Bu çalışma hibe-in-aid Eğitim Bakanlığı, Kültür, Spor, Japonya Bilim ve Teknoloji, Kyoto teknobilime Merkezi ve Araştırma ve Geliştirme Mitani Vakfı Genç Bilim İnsanları (16K17956) için de destek verdi.

1. Araçlar <ol><li> Polarizasyon cihazı <ol><li> Bir polarizasyon aygıtı oluşturmak için, bir halojen lamba, bir ışık kılavuzu, polarize, örnek bir sahne, bir optik tren, çubuk anlamına gelir ve bir dijital tek lens refleks kamera (bir ışık kaynağı temin kutuplaşmayı Şekil 1C ve Malzeme Listesi bkz cihaz parçalar). </li></ol></li></ol> Biyopolimer Çözüm 2. Hazırlık <ol><li> polisakkarit çözümleri <ol><li> Birden fazla 12 saat boyunca ~ 80 ° C&#39;de karıştırma ile saf su (100 mL) içinde sacran 7 (0.5 g) içinde çözülür. çözünme esnasında, buharlaşmayı önlemek için bir plastik film ile bir kap kapağı. aynı şekilde, ksantan sakızının, sulu bir çözelti hazırlayın. </li><li> % 0.5 ağırlık sulu çözeltiler elde etmek için ~ 25 ° C &#39;de çözüm soğutun. </li><li> kirletici maddelerin (48.400 x g, 4 ° C, 1 saat, 3 tim kaldırmak sacran çözeltisi santrifüjes). </li></ol></li><li> MT çözümü <ol><li> Bir Britton-Robinson tamponu içinde% 0.5 ağırlık tübülin solüsyonu (1 mL) ile hazırlanması (80 mM N, N&#39;-bis piperazin (2-etansülfonik asit) (PIPES), 1 mM etilen glikol-bis (β-aminoetil eter) - N, N, N &#39;N&#39; tetraasetik asit (EGTA), buz 8 ve 5 mM MgCl2, pH 6.8). </li><li> % 0.5 ağırlık tübülin çözeltisi (50 uL) ve kullanım guanozin-5&#39; - [(α, β) -methyleno] trifosfat (GpCpp) (5 uL), bir GpCpp içeren tübülin solüsyonu (50 uL) hazırlanır. stabil bir MT çekirdeği elde etmek için 3 saat boyunca 37 ° C&#39;de inkübe edilir. NOT: GpCpp rolü MT oluşumunu desteklemek ve tamamen tübülüne MT depolimerizasyonunu bastırmaktır. </li><li> stabil bir% 0.5 ağırlık MT çözelti elde etmek için 1 gün boyunca ~ 25 ° C &#39;de% 0.5 ağırlık tübülin çözeltisi (950 uL) ve GpCpp içeren tübülin solüsyonu (50 uL) karıştırın. </li></ol></li><li> DNA solüsyonu<ol><li> (1 mM EDTA içeren 10 mM Tris, pH 8.0,) Tris-EDTA tampon maddesi çözeltisi içinde bir% 0.5 ağırlık, DNA çözeltisi (1 ml) hazırlayın. </li></ol></li><li> Kurutma deney için, 25 ° C &#39;de% 0.5 ağırlık biyopolimer örnek eriyiği bulundurun. </li></ol> Çapraz polarize ışık altında 3. Kurutma Deneyleri ve Gözlem <ol><li> Tek taraflı açık hücre içindeki çözeltileri (Şekil 1A) <ol><li> Bir silikon levha kesme 1 mm bir kalınlığa sahip olan, uygun bir şekil (Malzeme listesi) (5-15 mm, 1 mm bir iç boyutu ve yaklaşık 20 mm, Şekil 1A). <ol><li> ~ 20 mm ve iki modifiye edilmemiş bir cam slaytlar (76 mm x 1 mm ile 26 x) 5-15 mm arasında, 1 mm bir iç boyutu olan bir silikon ayırıcı oluşan tek taraflı açık hücre monte ve. dışarı sızmasını örnek çözümü tutmak için önceden çift klipleriyle hücrenin her iki tarafını sabitleyin. </li></ol></li><li> Yavaş yavaş ~ 1 mm gözenek boyutlu bir pipet kullanılarak 0.5 ağırlık% biyopolimer çözeltisi (100-300 ul) her bir ekleme~ 25 ° C &#39;de, her bir hücreye te ucu. bir şırınga iğnesi kullanarak hücrelerin içindeki hava kabarcıklarını çıkarın. </li><li> buharlaştırma için atmosfer basıncı altında 60 ° C&#39;de bir hava sirkülatör bir fırında hücreleri yerleştirin; Buharlaşma yönü yerçekimi edilene tersidir. </li></ol></li><li> Çapraz polarize ışık altında Gözlemler (Şekil 1B-1C) <ol><li> Geniş bir alanı (80 mm x 80 mm) üzerinde düz bir yüzey ışık kaynağı ile 100 W halojen lamba aracılığıyla düz bir görülebilir ışık sağlar. Tutucuları (Şekil 1C) kullanılarak 45 ° ve 135 ° &#39;ye polarizörleri ayarlayın. </li><li> Bir optik tren ve çubuk standları (Şekil 1C) kullanılarak ışık kaynağı, polarizörler, numune aşamasında ve kameranın konumlarını saptamak. İki polarizörler Numune katı yerleştirin (polarizörler arasındaki mesafe ~ 5 cm olmalıdır). odaklama sağlamak için numune aşamasından ~ 20 cm kamerayı yerleştirin. </li><li> Verilen zamanlarda, pola arasındaki aşama 3.1.3 örnekler yerleştirmekXZ-düzleminde sahne paralel rizers ve siyah bir perde cihazı kapsamaktadır; Gerçek cihaz Şekil 1C &#39;de gösterilmiştir. </li><li> Standart zoom lensle dijital tek lensli refleks kamerasını kullanarak doğrusal çapraz polarize yoluyla örnekleri fotoğraflamak (Malzeme Listesi bakınız). Bilgisayar yazılımı (Malzeme Listesi bakınız) kullanılarak, bu tür odak mesafesi gibi kamera ayarlarını kontrol edin. </li></ol></li><li> Iletilen ışık yoğunluğunun uzay-zaman analizi (Şekil 1C) <ol><li> Kurutma işleminde yönelim düzeni parametre değişikliğini değerlendirmek için, 24 saat boyunca saat başı fotoğraf toplar. </li><li> (Örneğin, ImageJ) bir görüntü işleme programı kullanılarak bir gri değer olarak, Z-doğrultusunda merkez hattı boyunca geçen ışık yoğunluğu ölçülür. </li><li> üst açık tarafı olan uzaklığın bir fonksiyonu olarak, gri değer grafiğe geçirilir. </li></ol></li><li> Çapraz-polarize aydınlatabiliriz altında mikroskopik gözlemlert (Şekil 1D) <ol><li> Yöntemleri kontrol bir CCD kamera 9 ile donatılmış bir polarizasyon mikroskobu ile mikroskobik gözlemler yapmak. ışık yolu bir ilk dereceden geriliği plakasını tutun. PC yazılımı kullanılarak fotoğraflar için koşulları kontrol edin. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<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>

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Dolayı iletilen ışık yoğunluğu çok düşük olmasının kamera numunesi odaklanmak için bazen zor oldu. Bu gibi durumlarda, sahnede uzun bir saydam plastik film yerleştirerek odak düzenlemek için yardımcı oldu. gözlemlenebilir çözünürlük sınırlaması ~, bu durumda 10 mikron kamera lensi bağımlıydı. örnek kalınlığı, Dy, gözlemlenebilir sınırlama ~, bu durumda 10 mm lambanın maksimum ışık şiddetine bağlı olmuştur. Şekil 1 B &#39;de gösterilen cihazın avantajı, numune yan resimlerini kurutma işlemi sırasında alınması için izin vermektedir. Gözlem tipik mikroskobu kullanılır yatay bir düzlemde, dayanmadan gerçekleştirilebilir. Kurutma deneyler sırasında bir tarafı açık hücre durarak, buharlaşma yönü düzenlenir ve yerçekimi ters yönde olup. yan görünümünü izlenmesi, kurutma sıçan hesaplanmasını sağlarE 4. Gelecekte, cihazın numune aşamasında sıcaklık ve nem düzenleyiciler yerleştirilmesiyle, otomatik olarak yönelim düzeni parametresinde zamansal değişiklikleri izlemek için mümkün olacaktır. Ayrıca, kilo değişimi izlemek için kurulumunda bir denge konsantrasyonunun tahmin yardımcı olacaktır. Bu yöntem, aynı zamanda polisakarit 11 hidroj, 12 anizotropik şişme işlemi açıklamak için kullanılabilir. Nedenle yumuşak aktüatör yapısal değişiklikleri izlemek mümkündür olacaktır.

Biyopolimerlerin katı, çubuk şeklinde yapılar üzerinde yoğunlaşarak, dinamik yumuşak malzemeler polisakarit biyofilm matrisler 1, sitoskeletal proteinler 2 oluşan &quot;aktif jeller&quot; ve istenen şekil 3 &quot;DNA origami&quot; da dahil olmak üzere, çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır. yapısal özelliklerini açıklamak için, bir çok stratejileri, transmisyon elektron mikroskopisi, tarama elektron mikroskopisi, atomik kuvvet mikroskopisi ve konfokal floresan mikroskobu olarak, araştırılmıştır. Bu yöntemler çoğunlukla kurutulmuş veya statik halde üstlenilen çünkü Ancak, gerçek yaşam sistemlerinde görüldüğü gibi, makroskopik ölçeklerde dinamik davranışları açıklamak zordur. Son zamanlarda, başarılı bir şekilde polarize ışığın 4 boyunca, sulu hava LC arayüzünde biyopolimerlerin dinamik davranışı görülmektedir. yönlendirilmiş bir yapı kazandırmak görselleştirilmesi sırasında biyopolimer kurutulurkenÇözelti, geçici değişiklikler kararsız hava LC arayüzünde biyopolimerlerin kendini entegrasyonunu göstermektedir. Burada, polarize enstrümanları kullanarak hava-LC arayüzü LC biyopolimer çözeltiler kurutulması için bir protokol açıklar. 5, 6 kurutma değerlendirmediğiniz LC fazının diğer analizler aksine, kurutma işlemi sırasında LC dinamikleri tek taraflı açık hücre sıvı fazın yan görünümde yönelim düzeni parametresinin değerlendirilmesinden burada incelenmiştir . Hücre buharlaştırma kombinasyonu ve kontrollü bir buharlaşma yönü ile makroskopik izlenmesi için izin polarize araçların kullanımı. Buna ek olarak, bu yöntem etkinliğini göstermek için, moleküler ağırlık, konsantrasyon vs etkilenen adsorbe mikro bölgeleri, kristalin yapılar üzerinde yoğunlaşarak kurutma kayıtları doğrulamak mümkün olduğunu, kurutma proörneğin polisakaritler, mikrotübüllerin (MTS), ve DNA olarak rijit çubuk şekilleri ile bazik biyopolimerler ve proseslerine araştırılmıştır. bunlar megamolecular ağırlıklara sahip hiyerarşik makromoleküllerin tipik örnekleridir ve bunların moleküller arası etkileşimler LC durumları meydana sağlayacak dolayı bu biyopolimerlerin seçtik.

<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

su kullanımı Yaşayan organizmalar daima ortamda kurutma yatkındır. damar demetleri olarak suyun hareket ettirilmesi ve cilt katmanlarında suyun nemlendirici vakalarında görüldüğü gibi Bunların faaliyetleri, biyopolimer bazlı mikro ve makro yapılar yönlendirmektedir. Bu çalışmada, kurutma üzerine biyopolimerlerin oluşan bir sulu sıvı kristalin (LC) çözeltiler etkisini değerlendirmek için bir yöntem geliştirdi. LC biyopolimerler megamolecular ağırlığa sahip olarak, polisakkaritler, sitoskeletal proteinler ve DNA çalışması seçtik. polarize ışık altında kurutma sırasında biyopolimer çözeltilerinin gözlem kararsız hava LC arayüzü başlayarak milliscale kendini entegrasyonu ortaya koymaktadır. Sulu LC biyopolimer çözeltiler dinamiklerinin bir tek taraflı açık hücreden suyun buharlaştırılması ile kontrol edilebilir. Çapraz-polarize ışık kullanılarak çekilen görüntüleri analiz ederek, yönelim düzeni parametresinde uzay-zamansal değişikliklerin tanımak mümkündür. Buyöntem yapay çeşitli alanlarda malzemeler, aynı zamanda doğal yaşam dokuların sadece karakterizasyonu için yararlı olabilir. Biz biyomedikal ve çevre alanlarında yumuşak malzemeler için bir değerlendirme yöntemi sağlayacağına inanıyoruz.

<html> Şekil 1 &#39;de gösterildiği gibi, aygıt kullanılarak, mikro bölgesi kendi kendine entegrasyon hava LC arayüzü değerlendirilmiştir bir kurutma (Şekil 2A) ile macrodomain için. Kurutma Deneyin ilk gösterimi olarak, megamolecular polisakaritler, sacran (Mw = 1.9 x 10 7 g mol-1) ve ksantan sakızı (4.7 x 10 6 g mol-1) iki türlü karşılaştırıldı. Şekil 2B, çapraz polarize ışık altında hücrenin içinde çözeltiler fotoğraflarını göstermektedir. Kurutma önce, her iki çözümlerinde bir dağınık halde iletilen ışık ile birkaç parlak bölgeleri gözlemlemek mümkündü. 6 saat boyunca 60 ° C&#39;de kurutulduktan sonra, sacran çözelti içinde hava LC arayüzü altında bölgesi önemli ölçüde yüksek olmuştur. Bu etki, bir jel büzülme sürecine deri tabakası oluşumuna benzer arayüzde makroskopik yönlendirilmiş bir yapısı, oluşturulmuş olduğu anlamına gelir&quot;xref&quot;&gt; 10. sıcaklık sadece 60 ° C ile 25 ° C arttırıldı ve bazı küçük macrodomains arayüzü altında gözlendi Öte yandan, ksantan çözeltisi yoğunluğu önemli ölçüde azalmıştır. ksantan mikro bölgesi hareketliliği çok daha hassas sacran mikro bölgesi daha sıcaklığına olmasıdır. arabirimde yönelim kritik farklılıklar böylece polarizasyon cihazı kullanılarak tespit edilmiştir. Şekil 2C ve film S1 sacran çözelti içinde kurutma işlemi için uzay-zaman analizinin sonuçlarını göstermektedir. iletilen ışık yoğunluğu mikro bölgesi ve yönelim düzeni parametresini gösterir. hava-sıvı arayüzü etrafında en yüksek yoğunluğu önemli ölçüde artmış ve kalınlığı yaklaşık 2 mm büyüdü. Bu sonuçlar, mikro bölgeler, hava-LC arabirimi bir mesafede yönlendirmek için başlangıç ​​olduğunu göstermektedirarayüze bir milliscale alan paralel olarak büyümeye d. polarize ışık altında Bu gözlemden, kurutma işleminde sıvı hareketleri görselleştirmek için mümkündür. Macrodomain boyut ve yönlenme yönü açısından sacran ve ksantan zamkı arasındaki farklılıklar da birinci dereceden geriliği plaka (Şekil 2D), bir polarizasyon mikroskobu ile doğrulanmıştır. sacran sıvı faz, bir tek macrodomain arayüzünde oluşan, yani bir mavi bölge gösterdi. Buna karşılık, ksantan sakızı, sıvı hali birden macrodomains herhangi bir yönde oluşturulabilir, yani, mavi, sarı ve pembe bölge gösterdi. Bu yöntem, aynı zamanda megamolecular ağırlıkları ile bazik katı biyopolimer üç tip karşılaştırılması için araştırılan - polisakaritler (sacran: Mw = 1.9 x 10 7 g mol-1, mikro bölgeuzunluk&gt; 20 um), MTS (Mw = 10 9 -10, 10 g mol-1, mikro bölge uzunluğu&gt; 10 um) ve DNA (M 1.3 x 10 6 g mol-1, w = mikro bölge uzunluğu &lt;1 um) - 37 ° C&#39;de bir fizyolojik ortamda. Şekil 3B&#39;de gösterildiği gibi, kurutmadan önce, sacran çözeltisi ve MT çözeltisi bütün bölgede dağınık etki ile, benzer bir LC durumları göstermektedir. Kurutma işlemi sırasında, MT çözelti içinde etki de hava-LC arayüzünden kendini entegrasyonu uygulandı ve dağınık alanlar, tek bir macrodomain entegre edilmiştir. Öte yandan, DNA solüsyonu sıvı fazda özel bir yönünü göstermektedir. MT çözeltisi ve tampon ile hazırlanan DNA, bu çözüm durumunda, entegrasyon kurutma sırasında tuz konsantrasyonu, pH, ve iyonik güç değişikliklerden etkilenen dikkat etmek önemlidir. <p class="jove_content" fo:keep-together.within-pYaş = &quot;1&quot;&gt; yönelim düzeni parametresi ve adsorbe edilmiş polimer filmlerin tarifi, kurutma kayıtlar aynı zamanda, bir birinci dereceden geriliği plaka (Şekil 3C) bir polarizasyon mikroskobu kullanılarak gözlendi değerlendirmektir. sacran kurutma rekor çünkü milliscale tek macrodomain oluşumunun önemli çift kırılma yoğunluklarını sergiledi. MT kurutma kayıt için, uzun eksen x-eksenine paralel olarak dalgalı demetleri görülmektedir. Bunun tersine, DNA çözeltisi kurutma kaydı tane şekilli macrodomains &lt;5 um çapında ve rasgele doğrultularda gösterdi. Bu gözlemlerden, macrodomain boyut çubuk benzeri mikroalanları uzunluğu etkilenir olduğu açıktır. Bir polarizasyon mikroskobu kullanılarak kurutma kayıtları gözlemleyerek biyopolimer mikro bölgesini yönlü yönlendirme değerlendirmek azaltılabildi. Sonuç olarak, polarize ışık kullanılarak yöntemleri kullanıldıKurutma havası-LC arayüzünde megamolecular biyopolimerlerin kendini entegrasyonu. Sulu LC çözeltiler dinamiklerinin bir tek taraflı açık hücreden suyun buharlaştırılması ile takip edildi. Çapraz-polarize ışık kullanılarak çekilen görüntüleri analiz ederek, uzay-zamansal değişim ve yönelim düzeni parametresini tanımak mümkündü. gösterdi kurutma işleminın doğal süreçlere benzer olduğu göz önüne alındığında, bu yöntem, çeşitli alanlarda, sadece yapay malzemelerin karakterizasyonu için faydalı değil, aynı zamanda doğal yaşam dokuların olacaktır. Bu biyomedikal ve çevre alanlarında yumuşak malzemeler için bir değerlendirme yöntemi sağlayabilir inanıyoruz. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/55274/55274fig1.jpg" /> Şekil 1: deney kurutma. (A), tek taraflı açık hücre içinde çözeltiler şematik gösterimi. (B)çapraz polarize ışık altında gözlemler için kullanılan deneysel cihazın şematik gösterimi. polarizörler normal olarak 45 ° ve 135 ° &#39;ye ayarlanmıştır. (C) Gerçek cihaz. Bu şekil, başvuru 6 modifiye edilmiştir. Telif Hakkı: Amerikan Kimya Derneği, 2016 <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55274/55274fig1large.jpg" target="_blank">bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayın.</a> <img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/55274/55274fig2.jpg" /> Şekil 2: polisakaridler sacran ve ksantan zamkı, sulu çözeltilerin Kurutma. (A) Kurutma havası-LC arayüzünde kendini entegrasyon şematik gösterimi. (B) kendi başlangıç ​​halinde ve sonra polisakarid çözümleri iki tür yan incelemelerçapraz polarize ışık altında 60 ° C&#39;de kurutma 6 saat. ilk polimer konsantrasyonları ağırlıkça% 0.5 idi. (C) Belirli bir zamanda alınan her resim için Z-yönü içinde, bir hat üzerinde bir çapraz Nicols içinden ışık yoğunluğu Bulaşan. (D) 60 ° C&#39;de kurutma, 6 saat sonra hücre içinde polimer çözeltilerinin Polarizasyon mikroskobik görüntüleri. Kırmızı oklar: arabirimde macrodomains. Bu şekil, başvuru 6 modifiye edilmiştir. Telif Hakkı: Amerikan Kimya Derneği, 2016 <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55274/55274fig2large.jpg" target="_blank">bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayın.</a> <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/55274/55274fig3.jpg" /> Şekil 3: biyopolimer sulu çözeltiler ve kurutma kayıtlarının Kurutma. (A), polys Kaynaklarıaccharides (siyanobakteri), MTS (domuz beyin) ve DNA (somon testis). (B) çapraz polarize ışık altında 37 ° C&#39;de kurutma sırasında sacran, MT ve DNA çözeltilerinin yandan görüntüleridir. ilk polimer konsantrasyonları ağırlıkça% 0.5 idi. (C) çapraz Nicols verilen yön ile cam alt-tabaka üzerinde kurutuldu, polimer filmlerin mikroskobik görüntüleri. Tüm ölçekli çubukları 50 mikron. Bu şekil, başvuru 6 modifiye edilmiştir. Telif Hakkı: Amerikan Kimya Derneği, 2016 <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55274/55274fig3large.jpg" target="_blank">bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayın.</a> <img alt="Film S1" src="/files/ftp_upload/55274/55274vid1.jpg" /> Film S1: 60 ° C&#39;de kurutma sırasında sacran çözeltisi Kurutma işlemi kullanılarak gözlenençarpı Nicols. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55274/Movie_S1-3fps.avi" target="_blank">Bu filmi indirmek için lütfen buraya tıklayın.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Methods for the Self-integration of Megamolecular Biopolymers on the Drying Air-LC Interface at JoVE.com

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

hava-sıvı kristal arayüzünde megamolecular biyopolimerlerin kurutma kaynaklı kendini entegrasyon için bir yöntem olup burada sağlanır. Bu metodoloji Biyopolimerlerin makroskopik potansiyellerini anlamak için değil, aynı zamanda biyomedikal ve çevre alanlarında yumuşak malzemeler için bir değerlendirme yöntemi olarak sadece yararlı olacaktır.

Kurutma Hava-LC Arayüz üzerinde Megamolecular Biyopolimerlerin Kendinden entegrasyonu için Yöntemler

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 Görüntüleme.  Japan Advanced Institute of Science and Technology.  hava-sıvı kristal arayüzünde megamolecular biyopolimerlerin kurutma kaynaklı kendini entegrasyon için bir yöntem olup burada sağlanır. Bu metodoloji Biyopolimerlerin makroskopik potansiyellerini anlamak için değil, aynı zamanda biyomedikal ve çevre alanlarında yumuşak malzemeler için bir değerlendirme yöntemi olarak sadece yararlı olacaktır. 

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.

Biofabrication ile Bio-Elektronik Arayüz Bridging

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

Biyomühendislik

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.

Kayma Tahliller kullanma Biyopolimerler eğilme Katılığı Ölçümleri

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.

Photolithographically Tanımlı Parylene-C hücre Desenlendirme: SiO<sub&gt; 2</sub&gt; Yüzeyleri

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.

Moleküler Dolaşıklık Biyopolimerlerin Electrospinnability

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.

Genetik olarak tadil edilmiş hücre transplantasyonu için Micropatterned kültür plakalarında Sferoid hücrelere karşı gene

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.

Biyofilm ve Habitat Heterojen Eş-geliştirme karakterize Yöntemleri

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: Protein-fosfoinositid Etkileşimlerinin Etiketsiz Bir Çalışması

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.

Tek yönlü selüloz Nanofiber dağılması tarafından hazırlanan Microhoneycomb yekpare dayalı sıra: Yöntem ve uzantıları

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.

Yetişkin Sıçanda Kompozit Rejeneratif Periferik Sinir Arabiriminin (C-RPNI) Imalatı

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.