कम होने की वजह से कभी-कभी मुश्किल के लिए कैमरा नमूना पर ध्यान केंद्रित किया गया था। ऐसे मामलों में, मंच पर एक विस्तारित पारदर्शी प्लास्टिक फिल्म रखकर फोकस की व्यवस्था …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम अनुदान सहायता युवा वैज्ञानिकों (16K17956) शिक्षा मंत्रालय, संस्कृति, खेल, विज्ञान और जापान की प्रौद्योगिकी, क्योटो Technoscience केंद्र, और अनुसंधान और विकास के लिए Mitani फाउंडेशन की ओर से के लिए द्वारा समर्थित किया गया।
Materials
| sacran | Green Science Materials Inc., Japan | From Aphanothece sacrum. Mw = 1.9 × 107 g mol-1 |
|
| xanthan gum | Taiyo Kagaku Co., Japan | Neosoft XC | From Xanthomonas campestris. Mw = 4.7 × 106 g mol-1 |
| tubulin | Cytoskeleton, Inc., USA | T240 | From porcine brain. |
| GpCpp | Jena Bioscience, Germany | NU405L | |
| piperazine-N,N′-bis(2-ethanesulfonic acid) | Sigma-Aldrichi, Co. LLC. | P6757-500G | PIPES |
| ethylene glycol-bis(β-aminoethyl ether)-N,N,N',N'-tetraacetic acid | Dojindo Molecular Technologies, Inc. | 342-01314 | EGTA |
| MgCl2-6H2O | Wako Pure Chemical Industries, Ltd. | 135-15055 | |
| KOH | Wako Pure Chemical Industries, Ltd. | 162-21813 | pellet |
| DNA | Sigma-Aldrich, Co. LLC. | D1626 | From salmon testes. Mw = 1.3 × 106 Da (~2000 bp) |
| Tris-EDTA buffer solution | Sigma-Aldrich, Co. LLC. | T9285-100ML | 10 mM Tris, pH 8.0, with 1 mM EDTA |
| slide glass | Matsunami Glass Ind., Ltd., Japan | S1111 | |
| silicon rubber sheet | Asone Co. | 6-611-32 | Thickness: 1 mm |
| centrifuge | Beckman-Coulter, Inc., USA | Avanti J-25 | equipped with a JA-20 rotor |
| light source | Sumita Optical Glass, Inc., Japan | LS-LHA | |
| light guide | Sumita Optical Glass, Inc., Japan | GF7.2-1-L1500R-M80 (AAAR-015M) | 80 mm × 80 mm |
| halogen lamp | Ushio Inc., Japan | JCR 15V150WBN | |
| polarizer | Luceo, Co.,Ltd. | POLAX-42S | 40 x 80 x 2t (45˚) |
| holder | Sigmakoki, Co.,Ltd. | KMH-80 | |
| sample stage | Sigmakoki, Co.,Ltd. | TARW-25503L | |
| sample holder | Sigmakoki, Co.,Ltd. | SHA-25RO | |
| rod | Sigmakoki, Co.,Ltd. | ROU-12-40 | |
| posts holder | Sigmakoki, Co.,Ltd. | RS-6-40 | |
| posts holder | Sigmakoki, Co.,Ltd. | RS-12-60 | |
| posts holder | Sigmakoki, Co.,Ltd. | RS-12-80 | |
| posts holder | Sigmakoki, Co.,Ltd. | RS-12-130 | |
| carrier | Sigmakoki, Co.,Ltd. | CAA-25LS | |
| camera holder | Sigmakoki, Co.,Ltd. | CMH-2 | |
| medium optical rail | Sigmakoki, Co.,Ltd. | OBA-500SH | |
| lenstube | Tomytech, BORG | lenstube BK | 80φ, L25 mm |
| lenstube | Tomytech, BORG | lenstube BK | 80φ, L50 mm |
| multiband | Tomytech, BORG | 80φ | |
| V plate | Tomytech, BORG | V plate 60S | |
| plate holder | Viexen, Co.,Ltd. | plate holder SX | |
| EOS Kiss X7i | Canon Inc., Japan | 8594B001 | with a standard zoom lens, EFP 18-55 mm |
| photographic software | Canon Inc., Japan | EOS Utility | |
| PC | Microsoft | Surface | |
| polarization microscope | Olympus | BX51 | |
| first order retardation plate | Olympus | U-TP530 | λ = 530 nm |
| CCD camera | Olympus | DP80 | |
| photographic software | Olympus | cellSens Standard | |
| Java-based image processing program | the National Institutes of Health | ImageJ |
References
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