Authors would like to thank the financial support from Swiss National Science Foundation (SNF) through the project no. 200021_160174.

주 : 이중층 미세 유체 소자의 두 개의 층은 5 ㎛의 형상 정밀도를 제한하여, 드로잉 소프트웨어를 사용 예 AutoCAD의 설계 및 고해상도 필름 마스크를 형성하기 위해 출력된다. 마스터 몰드는 구조물 높이가 50 μm의 생산을 허용, 4 &quot;실리콘 웨이퍼에 SU-8 리소그래피에 의해 만들어집니다. SU-8 포토 리소그래피를 사용하여 1. 마스터 금형 제작 <ol><li> 탈수 10 분 동안 200 ℃로 설정된 핫 플레이트상에서 실리콘 웨이퍼를 배치했다. 참고 : 실리콘 웨이퍼 탈수 더 나은 접촉을 제공하고, 스핀 코팅 공정 중에 SU-8 포토 레지스트의 확산 보장한다. </li><li> 3 분에 걸쳐 실온까지 탈수 웨이퍼를 쿨. </li><li> 스핀 코터와 입금 SU-8 포토 레지스트 4 ㎖ (약 1 mL의 SU-8 기판 per inch)의 웨이퍼의 중심에 웨이퍼를 적재. <ol><li> 첫째, 500 revoluti에 증착 된 SU-8 서서히 확산10 초 동안 분 (RPM) 당 기능. 이러한 회전 속도는 SU-8에 따르면 전체 웨이퍼 표면에 걸쳐 증가되는 것을 보장한다. </li><li> 둘째, 더 높은 속도로 상기 기판을 회전하여 SU-8의 두께를 제어한다. 현재 실험에서, SU-8은 50 μm의 높은 기능을 생성하기 위해 30 초 동안 3,000 rpm의 회전 속도를 사용합니다. </li></ol></li><li> 낮은 회전 수 (일반적으로 100 RPM)에서 회전하는 동안주의 깊게면으로 닦아 웨이퍼의 에지 비드를 닦습니다. </li><li> 15 분은 SU-8 (즉, &quot;소프트 베이킹&quot;)에서 잔류 용매를 제거하기 위해 95 ℃의 핫 플레이트상에서 스핀 - 코팅 된 웨이퍼를 가열한다. 주 : 레지스트 층의 패턴 또는 &quot;주름&quot;의 존재는 용매의 불완전한 제거를 나타낸다. </li><li> 다시 아래로 실온에 구운 웨이퍼를 냉각 및 노출하기 전에 웨이퍼와 포토 마스크의 유화 인쇄 된면에 문의하십시오. </li><li> 자외선 램프와 노출 장치를 켜고 시스템이 10m의 기간 동안 안정화하자한다. (365 nm에서의 시간 = 노광량 / 강도에 따라) 필요한 노출 시간을 자외선 - 시력 측정계를 사용하여 365 nm에서의 램프 강도를 측정하고 추정된다. 주 : 현재 실험의 노광 에너지가 250 mJ의 / cm 2로 계산되었다. </li><li> 이전 단계에서 추정 된 시간 동안 UV 광에 스핀 - 코팅 된 웨이퍼에 포토 마스크를 노출시킨다. 여기에, 79.6 초 동안 노출. </li><li> 노광 직후, 1 분 동안 및이어서 5 분 동안 95 ° C에서 65 ° C에서 핫 플레이트상에서 노광 된 웨이퍼를 굽는다. 이 단계에서, 반응은 자외선 - 빛에 의해 개시되고, 소성 후에 완료했다. </li><li> 3 분에 걸쳐 실온까지 냉각 후 베이킹 웨이퍼를 떠난다. </li><li> 비 - 가교 된 SU-8을 프로그래밍 웨이퍼에 8 분에 걸쳐 SU-8 현상액에 용해. 비가 교 SU-8의 완전한 제거를 보장하기 위해, 두 단계로 공정을 분할. <ol><li> 처음에, 다시 5 분 동안 현상액에 웨이퍼를 몰입비가 교 SU-8의 대부분을 이동. </li><li> 다음 나머지 비 - 가교 된 SU-8을 용해 3 분간 현상 제의 신규 용액에서 웨이퍼를 몰입 (전형적으로 가교 구조 사이에 갇혀). </li></ol></li><li> 이소프로판올 개발 웨이퍼를 세척하여 (이하, &quot;마스터 주형」이라고도 함) 패턴 화 된 구조를 갖는 웨이퍼를 건조 서서하자. 마스터 금형 세척시 우유 잔류의 관측은 개발이 완료되지 않았 음을 나타냅니다. </li><li> &quot;하드 베이킹&quot;레지스트에서 기판 전위 어닐링 균열 2-5 분 동안 200 ℃의 핫 플레이트상에서 건조 마스터 주형을 가열한다. </li><li> 제작 된 마스터 주형을 실온으로 냉각 할 수있다. </li><li> 흄 후드 안쪽 (진공 펌프에 연결된) 데시 케이 터에서 마스터 주형을 놓는다. </li><li> 유리 비커에 트리메틸 실릴 클로라이드 (TMCS)의 100 μl를 붓고 데시 케이 터 안에이 배치합니다. 주의 : TMCS는 가연성, corrosiv전자 및 독성; 따라서, 처리 단계는 보호 장갑, 고글 및 실험실 코트를 입고 사용자와, 흄 후드에서 수행되어야한다. </li><li> 진공하에 데시 케이 터를 넣고 TMCS 증기가 마스터 금형 표면에 증착 할 수 있도록 적어도 1 시간을 기다립니다. </li><li> 1 시간 후, 천천히 대기로 데시 케이 터 내의 압력과 개방을 평형. 주의 : 열려있는 데시 케이 터 위에 직접 흡입하지 말 것. </li><li> 실란 마스터를 제거하고 데시 케이 터를 닫습니다. </li></ol> 더블 레이어 미세 유체 장치 2. 제작 참고 : 프로토콜은 시간과 온도에 특히 민감하다. 모든 실패는 기간에 따라하고 온도가 결합 비, 따라서, 비 기능 장치의 제조 발생할 수 있습니다. <ol><li> 일회용 칭량 접시로 (중량 1~5) 완전히 플라스틱 주걱으로 혼합 PDMS 엘라스토머와 경화제의 혼합물을 붓는다. 현재 실험에서S는 PDMS 층 높이 19,26 약 5mm를 형성하는 엘라스토머 50g 및 경화제 10g을 사용한다. </li><li> 탈기에 진공 데시 케이 터에 잘 혼합 PDMS를 놓고 15 분 동안 갇혀있는 거품을 제거합니다. </li><li> PDMS 엘라스토머 경화제 (20 : 1 중량)을 섞어 일회용 칭량 접시에서 (예를 들면 10 g 엘라스토머 0.5 g 경화제) 19,26. </li><li> (현재 실험에서, 11mm 라운드 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 (PTFE) 링) 프레임에서 &quot;제어 계층&quot;마스터 금형을 수정합니다. </li><li> 가스 제거를 위해 진공하에 데시 케이 터 1 PDMS 혼합물 : 15 분 후, 20 놓습니다. </li><li> 데시 케이 터에서 1 PDMS 혼합물 둥근 프레임 안에있는 &quot;제어 층&quot;마스터 주형에이를 부어 : 이전 단계와 동시에, 5 꺼내. 뿐만 아니라 진공 데시 케이 터에 PDMS 마스터 몰드를 포함하는 프레임을 배치합니다. 잉여 PDMS를 유지합니다. </li><li> 45 분 (30 분 후의 후 퍼모두) 데시 케이 터로 혼합물 PDMS 보내고, 모두 건조기에서 혼합물 PDMS 가지고 5 포함한 프레임 배치 1 PDMS를 80 ° C의 오븐에서 &quot;제어 층&quot;마스터 몰드. </li><li> 한 PDMS 혼합물 : 동시에 20 코트에게 &#39;유체 층 &quot;마스터 몰드를 회전하기 시작한다. 스핀 코팅의 회전 수는 원하는 높이에 기초하여 결정되고, 다른 27보고되었다. 60 분에 스핀 코팅을 종료하고 잔류 PDMS를 유지하는 것을 목표로하고 있습니다. </li><li> 80 ° C의 오븐에 1 PDMS : 60 분 후, 20로 코팅 된 &quot;유체 층&quot;마스터 몰드 스핀을 넣어. </li><li> 75 분에, 오븐에서 모두 마스터 금형을. </li><li> 필 오프 만 5 : &quot;제어 층&quot;마스터 몰드 1 PDMS는 블레이드와 기판 주사위 설계에 결정된 입구 위치에서 1mm 생검 펀치로 제어 층에 대한 펀치 구멍. 여기서, 상기 제어 층은 길이 24mm, 폭 24mm이다. </li><li> 아르 자형접착 테이프를 사용하여 다이 싱 칩에서 가져 가십시오 파편. </li><li> 수동 다이 싱을 조립하고 (20)의 상부에 제어 층 칩 펀칭 : 500X의 배율의 입체 현미경을 사용하여 &quot;유체 층&quot;매스터 주형 (도 1) 상에 도포 한 PDMS 스핀. </li><li> 붓고 두꺼운 PDMS 층을하여 끝에 접합 유체 제어 층의 제거를 용이하게 조립 된 칩 주위에 잔류 PDMS를 그린다. </li><li> 80 ° C의 오븐에서 두 층 장치를 포함하는 &quot;유체 층&quot;마스터 몰드를 놓고 밤새 저장한다. </li><li> 다음 날, 오븐에서 경화 어셈블리를 가지고 실온까지 냉각 할 수있다. </li><li> 은 &quot;유체 층&quot;마스터 몰드에서 PDMS 어셈블리 오프 껍질, 주사위 1.5 mm 생검 구멍을 뚫는로 제작 된 더블 레이어 블레이드와 장치 (길이 24 mm 폭 24 mm)와 펀치 유체 입구 / 출구. </li><li> OPE와 칩의 표면을 처리N 채널과 코로나 방전와 커버 글라스 (24mm × 40mm) 바로이 둘을 결합. 1 분 동안 PDMS 슬래브 유리 커버 슬립 위에 코로나 방전을 이동시킴으로써 처리한다. 선택적으로, 접합을 용이하게하기 위해 벤치 탑 플라즈마 시스템을 사용한다. </li><li> 적어도 4 시간 동안 70 ~ 80 ° C의 오븐에서 접합 이중층 칩을 저장한다. </li></ol> 3. 미세 유체 시스템 조립 <ol><li> 미세 유동 장치가 조립 된 후, 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 (PTFE) 튜브 (0.8 mm ID)를 이용하여 유체 저장조 (주사기)에 칩의 유체 층의 입구를 연결한다. </li><li> 1.6 mm의 외부 직경을 갖는 실리콘 고무 튜브 및 금속 커넥터를 사용하여 제어 층 입구에 압력 공급원을 연결한다. </li><li> 열고 수동으로 작동되는 압력 소스를 사용하여 3 바에서 가압 공기를 적용하여 밸브를 닫는다. 컴퓨터 제어 시린지 펌프의 시리즈를 사용하여 채널에 공급 유체. </li><li> 거꾸로 현미경에 장착 된 고해상도 카메라 밸브 구동 장치 및 작동을 시각화. 63X 배율 5 배를 사용합니다. </li></ol> 공압 케이지 개폐에 의한 층류 정권의 4 조작 참고 : 유체 층은 넓은 메인 채널 폭 300 μm의에있는 폭 150 μm의 두 입구 수렴 채널로 구성되어 있습니다. 상기 제어 계층은 메인 유체 채널의 상부에있는 동일한 직사각형 밸브 (250 μm의 × 200 μm의) 시리즈가있다. <ol><li> 셋업은 시린지 펌프 및 공압 제어 시스템에 연결되면 / 분 20 μL의 유량으로 유입 채널들 중 하나를 통해 수성 염료 흐름을 소개한다. </li><li> 3 줄에 그것을 작동하여 밸브를 닫습니다. </li><li> 유체가 여전히 밸브 주위에 흐를 수 있음을 유의하십시오. 이 기능은 갇혀 구조 18,25을의 제어 화학 처리를 달성 중요하다 &lt;/ SUP&gt;. </li><li> 압력을 해제하여 밸브를 엽니 다. </li><li> 염료 용액은 제 채널을 통해 흐르는 동안, / 분, 20 ㎕의 상기 제 2 인렛 채널에 다른 수성 유체를 주입. 수성 두 흐름 사이의 계면으로 인해 미세 유동 장치 내의 층류 정권 본로 형성된다. </li><li> 3 줄에 그것을 작동하여 밸브를 닫습니다. 이 경우, 밸브의 작동은 두 수성 흐름의 인터페이스를 변경; CP (보라 적외선) 18, 28의 형성 동안 합성 경로를 수정하는 데 사용될 수있는 결과. </li><li> 30 μL / 분 및 10 μL / 분 유체 유량을 변경하고 하향 관찰 또는 두 유체 사이에서 발생하는 계면의 안내 업 시프트. </li></ol> 미세 입자의 5 현지화 <ol><li> 주사기 펌프 및 공압 제어 시스템으로 제작 된 더블 레이어 칩을 연결합니다. </li><li> 10 중량. % 폴리스티렌을 함유하는 수용액을 제조형광 입자 (각각 468 nm 내지 508 nm에서 직경, 여기 및 방출 최대 5 μm의). </li><li> 488 nm의 파장에서 동작하는 레이저의 여기 원을 사용한다. </li><li> / 분, 20 ㎕의 총 유량이 유입 채널로 입자 함유 유체를 소개한다. </li><li> 안정적인 흐름이 설정 될 때까지 2 분 동안 기다립니다. </li><li> 를 닫 3 바에서 밸브를 작동. 몇몇 입자는 밸브의 아래에 갇혀 흐름이 유지되는 동안 표면 상에 집중 될 것이다. </li></ol> 6. 생성 및 조정 폴리머의 제어 감소 (CP) <ol><li> 질산은 2.5 mM의 수용액을 제조 (AGNO 3). </li><li> 시스테인 2.5 mM의 수용액 (시스테인)를 준비한다. </li><li> 에탄올 (18)을 포화 아스코르브 산 용액을 제조 하였다. </li><li> 유속 각각 동일한 이중층 칩을 사용하여 두 개의 인렛 채널로 (입구 하나씩 시약) 두 시약 주입50 μL / 분. </li><li> 이 공동 흐르는 스팀의 인터페이스에서은과 시스테인은 (Ag (I) 시스테인) 공산당의 형성을 관찰한다. </li><li> 를 작동 트랩에 3 줄 형성된 AG (I) 밸브 아래 시스테인 공산당의 밸브. </li><li> 50 μL 유속 입구 채널로 세척, 증류수 / 분, 합성 공정 중에 사용 과잉 시약을 씻어. </li><li> 압력을 해제하고 밸브를 엽니 다. 생성 된 CPS는 정지 유동 조건에서 밸브 아래에 남아있다. </li><li> , Cys 또는 CPS를 포획 AG (I)의 제어 된 화학적 환원을 수행 한 바 상기 밸브의 압력을 해제하고 10 μL / 분의 유속으로 에탄올 포화 아스코르브 산 용액을 세척하기 위해. </li><li> ((0)의 Ag) 아스코르브 산 (18)에 의해 금속은에 AG (I)의 감소에 기인하는 명확한 색상 변화를 관찰한다. </li></ol>

<ol>
	<li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Nicolet iS5 User Guide. , (2015).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

The reported approach can be easily modified to fabricate different valve shapes to afford other applications such as fluid confinement. Indeed, the flexibility of this protocol also allows for modification of the thickness of the bottom layer, and thereby of the PDMS membrane, from a couple of tens to a few hundreds of microns to fulfill any application of interest. Moreover, dimensions of structures in each layer of the device can be optimized for the desired application and various heights of structures on the master molds can be simply achieved by spinning the photoresist at different velocities. Spinning the photoresist at a higher speed results in thinner structures. 
To better implement the protocol, a clean room environment for the fabrication of the master molds is substantially essential; otherwise, the fabrication procedure will lead to defective master molds and thereby to unusable microfluidic devices. Two critical aspects should be emphasized in this protocol: i) the constant temperature of the oven that needs to be adjusted to 80 &#176;C and ii) the programmed time period between processes that has to be complied accurately. Any modification of temperature and time frame in the protocol might lead to non-bonded chips, and thus, to non-functional devices.
The "turbulent free" conditions typically encountered in microfluidic systems have recently been employed for the generation of microstructures or molecular materials inside30 and outside single layer microfluidic chips31. In double-layer microfluidic chips, the laminar flow regime, and hence, the interface generated between continuous co-flows can be manipulated using pneumatic cages18,28. These devices also provide for effective control over the synthetic pathway, which in turn leads to precise localization and trapping on surfaces18. 
As mentioned earlier, pneumatic actuation in double-layer microfluidic chips has been previously employed for various applications such as cell trapping20, enzymatic activity studies21 and protein crystallization24. However, the main objective of the reported approach is to propose a platform to be used for trapping and directing the coordination pathway of a crystalline molecular material and controlling chemical reactions onto on-chip trapped structures18,25. 
The described method does not only allow trapping of anisotropic structures but can be used to localize particles onto surfaces. Future studies can be effectively directed towards the design of new valve shapes for additional application in biology, materials science and sensor technologies. The combination of different valve shapes as well as altered channel heights and membrane thicknesses can be employed to fulfill specific applications, such as chemical studies based on diffusional mixing and the localization of material growth.
A further application of the described microfluidic platforms is in the controlled chemical doping of crystals, which can lead to a rationalized formation of interfaces in crystalline structures19. This approach also provides for a wide range of post-treatments of on-chip trapped structures; a methodology that will undoubtedly open new horizons in materials engineering.
It is important to underline that the number of technologies enabling controlled chemical reactions under dynamic conditions and onto crystalline matter are very limited at present, hence making this approach very attractive in materials-related fields. However, a major limitation of this technology is the use of PDMS. PDMS elastomer is incompatible with many organic solvents, which limits the number of reactions that can be conducted inside these microfluidic chips. In future, the development of other elastomers that can tolerate and be stable against a broader number of organic solvents will be highly required in order to expand this field of research to other materials and chemistries.

분자 물질은 긴 때문에 이러한 분자 전자 공학, 광학 및 센서 1-4 등의 분야에서 응용 프로그램을 자신의 다양한 수의 과학계에서 연구되고있다. 이 사이에, 유기 전도체 때문에 플렉시블 디스플레이 및 통합 기능 장치 5,6에서의 중심적인 역할의 고분자 재료의 특히 흥미로운 클래스입니다. 그러나, 고분자 계 재료의 전자 전하 수송을 가능하게하기 위해 사용 된 방법론은 전하 수송 착물 (CTCS) 및 전하 수송 염 (CTSS) 7-10의 형성에 제한된다. 자주, CTCS 및 CTSS는 전기 화학적 방법에 의해 또는 직접 화학적 산화 환원 반응에 의해 생성된다; 다 기능성이 생각 할 수 있습니다 더 복잡한 구조에 기증자 또는 수용체 부분의 제어 변환을 방해 처리합니다. 제어 가능한 생성 및 분자 기반의 조작을위한 새로운 체계적인 방법에 따라서, 해명D 재료는 재료 과학 및 분자 공학의 분야에서 중요한 과제로 남아, 성공할 경우 의심 할 여지없이 새로운 기능과 새로운 기술의 응용으로 이어질 것입니다. 이러한 맥락에서, 미세 유체 기술은 최근에 의한 합성 방법 (11, 12) 중 열 및 물질 전달과 시약의 반응 확산 량을 제어 할 수있는 능력에 대한 분자 계 재료를 합성하기 위해 사용되었다. 혼합 만 확산 13-16 통해 발생 유로 안에 잘 제어 된 반응 구역의 형성을 수득 달성 될 수있는 둘 이상의 반응물 스트림 사이의 안정적인 계면 연속 흐름의 저 레이놀즈 수에 단순히 넣는다. 사실, 우리는 이전에 이러한 미세 유체 채널 (17) 내부 조정 폴리머 (CPS) 등의 결정질 물질의 합성 경로를 국산화 층류 흐름을 사용했다. 이 방법이 표시되었지만 g그 형성이 아직 신규 한 후 CP의 나노 구조 표면 상에 이러한 구조의 직접적인 통합뿐만 아니라 제어 된 화학적 처리를 실현 reat 약속 시츄 (18)에 실현된다. 이러한 한계를 극복하기 위해 최근 이중층 미세 유동 장치에 통합 마이크로 유체 압 케이지 (또는 밸브)의 작동은 바람직하게는 이러한 측면에서 사용할 수 있음을 보여 주었다. 지진의 그룹 (19)의 선구적인 작업 때문에, 미세 유체 공압 밸브 자주 단일 셀 트래핑 및 격리 (20), 효소 활성 조사 (21), 작은 유체 볼륨 (22)의 트래핑, 표면 (23)과 단백질 결정화 (24)에 기능성 재료의 국산화를 위해 사용되어왔다. 그러나 이중층 미세 유동 장치가 지역화 형성된 현장에서 구성 요소를 판독하는 구조를 통합하고 표면 (18)에 트랩을 사용할 수 있음을 보여 주었다. 더욱이, 우리는 모두 가능 이러한 기술은 트래핑 구조를 제어 화학 치료를 수행 할 수 있음을 입증 한 유기 결정 18,25의 &quot;미세 유체 보조 된 리간드 교환&quot;(18) 및 제어 된 화학적 도핑. 두 경우 CTCS 제어 미세 유동 조건에서 합성 할 수 있고, 가장 최근의 연구에서, 다 기능성은 동일한 재료 부분에서 설명 될 수있다. 여기서, 우리는 염료 함유 흐름을 이용하는 이러한 이중층 미세 유체 장치의 성능을 입증 생성 코디 A를 CP의 경로뿐만 아니라, 미세 유체 채널의 표면에 현지화를 제어하고, 최종적 칩 상에 제어 된 화학 치료 평가 갇혀 구조.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1065">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:264px;">High resolution film masks</td>
			<td style="width:267px;">Microlitho, UK</td>
			<td style="width:157px;">-</td>
			<td style="width:377px;">Features down to 5um</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:264px;">SU8 photoresist</td>
			<td style="width:267px;">MicroChem Corp., USA</td>
			<td style="width:157px;">SU8-3050</td>
			<td style="width:377px;">-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:264px;">Silicon wafers</td>
			<td style="width:267px;">Silicon Materials Inc., Germany</td>
			<td style="width:157px;">4&#34; Silicon Wafers</td>
			<td style="width:377px;">Front surface: polished, Back surface: etched</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:264px;">Silicone Elastomer KIT (PDMS)</td>
			<td style="width:267px;">Dow Corning, USA</td>
			<td style="width:157px;">Sylgard&#174; 184</td>
			<td style="width:377px;">-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:264px;">Spinner</td>
			<td style="width:267px;">Suiss MicroTech, Germany</td>
			<td style="width:157px;">Delta 80 spinner</td>
			<td style="width:377px;">-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:264px;">UV-Optometer</td>
			<td style="width:267px;">Gigahertz-Optik Inc., USA</td>
			<td style="width:157px;">X1-1</td>
			<td style="width:377px;">-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:264px;">Mask Aligner</td>
			<td style="width:267px;">Suiss MicroTech, Germany</td>
			<td style="width:157px;">Karl Suss MA/BA6&#160;</td>
			<td style="width:377px;">-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:264px;">SU8 developer</td>
			<td style="width:267px;">Micro resist technology GmbH, Germany</td>
			<td style="width:157px;">mr-Dev 600</td>
			<td style="width:377px;">-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:264px;">Trimethylsilyl chloride&#160;</td>
			<td style="width:267px;">Sigma-Aldrich, Switzerland</td>
			<td style="width:157px;">386529</td>
			<td style="width:377px;">&#8805;97%, CAUTION: Handle it only under fume hood.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:264px;">Biopsy puncher</td>
			<td style="width:267px;">Miltex GmBH, Germany</td>
			<td style="width:157px;">33-31AA-P/25</td>
			<td style="width:377px;">1 mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:264px;">Biopsy puncher</td>
			<td style="width:267px;">Miltex GmBH, Germany</td>
			<td style="width:157px;">33-31A-P/25</td>
			<td style="width:377px;">1.5 mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:264px;">Glass coverslip</td>
			<td style="width:267px;">Menzel-Glaser, Germany</td>
			<td style="width:157px;">BB024040SC</td>
			<td style="width:377px;">24 mm &#215; 60 mm, #5</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:264px;">Laboratory Corona Treater</td>
			<td style="width:267px;">Electro-Technic Products, USA</td>
			<td style="width:157px;">BD-20ACV&#160;</td>
			<td style="width:377px;">-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:264px;">PTFE tubing</td>
			<td style="width:267px;">PKM SA, Switzerland</td>
			<td style="width:157px;">AWG-TFS-XXX</td>
			<td style="width:377px;">AWG 20TFS, roll of 100 m</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:264px;">Silicone rubber tubing</td>
			<td style="width:267px;">Hi-Tek Products, UK</td>
			<td style="width:157px;">-</td>
			<td style="width:377px;">1 mm I.D.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:264px;">neMESYS Syringe Pumps</td>
			<td style="width:267px;">Cetoni GmbH, Germany</td>
			<td style="width:157px;">Low Pressure (290N)</td>
			<td style="width:377px;">-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:264px;">High resolution camera</td>
			<td style="width:267px;">Zeiss, Germany</td>
			<td style="width:157px;">Axiocam MRc 5</td>
			<td style="width:377px;">-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:264px;">Fluorescent inverted microscope</td>
			<td style="width:267px;">Zeiss, Germany</td>
			<td style="width:157px;">Axio Observer A1</td>
			<td style="width:377px;">Operable at two wavelengths i.e. 350 nm and 488 nm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:264px;">Green polystyrene fluorescent particles</td>
			<td style="width:267px;">Fisher Scientific, Switzerland</td>
			<td style="width:157px;">11523363</td>
			<td style="width:377px;">Size: 5.0 um, solid content: 1%</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:264px;">Silver nitrate (AgNO3)</td>
			<td style="width:267px;">Sigma-Aldrich, Switzerland</td>
			<td style="width:157px;">209139</td>
			<td style="width:377px;">&#8805;99.0%,&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:264px;">L-Cysteine (Cys)</td>
			<td style="width:267px;">Sigma-Aldrich, Switzerland</td>
			<td style="width:157px;">W326305</td>
			<td style="width:377px;">&#8805;97.0%,&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:264px;">Disposable weighing dish</td>
			<td style="width:267px;">Sigma-Aldrich, Switzerland</td>
			<td style="width:157px;">Z154881</td>
			<td>L &#215; W &#215; H : 86&#160;mm &#215; 86&#160;mm &#215; 25&#160;mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:264px;">Disposable weighing dish</td>
			<td style="width:267px;">Sigma-Aldrich, Switzerland</td>
			<td style="width:157px;">Z708593</td>
			<td>Hexagonal, Size XL</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:264px;">Plastic spatula</td>
			<td style="width:267px;">Semadeni, Switzerland</td>
			<td style="width:157px;">3340</td>
			<td>L &#215; W : 135 mm x 14 mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:264px;">Dye, Bemacron ROT E-G</td>
			<td style="width:267px;">Bezema, Switzerland</td>
			<td style="width:157px;">BZ 911.231</td>
			<td>Red</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:264px;">Stereomicroscope</td>
			<td style="width:267px;">Wild Heerbrugg, Switzerland</td>
			<td style="width:157px;">Wild M8</td>
			<td>500x magnification</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:264px;">Disposable scalpels</td>
			<td style="width:267px;">B. Braun, Switzerland</td>
			<td style="width:157px;">233-5320</td>
			<td>Nr. 20</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:264px;">L-Ascorbic acid</td>
			<td style="width:267px;">Sigma-Aldrich, Switzerland</td>
			<td style="width:157px;">A4403</td>
			<td>-</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

microfluidic pneumatic cages: a novel approach for in-chip crystal trapping, manipulation and controlled chemical treatment

The precise localization and controlled chemical treatment of structures on a surface are significant challenges for common laboratory technologies. Herein, we introduce a microfluidic-based technology, employing a double-layer microfluidic device, which can trap and localize in situ and ex situ synthesized structures on microfluidic channel surfaces. Crucially, we show how such a device can be used to conduct controlled chemical reactions onto on-chip trapped structures and we demonstrate how the synthetic pathway of a crystalline molecular material and its positioning inside a microfluidic channel can be precisely modified with this technology. This approach provides new opportunities for the controlled assembly of structures on surface and for their subsequent treatment.

도 1에 도시 한 바와 같이 이중층 미세 유동 장치는 PDMS 구조화 결합한 2 개의 마이크로 유체 칩으로 이루어져있다. 표면에 결합 동시에 첫 번째 층은, 상기 제 층 동안, 유체 (유체 층)을 흐르게하는 데 사용되는, 직접 제 PDMS 층에 결합 된 가스 (제어 층)를 흐르게하는 데 사용된다. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/54193/54193fig1.jpg" /> 그림 1. 더블 레이어 미세 유체 소자. (A) 도식 그림과 우리의 조사에 사용 된 더블 레이어 미세 유체 장치 (B) 현미경 사진. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54193/54193fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 의 채널을 통해 가스의 주입제어 층은 상기 미세 유체 채널 상에 트래핑 구조 및 위치 파악을 가능 표면 (도 2a 및도 2b)를 향해 상기 유체 층을 압착. PDMS 막 작동 압은 케이지 및 / 또는 공압 제어기에 의해 제어되는 마이크로 밸브를 생성하는데 사용될 수있다. 멤브레인 작동의 모형 모델로, 우리는 유체 층의 전체 편향이 작동 (도 2C) 및 미세 표면에 형광 미립자 포집 후의 밸브 아래 순환 염료 함유 흐름을 방지하는 방법을 보여준다 (도 2D 및 2E) . <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/54193/54193fig2.jpg" /> 구조 그림 2. 막 작동 및 트래핑. (A)면과 (B) 더블 레이어 미세 유체 장치가 될 나타내는 평면도 그림앞 (위)와 공압 밸브 (아래) 작동 후. (위) 전 및 유동층 (아래)의 압착 후 이중층 미세 유체 소자의 (C) 현미경 사진. 바닥 패널에서, 유체 층은 멤브레인 작동을 더 잘 인식에 대한 로다 민 염료 수용액으로 채워진다. (D) (위) 전에 이중층 미세 유동 장치의 명 시야 현미경 및 유동 수용액 함유 폴리스티렌 형광체 입자 밸브의 후 (아래) 작동 (10 중량. %). D.에 도시 된 광학 현미경 이미지 (E) 형광 영상 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54193/54193fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 도 3a는 현장에서의 트래핑 actuat 통해 이중층 미세 유체 소자 내부에서 생성 된 CPS를 도시공기 케이지의 이온. 새로운 조정 경로는 제 1 밸브의 작동 후 생성되는 것을 알 수 있습니다. 상기 밸브 작동은 두 반응물 스트림의 계면에서 발생하는 AG (I)의 Cys CP의 트래핑을 보장하고 새로운 조정 경로 (도 3a)의 형성을 용이하게한다. 두 반응물 스트림의 계면에서 발생하는 AG (I)의 Cys CP의 구체적인 화학적 특성은 이전의 연구 (17, 18)에서 찾을 수있다. 잉여 제거한 순수 (도 3b)의 흐름 솔루션 시약 후에 부가하고, 에탄올 포화 아스코르브 산 용액 온칩 트래핑 구조 (도 3c)의 제어 된 화학적 환원을위한 미세 유체 채널에 추가 할 수있다. 클램핑 영역 (18) 아래에 갇힌 AG (I)의 Cys CP 제어 된 화학적 처리 1 바 내지 3 바의 압력 밸브 호의 감소시킨다. 어두운 갈색 포획 AG (I)의 Cys cp 나 색상 변화가있는이전의 관찰 18,29에 있던 금속 가의 실버의 감소에 ttributed. <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/54193/54193fig3.jpg" /> AG (I) 시스테인 공산당 및 제어 화학 감소 그림 3. 트래핑. (A) 광학 현미경 이미지를 새로운 조정 경로의 AG (I) 시스테인의 CP 및 생성 synthetized 현장에서의 트래핑을 표시합니다. (B)는 물 흐름 잉여 시약 용액의 제거 후 클램핑 영역 아래에 갇힌 cp 나 현미경 사진 및 (c)에서, 환원 반응 처리 후의 동일한 마이크로 밸브의 현미경 사진. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54193/54193fig3large.jpg" target="_blank">의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하세요 이 그림.</a>

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Microfluidic Pneumatic Cages: A Novel Approach for In-chip Crystal Trapping, Manipulation and Controlled Chemical Treatment

Herein, we describe the fabrication and operation of a double-layer microfluidic system made of polydimethylsiloxane (PDMS). We demonstrate the potential of this device for trapping, directing the coordination pathway of a crystalline molecular material and controlling chemical reactions onto on-chip trapped structures.

미세 유체 압축 공기를 넣은 케이지 : A의 칩 크리스탈 트래핑, 조작에 대한 새로운 접근 방식 및 제어 화학 처리

The precise localization and controlled chemical treatment of structures on a surface are significant challenges for common laboratory technologies. ...

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Research

JoVE Journal

Chemistry

9.4K 조회수.  Empa - Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology. Herein, we describe the fabrication and operation of a double-layer microfluidic system made of polydimethylsiloxane (PDMS). We demonstrate the potential of this device for trapping, directing the coordination pathway of a crystalline molecular material and controlling chemical reactions onto on-chip trapped structures. 

비디오: Microfluidic Pneumatic Cages: A Novel Approach for In-chip Crystal Trapping, Manipulation and Controlled Chemical Treatment

Free Radicals in Chemical Biology: from Chemical Behavior to Biomarker Development

The involvement of free radicals in life sciences has constantly increased with time and has been connected to several physiological and pathological processes. This subject embraces diverse scientific areas, spanning from physical, biological and bioorganic chemistry to biology and medicine, with applications to the amelioration of quality of life, health and aging. Multidisciplinary skills are required for the full investigation of the many facets of radical processes in the biological environment and chemical knowledge plays a crucial role in unveiling basic processes and mechanisms. We developed a chemical biology approach able to connect free radical chemical reactivity with biological processes, providing information on the mechanistic pathways and products. The core of this approach is the design of biomimetic models to study biomolecule behavior (lipids, nucleic acids and proteins) in aqueous systems, obtaining insights of the reaction pathways as well as building up molecular libraries of the free radical reaction products. This context can be successfully used for biomarker discovery and examples are provided with two classes of compounds: mono-trans isomers of cholesteryl esters, which are synthesized and used as references for detection in human plasma, and purine 5',8-cyclo-2'-deoxyribonucleosides, prepared and used as reference in the protocol for detection of such lesions in DNA samples, after ionizing radiations or obtained from different health conditions.

Radical-based biomimetic chemistry has been applied to building-up libraries necessary for biomarker development.

화학 생물학에서의 자유 부수 : 화학 행동의 Biomarker 개발에

The involvement of free radicals in life sciences has constantly increased with time and has been connected to several physiological and pathological ...

연구

화학

A Guided Materials Screening Approach for Developing Quantitative Sol-gel Derived Protein Microarrays

Microarrays have found use in the development of high-throughput assays for new materials and discovery of small-molecule drug leads. Herein we describe a guided material screening approach to identify sol-gel based materials that are suitable for producing three-dimensional protein microarrays. The approach first identifies materials that can be printed as microarrays, narrows down the number of materials by identifying those that are compatible with a given enzyme assay, and then hones in on optimal materials based on retention of maximum enzyme activity. This approach is applied to develop microarrays suitable for two different enzyme assays, one using acetylcholinesterase and the other using a set of four key kinases involved in cancer. In each case, it was possible to produce microarrays that could be used for quantitative small-molecule screening assays and production of dose-dependent inhibitor response curves. Importantly, the ability to screen many materials produced information on the types of materials that best suited both microarray production and retention of enzyme activity. The materials data provide insight into basic material requirements necessary for tailoring optimal, high-density sol-gel derived microarrays.

A guided material screening approach to develop sol-gel derived protein doped microarrays using an emerging pin-printing method of fabrication is described. This methodology is demonstrated through the development of acetylcholinesterase and multikinase microarrays, which are used for cost-effective small-molecule screening.

양 졸 - 겔 파생 된 단백질 마이크로 어레이 개발을위한 안내 자료 심사 방식

Microarrays have found use in the development of high-throughput assays for new materials and discovery of small-molecule drug leads. Herein we describe a ...

An Inverse Analysis Approach to the Characterization of Chemical Transport in Paints

The ability to directly characterize chemical transport and interactions that occur within a material (i.e., subsurface dynamics) is a vital component in understanding contaminant mass transport and the ability to decontaminate materials. If a material is contaminated, over time, the transport of highly toxic chemicals (such as chemical warfare agent species) out of the material can result in vapor exposure or transfer to the skin, which can result in percutaneous exposure to personnel who interact with the material. Due to the high toxicity of chemical warfare agents, the release of trace chemical quantities is of significant concern. Mapping subsurface concentration distribution and transport characteristics of absorbed agents enables exposure hazards to be assessed in untested conditions. Furthermore, these tools can be used to characterize subsurface reaction dynamics to ultimately design improved decontaminants or decontamination procedures. To achieve this goal, an inverse analysis mass transport modeling approach was developed that utilizes time-resolved mass spectroscopy measurements of vapor emission from contaminated paint coatings as the input parameter for calculation of subsurface concentration profiles. Details are provided on sample preparation, including contaminant and material handling, the application of mass spectrometry for the measurement of emitted contaminant vapor, and the implementation of inverse analysis using a physics-based diffusion model to determine transport properties of live chemical warfare agents including distilled mustard (HD) and the nerve agent VX.

In this paper, a procedure for quantifying the mass transport parameters of chemicals in various materials is presented. This process involves employing an inverse-analysis based diffusion model to vapor emission profiles recorded by real-time, mass spectrometry in high vacuum.

페인트의 화학 물질 운송의 특성을 역 분석 접근

The ability to directly characterize chemical transport and interactions that occur within a material (i.e., subsurface dynamics) is a vital component in ...

Preparing Adherent Cells for X-ray Fluorescence Imaging by Chemical Fixation

X-ray fluorescence imaging allows us to non-destructively measure the spatial distribution and concentration of multiple elements simultaneously over large or small sample areas. It has been applied in many areas of science, including materials science, geoscience, studying works of cultural heritage, and in chemical biology. In the case of chemical biology, for example, visualizing the metal distributions within cells allows us to study both naturally-occurring metal ions in the cells, as well as exogenously-introduced metals such as drugs and nanoparticles. Due to the fully hydrated nature of nearly all biological samples, cryo-fixation followed by imaging under cryogenic temperature represents the ideal imaging modality currently available. However, under the circumstances that such a combination is not easily accessible or practical, aldehyde based chemical fixation remains useful and sometimes inevitable. This article describes in as much detail as possible in the preparation of adherent mammalian cells by chemical fixation for X-ray fluorescent imaging.

Here, we present a protocol on how to determine the quantity and distribution of metals in a sample using synchrotron X-ray fluorescence. We focus on adherent cells, and describe the chemical fixation method to prepare this sample. We then describe how to mount and image the sample using synchrotron X-rays.

화학 고정하여 X-ray 형광 이미징 부착 세포를 준비

X-ray fluorescence imaging allows us to non-destructively measure the spatial distribution and concentration of multiple elements simultaneously over ...

High Pressure Single Crystal Diffraction at PX^2

In this report we describe detailed procedures for carrying out single crystal X-ray diffraction experiments with a diamond anvil cell (DAC) at the GSECARS 13-BM-C beamline at the Advanced Photon Source. The DAC program at 13-BM-C is part of the Partnership for Extreme Xtallography (PX^2) project. BX-90 type DACs with conical-type diamond anvils and backing plates are recommended for these experiments. The sample chamber should be loaded with noble gas to maintain a hydrostatic pressure environment. The sample is aligned to the rotation center of the diffraction goniometer. The MARCCD area detector is calibrated with a powder diffraction pattern from LaB6. The sample diffraction peaks are analyzed with the ATREX software program, and are then indexed with the RSV software program. RSV is used to refine the UB matrix of the single crystal, and with this information and the peak prediction function, more diffraction peaks can be located. Representative single crystal diffraction data from an omphacite (Ca0.51Na0.48)(Mg0.44Al0.44Fe2+0.14Fe3+0.02)Si2O6 sample were collected. Analysis of the data gave a monoclinic lattice with P2/n space group at 0.35 GPa, and the lattice parameters were found to be: a = 9.496 &#177;0.006 &#197;, b = 8.761 &#177;0.004 &#197;, c = 5.248 &#177;0.001 &#197;, &#946; = 105.06 &#177;0.03&#186;, &#945; = &#947; = 90&#186;.

In this report, we describe detailed procedures for carrying out single crystal X-ray diffraction experiments with a diamond anvil cell at the GSECARS 13-BM-C beamline at the Advanced Photon Source. ATREX and RSV programs are used to analyze the data.

고압 PX에서 단결정 회절 ^ 2

In this report we describe detailed procedures for carrying out single crystal X-ray diffraction experiments with a diamond anvil cell (DAC) at the ...

Preparation and Evaluation of 99mTc-labeled Tridentate Chelates for Pre-targeting Using Bioorthogonal Chemistry

Pre-targeting combined with bioorthogonal chemistry is emerging as an effective way to create new radiopharmaceuticals. Of the methods available, the inverse electron demand Diels-Alder (IEDDA) cycloaddition between a radiolabeled tetrazines and trans-cyclooctene (TCO) linked to a biomolecule has proven to be a highly effective bioorthogonal approach to imaging specific biological targets. Despite the fact that technetium-99m remains the most widely used isotope in diagnostic nuclear medicine, there is a scarcity of methods for preparing 99mTc-labeled tetrazines. Herein we report the preparation of a family of tridentate-chelate-tetrazine derivatives and their Tc(I) complexes. These hitherto unknown compounds were radiolabeled with 99mTc using a microwave-assisted method in 31% to 83% radiochemical yield. The products are stable in saline and PBS and react rapidly with TCO derivatives in vitro. Their in vivo pre-targeting abilities were demonstrated using a TCO-bisphosphonate (TCO-BP) derivative that localizes to regions of active bone metabolism or injury. In murine studies, the 99mTc-tetrazines showed high activity concentrations in knees and shoulder joints, which was not observed when experiments were performed in the absence of TCO-BP. The overall uptake in non-target organs and pharmacokinetics varied greatly depending on the nature of the linker and polarity of the chelate.

Preparation and Evaluation of 99mTc-labeled Tridentate Chelates for Pre-targeting Using Bioorthogonal Chemistry

Here, we describe a protocol for radiolabeling and in vivo testing of tridentate 99mTc(I) chelate-tetrazine derivatives for pre-targeting and bioorthogonal chemistry.

준비 및 평가<sup&gt; 99m</sup&gt; Bioorthogonal 화학을 사용하여 사전이 타겟팅에 대한 세자리 킬레이트를 Tc를 표지

Pre-targeting combined with bioorthogonal chemistry is emerging as an effective way to create new radiopharmaceuticals. Of the methods available, the ...

Microfluidic-based Synthesis of Covalent Organic Frameworks (COFs): A Tool for Continuous Production of COF Fibers and Direct Printing on a Surface

Covalent Organic Frameworks (COFs) are a class of porous covalent materials which are frequently synthesized as unprocessable crystalline powders. The first COF was reported in 2005 with much effort centered on the establishment of new synthetic routes for its preparation. To date, most available synthetic methods for COF synthesis are based on bulk mixing under solvothermal conditions. Therefore, there is increasing interest in developing systematic protocols for COF synthesis that provide for fine control over reaction conditions and improve COF processability on surfaces, which is essential for their use in practical applications. Herein, we present a novel microfluidic-based method for COF synthesis where the reaction between two constituent building blocks, 1,3,5-benzenetricarbaldehyde (BTCA) and 1,3,5-tris(4-aminophenyl)benzene (TAPB), takes place under controlled diffusion conditions and at room temperature. Using such an approach yields sponge-like, crystalline fibers of a COF material, hereafter called MF-COF. The mechanical properties of MF-COF and the dynamic nature of the approach allow the continuous production of MF-COF fibers and their direct printing onto surfaces. The general method opens new potential applications requiring advanced printing of 2D or 3D COF structures on flexible or rigid surfaces.

Microfluidic-based Synthesis of Covalent Organic Frameworks COFs: A Tool for Continuous Production of COF Fibers and Direct Printing on a Surface

We present a novel microfluidic-based method for synthesis of covalent organic frameworks (COFs). We demonstrate how this approach can be used to produce continuous COF fibers, and also 2D or 3D COF structures on surfaces.

Microfluidic 기반 CODMs의 합성 : COF 섬유의 지속적인 생산과 표면의 직접 인쇄를위한 도구

Covalent Organic Frameworks (COFs) are a class of porous covalent materials which are frequently synthesized as unprocessable crystalline powders. The ...

Microfluidic Dry-spinning and Characterization of Regenerated Silk Fibroin Fibers

The protocol demonstrates a method for mimicking the spinning process of silkworm. In the native spinning process, the contracting spinning duct enables the silk proteins to be compact and ordered by shearing and elongation forces. Here, a biomimetic microfluidic channel was designed to mimic the specific geometry of the spinning duct of the silkworm. Regenerated silk fibroin (RSF) spinning doped with high concentration, was extruded through the microchannel to dry-spin fibers at ambient temperature and pressure. In the post-treated process, the as-spun fibers were drawn and stored in ethanol aqueous solution. Synchrotron radiation wide-angle X-ray diffraction (SR-WAXD) technology was used to investigate the microstructure of single RSF fibers, which were fixed to a sample holder with the RSF fiber axis normal to the microbeam of the X-ray. The crystallinity, crystallite size, and crystalline orientation of the fiber were calculated from the WAXD data. The diffraction arcs near the equator of the two-dimensional WAXD pattern indicate that the post-treated RSF fiber has a high orientation degree.

A protocol for the microfluidic spinning and microstructure characterization of regenerated silk fibroin monofilament is presented.

미세 드라이 회전 및 재생성된 실크 Fibroin 섬유의 특성

The protocol demonstrates a method for mimicking the spinning process of silkworm. In the native spinning process, the contracting spinning duct enables ...

Controlled Photoredox Ring-Opening Polymerization of O-Carboxyanhydrides Mediated by Ni/Zn Complexes

Here, we describe an effective protocol that combines photoredox Ni/Ir catalysis with the use of a Zn-alkoxide for efficient ring-opening polymerization, allowing for the synthesis of isotactic poly(&#945;-hydroxy acids) with expected molecular weights (&#62;140 kDa) and narrow molecular weight distributions (Mw/Mn &#60; 1.1). This ring-opening polymerization is mediated by Ni and Zn complexes in the presence of an alcohol initiator and a photoredox Ir catalyst, irradiated by a blue LED (400 - 500 nm). The polymerization is performed at a low temperature (-15 &#176;C) to avoid undesired side reactions. The complete monomer consumption can be achieved within 4 - 8 hours, providing a polymer close to the expected molecular weight with narrow molecular weight distribution. The resulted number-average molecular weight shows a linear correlation with the degree of polymerization up to 1000. The homodecoupling 1H NMR study confirms that the obtained polymer is isotactic without epimerization. This polymerization reported herein offers a strategy for achieving rapid, controlled O-carboxyanhydrides polymerization to prepare stereoregular poly(&#945;-hydroxy acids) and its copolymers bearing various functional side-chain groups.

Controlled Photoredox Ring-Opening Polymerization of O-Carboxyanhydrides Mediated by Ni/Zn Complexes

A protocol for the controlled photoredox ring-opening polymerization of O-carboxyanhydrides mediated by Ni/Zn complexes is presented.

O-Carboxyanhydrides Ni/Zn 단지 중재의 Photoredox 반지 개통 중 합 제어

Here, we describe an effective protocol that combines photoredox Ni/Ir catalysis with the use of a Zn-alkoxide for efficient ring-opening polymerization, ...

An Engineered Split-TET2 Enzyme for Chemical-inducible DNA Hydroxymethylation and Epigenetic Remodeling

DNA methylation is a stable and heritable epigenetic modification in the mammalian genome and is involved in regulating gene expression to control cellular functions. The reversal of DNA methylation, or DNA demethylation, is mediated by the ten-eleven translocation (TET) protein family of dioxygenases. Although it has been widely reported that aberrant DNA methylation and demethylation are associated with developmental defects and cancer, how these epigenetic changes directly contribute to the subsequent alteration in gene expression or disease progression remains unclear, largely owing to the lack of reliable tools to accurately add or remove DNA modifications in the genome at defined temporal and spatial resolution. To overcome this hurdle, we designed a split-TET2 enzyme to enable temporal control of 5-methylcytosine (5mC) oxidation and subsequent remodeling of epigenetic states in mammalian cells by simply adding chemicals. Here, we describe methods for introducing a chemical-inducible epigenome remodeling tool (CiDER), based on an engineered split-TET2 enzyme, into mammalian cells and quantifying the chemical inducible production of 5-hydroxymethylcytosine (5hmC) with immunostaining, flow cytometry or a dot-blot assay. This chemical-inducible epigenome remodeling tool will find broad use in interrogating cellular systems without altering the genetic code, as well as in probing the epigenotype&#8722;phenotype relations in various biological systems.

Detailed protocols for introducing an engineered split-TET2 enzyme (CiDER) into mammalian cells for chemical inducible DNA hydroxymethylation and epigenetic remodeling are presented.