Esta pesquisa foi financiada pela escola de Humanidades e artes cênicas da Universidade de Plymouth. Os autores que gostaria de agradecer Functionalize por fornecer amostras de seu PLA condutora.

1. fabricação de um receptáculo 3D impresso <ol><li>Chambers, tampas e base <ol><li>carga um 3D impressora com poliestireno de alto impacto (HIPS) usando a interface de impressora para definir a temperatura da cama impressão a 85 ° C e a extrusora de 230 ° C. Quando as temperaturas são atingidas, soltar o braço tensor, inserir o filamento e empurre para baixo até que ele começa a extrusão do final quente. Em seguida, volte a apertar o braço tensor do filamento e remover o material extrudado.</li>
		<li>Importar o arquivo de modelo 3D recipiente STL para uma impressão 3D corte software, que normalmente pode ser alcançado, acesse a guia arquivo e selecionando as opções de importar/abrir ( Figura 2).</li>
		<li>Se cortar software de alta e baixa oferece configurações de qualidade de impressão, selecione alta qualidade garantindo também que o perfil material correto está selecionado. 
		Nota: Se imprimir vários recipientes durante uma corrida, certifique-se de que o software está definido para imprimir cada objeto um de cada vez. Se esta etapa será pulada, a qualidade de impressão pode ser reduzida, o que provavelmente causará problemas de tolerância ao encaixar as peças juntos.</li>
		<li>Quando a impressão estiver concluída, espere até que a temperatura da cama impressão é inferior a 50 ° C para remover as peças.</li>
		<li>Suavemente com uma escova de arame fino, limpar o soquete de eletrodo de todas as imperfeições que podem causar obstruções ao encaixar a câmara com um eletrodo.</li>
	</ol></li> <li>Eletrodos <ol><li>substituir o filamento de quadris para um filamento limpeza e correr bastante o material através da cabeça de impressão.</li>
		<li>Carregar a impressora com um filamento de ácido (PLA) polilático eletricamente condutor que tem uma resistividade de volume igual ou inferior a 0,75 cm Ω.</li>
		<li>Definir a temperatura da cama impressão a 60 ° C e a extrusora a 230 ° C (consulte Etapa 1.1.1 para orientação).</li>
		<li>, Quando as temperaturas são atingidas, extrude vários centímetros do filamento através da cabeça de impressão. Este processo irá ajudar a garantir que todas as partículas de sessões anteriores são removidas.</li>
		<li>Usando uma impressão 3D corte software, carregar o arquivo STL eletrodo ( Figura 3).</li>
		<li>Nas configurações de impressão, especifique o seguinte: altura da camada = 0,16 mm, espessura da casca = 1,7 mm, espessura inferior/superior = 0,74 mm, densidade de preenchimento = 100% ( Figura 4).</li>
		<li>Se imprimir vários eletrodos em uma corrida, defina a impressora para imprimir um de cada vez.</li>
		<li>Uma vez impresso, deixe os eléctrodos na cama impressão até terem arrefecido à temperatura ambiente. Isso garante que a parte não tornar-se deformado e deformada.</li>
	</ol></li> <li>Montagem receptáculo <ol><li>Slot um eletrodo em cada uma das duas câmaras. Se passo 1.1.5 foi concluído corretamente, os eléctrodos devem entrar as câmaras sem muita força.</li>
		<li>Usando um bisturi afiado, corte um pedaço de 10 mm de cloreto de polivinila (PVC) tubulação (diâmetro interno de 4 mm e 6 mm de diâmetro exterior) tendo o cuidado de garantir que cada extremidade é cortada em linha reta e limpa.</li>
		<li>Aliviar suavemente cada extremidade do tubo de PVC de 10 mm sobre a borda de dois eletrodos.</li>
		<li>Uma vez conectado, as duas câmaras de encaixe na base.</li>
	</ol></li></ol> 2. Preparação do receptáculo e inoculação de p. polycephalum <ol><li>2% preparação médio de ágar <ol><li>colocar 2G de pó não-nutriente ágar microbiológicos em um frasco de vidro de 250 mL.</li>
		<li>Adicionar 100 mL de água desionizada e misturar bem.</li>
		<li>Autoclave a garrafa para 12-15 min a 121 ° C ou lugar num banho de água fervente por 15-20 min.</li>
	</ol></li> <li>Definindo o substrato de agar no receptáculo &#39; câmaras s <ol><li>derreter o ágar usando um banho-maria ou microondas.</li>
		<li>Encher uma pipeta 2 mL com ágar fundido.</li>
		<li>Encha cada um do recipiente &#39; câmaras s pairando a ponta da pipeta aproximadamente 5 mm acima da base interna e lentamente preenchendo os poços até o fundo da conexão do tubo buraco.</li>
		<li>Imediatamente após o enchimento dos poços, coloque uma tampa em cada uma das câmaras e reserve o recipiente até o ágar tem definido e à temperatura.</li>
	</ol></li> <li>P. polycephalum inoculação <ol><li>Coloque um floco de aveia em cada uma das duas câmaras.</li>
		<li>Remover um blob de 2 mL de pseudopods de um faminto (aproximadamente 12 h) cultura de plasmodium e colocá-lo em uma das duas câmaras. Para promover o crescimento rápido, tente tomar o protoplasma de mais ativos anterior do organismo.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol>
	<li>Chua, L. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Memristor-The+Missing+Circuit+Element.">Memristor-The Missing Circuit Element.</a> IEEE Transactions on Circuit Theory. 18 (5), 507-519 (1971).</li><li>Trefzer, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Memristor+in+a+Nutshell.">Memristor in a Nutshell.</a> Guide to Unconventional Computing for Music. , 159-180 (2017).</li><li>Strukov, D. B., Snider, G. S., Stewart, D. R., Williams, R. 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A., Martinsen, &. #. 2. 1. 6. ;. 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W., Rusch, H. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+pure+culture+of+Physarum+polycephalum+on+a+partially+defined+soluble+medium.">The pure culture of Physarum polycephalum on a partially defined soluble medium.</a> Journal of General Microbiology. 25 (1901), 47-59 (1961).</li><li>Adamatzky, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physarum+wires:+Self-growing+self-repairing+smart+wires+made+from+slime+mould.">Physarum wires: Self-growing self-repairing smart wires made from slime mould.</a> Biomedical Engineering Letters. 3 (4), 232-241 (2013).</li><li>Tarabella, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+hybrid+living/organic+electrochemical+transistor+based+on+the+Physarum+polycephalum+cell+endowed+with+both+sensing+and+memristive+properties.">A hybrid living/organic electrochemical transistor based on the Physarum polycephalum cell endowed with both sensing and memristive properties.</a> Chemical Science. 6 (5), 2859-2868 (2015).</li><li>Braund, E., Miranda, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+Building+Practical+Biocomputers+for+Real-world+Applications:+Receptacles+for+Culturing+Slime+Mould+Memristors+and+Component+Standardisation.">On Building Practical Biocomputers for Real-world Applications: Receptacles for Culturing Slime Mould Memristors and Component Standardisation.</a> Journal of Bionic Engineering. 14 (1), 151-162 (2017).</li><li>Walter, X. A., Horsfield, I., Mayne, R., Ieropoulos, I. A., Adamatzky, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+hybrid+circuits+exploiting+thermistive+properties+of+slime+mould.">On hybrid circuits exploiting thermistive properties of slime mould.</a> Scientific reports. 6, (2016).</li><li>Romeo, A., Dimonte, A., Tarabella, G., D'Angelo, P., Erokhin, V., Iannotta, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+bio-inspired+memory+device+based+on+interfacing+Physarum+polycephalum+with+an+organic+semiconductor.">A bio-inspired memory device based on interfacing Physarum polycephalum with an organic semiconductor.</a> APL materials. 3 (1), (2015).</li><li>Whiting, J. G., de Lacy Costello, B., Adamatzky, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transfer+function+of+protoplasmic+tubes+of+Physarum+polycephalum.">Transfer function of protoplasmic tubes of Physarum polycephalum.</a> Biosystems. 128, 48-51 (2015).</li></ol>

Os autores não têm nada para divulgar.

Este trabalho apresentou um método para o cultivo de memristors fora o myxomycete p. polycephalum. O organismo é crescido dentro 3D impressos recipientes que foram projetados para superar algumas das limitações que estão associadas com a implementação do bio-memristors. Tais limitações incluem o tempo de instalação, tempo de crescimento da amostra e falta de padronização para as condições de crescimento de amostra-de-amostra e observações eléctricas.
Nosso receptáculo primeiro foi revelado em 2015 no material impresso de publicidade para a Península de artes Contemporary Music Festival 2016 (PACMF) e respectivos site15. Aqui, nossa tecnologia foi usada para desenvolver um sistema de música interativa de ferragem-bioware híbrido que foi capaz de gerar acompanhamentos musicais para um músico ao vivo. Em referência14, nos informou sobre os testes extensivos do nosso recipiente e comparados os resultados contra anteriores abordagens9,10. Após estes desenvolvimentos, outro grupo de pesquisadores posteriormente explorado criando ambientes de crescimento para o estudo de propriedades do organismo thermistive16, mas estas não são as mesmas propriedades de memristive. No entanto, só houve duas outras tentativas de desenvolver uma abordagem controlada implementando p. polycephalum memristors13,17. Nesses experimentos, poços foram feitos de um material biocompatível elastômero gelatinosa chamado polydimethylsiloxane (PDMS), e eletrodos foram criados usando vários metais ou poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate) (PEDOT:PSS). Embora estes materiais são usados rotineiramente em eletrônica e microfluídica engenharia biônica, eles são caros e exigem alguma perícia para usar. Por exemplo, PEDOT:PSS precisa girar-revestimento e doping para melhorar sua condutividade. Portanto, as técnicas são fora de alcance para as pessoas que não têm acesso a recursos especializados. Os recipientes apresentados neste artigo usam métodos e materiais que são facilmente acessados e barato. Além disso, o projeto fornece um ambiente hospitaleiro para o plasmódio de habitat, que é em contraste com os outros protótipos do memristor p. polycephalum onde nenhuma tentativa foi feita para manter a célula viva por qualquer período de tempo.
Até agora, foi difícil obter medições consistentes V usando métodos anteriores para cultivo do organismo em placas de Petri (Figura 5, à esquerda). Nossos métodos melhoraram neste cenário significativamente (Figura 6). Os resultados dos testes do nosso receptáculo demonstraram que o design tem diminuiu o tempo de crescimento, aumento da expectativa de vida, padronizado respostas de componente e criado um microambiente protegido para encapsular o organismo. Além disso, o dispositivo fornece meios viáveis de integrar o organismo como um componente de um esquema elétrico.
O método apresentado alivia uma série de questões relacionadas ao aproveitamento de p. polycephalum memristors dentro de sistemas elétricos. Há, no entanto, limitações que exigem mais investigação e desenvolvimento. Em primeiro lugar, a condensação pode reunir na superfície interna do tubo de conexão se os recipientes são sujeitas a uma rápida mudança de temperatura ou se uma alta tensão é aplicada para durações longas. O último é devido alta resistência do organismo causando energia elétrica a ser transferidos para o calor. Se significativa, a condensação pode criar um caminho resistente baixo entre os dois eletrodos em cada extremidade do tubo de ligação. Esta limitação pode ser gerida eficazmente, garantindo que os memristors não estão sobrecarregados. Em segundo lugar, a resistência total dos memristors produzido usando o método apresentado pode variar de componente. Tal fenômeno pode ser resultado da abordagem não restringindo o diâmetro exterior do tubo protoplasmática. Consequentemente, os usuários podem precisar incorporar um processo de calibração em seu aplicativo dos memristors.
Graças a esta metodologia, podemos agora começar a estudar os processos biológicos que estão causando memristive observações em p. polycephalum. É provável que tais processos têm parâmetros dinâmicos que seríamos capazes de explorar para aumentar o uso do elemento. Começamos executando alguns experimentos preliminares onde concentrações de íon extracelular são alteradas para rever se canais iônicos voltagem-dependentes desempenham um papel na Memristência.
Os recipientes apresentados foram concebidos exclusivamente para aplicação p. polycephalum memristors. Estes dispositivos são prováveis, no entanto, ter usos além da implementação de um único componente. Por exemplo, em referências12,18, o tubo protoplasmática foi estudado como um fio biológico auto-montagem e reparação automática. Em ambas estas investigações, os pesquisadores expressaram que prosseguir o trabalho era necessário estabelecer métodos de crescente protoplasmática tubo de acordo com um esquema. Os recipientes apresentados neste artigo fornecem um método de delinear a produção do tubo entre dois ou mais potencialmente, pontos. A Figura 7 mostra duas fotografias ilustrando que os recipientes podem ser usados para crescer saudáveis tubos em comprimentos de mais de 100 mm. Em referência18, foi investigada a função de transferência do tubo protoplasmática. Resultados desta investigação indicaram que o ágar necessário para crescer os tubos pode causar um problema se o organismo estava para ser integrado em um sistema elétrico. Isto é devido à capacitância do substrato. Os recipientes apresentados aqui ainda exigem agar para manter a umidade alta. No entanto, com pequenas alterações ao design do recipiente, é possível criar um tubo destacável. Este conjunto pode permitir que o metrô ser desconectado as câmaras, uma vez que o crescimento é completa e cortada em um sistema elétrico. Além disso, uma vez que a saúde do tubo começa a deteriorar-se, ele pode ser reconectado a novas câmaras para comida e descanso até que tenha reparado em si e pode ser usado novamente. A Figura 8 mostra uma foto de longos tubos que foram desconectadas das câmaras. É necessária investigação futura para investigar as propriedades elétricas do tubo protoplasmática sem o ágar e quando cultivada em distâncias usando o método apresentado.

Computadores de hoje são construídos usando os três elementos fundamentais circuito passivo de dois terminais: o capacitor, resistor e o indutor. Elementos passivos só são capazes de dissipar-se ou armazenando a energia, não gerá-la. Estes elementos foram estabelecidos em 18th e oséculo 19 e estão ligados através das equações de Maxwell. Podemos definir cada um desses componentes de três circuito em termos de sua relação entre duas das variáveis de quatro circuito ou seja, corrente (I), tensão (V), carga (Q) e fluxo-enlace (φ). A acusação é a integral do tempo da corrente e a lei de Faraday define a tensão como a integral do tempo de fluxo. Assim, um condensador é definido pela relação entre a tensão e carga, um resistor é definido por uma relação entre tensão e corrente e o indutor é definido por uma relação entre o fluxo e atual. Para bem mais de um século, estes elementos foram a pedra angular da eletrônica. No entanto, eles representam apenas três dos pares de quatro relações possíveis entre as variáveis do circuito, deixando flux-enlace e carga desvinculado. Em 1971, Leon Chua publicou um papel1 onde ele postulou que havia um quarto elemento ausente que ligava as duas variáveis restantes, que ele chamou o memristor. O memristor pode ser descrito como um resistor que se lembra de sua história, daí a contração 'resistor de memória'. Funções deste elemento alterando sua resistência de acordo com a magnitude da tensão aplicada anteriormente e a sua duração. Além disso, o memristor mantém seu último estado de resistência, uma vez que a tensão é aplicada já não. Ao contrário do capacitor, resistor e indutor, comportamento do memristor é não-linear, que é evidente em seu perfil-V onde um laço de histerese pinçado é formado sob uma tensão AC. Esse loop assume a forma de uma figura de Lissajous contendo duas oscilações perpendiculares dos Estados alto e baixo resistentes. Antes da teoria de Memristência formalizado de Chua, outros pesquisadores relataram sobre os efeitos de resistência de memória em determinadas frequências quando experimentando materiais como polímeros e óxidos metálicos, juntamente com o desenvolvimento de dispositivos elétricos no micrômetro escala2. No entanto, em muitos casos, estes efeitos foram considerados indesejáveis. Levou quase quarenta anos para a formalização de Chua ser conectado a um dispositivo físico e de pesquisadores começar a desenvolver métodos de exploração de efeitos memristive. Uma equipe nos laboratórios HP conseguiu fabricar um dispositivo de memristive em 20083 que despertou grande interesse no elemento.
Cientistas da computação têm um grande interesse no memristor devido a ele ser creditado como o primeiro elemento para combinar as capacidades de processamento e memória em uma única unidade. Ele também exibe comportamentos que são análogos a certos processos neurológicos, como plasticidade dependente-Timing-Spike (STDP)4, para citar apenas um. Tais comportamentos são dando origem às perspectivas de construção de cérebro, como tecnologias de computação que irá ceder a distinção entre memória e unidade de processamento central (ou CPU)5. Em contraste com as abordagens populares para desenvolver memristors (usando o TiO2, por exemplo), a nossa ambição é desenvolver um memristor-bio orgânico. Além disso, estamos interessados em como este componente pode fornecer meios de explorar os paradigmas além de abordagens convencionais para dispositivos de computação de engenharia; por exemplo, aplicações criativas no campo da música de computador6.
Memristência é um efeito que os investigadores encontraram recentemente em toda uma gama de sistemas biológicos. Por exemplo, propriedades de memristive foram observadas em plantas de aloe vera7 e pele humana8, para citar, mas dois. Essas descobertas indicam que é possível implementar dispositivos de processamento e memória em substratos biológicos. Aproveitamento de sistemas orgânicos em tecnologia pode permitir que nos explorar conceitos emocionantes tais como self-assembly, auto-reparo, baixo impacto ambiental e auto alimentação. Antes, no entanto podemos investigar estas oportunidades, vários desafios precisam ser abordadas. Muitos dos sistemas biológicos que têm propriedades de memristive têm restrições significativas que limitam a sua viabilidade como um componente eletrônico real. Por exemplo, uma folha de aloe vera7 precisa de luz, tem uma duração limitada e seria difícil de integrar em um circuito. Além disso, vários outros na vivo memristive fenômenos, tais como dutos de suor humano8, não são opções viáveis atualmente para o desenvolvimento de sistemas para uso fora do laboratório e em sistemas eletrônicos de todos os dias. No entanto, de todos os fenômenos de memristive, há um potencial candidato: p. polycephalum.
O plasmódio do p. polycephalum é um sistema de unicelular amorfo que foi descoberto como um componente de memristive9,10. Este organismo é um candidato ideal para pesquisa em eletrônica de hardware-wetware híbrido para um número de razões. Em primeiro lugar, o organismo é não-patogênicas, macroscópica e requer o uso de equipamento não especialista, que processa o plasmódio acessíveis a engenheiros e não-biólogos. Em segundo lugar, a célula é amorfa, forma redes de arame, como veias e crescerá na maioria dos substratos (Figura 1). Estas propriedades permitem que a morfologia da célula ser facilmente delineados para se conformar com um esquema elétrico convencional. Também há pesquisas demonstrando que o plasmódio pode viver por mais de quatro anos,11, e que suas veias podem atuar como autoreparação de vias condutoras12. Vários estudos de laboratório confirmaram que memristive habilidades9,10,13 do organismo e agora é o momento oportuno explorar seu potencial.
A ideia de usar P. memristors polycephalum é relativamente novo. Como resultado, há não há padrões estabelecidos para medir e observar suas propriedades elétricas. Essa falta de uniformidade nos procedimentos experimentais dentro do mesmo grupo de pesquisa e entre grupos pode ser a razão pela qual existem inconsistências entre publicou resultados9,10. É provável que tal variação é mais proeminente em manipulação e as condições de crescimento de amostra. Assim, precisamos estabelecer métodos para a produção e testes p. polycephalum memristors onde os fatores que podem causar erros são melhores controlados e monitorados.  Além disso, precisamos de criar métodos de execução p. polycephalum memristors que permitem estável e fácil integração em sistemas elétricos.
O método apresentado neste artigo fornece uma plataforma para exploração de aplicações práticas de p. polycephalum memristors fornecendo meios de integrar o organismo como um componente em uma esquema elétrica. É provável que estas técnicas vão apelar para engenheiros procuram para explorar usos reais dos sistemas de hardware-wetware híbrido. Além disso, é acessível aos não especialistas (por exemplo, os entusiastas de prototipagem eletrônica open source) que podem estar interessados em experimentar com aspectos de computação não-convencional, mas têm encontrado dificuldades encontrar protótipos para se adaptar às suas necessidades. Algumas aplicações potenciais podem incluir a implementação de modelos probabilísticos, aproveitando os memristors cravação de comportamento, desenvolvimento de abordagens para executar com monitoração de estado loperações de ogic e modelagem de processos neurológicos para armazenamento de informações e processamento.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Conductive PLA filament 2.85mm</td>
			<td>Functionalize</td>
			<td>FE_1LB_2.85MM</td>
			<td>Conductive 3D Printing Filament</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HIPS Filament 3mm 1KG (black)</td>
			<td>NuNus</td>
			<td>104856</td>
			<td>3D printing filament</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cleaning Filament, 3mm, 0.1 kg, Natural</td>
			<td>3D Prima</td>
			<td>3DPCLEAN300</td>
			<td>3D cleaning filament</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lulzbot Taz 5</td>
			<td>Lulzbot</td>
			<td>TAZ 5</td>
			<td>3D printer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agar powder</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>0504</td>
			<td>Non-nutrient microbiological Agar powder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4mm ID x 6mm OD Clear PVC Tubing Pipe Hose 5 Metres</td>
			<td>Amazon</td>
			<td>B008NC4JUO</td>
			<td>Roll of PVC tubing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Physarum polycephalum Plasmodium, Living, Plate</td>
			<td>Carolina Biological Supply Company</td>
			<td>156193</td>
			<td>Plasmodium culture.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oat Flakes</td>
			<td>Carolina Biological Supply Company</td>
			<td></td>
			<td>Oak flakes to feed the Plasmoidum</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cura</td>
			<td>Lulzbot</td>
			<td>Cura LulzBot Edition</td>
			<td>https://www.lulzbot.com/cura</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>230 Programmable Voltage Source</td>
			<td>Keithley Instruments</td>
			<td></td>
			<td>Voltage source instrument.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>617 Programmable Electrometer</td>
			<td>Keithley Instruments</td>
			<td></td>
			<td>Electrometer to measure low currents.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a method for growing bio-memristors from slime mold

Nossa pesquisa visa ganhar uma melhor compreensão das propriedades eletrônicas dos organismos para engenheiro romance calibracão sistemas e arquiteturas de computação baseadas em biologia. Este papel específico enfoca aproveitarando o unicelular discoideum Physarum polycephalum desenvolver bio-memristors (ou memristors biológica) e dispositivos de computação bio. O memristor é um resistor que possui memória. É o 4º circuito passivo fundamental elemento (os outros três são o resistor, o capacitor e o indutor), que está pavimentando o caminho para a concepção de novos tipos de sistemas de computação; por exemplo, computadores que podem abandonar a distinção entre uma unidade central de processamento e armazenamento. Quando aplicado com uma tensão alternada, a corrente vs característica de tensão de um memristor é um laço de histerese pinçado. Tem sido demonstrado que p. polycephalum produz laços de histerese comprimido sob tensões AC e exibe comportamento adaptativo que é comparável com o funcionamento de um memristor. Este documento apresenta o método que desenvolvemos para a implementação do bio-memristors com p. polycephalum e apresenta o desenvolvimento de um receptáculo para a cultura do organismo, o que facilita sua implantação como um componente de circuito eletrônico. Nosso método comprovadamente diminuir tempo de crescimento, aumentar a vida útil do componente e padronizar as observações eléctricas.

Para produzir resultados representativos, montamos 5 amostras utilizando o método exato descrito acima. Para um controle, 5 amostras também foram organizadas pelo método descrito no início p. polycephalum memristor investigações9,10. Aqui, nós posicionamos dois eletrodos espaçados a uma distância de ~ 10 mm dentro de pratos de Petri 60mm. Cada eletrodo consistia de um círculo (~ 20 mm de diâmetro) do fio de cobre estanhado (16 representa a 0,2 mm) preenchido com um 2% não-nutriente desionizada ágar-ágar (~ 2 mL). Todas as amostras foram monitoradas através de imagens de lapso de tempo para rever o tempo de crescimento. Aqui, as amostras de 5 recipiente conectado os dois eletrodos até 10 horas após a inoculação. O mais rápido destes cresceu em menos de 2 h, e o máximo foi 10 h, com o tempo de média de crescimento média em todas as 5 amostras de 7 h e 24 min. Quatro das amostras controle produziu uma ligação tubo protoplasmática e um propagado fora o eléctrodo de inoculação, mas secou antes é feita a conexão necessária. O mais rápido das amostras controle feita sua conexão dentro de 19 h, enquanto o mais lento demorou 36h, sendo a média de crescimento através de amostras de controlo de 26 h 15 min. Estes dados mostram uma diminuição significativa no tempo de crescimento para memristors crescido usando o método apresentado.
O perfil de-V de um memristor é sua característica mais marcante. Como tal, foram realizadas medições-V sobre as amostras para produzir resultados representativos para este papel. Aqui, as medições de corrente instantâneas foram feitas em cada ponto de uma onda senoidal de tensão 160-passo. Cada degrau de tensão tinha um tempo de interrupção estático de 2 s. medições elétricas foram feitas usando uma fonte de tensão 230 programável e um eletrômetro 617 programável. Estes dispositivos foram selecionados como eles são capazes de sourcing tensão e tomar medidas em alta resolução. Experimentos foram realizados em temperatura ambiente em um quarto apagado.
A Figura 6 mostra as curvas típicas V produzidas a partir de testes na p. polycephalum memristors. Figura 6 c e d 6 mostram terrenos com as medições representativas de componentes implementados nos pratos de Petri. Resultados usando este método mostram que, embora as curvas medidas na mesma amostra são morfologicamente semelhantes, histerese varia fortemente de amostra para amostra. Tal variação inclui a localização de pontos de pitada, a magnitude dos lóbulos positivos e negativos e a simetria entre as medições nos domínios de tensão positiva e negativa. Assim, as curvas-V medidas no memristors usando o método de placa de Petri não são a pegada de um memristor 'ideal' porque pitada pontos não estão no zero da tensão e corrente. Figura 6a e 6b mostram gráficos com medições representativas de memristors cultivadas em recipientes. Os locais de ponto de pitada e tamanhos de lobo destes laços de histerese são relativamente consistentes, tanto em curvas discretas amostra testadas sob tensão diferentes intervalos e tempo-passos e curvas de amostra para amostra. Portanto, curvas de receptáculo-V foram mais uma reminiscência da pegada de um memristor 'ideal', onde foram sempre singular pitada pontos e quase sempre no zero da tensão e corrente. No entanto, apesar de morfologias histerese similar amostra para amostra, houve variação na resistência global entre as amostras. .
Após as medidas iniciais V foram concluídas, testes foram feitos em cada amostra uma vez por dia até que eles apresentaram curvas não memristive. Das amostras de 4 controle, 2 secou dentro de 2 dias de testes iniciais, enquanto os restantes 2 continuou a gravar curvas pinçadas por mais 2 dias. As amostras de recipiente mantiveram seu Memristência pelo menos 7 dias, com 3 amostras superior à. Ao longo do tempo, cada um dos tubos protoplasmática da amostra receptáculo tornou-se mais espesso e houve uma diminuição da resistência geral, com algumas amostras de medição na x 10-04 gama para 10 V atravessa contra A x 10-05 , em seus testes anteriores.
O leitor do artigo é referido por Braund14 para resultados sobre os testes extensivos do recipiente apresentado.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56076/56076fig1.jpg"> 
Figura 1: Uma foto de uma cultura de dia de idade 2 de plasmodium de p. polycephalum. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56076/56076fig1large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56076/56076fig2.jpg"> 
Figura 2: Um screenshot do arquivo STL receptáculo depois que ele é carregado no corte software. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56076/56076fig2large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56076/56076fig3.jpg"> 
Figura 3: um screenshot do arquivo STL eletrodo depois que ele é carregado no corte software. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56076/56076fig3large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56076/56076fig4.jpg"> 
Figura 4: Um screenshot da configuração configurações para impressão o modelo STL do eletrodo.
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56076/56076fig5.jpg"> 
Figura 5: Duas fotografias retratando memristors p. polycephalum implementado em uma placa de Petri (à esquerda) e usando o método apresentado neste trabalho (à direita). <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56076/56076fig5large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56076/56076fig6.jpg"> 
Figura 6: Gráficos do quatro-V que foram produzidos a partir de dois memristors cultivadas em recipientes (a, b) e dois implementado em placas de Petri (c, d). <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56076/56076fig6large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56076/56076fig7.jpg"> 
Figura 7: Fotografias mostrando o recipiente a ser usado para crescer tubos em vários comprimentos.
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56076/56076fig8.jpg"> / > Figura 8: uma foto mostrando tubos protoplasmática que foram desconectados das câmaras de.

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A Method for Growing Bio-memristors from Slime Mold

Um método para o cultivo de Bio-memristors de discoideum

Este trabalho apresenta um método melhorado para o cultivo de bio-memristors fora o plasmódio de Physarum polycephalum. Provou-se como um método para diminuir o tempo de crescimento, aumentar a vida útil do componente, padronizar as observações eléctricas e criar um ambiente protegido que pode ser integrado em circuitos convencionais.

Our research is aimed at gaining a better understanding of the electronic properties of organisms in order to engineer novel bioelectronic systems and ...

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Research

JoVE Journal

Bioengineering

8.9K visualizações.  Plymouth University. Este trabalho apresenta um método melhorado para o cultivo de bio-memristors fora o plasmódio de Physarum polycephalum. Provou-se como um método para diminuir o tempo de crescimento, aumentar a vida útil do componente, padronizar as observações eléctricas e criar um ambiente protegido que pode ser integrado em circuitos convencionais.

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A Method for Ovarian Follicle Encapsulation and Culture in a Proteolytically Degradable 3 Dimensional System

The ovarian follicle is the functional unit of the ovary that secretes sex hormones and supports oocyte maturation. In vitro follicle techniques provide a tool to model follicle development in order to investigate basic biology, and are further being developed as a technique to preserve fertility in the clinic1-4. Our in vitro culture system employs hydrogels in order to mimic the native ovarian environment by maintaining the 3D follicular architecture, cell-cell interactions and paracrine signaling that direct follicle development 5. Previously, follicles were successfully cultured in alginate, an inert algae-derived polysaccharide that undergoes gelation with calcium ions6-8. Alginate hydrogels formed at a concentration of 0.25% w/v were the most permissive for follicle culture, and retained the highest developmental competence 9. Alginate hydrogels are not degradable, thus an increase in the follicle diameter results in a compressive force on the follicle that can impact follicle growth10. We subsequently developed a culture system based on a fibrin-alginate interpenetrating network (FA-IPN), in which a mixture of fibrin and alginate are gelled simultaneously. This combination provides a dynamic mechanical environment because both components contribute to matrix rigidity initially; however, proteases secreted by the growing follicle degrade fibrin in the matrix leaving only alginate to provide support. With the IPN, the alginate content can be reduced below 0.25%, which is not possible with alginate alone 5. Thus, as the follicle expands, it will experience a reduced compressive force due to the reduced solids content. Herein, we describe an encapsulation method and an in vitro culture system for ovarian follicles within a FA-IPN. The dynamic mechanical environment mimics the natural ovarian environment in which small follicles reside in a rigid cortex and move to a more permissive medulla as they increase in size11. The degradable component may be particularly critical for clinical translation in order to support the greater than 106-fold increase in volume that human follicles normally undergo in vivo .

A new method for ovarian follicle encapsulation in a 3D fibrin-alginate interpenetrating network is described. This system combines structural support with proteolytic degradation to support the development of immature follicles to produce mature oocytes. This method may be applied to culture cell aggregates to maintain cell-cell contacts without limiting expansion.

Um método para Encapsulation ovário folículo e Cultura em um proteoliticamente Degradáveis ​​3 Sistema Dimensional

The ovarian follicle is the functional unit of the ovary that secretes sex hormones and supports oocyte maturation. In vitro  follicle techniques provide ...

Bioengenharia

Constant Pressure-controlled Extrusion Method for the Preparation of Nano-sized Lipid Vesicles

Liposomes are artificially prepared vesicles consisting of natural and synthetic phospholipids that are widely used as a cell membrane mimicking platform to study protein-protein and protein-lipid interactions3, monitor drug delivery4,5, and encapsulation4. Phospholipids naturally create curved lipid bilayers, distinguishing itself from a micelle.6 Liposomes are traditionally classified by size and number of bilayers, i.e. large unilamellar vesicles (LUVs), small unilamellar vesicles (SUVs) and multilamellar vesicles (MLVs)7. In particular, the preparation of homogeneous liposomes of various sizes is important for studying membrane curvature that plays a vital role in cell signaling, endo- and exocytosis, membrane fusion, and protein trafficking8. Several groups analyze how proteins are used to modulate processes that involve membrane curvature and thus prepare liposomes of diameters &lt;100 - 400 nm to study their behavior on cell functions3. Others focus on liposome-drug encapsulation, studying liposomes as vehicles to carry and deliver a drug of interest9. Drug encapsulation can be achieved as reported during liposome formation9. Our extrusion step should not affect the encapsulated drug for two reasons, i.e. (1) drug encapsulation should be achieved prior to this step and (2) liposomes should retain their natural biophysical stability, securely carrying the drug in the aqueous core. These research goals further suggest the need for an optimized method to design stable sub-micron lipid vesicles.
Nonetheless, the current liposome preparation technologies (sonication10, freeze-and-thaw10, sedimentation) do not allow preparation of liposomes with highly curved surface (i.e. diameter &lt;100 nm) with high consistency and efficiency10,5, which limits the biophysical studies of an emerging field of membrane curvature sensing. Herein, we present a robust preparation method for a variety of biologically relevant liposomes.
Manual extrusion using gas-tight syringes and polycarbonate membranes10,5 is a common practice but heterogeneity is often observed when using pore sizes &lt;100 nm due to due to variability of manual pressure applied. We employed a constant pressure-controlled extrusion apparatus to prepare synthetic liposomes whose diameters range between 30 and 400 nm. Dynamic light scattering (DLS)10, electron microscopy11 and nanoparticle tracking analysis (NTA)12 were used to quantify the liposome sizes as described in our protocol, with commercial polystyrene (PS) beads used as a calibration standard. A near linear correlation was observed between the employed pore sizes and the experimentally determined liposomes, indicating high fidelity of our pressure-controlled liposome preparation method. Further, we have shown that this lipid vesicle preparation method is generally applicable, independent of various liposome sizes. Lastly, we have also demonstrated in a time course study that these prepared liposomes were stable for up to 16 hours. A representative nano-sized liposome preparation protocol is demonstrated below.

This protocol describes an extrusion method for preparing lipid vesicles of sub-micron sizes with a high degree of homogeneity. This method uses a pressure-controlled system with controlled nitrogen flow rates for liposome preparation. The lipid preparation1,2, liposome extrusion, and size characterization will be presented herein.

Método de extrusão constante pressão controlada para a Preparação de vesículas lipídicas nanométricas

Liposomes are artificially prepared vesicles consisting of natural and synthetic phospholipids that are widely used as a cell membrane mimicking platform ...

Designing a Bio-responsive Robot from DNA Origami

Nucleic acids are astonishingly versatile. In addition to their natural role as storage medium for biological information1, they can be utilized in parallel computing2,3 , recognize and bind molecular or cellular targets4,5 , catalyze chemical reactions6,7 , and generate calculated responses in a biological system8,9. Importantly, nucleic acids can be programmed to self-assemble into 2D and 3D structures10-12, enabling the integration of all these remarkable features in a single robot linking the sensing of biological cues to a preset response in order to exert a desired effect.
Creating shapes from nucleic acids was first proposed by Seeman13, and several variations on this theme have since been realized using various techniques11,12,14,15 . However, the most significant is perhaps the one proposed by Rothemund, termed scaffolded DNA origami16. In this technique, the folding of a long (&gt;7,000 bases) single-stranded DNA 'scaffold' is directed to a desired shape by hundreds of short complementary strands termed 'staples'. Folding is carried out by temperature annealing ramp. This technique was successfully demonstrated in the creation of a diverse array of 2D shapes with remarkable precision and robustness. DNA origami was later extended to 3D as well17,18 .
 
The current paper will focus on the caDNAno 2.0 software19 developed by Douglas and colleagues. caDNAno is a robust, user-friendly CAD tool enabling the design of 2D and 3D DNA origami shapes with versatile features. The design process relies on a systematic and accurate abstraction scheme for DNA structures, making it relatively straightforward and efficient.
In this paper we demonstrate the design of a DNA origami nanorobot that has been recently described20. This robot is 'robotic' in the sense that it links sensing to actuation, in order to perform a task. We explain how various sensing schemes can be integrated into the structure, and how this can be relayed to a desired effect. Finally we use Cando21 to simulate the mechanical properties of the designed shape. The concept we discuss can be adapted to multiple tasks and settings.

DNA origami is a powerful method for fabricating precise nanoscale objects by programming the self-assembly of DNA molecules. Here, we describe how DNA origami can be utilized to design a robotic robot capable of sensing biological cues and responding by shape shifting, subsequently relayed to a desired effect.

Projetando um robô Bio-responsivo de DNA Origami

Nucleic acids are astonishingly versatile. In addition to their natural role as storage medium for biological information1, they can be utilized in ...

An Improved Method for the Preparation of Type I Collagen From Skin

Soluble type 1 collagen (COL1) is used extensively as an adhesive substrate for cell cultures and as a cellular scaffold for regenerative applications. Clinically, this protein is widely used for cosmetic surgery, dermal injections, bone grafting, and reconstructive surgery. The sources of COL1 for these procedures are commonly nonhuman, which increases the potential for inflammation and rejection as well as xenobiotic disease transmission. In view of this, a method to efficiently and quickly purify COL1 from limited quantities of autologously-derived tissues would circumvent many of these issues; however, standard isolation protocols are lengthy and often require large quantities of collagenous tissues. Here, we demonstrate an efficient COL1 extraction method that reduces the time needed to isolate and purify this protein from about 10 days to less than 3 hr. We chose the dermis as our tissue source because of its availability during many surgical procedures. This method uses traditional extraction buffers combined with forceful agitation and centrifugal filtration to obtain highly-pure, soluble COL1 from small amounts of corium. Briefly, dermal biopsies are washed thoroughly in ice-cold dH2O after removing fat, connective tissue, and hair. The skin samples are stripped of noncollagenous proteins and polysaccharides using 0.5 M sodium acetate and a high speed bench-top homogenizer. Collagen from residual solids is subsequently extracted with a 0.075 M sodium citrate buffer using the homogenizer. These extracts are purified using 100,000 MW cut-off centrifugal filters that yield COL1 preparations of comparable or superior quality to commercial products or those obtained using traditional procedures. We anticipate this method will facilitate the utilization of autologously-derived COL1 for a multitude of research and clinical applications.

Traditional procedures for the isolation of soluble type 1 collagen (COL1) require about 10 days from start to finish because of lengthy buffer incubations and laborious resuspensions of fibrils. Here, we describe a means to purify COL1 from small dermal biopsies in less than 3 hr.

Um método aperfeiçoado para a preparação de colágeno tipo I Da Pele

Soluble type 1 collagen (COL1) is used extensively as an adhesive substrate for cell cultures and as a cellular scaffold for regenerative applications. ...

A Novel Method for Localizing Reporter Fluorescent Beads Near the Cell Culture Surface for Traction Force Microscopy

PA gels have long been used as a platform to study cell traction forces due to ease of fabrication and the ability to tune their elastic properties. When the substrate is coated with an extracellular matrix protein, cells adhere to the gel and apply forces, causing the gel to deform. The deformation depends on the cell traction and the elastic properties of the gel. If the deformation field of the surface is known, surface traction can be calculated using elasticity theory. Gel deformation is commonly measured by embedding fluorescent marker beads uniformly into the gel. The probes displace as the gel deforms. The probes near the surface of the gel are tracked. The displacements reported by these probes are considered as surface displacements. Their depths from the surface are ignored. This assumption introduces error in traction force evaluations. For precise measurement of cell forces, it is critical for the location of the beads to be known. We have developed a technique that utilizes simple chemistry to confine fluorescent marker beads, 0.1 and 1 &#181;m in diameter, in PA gels, within 1.6 &#956;m of the surface. We coat a coverslip with poly-D-lysine (PDL) and fluorescent beads. PA gel solution is then sandwiched between the coverslip and an adherent surface. The fluorescent beads transfer to the gel solution during curing. After polymerization, the PA gel contains fluorescent beads on a plane close to the gel surface.

Traditional techniques for fabricating polyacrylamide (PA) gels containing fluorescent probes involve sandwiching a gel between an adherent surface and a glass slide. Here, we show that coating this slide with poly-D-lysine (PDL) and fluorescent probes localizes the probes to within 1.6 &#181;m from the gel surface.

Um novo método para localizar Repórter fluorescentes Beads perto da superfície de cultivo celular para Tração Microscopia de Força

PA gels have long been used as a platform to study cell traction forces due to ease of fabrication and the ability to tune their elastic properties. When ...

Biomembrane Fabrication by the Solvent-assisted Lipid Bilayer (SALB) Method

In order to mimic cell membranes, the supported lipid bilayer (SLB) is an attractive platform which enables in vitro investigation of membrane-related processes while conferring biocompatibility and biofunctionality to solid substrates. The spontaneous adsorption and rupture of phospholipid vesicles is the most commonly used method to form SLBs. However, under physiological conditions, vesicle fusion (VF) is limited to only a subset of lipid compositions and solid supports. Here, we describe a one-step general procedure called the solvent-assisted lipid bilayer (SALB) formation method in order to form SLBs which does not require vesicles. The SALB method involves the deposition of lipid molecules onto a solid surface in the presence of water-miscible organic solvents (e.g., isopropanol) and subsequent solvent-exchange with aqueous buffer solution in order to trigger SLB formation. The continuous solvent exchange step enables application of the method in a flow-through configuration suitable for monitoring bilayer formation and subsequent alterations using a wide range of surface-sensitive biosensors. The SALB method can be used to fabricate SLBs on a wide range of hydrophilic solid surfaces, including those which are intractable to vesicle fusion. In addition, it enables fabrication of SLBs composed of lipid compositions which cannot be prepared using the vesicle fusion method. Herein, we compare results obtained with the SALB and conventional vesicle fusion methods on two illustrative hydrophilic surfaces, silicon dioxide and gold. To optimize the experimental conditions for preparation of high quality bilayers prepared via the SALB method, the effect of various parameters, including the type of organic solvent in the deposition step, the rate of solvent exchange, and the lipid concentration is discussed along with troubleshooting tips. Formation of supported membranes containing high fractions of cholesterol is also demonstrated with the SALB method, highlighting the technical capabilities of the SALB technique for a wide range of membrane configurations.

Biomembrane Fabrication by the Solvent-assisted Lipid Bilayer SALB Method

We present an experimental protocol to form a supported lipid bilayer on solid substrates without using lipid vesicles. We demonstrate a one-step method to form a lipid bilayer on silicon dioxide and gold as well as supported membranes with cholesterol-enriched domain for various biological applications.

Biomembrane Fabrication pelo Solvent-assistida Lipid bicamada (SALB) Método

In order to mimic cell membranes, the supported lipid bilayer (SLB) is an attractive platform which enables in vitro investigation of membrane-related ...

A Rapid and Quantitative Fluorimetric Method for Protein-Targeting Small Molecule Drug Screening

We demonstrate a new drug screening method for determining the binding affinity of small drug molecules to a target protein by forming fluorescent gold nanoclusters (Au NCs) within the drug-loaded protein, based on the differential fluorescence signal emitted by the Au NCs. Albumin proteins such as human serum albumin (HSA) and bovine serum albumin (BSA) are selected as the model proteins. Four small molecular drugs (e.g., ibuprofen, warfarin, phenytoin, and sulfanilamide) of different binding affinities to the albumin proteins are tested. It was found that the formation rate of fluorescent Au NCs inside the drug loaded albumin protein under denaturing conditions (i.e., 60 &#176;C or in the presence of urea) is slower than that formed in the pristine protein (without drugs). Moreover, the fluorescent intensity of the as-formed NCs is found to be inversely correlated to the binding affinities of these drugs to the albumin proteins. Particularly, the higher the drug-protein binding affinity, the slower the rate of Au NCs formation, and thus a lower fluorescence intensity of the resultant Au NCs is observed. The fluorescence intensity of the resultant Au NCs therefore provides a simple measure of the relative binding strength of different drugs tested. This method is also extendable to measure the specific drug-protein binding constant (KD) by simply varying the drug content preloaded in the protein at a fixed protein concentration. The measured results match well with the values obtained using other prestige but more complicated methods.

A protocol for small molecular drug screening based on in-situ synthesis of ultrasmall fluorescent gold nanoclusters (Au NCs) using drug-loaded protein as template is presented. This method is simple to determine the binding affinity of drugs to a target protein by a visible fluorescent signal emitted from the protein-templated Au NCs.

Uma rápida e quantitativa método fluorimétrico para-Targeting proteína pequena molécula Rastreio de drogas

We demonstrate a new drug screening method for determining the binding affinity of small drug molecules to a target protein by forming fluorescent gold ...

Tunable Hydrogels from Pulmonary Extracellular Matrix for 3D Cell Culture

Here we present a method for establishing multiple component cell culture hydrogels for in vitro lung cell culture. Beginning with healthy en bloc lung tissue from porcine, rat, or mouse, the tissue is perfused and submerged in subsequent chemical detergents to remove the cellular debris. Histological comparison of the tissue before and after processing confirms removal of over 95% of double stranded DNA and alpha galactosidase staining suggests the majority of cellular debris is removed. After decellularization, the tissue is lyophilized and then cryomilled into a powder. The matrix powder is digested for 48 hr in an acidic pepsin digestion solution and then neutralized to form the pregel solution. Gelation of the pregel solution can be induced by incubation at 37 &#176;C and can be used immediately following neutralization or stored at 4 &#176;C for up to two weeks. Coatings can be formed using the pregel solution on a non-treated plate for cell attachment. Cells can be suspended in the pregel prior to self-assembly to achieve a 3D culture, plated on the surface of a formed gel from which the cells can migrate through the scaffold, or plated on the coatings. Alterations to the strategy presented can impact gelation temperature, strength, or protein fragment sizes. Beyond hydrogel formation, the hydrogel stiffness may be increased using genipin.

This is a method to create a 3-dimensional cell culture scaffold from pulmonary extracellular matrix. Intact lung is processed into hydrogels that can support the growth of cells in three-dimensions.

Sintonizável hidrogéis a partir de Pulmonar Matriz Extracelular para Cultura Celular 3D

Here we present a method for establishing multiple component cell culture hydrogels for in vitro lung cell culture. Beginning with healthy en bloc lung ...

A Net Mold-based Method of Scaffold-free Three-Dimensional Cardiac Tissue Creation

This protocol describes a novel and easy net mold-based method to create three-dimensional (3-D) cardiac tissues without additional scaffold material. Human-induced pluripotent stem-cell-derived cardiomyocytes (iPSC-CMs), human cardiac fibroblasts (HCFs), and human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) are isolated and used to generate a cell suspension with 70% iPSC-CMs, 15% HCFs, and 15% HUVECs. They are co-cultured in an ultra-low attachment "hanging drop" system, which contains micropores for condensing hundreds of spheroids at one time. The cells aggregate and spontaneously form beating spheroids after 3 days of co-culture. The spheroids are harvested, seeded into a novel mold cavity, and cultured on a shaker in the incubator. The spheroids become a mature functional tissue approximately 7 days after seeding. The resultant multilayered tissues consist of fused spheroids with satisfactory structural integrity and synchronous beating behavior. This new method has promising potential as a reproducible and cost-effective method to create engineered tissues for the treatment of heart failure in the future.

This protocol describes a net mold-based method to create three-dimensional scaffold-free cardiac tissues with satisfactory structural integrity and synchronous beating behavior.

Um método baseado em molde líquido de criação livre de andaime tridimensional de tecido cardíaco

This protocol describes a novel and easy net mold-based method to create three-dimensional (3-D) cardiac tissues without additional scaffold material. ...

Cell-free Protein Expression Using the Rapidly Growing Bacterium Vibrio natriegens

The marine bacterium Vibrio natriegens has garnered considerable attention as an emerging microbial host for biotechnology due to its fast growth rate. A general protocol is described for the preparation of V. natriegens crude cell extracts using common laboratory equipment. This high yielding protocol has been specifically optimized for user accessibility and reduced cost. Cell-free protein synthesis (CFPS) can be carried out in small scale 10 &#956;L batch reactions in either a 96- or 384-well format and reproducibly yields concentrations of &#62; 260 &#956;g/mL super folder GFP (sfGFP) within 3 h. Overall, crude cell extract preparation and CFPS can be achieved in 1&#8722;2 full days by a single user. This protocol can be easily integrated into existing protein synthesis pipelines to facilitate advances in bio-production and synthetic biology applications.

Cell-free Protein Expression Using the Rapidly Growing Bacterium Vibrio natriegens

Cell-free expression systems are powerful and cost-efficient tools for the high-throughput synthesis and screening of important proteins. Here, we describe the preparation of cell-free protein expression system using Vibrio natriegens for the rapid protein production using plasmid DNA, linear DNA, and mRNA template.

Proteína celular livre expressão usando o rapidamente crescendo bactéria Vibrio natriegens

The marine bacterium Vibrio natriegens has garnered considerable attention as an emerging microbial host for biotechnology due to its fast growth rate. A ...