Este trabalho foi apoiado por grant-in-aid para Jovens Cientistas (16K17956) do Ministério da Educação, Cultura, Desporto, Ciência e Tecnologia do Japão, The Kyoto tecnociência Center, ea Fundação Mitani para a Investigação e Desenvolvimento.

1. Instrumentos <ol><li> dispositivo de polarização <ol><li> Para construir um dispositivo de polarização, proporcionar uma fonte de luz com uma lâmpada de halogéneo, um guia de luz, polarizadores, um estágio da amostra, um trilho óptico, haste está, e uma câmara digital de lente única reflexo (ver Figura 1C e Materiais Lista para a polarização peças do dispositivo). </li></ol></li></ol> 2. Preparação da Solução Biopolymer <ol><li> soluções de polissacarídeos <ol><li> Dissolver sacran 7 (0,5 g) em água pura (100 ml) por agitação a ~ 80 ° C durante mais de 12 h. Durante a dissolução, cobrir o recipiente com película de plástico para evitar a evaporação. Prepara-se uma solução aquosa de goma de xantano da mesma maneira. </li><li> Arrefecer as soluções a ~ 25 ° C para se obter soluções aquosas a 0,5% em peso. </li><li> Centrifugar a solução para remover impurezas sacran (48400 xg, 4 ° C, 1 h, 3 times). </li></ol></li><li> solução MT <ol><li> Prepara-se uma solução de tubulina de 0,5% em peso (1 ml) em um tampão de Britton-Robinson (80 mM de piperazina-N, N&#39;-bis (ácido 2-etanossulfónico) (PIPES), etileno glicol-bis (éter 1 mM β-aminoetil) - N, N, N &#39;N&#39; tetraacico (EGTA); e 5 mM de MgCl2, pH 6,8) em gelo 8. </li><li> Use solução tubulina 0,5% em peso (50 mL) e a guanosina-5&#39; - [(α, β) -methyleno] trifosfato (GpCpp) (5 mL) para preparar uma solução de tubulina GpCpp contendo (50 mL). Incubar a 37 ° C durante 3 h para se obter um núcleo estável MT. NOTA: O papel do GpCpp é apoiar a formação de MT e para suprimir completamente a despolimerização de MT para tubulina. </li><li> Misturar a solução de 0,5% em peso de tubulina (950 mL) e a solução tubulina GpCpp contendo (50 mL) a ~ 25 ° C durante um dia para se obter uma solução estável MT de 0,5% em peso. </li></ol></li><li> solução de ADN<ol><li> Prepara-se uma solução de ADN de 0,5% em peso (1 ml) em solução tampão de Tris-EDTA (Tris 10 mM, pH 8,0, com EDTA 1 mM). </li></ol></li><li> Manter as soluções de amostra biopolímero 0,5% em peso a 25 ° C durante a experiência de secagem. </li></ol> 3. Experiências de secagem e Observação sob luz Cross-polarizada <ol><li> Soluções em uma célula de um lado aberto (Figura 1A) <ol><li> Cortar uma folha de silício (ver Lista de Materiais) em uma forma apropriada com uma espessura de 1 mm (dimensão interna de 5-15 mm, de 1 mm, e ~ 20 mm; Figura 1A). <ol><li> Montar uma célula de um lado aberto composto por um espaçador de silício com dimensão interna de 5-15 mm, de 1 mm, e ~ 20 mm e duas lâminas de vidro não-modificada (76 mm × 1 mm × 26 mm). Fixar ambos os lados da célula com os grampos duplos com antecedência para manter a solução de amostra de vazar para fora. </li></ol></li><li> Lentamente adicionar cada da solução do biopolímero 0,5% em peso (100-300 uL) utilizando uma pipeta de 1 mm de tamanho de poro de ~te ponta para cada célula a ~ 25 ° C. Retirar as bolhas de ar a partir das culas utilizando uma agulha de seringa. </li><li> Colocar as células em um forno com um circulador de ar a 60 ° C sob pressão atmosférica durante a evaporação; a direcção evaporação é oposto ao da gravidade. </li></ol></li><li> Observações sob luz polarizada cruzada (Figura 1B-1C) <ol><li> Fornecer luz linear visível através de uma lâmpada de halogéneo de 100 W com uma fonte de luz de superfície plana sobre uma vasta área (80 mm x 80 mm). Ajustar os polarizadores para 45 ° e 135 °, utilizando os detentores (Figura 1C). </li><li> Fixar as posições da fonte de luz, polarizadores, estágio da amostra, e a câmara utilizando um trilho óptico e bancadas haste (Figura 1C). Coloque a fase de amostra entre os dois polarizadores (a distância entre os polarizadores deve ser ~ 5 centímetros). Coloque a câmara ~ 20 cm de altura a partir da fase da amostra para permitir focar. </li><li> Em determinados momentos, colocar as amostras a partir do passo 3.1.3 entre a polarizers na fase paralela ao plano xz e cobrir o dispositivo com uma cortina preta; o próprio dispositivo é mostrado na Figura 1C. </li><li> Fotografar as amostras através de polarizadores lineares cruzou usando uma câmera digital reflex de lente única com uma lente de zoom standard (ver Lista de Materiais). Controlar as configurações da câmera, como a distância focal, utilizando software de computador (ver Lista de Materiais). </li></ol></li><li> Análise espácio-temporal da intensidade da luz transmitida (Figura 1C) <ol><li> Para avaliar a mudança do parâmetro de orientação ordem no processo de secagem, recolha fotografias de hora em hora, durante 24 h. </li><li> Medir a intensidade da luz transmitida ao longo do eixo na direcção Z como um valor de cinzento, utilizando um programa de processamento de imagem (por exemplo, ImageJ). </li><li> Traçar um gráfico do valor de cinza como uma função da distância a partir do lado superior aberto. </li></ol></li><li> Observações microscópicas sob ligh polarizado-cruzt (Figura 1D) <ol><li> Para verificar os métodos, fazer observações microscópicas com um microscópio de polarização equipado com uma câmara CCD 9. Mantenha uma placa retardo de primeira ordem no caminho da luz. Controlar as condições para as fotos usando um 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>

Os autores não têm nada a revelar.

Às vezes era difícil para a câmara focar a amostra devido à intensidade de luz transmitida ser demasiado baixo. Nesses casos, colocar um filme plástico transparente estendida no palco ajudou a organizar o foco. A limitação da resolução observável era dependente da lente da câmara, ~ 10 um, neste caso. A limitação observável da espessura da amostra, Ay, era dependente da intensidade de luz máxima da lâmpada, ~ 10 mm neste caso. A vantagem do dispositivo mostrado na Figura 1B é que ele permite de visão lateral fotos da amostra a ser feita durante o processo de secagem. A observação pode ser levada a cabo sem depender do plano horizontal, o qual é utilizado em microscópios típicas. Estando a célula de um lado aberto durante os ensaios de secagem, a evaporação é regulada direcção e na direcção oposta da gravidade. Controlo da vista lateral também permite o cálculo do rato secageme 4. No futuro, pela colocação de temperatura e humidade reguladores na fase de amostra do dispositivo, será possível controlar automaticamente as alterações temporais no parâmetro de ordem de orientação. Além disso, um equilíbrio na configuração para monitorar a mudança de peso ajudaria a estimativa da concentração. Este método também poderia ser usado para esclarecer o processo anisotrópica inchaço de polissacárido hidrogéis 11, 12. Por isso, seria possível monitorar as mudanças estruturais de atuadores macios.

Ao concentrar-se nas estruturas rígidas, em forma de bastonete de biopolímeros, materiais macios dinâmicas têm sido usados para várias aplicações, incluindo matrizes de polissacárido biofilme 1, &quot;geles&quot; activas compostas de proteínas do citoesqueleto 2, e &quot;origami de DNA&quot; de 3 formas desejadas. Para esclarecer as propriedades estruturais, muitas estratégias têm sido exploradas, como a microscopia eletrônica de transmissão, microscopia eletrônica de varredura, microscopia de força atômica e microscopia de fluorescência confocal. No entanto, porque esses métodos são em sua maioria realizados em um estado seco ou estática, é difícil de explicar os comportamentos dinâmicos em escalas macroscópicas, como visto em sistemas vivos reais. Recentemente, observou-se com êxito o comportamento dinâmico de biopolímeros na interface ar-aquoso LC através da luz polarizada 4. Durante a visualização da estrutura orientada durante a secagem do biopolimerosolução, as alterações temporais indicados auto-integração de biopolímeros na interface ar-LC instável. Aqui, descrevemos um protocolo para a secagem de soluções LC biopolímeros na interface ar-LC utilizando instrumentos polarizadas. Ao contrário de outras análises da fase LC que não consideram secagem 5, 6, a dinâmica de LC durante o processo de secagem foram investigados aqui, avaliando o parâmetro de orientação ordem na vista lateral da fase de fluido de uma célula de um lado aberto . A combinação da evaporação de células e o uso de instrumentos polarizados permitidos para monitorização macroscópico com uma direcção de evaporação controlada. Além disso, foi possível para validar os registos de secagem, concentrando-se nas estruturas cristalinas de microdomínios adsorvidas, que foram afectados pelo peso molecular, concentração, etc. Para demonstrar a eficácia do método, a pró secagemcessos de biopolímeros básicos com formas em vareta rígida tais como, polissacáridos, os microtúbulos (MTS), e ADN, foram investigados. Escolhemos estes biopolímeros porque eles são exemplos típicos de macromoléculas hierárquicos com pesos megamolecular, e as suas interacções intermoleculares lhes permitir formar estados de 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

Os organismos vivos que usam a água está sempre propenso a secar no meio ambiente. As suas actividades são accionados por micro-com base de biopolímero e macro-estruturas, como pode ser visto nos casos de água em movimento em feixes vasculares e hidratação de água nas camadas da pele. Neste estudo, foi desenvolvido um método para avaliar o efeito das soluções aquosas líquidas cristalinas (LC) compostas de biopolímeros sobre secagem. Como biopolímeros de LC peso megamolecular, escolhemos estudar polissacarídeos, proteínas do citoesqueleto, e ADN. A observação de soluções de biopolímeros durante a secagem sob luz polarizada revela auto-integração milliscale começando a partir da interface ar-LC instável. A dinâmica das soluções aquosas de biopolímero LC pode ser monitorizada por evaporação de água a partir de uma célula de um lado aberto. Ao analisar as imagens tiradas usando a luz cross-polarizado, é possível reconhecer as mudanças espaço-temporais no parâmetro ordem de orientação. estemétodo pode ser útil para a caracterização de materiais artificiais, não só em vários campos, mas também tecidos vivos naturais. Nós acreditamos que ele irá fornecer um método de avaliação para materiais macios nas áreas biomédicas e ambientais.

<html> Utilizando o dispositivo, como mostrado na Figura 1, o auto-integração de microdomínio para macrodomain sobre uma secagem interface ar-LC foi avaliada (Figura 2A). Como a primeira demonstração da experiência de secagem, dois tipos de polissacáridos, megamolecular sacran (M w = 1,9 x 10 7 g mol-1) e goma de xantano (4,7 x 10 6 g mol-1), foram comparados. A Figura 2B mostra fotografias das soluções na célula sob luz polarizada cruzada. Antes da secagem, foi possível observar várias regiões brilhantes e com a luz transmitida num estado dispersado em ambas as soluções. Após secagem a 60 ° C durante 6 h, a região abaixo da interface ar-LC na solução sacran tornou-se significativamente elevada. Isto significa que os domínios formada uma estrutura orientada macroscopicamente na interface, semelhante à formação de camada de revestimento num processo de encolhimento gel&quot;xref&quot;&gt; 10. Por outro lado, a intensidade da solução de xantano diminuiu drasticamente quando a temperatura foi apenas aumentou de 25 ° C a 60 ° C, e algumas pequenas macrodomains foram observadas por baixo da interface. Isto porque a mobilidade do microdomínio xantana é muito mais sensível à temperatura do que a do microdomínio sacran. As diferenças críticos da orientação na interface foram, portanto, detectados usando o dispositivo de polarização. Figura 2C e Filme S1 mostram os resultados da análise espaço-temporal para o processo de secagem na solução sacran. A intensidade da luz transmitida indica o parâmetro de orientação fim do microdomínio. A intensidade do pico em torno da interface ar-líquido aumentou significativamente, e a espessura aumentou para ~ 2 mm. Estes resultados indicam claramente que os microdomínios começar a orientar a partir da interface ar-LCd crescer em um domínio milliscale paralelo à interface. A partir desta observação sob luz polarizada, é assim possível visualizar os movimentos fluidos no processo de secagem. As diferenças entre goma xantana sacran e em termos de tamanho e macrodomain direcção de orientação, também foram confirmadas por um microscópio de polarização com uma placa de retardamento de primeira ordem (Figura 2D). A fase fluida sacran mostrou uma região azul, o que significa que uma única macrodomain formada na interface. Em contraste, a fase de fluido de goma xantana mostraram regiões azul, amarelo, cor de rosa e, o que significa que os vários macrodomains formado com orientações arbitrárias. Este método também foi explorada para a comparação de três tipos de biopolímeros rígidas básicos com pesos megamolecular - polissacáridos (sacran: H W = 1.9 x 10 7 g mol-1, microdomíniocomprimento&gt; 20 um), MT (M w = 10 9 -10 10 g mol-1, microdomínio comprimento&gt; 10 um), e ADN (M w = 1,3 x 10 6 g mol-1, comprimento microdomínio &lt;1 mm) - em um ambiente fisiológico a 37 ° C. Antes da secagem, como mostrado na Figura 3B, a solução sacran e a solução MT mostrou estados LC semelhantes, com domios dispersos em toda a área. Durante o processo de secagem, os domínios na solução MT também foram submetidos a auto-integração a partir da interface ar-CL, e os domínios dispersos foram integrados num único macrodomain. Por outro lado, a solução de ADN não mostrou qualquer orientação específica na fase líquida. No caso da solução MT e a solução de DNA preparada com tampões, é importante notar que a integração é afectado pelas alterações na concentração de sal, pH e força iónica durante a secagem. <p class="jove_content" fo:keep-together.within-pidade = &quot;1&quot;&gt; A fim de clarificar o parâmetro de ordem de orientação e as direcções das películas de polímeros adsorvidos, os registos de secagem também foram observadas por um microscópio de polarização com uma placa de retardamento de primeira ordem (Figura 3C). A ficha de secagem sacran exibiram intensidades de birrefringência significativas devido à formação macrodomain único milliscale. Para o registo de secagem TA, observou-se feixes onduladas onde o eixo maior era paralelo ao eixo-X. Em contraste, a ficha de secagem da solução de ADN mostrou grãos em forma de macrodomains &lt;5 ^ m em diâmetro e em direcções arbitrárias. A partir destas observações, é claro que o tamanho macrodomain é afectada pelo comprimento de microdomínios semelhantes a haste. Assim, foi possível avaliar a orientação direccional dos microdomínios biopolímeros observando os registos de secagem usando um microscópio de polarização. Em conclusão, foram utilizados os métodos que utilizam a luz polarizadapara o auto-integração de biopolímeros megamolecular sobre a interface de ar de secagem-LC. A dinâmica das soluções aquosas de LC foram monitorizados por evaporação de água a partir de uma célula de um lado aberto. Ao analisar as imagens tiradas usando a luz cross-polarizado, foi possível reconhecer as mudanças espaço-temporais e o parâmetro de ordem de orientação. Considerando-se que o processo de secagem demonstrado é semelhante a processos naturais, este método seria útil para a caracterização de materiais artificiais, não só em vários campos, mas também de tecidos vivos naturais. Acreditamos que este poderia fornecer um método de avaliação para materiais macios nas áreas biomédicas e ambientais. <img alt="figura 1" src="/files/ftp_upload/55274/55274fig1.jpg" /> Figura 1: Secagem experimento. (A) Representação esquemática das soluções em uma célula de um lado aberto. (B)Ilustração esquemática do dispositivo experimental utilizado para a observação sob luz polarizada cruzada. Os polarizadores foram normalmente ajustadas para 45 ° e 135 °. (C) O dispositivo real. Esta figura foi modificado a partir de referência 6. Direitos de autor: A American Chemical Society, 2016. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55274/55274fig1large.jpg" target="_blank">Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/55274/55274fig2.jpg" /> Figura 2: Processo de secagem de soluções aquosas de polissacarídeos de goma de xantano e sacran. (A) Ilustração esquemática do auto-integração na interface ar-LC secagem. (B) Vistas laterais de dois tipos de soluções de polissacarídeo em seus estados iniciais e depois6 h de secagem a 60 ° C sob luz polarizada cruzada. As concentrações de polímero iniciais foram de 0,5% em peso. (C) Transmitido a intensidade da luz por meio de um Nichols cruzadas sobre uma linha na direcção Z para cada fotografia tirada num dado momento. (D) Polarização imagens microscópicas das soluções de polímero na célula após 6 h de secagem a 60 ° C. setas vermelhas: macrodomains na interface. Esta figura foi modificado a partir de referência 6. Direitos de autor: A American Chemical Society, 2016. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55274/55274fig2large.jpg" target="_blank">Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/55274/55274fig3.jpg" /> Figura 3: Processo de secagem de soluções aquosas de biopolímero e os registos de secagem. (A) As fontes dos polígonosaccharides (cianobactérias), MT (cérebro porcino) e de ADN (de testículos de salmão). (B) vistas laterais de sacran, MT, e soluções de ADN durante a secagem a 37 ° C sob luz polarizada cruzada. As concentrações de polímero iniciais foram de 0,5% em peso. (C) As imagens microscópicas das películas de polímero secas sobre o substrato de vidro através das instruções dadas dos Nichols cruzados. Todas as barras de escala são de 50? M. Esta figura foi modificado a partir de referência 6. Direitos de autor: A American Chemical Society, 2016. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55274/55274fig3large.jpg" target="_blank">Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="filme S1" src="/files/ftp_upload/55274/55274vid1.jpg" /> Filme S1: processo da solução sacran secagem durante a secagem à temperatura de 60 ° C, observado usandoNicols cruzados. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55274/Movie_S1-3fps.avi" target="_blank">Por favor clique aqui para baixar este filme.</a>

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

Um método para a secagem induzida por auto-integração de biopolímeros megamolecular na interface ar-líquido cristalino é fornecida aqui. Esta metodologia será útil não só para a compreensão dos potenciais macroscópicas de biopolímeros, mas também como um método de avaliação para materiais macios em campos biomédicos e ambientais.

Os métodos para a auto-integração da Megamolecular Biopolímeros na secagem ao ar-LC interface

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

methods-for-self-integration-megamolecular-biopolymers-on-drying-air

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Bioengineering

6.0K visualizações.  Japan Advanced Institute of Science and Technology.  Um método para a secagem induzida por auto-integração de biopolímeros megamolecular na interface ar-líquido cristalino é fornecida aqui. Esta metodologia será útil não só para a compreensão dos potenciais macroscópicas de biopolímeros, mas também como um método de avaliação para materiais macios em campos biomédicos e ambientais. 

Vídeo: 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.

Colmatar a interface Bio-eletrônico com Biofabrication

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

Bioengenharia

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.

Flexão Medidas rigidez de Biopolímeros usando ensaios de deslizamento

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.

Padronização celular em photolithographically Definido Parylene-C: SiO<sub&gt; 2</sub&gt; Substratos

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.

Entanglement Molecular e 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.

A transfecção Gene direção Células Spheroid em placas micropadronadas Cultura para Transplante de Células geneticamente modificados

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.

Métodos de caracterização da Co-desenvolvimento de biofilme e Habitat Heterogeneidade

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: um estudo livre de rótulos de Interações Proteína-fosfoinositide

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.

Monólitos de Microhoneycomb preparados pela liofilização unidirecional de nanofibras de celulose com base Sols: método e extensões

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.

Fabricação da Interface Nervosa Periférica Regenerativa Composta (C-RPNI) no Rato Adulto

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.