מחקר זה נתמך על ידי הקרן הלאומי למדע, NSF, וERC. ברצוננו להודות לעזרה טכנית שלב הטמפרטורה מרנדי מילפורד, מייקל קורן, דאג שייפר, וג&#39;רמי דניסון. סיוע בפיתוח תוכנה סופק על ידי אור חן, די שו, Rajesh Sannareddy, וSumit Bhattachary. ברצוננו להודות לעמיתי פרופ &#39;פיטר ל&#39; דייויס וד&quot;ר לורי א גרהם לחלבון Mp IBP ודיונים מועילים. אנו מודים גם לחברי מעבדת ד&quot;ר מאיה הבר דולב, Yangzhong צ&#39;ין, ד&quot;ר Yeliz סליק, ד&quot;ר נטליה Pertaya, אורטל Mizrahy, וגיא שלומית למשוב מהמשתמשים שלהם.

0. הליכים המקדמיים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זכוכית נימים להזרקת תמיסה. שימוש חולץ נימים (Narishige, טוקיו, יפן), להכין פיפטה חדה עם פתיחה מצוינת משפופרת מייקר נימי זכוכית (המותג GMBH, ורטהיים, גרמניה). גודל הפתח צריך להיות מאומת על ידי העברת אוויר דרך הנימים להשיג מבעבע עדינה במים נקיים. אם הנימים סגורות, ניתן לפתוח אותו על ידי שבירת הקצה שלה. ניתן לעשות זאת על ידי לחיצה או מגרדים אותו בעדינות על צינור המים המכילים קירות. הכן כגון נימים שהפתח חסום כמעט אך מספיק פתוח על מנת לאפשר ההיווצרות של בועות תת מילימטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניקוי דיסק נחושת. Sonicate את דיסקי הנחושת למשך 10 דקות במייקרו 0.1%-90 סבון (קול-לבן זוג, ורנון הילס, אילינוי, ארה&quot;ב), ואז לשטוף עם מים מזוקקים כפולים. להציג את הדיסקים לפתרון isopropanol (טכני) וsonicate שוב למשך 10 דקות. סנפירברית, לייבש את הדיסקים באמצעות אוויר מסונן. שלב ניקוי זו הוא קריטי כדי למנוע זיהום IBP בין ניסויים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרכבת coverglass כפולת שכבה. הרכבת coverglass הייתה מוכנה לאפשר לתצפית מדגם ללא עיבוי לחות על פני שטח כיסוי הזכוכית. זו הושגה על ידי צבת Drierite חלקיקים (WA המונד Drierite, קסניה, אוהיו, ארה&quot;ב) (2 מ&quot;מ קוטר) בין שתי coverslips, שלאחר מכן הדביק עם אקדח דבק חם. תצורה זו מונעת עיבוי שעלולה לחסום את הנוף כאשר הדגימה קוררה לטמפרטורות נמוכות ובטלה את הצורך לפוצץ באוויר יבש לחלון התצפית. </li></ol> 1. שלב הקירור Set-up <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבור את כניסת מי זרימה והיציאה של שלב הקירור עד 4 מ&quot;מ קוטר פנימיים Tygon צינורות (Saint-Gobain, פריז, צרפת), ולחבר את צינור יניקת זרימת מים למשאבת מים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר צינור 4 Tygon קוטר פנימי מ&quot;מ ליניקה של t שלב הקירורo לספק אוויר יבש. האוויר היה יבש באמצעות עמודת Drierite באונליין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להפעיל את משאבות אוויר ומים. שים לב כי יסודות הקירור לא צריכים לרוץ בלי גוף קירור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את בקר הטמפרטורה, מצלמה, ושגרת LabVIEW. </li></ol> 2. לדוגמא הכנה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח טיפת μl 3-4 טבילת השמן B (Cargille מעבדות, סדר גרוב, ניו ג&#39;רזי, ארה&quot;ב) בצד האחורי של דיסק נחושת קוטר 7 מ&quot;מ היו 500 מיקרומטר חורים שנקדחו באמצעות הדיסק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקם את דיסק הנחושת על הבמה עם קירור צד שמן הטבילה פונה כלפי מטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחבר את צינור הנימים (בקצה הקהה) לצינור בקוטר 0.7 מ&quot;מ פנימי Tygon מחובר בקצה השני למזרק 2 מיליליטר זכוכית (Poulten-גרף, ורטהיים, גרמניה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני שימוש בצינור הנימים, בדוק את הפתח הקטן של הנימים כדי להבטיח שהפתיחה היא גודל מתאים (ראה הליכים המקדמיים). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאט לאט להכניס את GLAss נימים לתוך הצינור המוכן IBP חלבון המדגם (2.4 מיקרומטר Mp IBP-GFP ב20 מ&quot;מ CaCl 2 ו 25 מ&quot;מ טריס-HCl ב-pH 8, ראה התייחסות 10 לפרטי ההכנה) ומושך את מזרק הזכוכית עד נימי הזכוכית מכילה 0.1 μl של חלבון הפתרון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתחיל בהקלטת וידאו באמצעות תוכנת LabVIEW. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס את הקצה החד של זכוכית הנימים (המכיל חלבון הפתרון) לאחד החורים בדיסק הנחושת בשלב הקירור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תוך כדי התבוננות מבעד למיקרוסקופ (אולימפוס, טוקיו, יפן, אובייקטיבי 10x), לחדור בזהירות את שכבת שמן הטבילה עם קצה נימי הזכוכית, ולחץ על מזרק הזכוכית (מאוד בעדינות) כדי לספק כמות קטנה (~ 10 NL) של החלבון פתרון כדי ליצור טיפת מיקרומטר 200. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כסה את החור בשלב הקירור עם מכלול coverglass שכבה הכפולה (ראה הליכים המקדמיים). </li></ol> 3. מדידת פעילות TH <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קדםss כפתור הקירור ולקבוע את הטמפרטורה ל -40 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בתחילה, אגל הפתרון יהיה ברור. בטמפרטורות נמוכות, בדרך כלל בטווח -30 ° C עד -35 ° C, צבע שינויי האגל, מצביע על כך שהפתרון הוקפא. מייד לאחר המדגם הקפיא, להגדיל את הטמפרטורה לאט לאט עד שהקרח בתפזורת מתחיל להתמוסס. עלייה הדרגתית של הטמפרטורה נחוצה כדי למנוע להחטיא מהטמפרטורה שעלולה לגרום להמסה המלאה של המדגם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעבר למטרת 50x ומתחיל להמס את הקרח על ידי התאמת הטמפרטורה. התאמה זו היא אינטראקטיבית, והשלבים הסופיים בדרך כלל מבוצעים באמצעות צעדי טמפרטורה קטנות של 0.002 מעלות צלזיוס תמשיך לינמס עד גביש יחיד נשאר. הגודל הסופי של הגביש צריך להיות בסביבות 10 מיקרומטר. הטמפרטורה הגבוהה ביותר שבי ההיתוך חדל תיקבע כנקודת התכה ונקבעה במדויק בשלב ניתוח וידאו מאוחר יותר. </li> &lt;li&gt; הגדר את הטמפרטורה לכמה מאיות צלזיוס תואר מתחת לנקודת ההתכה של הגביש ולהתחיל רמפת טמפרטורה באיחור 10 דקות. להתאים את קצב ramping כרצונך. במהלך תקופה זו, הגביש יהיה חשוף לIBPs. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עם סיום זמן החשיפה 10 דקות, הטמפרטורה פחתה באופן אוטומטי תחת השליטה של ​​שגרת LabVIEW. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שים לב לצורת גביש כירידות בטמפרטורה. בשלב מסוים, הפרץ הפתאומי של גביש הקרח יכול להיות שנצפה. הטמפרטורה שבה זה מתרחש תצוין כטמפרטורת פרץ הגביש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בניתוח וידאו על מנת לקבוע את נקודת ההתכה המדויקת וטמפרטורת הפרץ. ראשית, על ידי שימוש בניתוח וידאו, למצוא את נקודת ההתכה המדויקת. תזכיר כי הטמפרטורה הגבוהה ביותר שבי ההיתוך חדל תיקבע כנקודת התכה. לתעד את נקודת התכה זה בתוכנת גיליונות אלקטרוניים. לאחר מכן, לקבוע את טמפרטורת פרץ הגביש המדויקת, ולתעד את הערך הזהגם כן. ההבדל בין נקודת ההיתוך ונקודת קיפאון, או בטמפרטורת פרץ גביש, הוא פעילות hysteresis התרמית של פתרון IBP. </li></ol> 4. מדידה של פעילות TH תלוית זמן <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עקוב הפרוטוקול המתואר בסעיפים 3.1-3.3 להכין גביש יחיד של קרח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר ההיווצרות של הגביש, להגדיר את זמן ההשהיה של הרמפה כרצון, ולהפעיל את הרמפה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הטמפרטורה תקטן בשיעור קבוע (בהתאם לדרישות של המפעילים) באופן אוטומטי לאחר זמן השהית הרמפה עבר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לתעד את הטמפרטורה שבה פרץ הגביש מתרחש. לחשב את זמן החשיפה (הזמן בין היווצרות גבישים ופרץ הגביש). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על הניסוי לזמני השהיה שונים ולהתוות את פעילות TH כפונקציה של זמן החשיפה על מנת להעריך את זמן התלות של פעילות TH. </li></ol>

<ol>
	<li>DeVries, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glycoproteins+as+biological+antifreeze+agents+in+antarctic+fishes.">Glycoproteins as biological antifreeze agents in antarctic fishes.</a> Science. 172, 1152-1155 (1971).</li><li>Worrall, D., Elias, L., Ashford, D., Smallwood, M., Sidebottom, C., Lillford, P., Telford, J., Holt, C., Bowles, 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+carrot+leucine-rich-repeat+protein+that+inhibits+ice+recrystallization.">A carrot leucine-rich-repeat protein that inhibits ice recrystallization.</a> Science. 282, 115-117 (1998).</li><li>Raymond, J. A., Knight, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ice+binding,+recrystallization+inhibition,+and+cryoprotective+properties+of+ice-active+substances+associated+with+Antarctic+sea+ice+diatoms.">Ice binding, recrystallization inhibition, and cryoprotective properties of ice-active substances associated with Antarctic sea ice diatoms.</a> Cryobiology. 46, 174-181 (2003).</li><li>Tomchaney, A. P., Morris, J. P., Kang, S. H., Duman, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Purification,+composition,+and+physical+properties+of+a+thermal+hysteresis+"antifreeze"+protein+from+larvae+of+the+beetle,+Tenebrio+molitor.">Purification, composition, and physical properties of a thermal hysteresis "antifreeze" protein from larvae of the beetle, Tenebrio molitor.</a> Biochemistry. 21, 716-721 (1982).</li><li>Kiko, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acquisition+of+freeze+protection+in+a+sea-ice+crustacean+through+horizontal+gene+transfer.">Acquisition of freeze protection in a sea-ice crustacean through horizontal gene transfer.</a> Polar Biology. 33, 543-556 (2010).</li><li>Robinson, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cold+adaptation+in+Arctic+and+Antarctic+fungi.">Cold adaptation in Arctic and Antarctic fungi.</a> New Phytol. 151, 341-353 (2001).</li><li>Gilbert, J. A., Hill, P. J., Dodd, C. E., Laybourn-Parry, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Demonstration+of+antifreeze+protein+activity+in+Antarctic+lake+bacteria.">Demonstration of antifreeze protein activity in Antarctic lake bacteria.</a> Microbiology. 150, 171-180 (2004).</li><li>Raymond, J. A., DeVries, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption+inhibition+as+a+mechanism+of+freezing+resistance+in+polar+fishes.">Adsorption inhibition as a mechanism of freezing resistance in polar fishes.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 74, 2589-2593 (1977).</li><li>Pertaya, N., Marshall, C. B., DiPrinzio, C. L., Wilen, L., Thomson, E. S., Wettlaufer, J. S., Davies, P. L., Braslavsky, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorescence+microscopy+evidence+for+quasi-permanent+attachment+of+antifreeze+proteins+to+ice+surfaces.">Fluorescence microscopy evidence for quasi-permanent attachment of antifreeze proteins to ice surfaces.</a> Biophys. J. 92, 3663-3673 (2007).</li><li>Celik, Y., Graham, L. A., Mok, Y. F., Bar, M., Davies, P. L., Braslavsky, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Superheating+of+ice+crystals+in+antifreeze+protein+solutions.">Superheating of ice crystals in antifreeze protein solutions.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 5423-5428 (2010).</li><li>Gilbard, J. P., Farris, R. L., Santamaria, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osmolarity+of+tear+microvolumes+in+keratoconjunctivitis+sicca.">Osmolarity of tear microvolumes in keratoconjunctivitis sicca.</a> Arch. Ophthalmol. 96, 677-681 (1978).</li><li>Gilbert, J. A., Davies, P. L., Laybourn-Parry, 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+hyperactive,+Ca2+-dependent+antifreeze+protein+in+an+Antarctic+bacterium.">A hyperactive, Ca2+-dependent antifreeze protein in an Antarctic bacterium.</a> FEMS Microbiol. Lett. 245, 67-72 (2005).</li><li>Soriano, J., Braslavsky, I., Xu, D., Krichevsky, O., Stavans, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Universality+of+persistence+exponents+in+two-dimensional+ostwald+ripening.">Universality of persistence exponents in two-dimensional ostwald ripening.</a> Phys. Rev. Lett. 103, (2009).</li><li>Tomczak, M. M., Marshall, C. B., Gilbert, J. A., Davies, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+facile+method+for+determining+ice+recrystallization+inhibition+by+antifreeze+proteins.">A facile method for determining ice recrystallization inhibition by antifreeze proteins.</a> Biochem. Bioph. Res. Co. 311, 1041-1046 (2003).</li><li>Knight, C. A., Hallett, J., Devries, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solute+Effects+on+Ice+Recrystallization+-+an+Assessment+Technique.">Solute Effects on Ice Recrystallization - an Assessment Technique.</a> Cryobiology. 25, 55-60 (1988).</li><li>Celik, Y., Drori, R., Pertaya-Braun, N., Altan, A., Barton, T., Bar-Dolev, M., Groisman, A., Davies, P. L., Braslavsky, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+experiments+reveal+that+antifreeze+proteins+bound+to+ice+crystals+suffice+to+prevent+their+growth.">Microfluidic experiments reveal that antifreeze proteins bound to ice crystals suffice to prevent their growth.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 110, 1309-1314 (2013).</li><li>Middleton, A. J., Marshall, C. B., Faucher, F., Bar-Dolev, M., Braslavsky, I., Campbell, R. L., Walker, V. K., Davies, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antifreeze+protein+from+freeze-tolerant+grass+has+a+beta-roll+fold+with+an+irregularly+structured+ice-binding+site.">Antifreeze protein from freeze-tolerant grass has a beta-roll fold with an irregularly structured ice-binding site.</a> J. Mol. Biol. 416, 713-724 (2012).</li></ol>

אין ניגודי האינטרסים הכריזו.

עבודה זו ממחישה את הפעולה של osmometer nanoliter מבוקר מחשב המאפשר מדידות מדויקות של פעילות TH עם בקרת טמפרטורה יוצאת דופן. בכל מערכת רגישה לטמפרטורה, גרדיאנטים בטמפרטורה רצוי יש להימנע. כדי להימנע משיפועי טמפרטורה במנגנון שהוצג כאן, אגל פתרון המבחן חייב להיות ממוקם במרכז חור בשלב קירור דיסק הנחושת (שלב 2.7). בנוסף, הגביש היחיד צריך להיות במרכז של רביב ולא ליד הקצוות (ברוב המקרים, זה לא יקרה באופן ספונטני). תלות הזמן המתואר מצביעה על כך שקצב הקירור עשוי להשפיע על קריאות ה. לפיכך, אנו ממליצים לרבות דוח של הזמן שבו הגביש נחשף לפתרון לפני הקירור, כמו גם את קצב הקירור. אנחנו בדרך כלל חיכינו 10 דקות לפני ramping את הטמפרטורה ב0.01 ° C שלבים כל 4 שניות. את שיתוף LabVIEW המבוקרשלב oling הותאם לשימוש עם מיקרוסקופ ההפוך שבו יכולים להיות שהופעלו התקני microfluidic תרמית. מערכת זו מאפשרת ביצוע הניסויים בexchange פתרון של גבישי קרח וIBPs מתויגים עם 9 eGFP, 10, 16. מערכת LabVIEW המבוקרת עשויה להיות מותאמת לשלב קליפטון על ידי חיבור בקר 3040 טמפרטורה באמצעות מעגל חשמלי ייעודי הסתגלות. מערכת כזו פעלה בדייויס 17 המעבדה. תוכנת LabVIEW והעיצוב הייעודי התאמת המעגל החשמלי לבמת קליפטון זמין לפי בקשה. לסיכום, אנו מתארים osmometer nanoliter המאפשר שליטה הרגישה ומניפולציה של טמפרטורה וקצב עליית הטמפרטורה והירידה (עם רגישות 0.002 ° C), בתיאום עם ממשק וידאו דרך שגרת LabVIEW לניתוח בזמן אמת. מערכת זו יכולה לבצע ניסויים לשעתק שיעור בשליטה כי הם importanלא לחקירת קינטיקה של אינטראקציות IBP עם קרח. ניסויים כאלה יכולים לטפל בכמה בעיות ארוכות התווכחו מקיפות את מנגנון פעולה של IBPs.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגים / דגם </td><td> תגובות </td></tr><tr><td> טבילת שמן מהסוג B </td><td> מעבדות Cargille </td><td> 16484 </td><td></td></tr><tr><td> Drierite </td><td> WA המונד Drierite </td><td> 043063 2270g </td><td></td></tr><tr><td> תמיסת ניקוי מייקרו 90 </td><td> קולמן לבן זוג </td><td> <a href="http://www.coleparmer.com/Product/Cole_Parmer_small_sup_reg_sup_small_Micro_90_small_sup_reg_sup_small_cleaning_solution_case_of_four_4_Liter_bottles/EW-18100-11" target="_blank">EW-18100-11</a> </td><td></td></tr><tr><td> נימי חולץ </td><td> Narishige </td><td> PB-7 </td><td></td></tr><tr><td> צינורות זכוכית נימים </td><td> המותג GNBH </td><td> 7493 21 </td><td> 75 מ&quot;מ אורך, 1.15 קוטר </td></tr><tr><td> טמפרטורהבקר </td><td> ניופורט, אירווין, קליפורניה, ארצות הברית </td><td> דגם 3040 </td><td> דגם 3040 </td></tr><tr><td> מיקרוסקופ אור </td><td> אולימפוס </td><td> דגם BH2 </td><td></td></tr><tr><td> מטרת 10x </td><td> אולימפוס </td><td></td><td> S תכנית 10, 0.3, 160/0.17 </td></tr><tr><td> מטרת 50x </td><td> ניקון </td><td></td><td> CF תכנית, 50X/0.55 EPI ELWD </td></tr><tr><td> CCD מצלמה </td><td> Provideo </td><td> CVC-140 </td><td></td></tr><tr><td> צינורות Tygon </td><td> Saint-Gobain, פריז, צרפת </td><td></td><td> Tygon הגיבוש Tubing S-50-HL </td></tr><tr><td> זכוכית המזרק (2 מ&quot;ל) </td><td> Poulten-גרף, ורטהיים, גרמניה </td><td> 7 10227 </td><td></td></tr><tr><td> כרטיס PCI-GPIB </td><td> המכשירים לאומיים, אוסטין, טקסס, ארה&quot;ב </td><td> 778032-01 </td><td></td></tr><tr><td> וידאו המסגרת grabber IMAQ-PCI-1407 </td><td> המכשירים לאומיים, אוסטין, טקסס, ארה&quot;ב </td><td> 322156B-01 </td><td></td></tr><tr><td> תוכנת עיצוב מערכת LabVIEW </td><td> המכשירים לאומיים, אוסטין, טקסס, ארה&quot;ב </td><td> גרסה 8 </td><td></td></tr><tr><td> תוכנת מחבר DIVX </td><td> DivX LLC, סן דייגו, קליפורניה, ארה&quot;ב </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

labview-operated novel nanoliter osmometer for ice binding protein investigations

Ice-binding proteins (IBPs), including antifreeze proteins, ice structuring proteins, thermal hysteresis proteins, and ice recrystallization inhibition proteins, are found in cold-adapted organisms and protect them from freeze injuries by interacting with ice crystals. IBPs are found in a variety of organism, including fish1, plants2, 3, arthropods4, 5, fungi6, and bacteria7. IBPs adsorb to the surfaces of ice crystals and prevent water molecules from joining the ice lattice at the IBP adsorption location. Ice that grows on the crystal surface between the adsorbed IBPs develops a high curvature that lowers the temperature at which the ice crystals grow, a phenomenon referred to as the Gibbs-Thomson effect. This depression creates a gap (thermal hysteresis, TH) between the melting point and the nonequilibrium freezing point, within which ice growth is arrested8-10, see Figure 1. One of the main tools used in IBP research is the nanoliter osmometer, which facilitates measurements of the TH activities of IBP solutions. Nanoliter osmometers, such as the Clifton instrument (Clifton Technical Physics, Hartford, NY,) and Otago instrument (Otago Osmometers, Dunedin, New Zealand), were designed to measure the osmolarity of a solution by measuring the melting point depression of droplets with nanoliter volumes. These devices were used to measure the osmolarities of biological samples, such as tears11, and were found to be useful in IBP research. Manual control over these nanoliter osmometers limited the experimental possibilities. Temperature rate changes could not be controlled reliably, the temperature range of the Clifton instrument was limited to 4,000 mOsmol (about -7.5 &deg;C), and temperature recordings as a function of time were not an available option for these instruments.
We designed a custom-made computer-controlled nanoliter osmometer system using a LabVIEW platform (National Instruments). The cold stage, described previously9, 10, contains a metal block through which water circulates, thereby functioning as a heat sink, see Figure 2. Attached to this block are thermoelectric coolers that may be driven using a commercial temperature controller that can be controlled via LabVIEW modules, see Figure 3. Further details are provided below. The major advantage of this system is its sensitive temperature control, see Figure 4. Automated temperature control permits the coordination of a fixed temperature ramp with a video microscopy output containing additional experimental details.
To study the time dependence of the TH activity, we tested a 58 kDa hyperactive IBP from the Antarctic bacterium Marinomonas primoryensis (MpIBP)12. This protein was tagged with enhanced green fluorescence proteins (eGFP) in a construct developed by Peter Davies' group (Queens University)10. We showed that the temperature change profile affected the TH activity. Excellent control over the temperature profile in these experiments significantly improved the TH measurements. The nanoliter osmometer additionally allowed us to test the recrystallization inhibition of IBPs5, 13. In general, recrystallization is a phenomenon in which large crystals grow larger at the expense of small crystals. IBPs efficiently inhibit recrystallization, even at low concentrations14, 15. We used our LabVIEW-controlled osmometer to quantitatively follow the recrystallization of ice and to enforce a constant ice fraction using simultaneous real-time video analysis of the images and temperature feedback from the sample chamber13. The real-time calculations offer additional control options during an experimental procedure. A stage for an inverted microscope was developed to accommodate temperature-controlled microfluidic devices, which will be described elsewhere16.
The Cold Stage System
The cold stage assembly (Figure 2) consists of a set of thermoelectric coolers that cool a copper plate. Heat is removed from the stage by flowing cold water through a closed compartment under the thermoelectric coolers. A 4 mm diameter hole in the middle of the copper plate serves as a viewing window. A 1 mm diameter in-plane hole was drilled to fit the thermistor. A custom-made copper disc (7 mm in diameter) with several holes (500 &mu;m in diameter) was placed on the copper plate and aligned with the viewing window. Air was pumped at a flow rate of 35 ml/sec and dried using Drierite (W.A. Hammond). The dry air was used to ensure a dry environment at the cooling stage. The stage was connected via a 9 pin connection outlet to a temperature controller (Model 3040 or 3150, Newport Corporation, Irvine, California, US). The temperature controller was connected via a cable to a computer GPIB-PCI card (National instruments, Austin, Texas, USA).

מדידה של תלות זמן TH Osmometer nanoliter LabVIEW המופעל מאפשר ביצוע מדידות פעילות TH מדויקות. שיעור הפחתת הטמפרטורה הקבועה מותר המדידה של תלות זמן TH. בקרת הטמפרטורה המדויקת מופעלת על ידי osmometer nanoliter הייתה חיונית לניסויים אלה. זמן החשיפה של גביש קרח לIBPs בפתרון מוגדר כפרק זמן מהיווצרות הגבישים (סופו של תהליך ההיתוך) עד הצמיחה הפתאומית של קרח סביב הגביש (פרץ גביש). מצאנו כי זמן החשיפה של גבישי הקרח לIBPs מושפע פעילות TH מכריע. תקופות קצרות של חשיפת IBP (כמה שניות) המיוצרות על פעילות TH נמוכה בפתרון Mp IBP-GFP (2.4 מיקרומטר) (איור 5). פעילות TH גדלה עם זמן החשיפה IBP עד שהגיע לרמה של 4 חשיפת IBP דקות. בריכוזים גבוהים יותר IBP, הצלחתau, הושג בזמנים קצרים יותר. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/4189/4189fig1.jpg" /> האיור 1. IBPs ממחיש תרשים סכמטי adsorbed לקרח. אמץ באישור 10. <img alt="איור 2" fo:src="/files/ftp_upload/4189/4189fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/4189/4189fig2.jpg" /> איור 2. שלב הקירור. ) מחובר לצינורות במיקרוסקופ. ב) בלי להוביל העליון. ג) תרשים סכמטי. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/4189/4189fig2large.jpg" target="_blank"> </a><img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/4189/4189fig3.jpg" /> איור 3. תמונת מסך של ממשק LabVIEW. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/4189/4189fig3large.jpg" target="_blank">Cl</a>איכס כאן לצפייה בדמות גדולה. <img alt="איור 4" fo:src="/files/ftp_upload/4189/4189fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/4189/4189fig4.jpg" /> איור 4. גרף יציבות טמפרטורה. בקר הטמפרטורה נקבע שתוריד את טמפרטורת 0.01 ° C בכל 15 שניות. <img alt="איור 5" fo:src="/files/ftp_upload/4189/4189fig5highres.jpg" src="/files/ftp_upload/4189/4189fig5.jpg" /> איור 5. פעילות TH Mp IBP כפונקציה של זמן חשיפת גביש קרח לIBPs. כל נקודת זמן היא ממוצעת של 3-6 ניסויים.

Watch this Scientific Journal Video about LabVIEW-operated Novel Nanoliter Osmometer for Ice Binding Protein Investigations at JoVE.com

LabVIEW-operated Novel Nanoliter Osmometer for Ice Binding Protein Investigations

חלבוני קרח מחייבים (IBPs), הידוע גם כחלבוני רדיאטור, לעכב צמיחה וקרח הם תוסף מבטיח לשימוש בהקפאה קריוגנית של רקמות. הכלי העיקרי המשמש לבדיקת IBPs הוא osmometer nanoliter. פתחנו שלב בית מעוצב קירור רכוב על מיקרוסקופ אופטי ונשלטתי באמצעות שגרת LabVIEW שהותקן. Osmometer nanoliter מתואר כאן מניפולצית טמפרטורת המדגם באופן אולטרה רגיש.

Osmometer Nanoliter הרומן LabVIEW המופעל לחקירות חלבון מחייב קרח

Ice-binding proteins (IBPs), including antifreeze proteins, ice structuring proteins, thermal hysteresis proteins, and ice recrystallization inhibition ...

labview-operated-novel-nanoliter-osmometer-for-ice-binding-protein

Google

Research

JoVE Journal

Chemistry

20.3K Views.  The Hebrew University of Jerusalem. חלבוני קרח מחייבים (IBPs), הידוע גם כחלבוני רדיאטור, לעכב צמיחה וקרח הם תוסף מבטיח לשימוש בהקפאה קריוגנית של רקמות. הכלי העיקרי המשמש לבדיקת IBPs הוא osmometer nanoliter. פתחנו שלב בית מעוצב קירור רכוב על מיקרוסקופ אופטי ונשלטתי באמצעות שגרת LabVIEW שהותקן. Osmometer nanoliter מתואר כאן מ?...

Video: LabVIEW-operated Novel Nanoliter Osmometer for Ice Binding Protein Investigations

Surface Passivation for Single-molecule Protein Studies

Single-molecule fluorescence spectroscopy has proven to be instrumental in understanding a wide range of biological phenomena at the nanoscale. Important examples of what this technique can yield to biological sciences are the mechanistic insights on protein-protein and protein-nucleic acid interactions. When interactions of proteins are probed at the single-molecule level, the proteins or their substrates are often immobilized on a glass surface, which allows for a long-term observation. This immobilization scheme may introduce unwanted surface artifacts. Therefore, it is essential to passivate the glass surface to make it inert. Surface coating using polyethylene glycol (PEG) stands out for its high performance in preventing proteins from non-specifically interacting with a glass surface. However, the polymer coating procedure is difficult, due to the complication arising from a series of surface treatments and the stringent requirement that a surface needs to be free of any fluorescent molecules at the end of the procedure. Here, we provide a robust protocol with step-by-step instructions. It covers surface cleaning including piranha etching, surface functionalization with amine groups, and finally PEG coating. To obtain a high density of a PEG layer, we introduce a new strategy of treating the surface with PEG molecules over two rounds, which remarkably improves the quality of passivation. We provide representative results as well as practical advice for each critical step so that anyone can achieve the high quality surface passivation.

We describe a method for passivating a glass surface using polyethylene glycol (PEG). This protocol covers surface cleaning, surface functionalization, and PEG coating. We introduce a new strategy for treating the surface with PEG molecules over two rounds, which yields superior quality of passivation compared to existing methods.

פסיבציה משטח ללימודי חלבון מולקולה בודדת

Single-molecule fluorescence spectroscopy has proven to be instrumental in understanding a wide range of biological phenomena at the nanoscale. Important ...

Covalent Binding of BMP-2 on Surfaces Using a Self-assembled Monolayer Approach

Bone morphogenetic protein 2 (BMP-2) is a growth factor embedded in the extracellular matrix of bone tissue. BMP-2 acts as trigger of mesenchymal cell differentiation into osteoblasts, thus stimulating healing and de novo bone formation. The clinical use of recombinant human BMP-2 (rhBMP-2) in conjunction with scaffolds has raised recent controversies, based on the mode of presentation and the amount to be delivered. The protocol presented here provides a simple and efficient way to deliver BMP-2 for in vitro studies on cells. We describe how to form a self-assembled monolayer consisting of a heterobifunctional linker, and show the subsequent binding step to obtain covalent immobilization of rhBMP-2. With this approach it is possible to achieve a sustained presentation of BMP-2 while maintaining the biological activity of the protein. In fact, the surface immobilization of BMP-2 allows targeted investigations by preventing unspecific adsorption, while reducing the amount of growth factor and, most notably, hindering uncontrolled release from the surface. Both short- and long-term signaling events triggered by BMP-2 are taking place when cells are exposed to surfaces presenting covalently immobilized rhBMP-2, making this approach suitable for in vitro studies on cell responses to BMP-2 stimulation.

We describe a method for accomplishing efficient immobilization of BMP-2 on surfaces. Our approach is based on the formation of a self-assembled monolayer to achieve the covalent binding of BMP-2 via its free amine residues. This method is a useful tool to study signaling at the cell membrane.

קוולנטיים עקידת BMP-2 על משטחים באמצעות גישה חד שכבתי התאסף עצמית

Bone morphogenetic protein 2 (BMP-2) is a growth factor embedded in the extracellular matrix of bone tissue. BMP-2 acts as trigger of mesenchymal cell ...

Determining the Ice-binding Planes of Antifreeze Proteins by Fluorescence-based Ice Plane Affinity

Antifreeze proteins (AFPs) are expressed in a variety of cold-hardy organisms to prevent or slow internal ice growth. AFPs bind to specific planes of ice through their ice-binding surfaces. Fluorescence-based ice plane affinity (FIPA) analysis is a modified technique used to determine the ice planes to which the AFPs bind. FIPA is based on the original ice-etching method for determining AFP-bound ice-planes. It produces clearer images in a shortened experimental time. In FIPA analysis, AFPs are fluorescently labeled with a chimeric tag or a covalent dye then slowly incorporated into a macroscopic single ice crystal, which has been preformed into a hemisphere and oriented to determine the a- and c-axes. The AFP-bound ice hemisphere is imaged under UV light to visualize AFP-bound planes using filters to block out nonspecific light. Fluorescent labeling of the AFPs allows real-time monitoring of AFP adsorption into ice. The labels have been found not to influence the planes to which AFPs bind. FIPA analysis also introduces the option to bind more than one differently tagged AFP on the same single ice crystal to help differentiate their binding planes. These applications of FIPA are helping to advance our understanding of how AFPs bind to ice to halt its growth and why many AFP-producing organisms express multiple AFP isoforms.

Antifreeze proteins (AFPs) bind to specific planes of ice to prevent or slow ice growth. Fluorescence-based ice plane affinity (FIPA) analysis is a modification of the original ice-etching method for determination of AFP-bound ice planes. AFPs are fluorescently labeled, incorporated into macroscopic single ice crystals, and visualized under UV light.

קביעת המישורים המחייבים קרח של חלבונים נגד קיפאון על ידי זיקה למטוס קרח מבוסס פלואורסצנטיות

Antifreeze proteins (AFPs) are expressed in a variety of cold-hardy organisms to prevent or slow internal ice growth. AFPs bind to specific planes of ice ...

Bio-layer Interferometry for Measuring Kinetics of Protein-protein Interactions and Allosteric Ligand Effects

We describe the use of Bio-layer Interferometry to study inhibitory interactions of subunit &#949;&#160;with the catalytic complex of Escherichia coli&#160;ATP synthase. Bacterial F-type ATP synthase is the target of a new, FDA-approved antibiotic to combat drug-resistant tuberculosis. Understanding bacteria-specific auto-inhibition of ATP synthase by the C-terminal domain of subunit &#949;&#160;could provide a new means to target the enzyme for discovery of antibacterial drugs. The C-terminal domain of &#949;&#160;undergoes a dramatic conformational change when the enzyme transitions between the active and inactive states, and catalytic-site ligands can influence which of &#949;&#39;s conformations is predominant. The assay measures kinetics of &#949;&#39;s binding/dissociation with the catalytic complex, and indirectly measures the shift of enzyme-bound &#949;&#160;to and from the apparently nondissociable inhibitory conformation. The Bio-layer Interferometry signal is not overly sensitive to solution composition, so it can also be used to monitor allosteric effects of catalytic-site ligands on &#949;&#39;s conformational changes.

The protocols here describe kinetic assays of protein-protein interactions with Bio-layer Interferometry. F-type ATP synthase, which is involved in cellular energy metabolism, can be inhibited by its &#949; subunit in bacteria. We have adapted Bio-layer Interferometry to study interactions of the catalytic complex with &#949;&#8217;s inhibitory C-terminal domain.

Interferometry Bio-שכבה למדידת קינטיקה של חלבונים אינטראקציות והשפעות יגנד allosteric

We describe the use of Bio-layer Interferometry to study inhibitory interactions of subunit &#949;&#160;with the catalytic complex of Escherichia ...

Iridium(III) Luminescent Probe for Detection of the Malarial Protein Biomarker Histidine Rich Protein-II

This work outlines the synthesis of a non-emissive, cyclometalated Ir(III) complex, Ir(ppy)2(H2O)2+ (Ir1), which elicits a rapid, long-lived phosphorescent signal when coordinated to a histidine-containing protein immobilized on the surface of a magnetic particle. Synthesis of Ir1, in high yields,is complete O/N&#160;and involves splitting of the parent cyclometalated Ir(III) chloro-bridged dimer into two equivalents of the solvated complex. To confirm specificity, several amino acids were probed for coordination activity when added to the synthesized probe, and only histidine elicited a signal response. Using BNT-II, a branched peptide mimic of the malarial biomarker Histidine Rich Protein II (pfHRP-II), the iridium probe was validated as a tool for HRP-II detection. Quenching effects were noted in the BNT-II/Ir1 titration when compared to L-Histidine/Ir1, but these were attributed to steric hindrance and triplet state quenching. Biolayer interferometry was used to determine real-time kinetics of interaction of Ir1 with BNT-II. Once the system was optimized, the limit of detection of rcHRP-II using the probe was found to be 12.8 nM in solution. When this protein was immobilized on the surface of a 50 &#181;m magnetic agarose particle, the limit of detection was 14.5 nM. The robust signal response of this inorganic probe, as well as its flexibility of use in solution or immobilized on a surface, can lend itself toward a variety of applications, from diagnostic use to imaging.

IridiumIII Luminescent Probe for Detection of the Malarial Protein Biomarker Histidine Rich Protein-II

Robust detection reagents are of increasing necessity for developing new malaria diagnostic tools. An iridium(III) probe was designed that emits long-lasting luminescent signal in the presence of a histidine-rich malarial protein biomarker. Detection of the protein either in solution or immobilized on a magnetic particle affords flexibility in application.

אירידיום (III) פלורסנט בדיקה לאיתור של חלבון המלריה ביומרקר היסטידין העשיר החלבון-II

This work outlines the synthesis of a non-emissive, cyclometalated Ir(III) complex, Ir(ppy)2(H2O)2+ (Ir1), which elicits a rapid, long-lived ...

Water in Oil Emulsions: A New System for Assembling Water-soluble Chlorophyll-binding Proteins with Hydrophobic Pigments

Chlorophylls (Chls) and bacteriochlorophylls (BChls) are the primary cofactors that carry out photosynthetic light harvesting and electron transport. Their functionality critically depends on their specific organization within large and elaborate multisubunit transmembrane protein complexes. In order to understand at the molecular level how these complexes facilitate solar energy conversion, it is essential to understand protein-pigment, and pigment-pigment interactions, and their effect on excited dynamics. One way of gaining such understanding is by constructing and studying complexes of Chls with simple water-soluble recombinant proteins. However, incorporating the lipophilic Chls and BChls into water-soluble proteins is difficult. Moreover, there is no general method, which could be used for assembly of water-soluble proteins with hydrophobic pigments. Here, we demonstrate a simple and high throughput system based on water-in-oil emulsions, which enables assembly of water-soluble proteins with hydrophobic Chls. The new method was validated by assembling recombinant versions of the water-soluble chlorophyll binding protein of Brassicaceae plants (WSCP) with Chl a. We demonstrate the successful assembly of Chl a using crude lysates of WSCP expressing E. coli cell, which may be used for developing a genetic screen system for novel water-soluble Chl-binding proteins, and for studies of Chl-protein interactions and assembly processes.

This manuscript describes a simple and high-throughput method for assembling water-soluble proteins with hydrophobic pigments that is based on water-in-oil emulsions. We demonstrate the effectiveness of the method in the assembly of native chlorophylls with four variants of recombinant water-soluble-chlorophyll binding proteins (WSCPs) of Brassica plants expressed in E. coli.

המים אמולסיות שמן: מערכת חדשה להרכבת חלבונים מסיסים במים כלורופיל מחייב עם פיגמנטים הידרופובי

Chlorophylls (Chls) and bacteriochlorophylls (BChls) are the primary cofactors that carry out photosynthetic light harvesting and electron transport. ...

An ELISA Based Binding and Competition Method to Rapidly Determine Ligand-receptor Interactions

A comprehensive understanding of signaling pathways requires detailed knowledge regarding ligand-receptor interaction. This article describes two fast and reliable point-by-point protocols of enzyme-linked immunosorbent assays (ELISAs) for the investigation of ligand-receptor interactions: the direct ligand-receptor interaction assay (LRA) and the competition LRA. As a case study, the ELISA based analysis of the interaction between different lambda interferons (IFNLs) and the alpha subunit of their receptor (IL28RA) is presented: the direct LRA is used for the determination of dissociation constants (KD values) between receptor and IFN ligands, and the competition LRA for the determination of the inhibitory capacity of an oligopeptide, which was designed to compete with the IFNLs at their receptor binding site. Analytical steps to estimate KD and half maximal inhibitory concentration (IC50) values are described. Finally, the discussion highlights advantages and disadvantages of the presented method and how the results enable a better molecular understanding of ligand-receptor interactions.

The presented protocols describe two enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) based techniques for the rapid investigation of ligand-receptor interactions: The first assay allows the determination of dissociation constant between ligand and receptor. The second assay enables a rapid screening of blocking peptides for ligand-receptor interactions.

מבוסס ELISA כריכה ותחרות שיטה במהירות לקבוע אינטראקציות ליגנד לרצפטור

A comprehensive understanding of signaling pathways requires detailed knowledge regarding ligand-receptor interaction. This article describes two fast and ...

CN-GELFrEE - Clear Native Gel-eluted Liquid Fraction Entrapment Electrophoresis

Protein complexes perform an array of crucial cellular functions. Elucidating their non-covalent interactions and dynamics is paramount for understanding the role of complexes in biological systems. While the direct characterization of biomolecular assemblies has become increasingly important in recent years, native fractionation techniques that are compatible with downstream analysis techniques, including mass spectrometry, are necessary to further expand these studies. Nevertheless, the field lacks a high-throughput, wide-range, high-recovery separation method for native protein assemblies. Here, we present clear native gel-eluted liquid fraction entrapment electrophoresis (CN-GELFrEE), which is a novel separation modality for non-covalent protein assemblies. CN-GELFrEE separation performance was demonstrated by fractionating complexes extracted from mouse heart. Fractions were collected over 2 hr and displayed discrete bands ranging from ~30 to 500 kDa. A consistent pattern of increasing molecular weight bandwidths was observed, each ranging ~100 kDa. Further, subsequent reanalysis of native fractions via SDS-PAGE showed molecular-weight shifts consistent with the denaturation of protein complexes. Therefore, CN-GELFrEE was proved to offer the ability to perform high-resolution and high-recovery native separations on protein complexes from a large molecular weight range, providing fractions that are compatible with downstream protein analyses.

This protocol describes how to prepare and perform clear native gel-eluted liquid fraction entrapment electrophoresis (CN-GELFrEE), a native separation technique for non-covalent biomolecular assemblies and proteins from heterogeneous samples that is compatible with various downstream protein analysis techniques.

CN-GELFrEE - Native נקה ג&#39;ל eluted שבר נוזלי אלקטרופורזה מילכוד

Protein complexes perform an array of crucial cellular functions. Elucidating their non-covalent interactions and dynamics is paramount for understanding ...

Investigations on the Ga(III) Complex of EOB-DTPA and Its 68Ga Radiolabeled Analogue

We demonstrate a method for the isolation of EOB-DTPA (3,6,9-triaza-3,6,9-tris(carboxymethyl)-4-(ethoxybenzyl)-undecanedioic acid) from its Gd(III) complex and protocols for the preparation of its novel non-radioactive, i.e., natural Ga(III) as well as radioactive 68Ga complex. The ligand as well as the Ga(III) complex were characterized by nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, mass spectrometry and elemental analysis. 68Ga was obtained by a standard elution method from a 68Ge/68Ga generator. Experiments to evaluate the 68Ga-labeling efficiency of EOB-DTPA at pH 3.8&#8211;4.0 were performed. Established analysis techniques radio TLC (thin layer chromatography) and radio HPLC (high performance liquid chromatography) were used to determine the radiochemical purity of the tracer. As a first investigation of the 68Ga tracers&#39; lipophilicity the n-octanol/water distribution coefficient of 68Ga species present in a pH 7.4 solution was determined by an extraction method. In vitro stability measurements of the tracer in various media at physiological pH were performed, revealing different rates of decomposition.

Investigations on the GaIII Complex of EOB-DTPA and Its 68Ga Radiolabeled Analogue

A procedure for the isolation of EOB-DTPA and subsequent complexation with natural Ga(III) and 68Ga is presented herein, as well as a thorough analysis of all compounds and investigations on labeling efficiency, in vitro stability and the n-octanol/water distribution coefficient of the radiolabeled complex.

חקירות על קומפלקס Ga (III) של EOB-DTPA ו שלה<sup&gt; 68</sup&gt; Ga radiolabeled Analogue

We demonstrate a method for the isolation of EOB-DTPA (3,6,9-triaza-3,6,9-tris(carboxymethyl)-4-(ethoxybenzyl)-undecanedioic acid) from its Gd(III) ...

Novel Techniques for Observing Structural Dynamics of Photoresponsive Liquid Crystals

We discuss in this article the experimental measurements of the molecules in liquid crystal (LC) phase using the time-resolved infrared (IR) vibrational spectroscopy and time-resolved electron diffraction. Liquid crystal phase is an important state of matter that exists between the solid and liquid phases and it is common in natural systems as well as in organic electronics. Liquid crystals are orientationally ordered but loosely packed, and therefore, the internal conformations and alignments of the molecular components of LCs can be modified by external stimuli. Although advanced time-resolved diffraction techniques have revealed picosecond-scale molecular dynamics of single crystals and polycrystals, direct observations of packing structures and ultrafast dynamics of soft materials have been hampered by blurry diffraction patterns. Here, we report time-resolved IR vibrational spectroscopy and electron diffractometry to acquire ultrafast snapshots of a columnar LC material bearing a photoactive core moiety. Differential-detection analyses of the combination of time-resolved IR vibrational spectroscopy and electron diffraction are powerful tools for characterizing structures and photoinduced dynamics of soft materials.

Here, we present the protocols of differential-detection analyses of time-resolved infrared vibrational spectroscopy and electron diffraction which enable observations of the deformations of local structures around photoexcited molecules in a columnar liquid crystal, giving an atomic perspective on the relationship between the structure and the dynamics of this photoactive material.

טכניקות הרומן להתבוננות מבניים הדינמיקה של גביש נוזלי Photoresponsive

We discuss in this article the experimental measurements of the molecules in liquid crystal (LC) phase using the time-resolved infrared (IR) vibrational ...