Este trabajo fue apoyado por la subvención-en-Ayudas para jóvenes científicos (16K17956) del Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología de Japón, La Tecnociencia Centro de Kyoto, y la Fundación Mitani de Investigación y Desarrollo.

1. Instrumentos <ol><li> dispositivo de polarización <ol><li> Para construir un dispositivo de polarización, proporcionar una fuente de luz con una lámpara halógena, una guía de luz, polarizadores, una etapa de ejemplo, un carril de óptica, la varilla se encuentra, y una cámara digital reflex de lente única (véase la Figura 1C y Lista de Materiales para la polarización piezas del dispositivo). </li></ol></li></ol> 2. Preparación de la solución de biopolímero <ol><li> soluciones de polisacáridos <ol><li> Disolver sacran 7 (0,5 g) en agua pura (100 ml) por agitación a ~ 80 ° C durante más de 12 h. Durante la disolución, cubrir el recipiente con una envoltura de plástico para evitar la evaporación. Preparar una solución acuosa de goma de xantano de la misma manera. </li><li> Enfriar las soluciones a ~ 25 ° C para obtener soluciones acuosas 0,5% en peso. </li><li> Centrifugar la solución sacran para eliminar las impurezas (48.400 xg, 4 ° C, 1 h, 3 timES). </li></ol></li><li> solución MT <ol><li> Preparar una solución de tubulina 0,5% en peso (1 ml) en un tampón Britton-Robinson (80 mM piperazina N, N &#39;-bis (ácido 2-etanosulfónico) (tuberías); 1 mM de ácido etilenglicol-bis (éter β-aminoetil) - N, N, N &#39;N&#39; tetraacético (EGTA), y 5 mM de MgCl2, pH 6.8) en hielo 8. </li><li> Utilice solución tubulina 0,5% en peso (50! L) y guanosina-5&#39; - [(α, β) -methyleno] trifosfato (GpCpp) (5 l) para preparar una solución de tubulina GpCpp que contiene (50! L). Incubar a 37 ° C durante 3 h para obtener un núcleo MT estable. NOTA: El papel de GpCpp es apoyar la formación de MT y para suprimir completamente la despolimerización de MT a la tubulina. </li><li> Mezclar la solución al 0,5% en peso de la tubulina (950! L) y la solución de tubulina GpCpp que contiene (50! L) a ~ 25 ° C durante 1 día para obtener una solución estable MT 0,5% en peso. </li></ol></li><li> solución de ADN<ol><li> Preparar una solución de ADN 0,5% en peso (1 ml) en solución tampón Tris-EDTA (Tris 10 mM, pH 8,0, con EDTA 1 mM). </li></ol></li><li> Mantener las soluciones de muestra biopolímero 0,5% en peso a 25 ° C para el experimento de secado. </li></ol> 3. Los experimentos de secado y la observación bajo luz polarizada-Cruz <ol><li> Soluciones en una célula con un lado abierto (Figura 1A) <ol><li> Cortar una lámina de silicio (ver Lista de Materiales) en una forma apropiada con un espesor de 1 mm (dimensión interior de 5-15 mm, 1 mm, y ~ 20 mm; Figura 1A). <ol><li> Montar una célula con un lado abierto compuesto por un separador de silicio con dimensión interior de 5-15 mm, 1 mm, y ~ 20 mm y dos portaobjetos de vidrio no modificadas (76 mm x 1 mm x 26 mm). Fijar ambos lados de la célula con clips dobles con antelación para mantener la solución de muestra se escape. </li></ol></li><li> Añadir lentamente cada uno de la solución de biopolímero 0,5% en peso (100-300 l) utilizando un 1-mm pipeta ~ de tamaño de poropunta te a cada célula a ~ 25 ° C. Eliminar burbujas de aire de las células usando una aguja de jeringa. </li><li> Colocar las células en un horno con un circulador de aire a 60 ° C bajo presión atmosférica durante la evaporación; la dirección de evaporación es opuesta a la de la gravedad. </li></ol></li><li> Observaciones bajo luz polarizada cruzada (Figura 1B-1C) <ol><li> Proporcionar luz directamente visible a través de una lámpara halógena de 100 W con una fuente de luz de superficie plana en un área amplia (80 mm x 80 mm). Ajuste los polarizadores a 45 ° y 135 ° utilizando los soportes (Figura 1C). </li><li> Fijar las posiciones de la fuente de luz, polarizadores, etapa de la muestra, y la cámara utilizando un carril óptico y soportes de varilla (Figura 1C). Coloque la etapa de la muestra entre los dos polarizadores (la distancia entre los polarizadores debe ser ~ 5 cm). Coloque la cámara ~ 20 cm de la etapa de la muestra para permitir el enfoque. </li><li> A tiempos dados, colocar las muestras de la etapa 3.1.3 entre la polarizers en el escenario paralelo al plano XZ y cubrir el dispositivo con una cortina de negro; el dispositivo real se muestra en la Figura 1C. </li><li> Fotografiar las muestras a través de polarizadores lineales cruzados utilizando una cámara réflex digital con un objetivo zoom estándar (ver Lista de Materiales). Controlar los ajustes de la cámara, como la distancia focal, el uso de programas informáticos (ver Lista de Materiales). </li></ol></li><li> Análisis espacio-temporal de la intensidad de luz transmitida (Figura 1C) <ol><li> Para evaluar el cambio del parámetro de orden de orientación en el proceso de secado, recoger fotografías por hora durante 24 h. </li><li> Medir la intensidad de la luz transmitida a lo largo de la línea central en la dirección Z como un valor de gris utilizando un programa de procesamiento de imágenes (por ejemplo, ImageJ). </li><li> Trazar la curva del valor de gris como una función de la distancia desde el lado abierto superior. </li></ol></li><li> Las observaciones microscópicas bajo ligh de polarización cruzadat (Figura 1D) <ol><li> Para comprobar los métodos, realizar observaciones microscópicas con un microscopio de polarización equipado con una cámara CCD 9. Mantenga una placa de retardo de primer orden en la trayectoria luminosa. Controlar las condiciones para las fotos usando un software de PC. </li></ol></li></ol>

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	<li>Flemming, H. -. C., Wingender, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+biofilm+matrix.">The biofilm matrix.</a> Nat. Rev. Microbiology. 8 (9), 623-633 (2010).</li><li>Osada, Y., Kawamura, R., Sano, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Hydrogels of cytoskeletal proteins. , (2016).</li><li>Rothemund, P. W. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Folding+DNA+to+create+nanoscale+shapes+and+patterns.">Folding DNA to create nanoscale shapes and patterns.</a> Nature. 440, 297-302 (2006).</li><li>Okeyoshi, K., Okajima, M. K., Kaneko, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Milliscale+self-integration+of+megamolecule+biopolymers+on+a+drying+gas-aqueous+liquid+crystalline+interface.">Milliscale self-integration of megamolecule biopolymers on a drying gas-aqueous liquid crystalline interface.</a> Biomacromolecules. 17 (6), 2096-2103 (2016).</li><li>De Gennes, P. G., Prost, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The physics of liquid crystals. , (1993).</li><li>De Gennes, P. G., Brochard-Wyart, F., Quere, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Capillarity and wetting phenomena: drops, bubbles, pearls, waves. , (2003).</li><li>Okajima, M. K., Kaneko, D., Mitsumata, T., Kaneko, T., Watanabe, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cyanobacteria+that+produce+megamolecules+with+efficient+self-orientations.">Cyanobacteria that produce megamolecules with efficient self-orientations.</a> Macromolecules. 42 (8), 3058-3062 (2009).</li><li>Okeyoshi, K., Kawamura, R., Yoshida, R., Osada, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermo-+and+photo-enhanced+microtubule+formation+from+Ru(bpy)32+-conjugated+tubulin.">Thermo- and photo-enhanced microtubule formation from Ru(bpy)32+-conjugated tubulin.</a> J. Mater. Chem. B. 2, 41-45 (2014).</li><li>Matsuo, E. S., Tanaka, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+of+discontinuous+volume-phase+transition+of+gels.">Kinetics of discontinuous volume-phase transition of gels.</a> J. Chem. Phys. 89, 1695-1703 (1988).</li><li>Okajima, K., Mishima, R., Amornwachirabodee, K., Mitsumata, T., Okeyoshi, K., Kaneko, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anisotropic+swelling+in+hydrogels+formed+by+cooperatively+aligned+megamolecules.">Anisotropic swelling in hydrogels formed by cooperatively aligned megamolecules.</a> RSC Adv. 5, 86723-86729 (2015).</li><li>Joshi, G., Okeyoshi, K., Okajima, M. K., Kaneko, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Directional+control+of+diffusion+and+swelling+in+megamolecular+polysaccharide+hydrogels.">Directional control of diffusion and swelling in megamolecular polysaccharide hydrogels.</a> Soft Matter. 12, 5515-5518 (2016).</li></ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

A veces era difícil para la cámara enfocar la muestra debido a la intensidad de la luz transmitida es demasiado baja. En tales casos, la colocación de una película de plástico transparente extendida en el escenario ayudó a organizar el foco. La limitación de la resolución observable era dependiente de la lente de la cámara, ~ 10 micras en este caso. La limitación observable del espesor de la muestra, Dy, era dependiente de la intensidad de luz máxima de la lámpara, ~ 10 mm en este caso. La ventaja del dispositivo mostrado en la figura 1B es que permite lateral ver fotos de la muestra que deben tomarse durante el proceso de secado. La observación puede llevar a cabo sin depender del plano horizontal, que se utiliza en los microscopios típicos. Al estar la célula con un lado abierto durante los experimentos de secado, la dirección de la evaporación se regula y en la dirección opuesta de la gravedad. Control de la vista lateral también permite el cálculo de la rata de secadoe 4. En el futuro, mediante la colocación de temperatura y humedad reguladores en el escenario de muestra del dispositivo, será posible controlar automáticamente los cambios temporales en el parámetro de orden de orientación. Por otra parte, un equilibrio en la configuración para controlar el cambio de peso ayudaría a la estimación de la concentración. Este método también podría ser usado para aclarar el proceso anisotrópico hinchazón de polisacárido hidrogeles 11, 12. Por tanto, sería posible controlar los cambios estructurales de los actuadores suaves.

Al centrarse en las estructuras rígidas, en forma de barra de biopolímeros, materiales blandos dinámicas se han usado para diversas aplicaciones, incluyendo matrices de polisacárido de biopelícula 1, &quot;geles activos&quot; compuestas de proteínas del citoesqueleto 2, y &quot;origami de ADN&quot; de las formas deseadas 3. Para aclarar las propiedades estructurales, muchas estrategias han sido explorados, como la microscopía electrónica de transmisión, microscopía electrónica de barrido, microscopía de fuerza atómica, y la microscopía de fluorescencia confocal. Sin embargo, debido a que estos métodos se llevan a cabo principalmente en un estado seco o estática, es difícil de explicar los comportamientos dinámicos en escalas macroscópicas, como se ve en los sistemas vivos reales. Recientemente, hemos observado con éxito el comportamiento dinámico de biopolímeros en la interfaz aire-LC acuoso a través de la luz polarizada 4. Durante la visualización de la estructura orientada, mientras que el secado de la biopolímerosolución, los cambios temporales indicados auto-integración de biopolímeros en la interfaz aire-LC inestable. Aquí, se describe un protocolo para el secado de las soluciones de LC de biopolímero en la interfase aire-LC utilizando instrumentos polarizadas. A diferencia de otros análisis de la fase de LC que no consideran el secado de 5, 6, se investigaron aquí la dinámica de LC durante el proceso de secado mediante la evaluación del parámetro de orden de orientación en la vista lateral de la fase fluida en una celda de un solo lado abierto . La combinación de la evaporación celular y el uso de instrumentos polarizadas permitidos para la vigilancia macroscópica con una dirección evaporación controlada. Además, fue posible validar los registros de secado, centrándose en las estructuras cristalinas de los microdominios adsorbidos, que fueron afectados por el peso molecular, la concentración, etc. Para demostrar la eficacia del método, la pro secadocesos de biopolímeros básicas con formas de varilla rígida, tales como polisacáridos, los microtúbulos (MT), y el ADN, se investigaron. Elegimos estos biopolímeros porque son ejemplos típicos de macromoléculas con pesos jerárquicos megamolecular, y sus interacciones intermoleculares les permiten formar estados LC.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="617">
	<tbody>
		<tr height="69">
			<td height="69" style="height:69px;width:172px;">sacran</td>
			<td style="width:151px;">Green Science Materials Inc., Japan</td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td style="width:163px;">From Aphanothece sacrum. 
			Mw = 1.9 &#215; 107 g mol-1</td>
		</tr>
		<tr height="69">
			<td height="69" style="height:69px;width:172px;">xanthan gum</td>
			<td style="width:151px;">Taiyo Kagaku Co., Japan</td>
			<td style="width:131px;">Neosoft XC</td>
			<td style="width:163px;">From Xanthomonas campestris. 
			Mw = 4.7 &#215; 106 g mol-1</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:172px;">tubulin</td>
			<td style="width:151px;">Cytoskeleton, Inc., USA</td>
			<td style="width:131px;">T240</td>
			<td style="width:163px;">From porcine brain.</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:172px;">GpCpp</td>
			<td style="width:151px;">Jena Bioscience, Germany</td>
			<td style="width:131px;">NU405L</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:172px;">piperazine-N,N&#8242;-bis(2-ethanesulfonic acid)</td>
			<td style="width:151px;">Sigma-Aldrichi, Co. LLC.</td>
			<td style="width:131px;">P6757-500G</td>
			<td style="width:163px;">PIPES</td>
		</tr>
		<tr height="85">
			<td height="85" style="height:85px;width:172px;">ethylene glycol-bis(&#946;-aminoethyl ether)-N,N,N&#39;,N&#39;-tetraacetic acid</td>
			<td style="width:151px;">Dojindo Molecular Technologies, Inc.</td>
			<td style="width:131px;">342-01314</td>
			<td style="width:163px;">EGTA</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:172px;">MgCl2-6H2O</td>
			<td style="width:151px;">Wako Pure Chemical Industries, Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">135-15055</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:172px;">KOH</td>
			<td style="width:151px;">Wako Pure Chemical Industries, Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">162-21813</td>
			<td style="width:163px;">pellet</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="58" style="height:58px;width:172px;">DNA</td>
			<td rowspan="2" style="width:151px;">Sigma-Aldrich, Co. LLC.</td>
			<td rowspan="2" style="width:131px;">D1626</td>
			<td rowspan="2" style="width:163px;">From salmon testes. 
			Mw = 1.3 &#215; 106 Da (~2000 bp)</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:172px;">Tris-EDTA buffer solution</td>
			<td style="width:151px;">Sigma-Aldrich, Co. LLC.</td>
			<td style="width:131px;">T9285-100ML</td>
			<td style="width:163px;">10 mM Tris, pH 8.0, with 1 mM EDTA</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:172px;">slide glass</td>
			<td style="width:151px;">Matsunami Glass Ind., Ltd., Japan</td>
			<td style="width:131px;">S1111</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">silicon rubber sheet</td>
			<td style="width:151px;">Asone Co.</td>
			<td style="width:131px;">6-611-32</td>
			<td style="width:163px;">Thickness: 1 mm</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:172px;">centrifuge</td>
			<td style="width:151px;">Beckman-Coulter, Inc., USA</td>
			<td style="width:131px;">Avanti J-25</td>
			<td style="width:163px;">equipped with a JA-20 rotor</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:172px;">light source</td>
			<td style="width:151px;">Sumita Optical Glass, Inc., Japan</td>
			<td style="width:131px;">LS-LHA</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:172px;">light guide</td>
			<td style="width:151px;">Sumita Optical Glass, Inc., Japan</td>
			<td style="width:131px;">GF7.2-1-L1500R-M80 (AAAR-015M)</td>
			<td style="width:163px;">80 mm &#215; 80 mm</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">halogen lamp</td>
			<td style="width:151px;">Ushio Inc., Japan</td>
			<td style="width:131px;">JCR 15V150WBN</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">polarizer</td>
			<td style="width:151px;">Luceo, Co.,Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">POLAX-42S</td>
			<td style="width:163px;">40 x 80 x 2t (45&#730;)</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">holder</td>
			<td style="width:151px;">Sigmakoki, Co.,Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">KMH-80</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">sample stage</td>
			<td style="width:151px;">Sigmakoki, Co.,Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">TARW-25503L</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">sample holder</td>
			<td style="width:151px;">Sigmakoki, Co.,Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">SHA-25RO</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">rod</td>
			<td style="width:151px;">Sigmakoki, Co.,Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">ROU-12-40</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">posts holder</td>
			<td style="width:151px;">Sigmakoki, Co.,Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">RS-6-40</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">posts holder</td>
			<td style="width:151px;">Sigmakoki, Co.,Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">RS-12-60</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">posts holder</td>
			<td style="width:151px;">Sigmakoki, Co.,Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">RS-12-80</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">posts holder</td>
			<td style="width:151px;">Sigmakoki, Co.,Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">RS-12-130</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">carrier</td>
			<td style="width:151px;">Sigmakoki, Co.,Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">CAA-25LS</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">camera holder</td>
			<td style="width:151px;">Sigmakoki, Co.,Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">CMH-2</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">medium optical rail</td>
			<td style="width:151px;">Sigmakoki, Co.,Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">OBA-500SH</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">lenstube</td>
			<td style="width:151px;">Tomytech, BORG</td>
			<td style="width:131px;">lenstube BK</td>
			<td style="width:163px;">80&#966;, L25 mm&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">lenstube</td>
			<td style="width:151px;">Tomytech, BORG</td>
			<td style="width:131px;">lenstube BK</td>
			<td style="width:163px;">80&#966;, L50 mm&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">multiband</td>
			<td style="width:151px;">Tomytech, BORG</td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td style="width:163px;">80&#966;&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">V plate</td>
			<td style="width:151px;">Tomytech, BORG</td>
			<td style="width:131px;">V plate 60S</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">plate holder</td>
			<td style="width:151px;">Viexen, Co.,Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">plate holder SX</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:172px;">EOS Kiss X7i&#160;</td>
			<td style="width:151px;">Canon Inc., Japan</td>
			<td style="width:131px;">8594B001</td>
			<td style="width:163px;">with a standard zoom lens,&#160; EFP 18-55 mm</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">photographic software</td>
			<td style="width:151px;">Canon Inc., Japan</td>
			<td style="width:131px;">EOS Utility</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">PC</td>
			<td style="width:151px;">Microsoft</td>
			<td style="width:131px;">Surface</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">polarization microscope</td>
			<td style="width:151px;">Olympus</td>
			<td style="width:131px;">BX51</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:172px;">first order retardation plate</td>
			<td style="width:151px;">Olympus</td>
			<td style="width:131px;">U-TP530</td>
			<td style="width:163px;">&#955; = 530 nm</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">CCD camera</td>
			<td style="width:151px;">Olympus</td>
			<td style="width:131px;">DP80</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">photographic software</td>
			<td style="width:151px;">Olympus</td>
			<td style="width:131px;">cellSens Standard</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:172px;">Java-based image processing program</td>
			<td style="width:151px;">the National Institutes of Health</td>
			<td style="width:131px;">ImageJ</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

methods for the self-integration of megamolecular biopolymers on the drying air-lc interface

Los organismos vivos que utilizan el agua son siempre propenso a secarse en el medio ambiente. Sus actividades son impulsadas por micro- basada en biopolímero y estructuras de macro, como se ve en los casos de agua en movimiento en los haces vasculares y la hidratación de agua en capas de la piel. En este estudio, hemos desarrollado un método para evaluar el efecto de soluciones cristalinas líquido acuoso (LC) compuestas de biopolímeros sobre secado. Como biopolímeros LC tienen peso megamolecular, elegimos estudiar polisacáridos, proteínas del citoesqueleto, y el ADN. La observación de las soluciones de biopolímero durante el secado bajo luz polarizada revela milliscale auto-integración a partir de la interfaz de aire-LC inestable. La dinámica de las soluciones acuosas de biopolímero LC se pueden monitorizar mediante la evaporación de agua a partir de una célula con un lado abierto. Mediante el análisis de las imágenes tomadas con luz de polarización cruzada, es posible reconocer los cambios espacio-temporales en el parámetro de orden de orientación. Estamétodo puede ser útil para la caracterización de no sólo los materiales artificiales en diversos campos, pero también tejidos vivos natural. Creemos que va a proporcionar un método de evaluación para materiales blandos en los campos de la biomedicina y ambientales.

<html> Utilizando el dispositivo como se muestra en la Figura 1, la auto-integración de microdominios a macrodomain en un secado se evaluó la interfaz aire-LC (Figura 2A). Como la primera demostración del experimento de secado, dos tipos de polisacáridos megamolecular, sacran (M w = 1,9 x 10 7 g mol -1) y goma de xantano (4,7 x 10 6 g mol -1), se compararon. La Figura 2B muestra fotografías de las soluciones en la célula bajo luz de polarización cruzada. Antes del secado, era posible observar varias regiones brillantes con luz transmitida en un estado dispersado en ambas soluciones. Después de secar a 60 ° C durante 6 h, la región por debajo de la interfase aire-LC en la solución sacran se convirtió en significativamente alta. Esto significa que los dominios forman una estructura orientada macroscópicamente en la interfaz, similar a la formación de la capa de piel en un proceso de gel se contrae&quot;xref&quot;&gt; 10. Por otra parte, la intensidad de la solución de xantana disminuyó drásticamente cuando la temperatura se acaba aumentó de 25 ° C a 60 ° C, y se observaron algunos pequeños macrodomains debajo de la interfaz. Esto se debe a la movilidad de los microdominios xantana es mucho más sensible a la temperatura que la del microdominios sacran. Las diferencias críticas de la orientación en la interfaz fueron así detectados utilizando el dispositivo de polarización. Figura 2C y la película S1 muestran los resultados del análisis espacio-temporal para el proceso de secado en la solución sacran. La intensidad de la luz transmitida indica el parámetro de orden de orientación de la microdominios. La intensidad pico alrededor de la interfaz aire-líquido aumentó significativamente, y el espesor creció a ~ 2 mm. Estos resultados indican claramente que los microdominios comienzan a orientar desde la interfaz aire-LCd crecer en un dominio milliscale paralelo a la interfaz. De esta observación bajo luz polarizada, por lo que es posible visualizar los movimientos de los fluidos en el proceso de secado. Las diferencias entre la goma de xantano sacran y en términos de tamaño macrodomain y dirección de la orientación también se confirmaron mediante un microscopio de polarización con una placa de retardo de primer orden (Figura 2D). La fase fluida sacran mostró una región azul, lo que significa que un solo macrodomain formado en la interfase. Por el contrario, la fase fluida goma de xantano mostró regiones azul, amarillo, y rosa, lo que significa que las múltiples macrodomains forman con orientaciones arbitrarias. Este método también se exploró para la comparación de tres tipos de biopolímeros rígidos básicos con los pesos megamolecular - polisacáridos (sacran: M w = 1,9 x 10 7 g mol-1, microdominiolongitud&gt; 20 m), MTS (M w = 10 9 -10 10 g mol -1, longitud de microdominios&gt; 10 m), y el ADN (M w = 1,3 x 10 6 g mol -1, longitud de microdominios &lt;1 m) - en un entorno fisiológico a 37 ° C. Antes de secar como se muestra en la Figura 3B, la solución sacran y la solución MT mostraron estados LC similares, con dominios dispersos en toda la zona. Durante el proceso de secado, los dominios en la solución MT también se sometieron a auto-integración de la interfaz aire-LC, y los dominios dispersos se integraron en un solo macrodomain. Por otra parte, la solución de ADN no mostró ninguna orientación específica en la fase líquida. En el caso de la solución de MT y la solución de ADN preparado con tampones, es importante señalar que la integración se ve afectada por los cambios en la concentración de sal, pH y fuerza iónica durante el secado. <p class="jove_content" fo:keep-together.within-pedad = &quot;1&quot;&gt; Para aclarar el parámetro de orden de orientación y las direcciones de las películas de polímero adsorbidas, los registros de secado también se observaron mediante un microscopio de polarización con una placa de retardo de primer orden (Figura 3C). El registro de secado sacran exhibió intensidades significativas birrefringencia debido a la formación macrodomain sola milliscale. Para el registro de secado MT, observamos manojos ondulados donde el eje largo era paralelo al eje x. Por el contrario, el registro de secado de la solución de ADN mostró macrodomains grano-forma &lt;5 m de diámetro y en direcciones arbitrarias. A partir de estas observaciones, es evidente que el tamaño macrodomain se ve afectada por la longitud de los microdominios de varilla. Por lo tanto, era posible evaluar la orientación direccional de los microdominios de biopolímero mediante la observación de los registros de secado utilizando un microscopio de polarización. En conclusión, se utilizaron los métodos que utilizan la luz polarizadapara la auto-integración de biopolímeros megamolecular en la interfaz de secado por aire-LC. La dinámica de las soluciones acuosas de LC fueron controlados por evaporación de agua a partir de una célula con un lado abierto. Mediante el análisis de las imágenes tomadas con luz polarizada cruzada, era posible reconocer los cambios espacio-temporales y el parámetro de orden de orientación. Teniendo en cuenta que el proceso de secado demostrado es similar a los procesos naturales, este método sería útil para la caracterización de no sólo los materiales artificiales en diversos campos, pero también de los tejidos vivos naturales. Creemos que esto podría proporcionar un método de evaluación para materiales blandos en los campos de la biomedicina y ambientales. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/55274/55274fig1.jpg" /> Figura 1: Secado experimento. (A) Ilustración esquemática de las soluciones en una célula con un lado abierto. (B)Ilustración esquemática del dispositivo experimental utilizado para las observaciones bajo luz de polarización cruzada. Los polarizadores se ajustaron normalmente a 45 ° y 135 °. (C) El dispositivo real. Esta figura se ha modificado de la referencia 6. Derechos de autor: La Sociedad Americana de Química, 2016. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55274/55274fig1large.jpg" target="_blank">Por favor haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/55274/55274fig2.jpg" /> Figura 2: Proceso de secado de soluciones acuosas de los polisacáridos goma sacran y xantano. (A) Ilustración esquemática de la auto-integración en la interfaz de secado por aire-LC. (B) vistas laterales de dos tipos de soluciones de polisacáridos en sus estados inicial y después6 h de secado a 60 ° C bajo luz de polarización cruzada. Las concentraciones de polímero iniciales fueron 0,5% en peso. (C) Transmitida intensidad de la luz a través de un Nicols cruzadas sobre una línea en la dirección Z para cada imagen tomada en un momento dado. (D) Polarización imágenes microscópicas de las soluciones de polímero en la célula después de 6 h de secado a 60 ° C. Las flechas rojas: macrodomains en la interfaz. Esta figura se ha modificado de la referencia 6. Derechos de autor: La Sociedad Americana de Química, 2016. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55274/55274fig2large.jpg" target="_blank">Por favor haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> <img alt="figura 3" src="/files/ftp_upload/55274/55274fig3.jpg" /> Figura 3: Proceso de secado de soluciones acuosas de biopolímero y los registros de secado. (A) Las fuentes de los polígonosaccharides (cianobacterias), MTS (cerebro porcino), y el ADN (testículos de salmón). (B) Vistas laterales de sacran, MT, y soluciones de ADN durante el secado a 37 ° C bajo luz de polarización cruzada. Las concentraciones de polímero iniciales fueron 0,5% en peso. (C) Imágenes microscópicas de las películas de polímero secas sobre el sustrato de vidrio a través de las direcciones dadas de los Nicols cruzados. Todas las barras de escala son de 50 m. Esta figura se ha modificado de la referencia 6. Derechos de autor: La Sociedad Americana de Química, 2016. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55274/55274fig3large.jpg" target="_blank">Por favor haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> <img alt="película S1" src="/files/ftp_upload/55274/55274vid1.jpg" /> Película S1: proceso de la solución sacran de secado durante el secado a 60 ° C, observado utilizandoNicols cruzados. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55274/Movie_S1-3fps.avi" target="_blank">Haga clic aquí para descargar esta película.</a>

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Methods for the Self-integration of Megamolecular Biopolymers on the Drying Air-LC Interface

Se proporciona aquí un método para el secado inducida por auto-integración de biopolímeros megamolecular en la interfaz cristalina de aire-líquido. Esta metodología será útil no sólo para la comprensión de los potenciales macroscópicas de biopolímeros, sino también como un método de evaluación para materiales blandos en las áreas biomédicas y ambientales.

Métodos para la auto-integración de Megamolecular Biopolímeros en el Aire-LC Interfaz de secado

Living organisms that use water are always prone to drying in the environment. Their activities are driven by biopolymer-based micro- and ...

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Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Bioengineering

6.0K vistas.  Japan Advanced Institute of Science and Technology.  Se proporciona aquí un método para el secado inducida por auto-integración de biopolímeros megamolecular en la interfaz cristalina de aire-líquido. Esta metodología será útil no sólo para la comprensión de los potenciales macroscópicas de biopolímeros, sino también como un método de evaluación para materiales blandos en las áreas biomédicas y ambientales. 

Video: Methods for the Self-integration of Megamolecular Biopolymers on the Drying Air-LC Interface

Bridging the Bio-Electronic Interface with Biofabrication

Advancements in lab-on-a-chip technology promise to revolutionize both research and medicine through lower costs, better sensitivity, portability, and higher throughput. The incorporation of biological components onto biological microelectromechanical systems (bioMEMS) has shown great potential for achieving these goals. Microfabricated electronic chips allow for micrometer-scale features as well as an electrical connection for sensing and actuation. Functional biological components give the system the capacity for specific detection of analytes, enzymatic functions, and whole-cell capabilities. Standard microfabrication processes and bio-analytical techniques have been successfully utilized for decades in the computer and biological industries, respectively. Their combination and interfacing in a lab-on-a-chip environment, however, brings forth new challenges. There is a call for techniques that can build an interface between the electrode and biological component that is mild and is easy to fabricate and pattern.
Biofabrication, described here, is one such approach that has shown great promise for its easy-to-assemble incorporation of biological components with versatility in the on-chip functions that are enabled. Biofabrication uses biological materials and biological mechanisms (self-assembly, enzymatic assembly) for bottom-up hierarchical assembly. While our labs have demonstrated these concepts in many formats 1,2,3, here we demonstrate the assembly process based on electrodeposition followed by multiple applications of signal-based interactions. The assembly process consists of the electrodeposition of biocompatible stimuli-responsive polymer films on electrodes and their subsequent functionalization with biological components such as DNA, enzymes, or live cells 4,5. Electrodeposition takes advantage of the pH gradient created at the surface of a biased electrode from the electrolysis of water 6,7,. Chitosan and alginate are stimuli-responsive biological polymers that can be triggered to self-assemble into hydrogel films in response to imposed electrical signals 8. The thickness of these hydrogels is determined by the extent to which the pH gradient extends from the electrode. This can be modified using varying current densities and deposition times 6,7. This protocol will describe how chitosan films are deposited and functionalized by covalently attaching biological components to the abundant primary amine groups present on the film through either enzymatic or electrochemical methods 9,10. Alginate films and their entrapment of live cells will also be addressed 11. Finally, the utility of biofabrication is demonstrated through examples of signal-based interaction, including chemical-to-electrical, cell-to-cell, and also enzyme-to-cell signal transmission. 
Both the electrodeposition and functionalization can be performed under near-physiological conditions without the need for reagents and thus spare labile biological components from harsh conditions. Additionally, both chitosan and alginate have long been used for biologically-relevant purposes 12,13. Overall, biofabrication, a rapid technique that can be simply performed on a benchtop, can be used for creating micron scale patterns of functional biological components on electrodes and can be used for a variety of lab-on-a-chip applications.

This article describes a biofabrication approach: deposition of stimuli-responsive polysaccharides in the presence of biased electrodes to create biocompatible films which can be functionalized with cells or proteins. We demonstrate a bench-top strategy for the generation of the films as well as their basic uses for creating interactive biofunctionalized surfaces for lab-on-a-chip applications.

Reducción de la interfaz de Bio-electrónica con Biofabrication

Advancements in lab-on-a-chip technology promise to revolutionize both research and medicine through lower costs, better sensitivity, portability, and ...

Investigación

Bioingeniería

Flexural Rigidity Measurements of Biopolymers Using Gliding Assays

Microtubules are cytoskeletal polymers which play a role in cell division, cell mechanics, and intracellular transport. Each of these functions requires microtubules that are stiff and straight enough to span a significant fraction of the cell diameter. As a result, the microtubule persistence length, a measure of stiffness, has been actively studied for the past two decades1. Nonetheless, open questions remain: short microtubules are 10-50 times less stiff than long microtubules2-4, and even long microtubules have measured persistence lengths which vary by an order of magnitude5-9.
	Here, we present a method to measure microtubule persistence length. The method is based on a kinesin-driven microtubule gliding assay10. By combining sparse fluorescent labeling of individual microtubules with single particle tracking of individual fluorophores attached to the microtubule, the gliding trajectories of single microtubules are tracked with nanometer-level precision. The persistence length of the trajectories is the same as the persistence length of the microtubule under the conditions used11. An automated tracking routine is used to create microtubule trajectories from fluorophores attached to individual microtubules, and the persistence length of this trajectory is calculated using routines written in IDL.
	This technique is rapidly implementable, and capable of measuring the persistence length of 100 microtubules in one day of experimentation. The method can be extended to measure persistence length under a variety of conditions, including persistence length as a function of length along microtubules. Moreover, the analysis routines used can be extended to myosin-based acting gliding assays, to measure the persistence length of actin filaments as well.

A method to measure the persistence length or flexural rigidity of biopolymers is described. The method uses a kinesin-driven microtubule gliding assay to experimentally determine the persistence length of individual microtubules and is adaptable to actin-based gliding assays.

Medidas de flexión rigidez de biopolímeros utilizando ensayos de Vuelo a Vela

Microtubules are cytoskeletal polymers which  play a role in cell division, cell mechanics, and intracellular transport. Each of these functions requires ...

Cell Patterning on Photolithographically Defined 
Parylene-C: SiO2 Substrates

Cell patterning platforms support broad research goals, such as construction of predefined in vitro neuronal networks and the exploration of certain central aspects of cellular physiology. To easily combine cell patterning with Multi-Electrode Arrays (MEAs) and silicon-based &#8216;lab on a chip&#8217; technologies, a microfabrication-compatible protocol is required. We describe a method that utilizes deposition of the polymer parylene-C on SiO2&#160;wafers. Photolithography enables accurate and reliable patterning of parylene-C at micron-level resolution. Subsequent activation by immersion in fetal bovine serum (or another specific activation solution) results in a substrate in which cultured cells adhere to, or are repulsed by, parylene or SiO2 regions respectively. This technique has allowed patterning of a broad range of cell types (including primary murine hippocampal cells, HEK 293 cell line, human neuron-like teratocarcinoma cell line, primary murine cerebellar granule cells, and primary human glioma-derived stem-like cells). Interestingly, however, the platform is not universal; reflecting the importance of cell-specific adhesion molecules. This cell patterning process is cost effective, reliable, and importantly can be incorporated into standard microfabrication (chip manufacturing) protocols, paving the way for integration of microelectronic technology.

Cell Patterning on Photolithographically Defined 
Parylene-C: SiO2 Substrates

This protocol describes a microfabrication-compatible method for cell patterning on SiO2. A predefined parylene-C design is photolithographically printed on SiO2 wafers. Following incubation with serum (or other activation solution) cells adhere specifically to (and grow according to the conformity of) underlying parylene-C, whilst being repulsed by SiO2 regions.

Patrones celular en fotolitográficamente Definido Parylene-C: SiO<sub&gt; 2</sub&gt; Sustratos

Cell patterning platforms support broad research goals, such as construction of predefined in vitro neuronal networks and the exploration of certain ...

Molecular Entanglement and Electrospinnability of Biopolymers

Electrospinning is a fascinating technique to fabricate micro- to nano-scale fibers from a wide variety of materials. For biopolymers, molecular entanglement of the constituent polymers in the spinning dope was found to be an essential prerequisite for successful electrospinning. Rheology is a powerful tool to probe the molecular conformation and interaction of biopolymers. In this report, we demonstrate the protocol for utilizing rheology to evaluate the electrospinnability of two biopolymers, starch and pullulan, from their dimethyl sulfoxide (DMSO)/water dispersions. Well-formed starch and pullulan fibers with average diameters in the submicron to micron range were obtained. Electrospinnability was evaluated by visual and microscopic observation of the fibers formed. By correlating the rheological properties of the dispersions to their electrospinnability, we demonstrate that molecular conformation, molecular entanglement, and shear viscosity all affect electrospinning. Rheology is not only useful in solvent system selection and process optimization, but also in understanding the mechanism of fiber formation on a molecular level.

Electrospinning is a fascinating technique used to fabricate micro- to nano-scale fibers from a wide variety of materials. Molecular entanglement of the constituent polymers in the spinning dope is essential for successful electrospinning. We present a protocol for utilizing rheology to evaluate the electrospinnability of two biopolymers, starch and pullulan.

Molecular Enredo y Electrospinnability de Biopolímeros

Electrospinning is a fascinating technique to fabricate micro- to nano-scale fibers from a wide variety of materials. For biopolymers, molecular ...

Gene Transfection toward Spheroid Cells on Micropatterned Culture Plates for Genetically-modified Cell Transplantation

To improve the therapeutic effectiveness of cell transplantation, a transplantation system of genetically modified, injectable spheroids was developed. The cell spheroids are prepared in a culture system on micropatterned plates coated with a thermosensitive polymer. A number of spheroids are formed on the plates, corresponding to the cell adhesion areas of 100 &#181;m diameter that are regularly arrayed in a two-dimensional manner, surrounded by non-adhesive areas that are coated by a polyethylene glycol (PEG) matrix. The spheroids can be easily recovered as a liquid suspension by lowering the temperature of the plates, and their structure is well maintained by passing them through injection needles with a sufficiently large caliber (over 27 G). Genetic modification is achieved by gene transfection using the original non-viral gene carrier, polyplex nanomicelle, which is capable of introducing genes into cells without disrupting the spheroid structure. For primary hepatocyte spheroids transfected with a luciferase-expressing gene, the luciferase is sustainably obtained in transplanted animals, along with preserved hepatocyte function, as indicated by albumin expression. This system can be applied to a variety of cell types including mesenchymal stem cells.

This protocol describes a cell transplantation system using genetically modified, injectable spheroids. Cell spheroids are cultured on micropatterned culture plates and recovered after gene introduction using polyplex nanomicelles. This system facilitates prolonged transgene expression from the transplanted cells in host animals while maintaining the innate function of the cells.

La transfección de genes hacia células Esferoide sobre placas micropatterned Cultura para el trasplante de células genéticamente modificadas

To improve the therapeutic effectiveness of cell transplantation, a transplantation system of genetically modified, injectable spheroids was developed. ...

Methods for Characterizing the Co-development of Biofilm and Habitat Heterogeneity

Biofilms are surface-attached microbial communities that have complex structures and produce significant spatial heterogeneities. Biofilm development is strongly regulated by the surrounding flow and nutritional environment. Biofilm growth also increases the heterogeneity of the local microenvironment by generating complex flow fields and solute transport patterns. To investigate the development of heterogeneity in biofilms and interactions between biofilms and their local micro-habitat, we grew mono-species biofilms of Pseudomonas aeruginosa and dual-species biofilms of P. aeruginosa and Escherichia coli under nutritional gradients in a microfluidic flow cell. We provide detailed protocols for creating nutrient gradients within the flow cell and for growing and visualizing biofilm development under these conditions. We also present protocols for a series of optical methods to quantify spatial patterns in biofilm structure, flow distributions over biofilms, and mass transport around and within biofilm colonies. These methods support comprehensive investigations of the co-development of biofilm and habitat heterogeneity.

Biofilms have complex interactions with their surrounding environment. To comprehensively investigate biofilm-environment interactions, we present here a series of methods to create heterogeneous chemical environment for biofilm development, to quantify local flow velocity, and to analyze mass transport in and around biofilm colonies.

Los métodos para la caracterización de la Co-desarrollo de la biopelícula y Hábitat Heterogeneidad

Biofilms are surface-attached microbial communities that have complex structures and produce significant spatial heterogeneities. Biofilm development is ...

PIP-on-a-chip: A Label-free Study of Protein-phosphoinositide Interactions

Numerous cellular proteins interact with membrane surfaces to affect essential cellular processes. These interactions can be directed towards a specific lipid component within a membrane, as in the case of phosphoinositides (PIPs), to ensure specific subcellular localization and/or activation. PIPs and cellular PIP-binding domains have been studied extensively to better understand their role in cellular physiology. We applied a pH modulation assay on supported lipid bilayers (SLBs) as a tool to study protein-PIP interactions. In these studies, pH sensitive ortho-Sulforhodamine B conjugated phosphatidylethanolamine is used to detect protein-PIP interactions. Upon binding of a protein to a PIP-containing membrane surface, the interfacial potential is modulated (i.e. change in local pH), shifting the protonation state of the probe. A case study of the successful usage of the pH modulation assay is presented by using phospholipase C delta1 Pleckstrin Homology (PLC-&#948;1 PH) domain and phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PI(4,5)P2) interaction as an example. The apparent dissociation constant (Kd,app) for this interaction was 0.39 &#177; 0.05 &#181;M, similar to Kd,app values obtained by others. As previously observed, the PLC-&#948;1 PH domain is PI(4,5)P2 specific, shows weaker binding towards phosphatidylinositol 4-phosphate, and no binding to pure phosphatidylcholine SLBs. The PIP-on-a-chip assay is advantageous over traditional PIP-binding assays, including but not limited to low sample volume and no ligand/receptor labeling requirements, the ability to test high- and low-affinity membrane interactions with both small and large molecules, and improved signal to noise ratio. Accordingly, the usage of the PIP-on-a-chip approach will facilitate the elucidation of mechanisms of a wide range of membrane interactions. Furthermore, this method could potentially be used in identifying therapeutics that modulate protein&#39;s capacity to interact with membranes.

Here we present a supported lipid bilayer in the context of a microfluidic platform to study protein-phosphoinositide interactions using a label-free method based on pH modulation.

PIP-on-a-chip: un estudio sin etiquetas de las interacciones proteína-fosfoinositida

Numerous cellular proteins interact with membrane surfaces to affect essential cellular processes. These interactions can be directed towards a specific ...

Microhoneycomb Monoliths Prepared by the Unidirectional Freeze-drying of Cellulose Nanofiber Based Sols: Method and Extensions

Monolithic honeycomb structures have been attractive to multidisciplinary fields due to their high strength-to-weight ratio. Particularly, microhoneycomb monoliths (MHMs) with micrometer-scale channels are expected as efficient platforms for reactions and separations because of their large surface areas. Up to now, MHMs have been prepared by a unidirectional freeze-drying (UDF) method only from very limited precursors. Herein, we report a protocol from which a series of MHMs consisting of different components can be obtained. Recently, we found that cellulose nanofibers function as a distinct structure-directing agent towards the formation of MHMs through the UDF process. By mixing the cellulose nanofibers with water soluble substances which do not yield MHMs, a variety of composite MHMs can be prepared. This significantly enriches the chemical constitution of MHMs towards versatile applications.

Here, we present a general protocol to prepare a variety of microhoneycomb monoliths (MHMs) in which fluid can pass through with an extremely low pressure drop. MHMs obtained are expected to be used as filters, catalyst supports, flow-type electrodes, sensors and scaffolds for biomaterials.

Monolitos de Microhoneycomb preparados por la liofilización unidireccional de nanofibras de celulosa basan Sols: método y extensiones

Monolithic honeycomb structures have been attractive to multidisciplinary fields due to their high strength-to-weight ratio. Particularly, microhoneycomb ...

Fabrication of the Composite Regenerative Peripheral Nerve Interface (C-RPNI) in the Adult Rat

Recent advances in neuroprosthetics have enabled those living with extremity loss to reproduce many functions native to the absent extremity, and this is often accomplished through integration with the peripheral nervous system. Unfortunately, methods currently employed are often associated with significant tissue damage which prevents prolonged use. Additionally, these devices often lack any meaningful degree of sensory feedback as their complex construction dampens any vibrations or other sensations a user may have previously depended on when using more simple prosthetics. The composite regenerative peripheral nerve interface (C-RPNI) was developed as a stable, biologic construct with the ability to amplify efferent motor nerve signals while providing simultaneous afferent sensory feedback. The C-RPNI consists of a segment of free dermal and muscle graft secured around a target mixed sensorimotor nerve, with preferential motor nerve reinnervation of the muscle graft and sensory nerve reinnervation of the dermal graft. In rats, this construct has demonstrated the generation of compound muscle action potentials (CMAPs), amplifying the target nerve&#39;s signal from the micro- to milli-volt level, with signal to noise ratios averaging approximately 30-50. Stimulation of the dermal component of the construct generates compound sensory nerve action potentials (CSNAPs) at the proximal nerve. As such, this construct has promising future utility towards the realization of the ideal, intuitive prosthetic.

Fabrication of the Composite Regenerative Peripheral Nerve Interface C-RPNI in the Adult Rat

The following manuscript describes a novel method for developing a biologic, closed loop neural feedback system termed the composite regenerative peripheral nerve interface (C-RPNI). This construct has the ability to integrate with peripheral nerves to amplify efferent motor signals while simultaneously providing afferent sensory feedback.

Fabricación de la interfaz nerviosa periférica regenerativa compuesta (C-RPNI) en la rata adulta

Recent advances in neuroprosthetics have enabled those living with extremity loss to reproduce many functions native to the absent extremity, and this is ...

Silicon Nanowires and Optical Stimulation for Investigations of Intra- and Intercellular Electrical Coupling

Myofibroblasts can spontaneously internalize silicon nanowires (SiNWs), making them an attractive target for bioelectronic applications. These cell-silicon hybrids offer leadless optical modulation capabilities with minimal perturbation to normal cell behavior. The optical capabilities are obtained by the photothermal and photoelectric properties of SiNWs. These hybrids can be harvested using standard tissue culture techniques and then applied to different biological scenarios. We demonstrate here how these hybrids can be used to study the electrical coupling of cardiac cells and compare how myofibroblasts couple to one another or to cardiomyocytes. This process can be accomplished without special equipment beyond a fluorescent microscope with coupled laser line. Also shown is the use of a custom-built MATLAB routine that allows the quantification of calcium propagation within and between the different cells in the culture. Myofibroblasts are shown to have a slower electrical response than that of cardiomyocytes. Moreover, the myofibroblast intercellular propagation shows slightly slower, though comparable velocities to their intracellular velocities, suggesting passive propagation through gap junctions or nanotubes. This technique is highly adaptable and can be easily applied to other cellular arenas, for in vitro as well as in vivo or ex vivo investigations.

This protocol describes the use of silicon nanowires for intracellular optical bio-modulation of cell in a simple and easy to perform method. The technique is highly adaptable to diverse cell types and can be used for in vitro as well as in vivo applications.