Name: molecular entanglement and electrospinnability of biopolymers
Uploaded: 2014-09-03T15:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Molecular Entanglement and Electrospinnability of Biopolymers at JoVE.com

इस काम के खाद्य और कृषि के लिए यूएसडीए नेशनल इंस्टीट्यूट, राष्ट्रीय प्रतियोगी अनुदान कार्यक्रम, राष्ट्रीय अनुसंधान पहल कार्यक्रम 71.1 वित्तीय वर्ष 2007 तक के हिस्से में वित्त पोषित है एलर्जी और संक्रामक रोग के लिए अनुदान सं 2007-35503-18392, और राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान, संस्थान के रूप में , R33AI94514-03.

1 स्पिनिंग डोप तैयारी <ol><li> और इन गणनाओं में biopolymer पाउडर की नमी सामग्री पर विचार कर लें biopolymer सांद्रता की एक सीमा (/ वी डब्ल्यू, 30% करने के लिए 0.1%) की जांच की जा करने के लिए तैयार करें. प्रत्येक एकाग्रता के लिए, एक 50 ?...

<ol>
	<li>Greiner, A., Wendorff, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+self-assembled+nanofibers+by+electrospinning.">Functional self-assembled nanofibers by electrospinning.</a> Self-aseembled nanomaterials. 1, 107-171 (2008).</li><li>Ramakrishna, S., Fujihara, K., Teo, W. E., Lim, T. C., Ma, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> An Introduction to Electrospinning and Nanofibers. , (2005).</li><li>Klossner, R. R., Queen, H. A., Coughlin, A. J., Krause, W. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Correlation+of+Chitosan&#8217;s+Rheological+Properties+and+Its+Ability+to+Electrospin.">Correlation of Chitosan&#8217;s Rheological Properties and Its Ability to Electrospin.</a> Biomacromolecules. 9 (10), 2947-2953 (2008).</li><li>McKee, M. G., Wilkes, G. L., Colby, R. H., Long, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Correlations+of+Solution+Rheology+with+Electrospun+Fiber+Formation+of+Linear+and+Branched+Polyesters.">Correlations of Solution Rheology with Electrospun Fiber Formation of Linear and Branched Polyesters.</a> Macromolecules. 37 (5), 1760-1767 (2004).</li><li>McKee, M. G., Hunley, M. T., Layman, J. M., Long, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solution+rheological+behavior+and+electrospinning+of+cationic+polyelectrolytes.">Solution rheological behavior and electrospinning of cationic polyelectrolytes.</a> Macromolecules. 39 (2), 575-583 (2006).</li><li>Kong, L., Ziegler, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+pure+starch+fibers+by+electrospinning.">Fabrication of pure starch fibers by electrospinning.</a> Food Hydrocolloids. 36, 20-25 (2014).</li><li>Singh, R. S., Saini, G. K., Kennedy, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pullulan:+microbial+sources,+production+and+applications.">Pullulan: microbial sources, production and applications.</a> Carbohydrate Polymers. 73 (4), 515-531 (2008).</li><li>Leathers, T. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biotechnological+production+and+applications+of+pullulan.">Biotechnological production and applications of pullulan.</a> Applied Microbiology and Biotechnology. 62 (5), 468-473 (2003).</li><li>Karim, M. R., Lee, H. W., 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=Preparation+and+characterization+of+electrospun+pullulan/montmorillonite+nanofiber+mats+in+aqueous+solution.">Preparation and characterization of electrospun pullulan/montmorillonite nanofiber mats in aqueous solution.</a> Carbohydrate Polymers. 78 (2), 336-342 (2009).</li><li>Stijnman, A. C., Bodnar, I., Hans Tromp, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrospinning+of+food-grade+polysaccharides.">Electrospinning of food-grade polysaccharides.</a> Food Hydrocolloids. 25 (5), 1393-1398 (2011).</li><li>Kong, L., Ziegler, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+molecular+entanglements+in+starch+fiber+formation+by+electrospinning.">Role of molecular entanglements in starch fiber formation by electrospinning.</a> Biomacromolecules. 13 (8), 2247-2253 (2012).</li><li>Kong, L., Ziegler, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rheological+aspects+in+fabricating+pullulan+fibers+by+electro-wet-spinning.">Rheological aspects in fabricating pullulan fibers by electro-wet-spinning.</a> Food Hydrocolloids. 38, 220-226 (2014).</li><li>Han, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Fiber Spinning Rheology and Processing of Polymeric Materials: Volume 2: Polymer Processing. , 257-304 (2007).</li><li>Morris, E. R., Cutler, A. N., Ross-Murphy, S. B., Rees, D. A., Price, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Concentration+and+shear+rate+dependence+of+viscosity+in+random+coil+polysaccharide+solutions.">Concentration and shear rate dependence of viscosity in random coil polysaccharide solutions.</a> Carbohydrate Polymers. 1 (1), 5-21 (1981).</li><li>Thompson, C. J., Chase, G. G., Yarin, A. L., Reneker, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+parameters+on+nanofiber+diameter+determined+from+electrospinning+model.">Effects of parameters on nanofiber diameter determined from electrospinning model.</a> Polymer. 48 (23), 6913-6922 (2007).</li></ol>

Rheology पारंपरिक फाइबर कताई सहित और 13 electrospinning पॉलिमर, के प्रसंस्करण का अध्ययन करने के लिए एक अनिवार्य उपकरण है. स्थिर कतरनी rheological पढ़ाई, बहुलक रचना और विभिन्न सॉल्वैंट्स में उनकी बातचीत से सुलझाया जा सकता ?...

Electrospinning सामग्री की एक विस्तृत विविधता से नैनो पैमाने पर फाइबर के लिए सतत सूक्ष्म उत्पादन में सक्षम है कि एक तकनीक है. यह शैक्षणिक और औद्योगिक हित 1 में वृद्धि हासिल की है. सेटअप और electrospinning का अभ्यास सरल प्रतीत हालांकि, फाइबर गुण electrospinnability भविष्यवाणी और नियंत्रित करने की क्षमता एक चुनौती बनी हुई है. कारण electrospinning प्रक्रिया 2 और प्रक्रिया, फाइबर से कूच विशेष रूप से पथ, 1 अराजक है को प्रभावित करने में कई कारक हैं कि वास्तव में झूठ बोल सकती है. अक्सर एक अनुभवजन्य &quot;देखो पकाने व&quot; दृष्टिकोण संभावित electrospinnable सामग्री स्क्रीनिंग के लिए प्रयोग किया जाता है. हालांकि, Electrospinning प्रक्रिया पर बेहतर नियंत्रण और परिणामी फाइबर गुणों की आवश्यकता है, electrospinnability कि सरकार तंत्र की एक और पूरी समझ हासिल करने के लिए. कई शोधकर्ताओं कताई डोप में पॉलिमर की आणविक उलझाव एक आवश्यक तत्व है कि मिल गया हैसफल electrospinning 3 से 5 के लिए एल शर्त. Rheology बहुलक dispersions में आणविक रचना और बातचीत की जांच के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है. उदाहरण के लिए, McKee एट अल. क्लोरोफॉर्म / डाइमिथाइल terephthalate (7/3, वी / वी) युक्त एक विलायक में रेखीय की आणविक रचना और branched पाली (ethylene terephthalate सह इथाइलीन isophthalate) सहपॉलिमरों जांच की, और बहुलक एकाग्रता 2-2.5x किया जा सकता था कि निर्धारित सफल electrospinning 4 के लिए उलझन एकाग्रता. क्योंकि biodegradability, biocompatibility, और तुलना- तुलना उनके सिंथेटिक समकक्षों renewability में अपने फायदे के जैवपॉलिमरों से फाइबर में वर्तमान में नए सिरे से रुचि नहीं है. अभी तक चिकित्सकों थर्मल प्रसंस्करण और अवर यांत्रिक गुणों में उनकी संरचनात्मक जटिलता, कठिनाई से आम तौर पर उत्पन्न होने वाली कई चुनौतियों का सामना. संयंत्र के ऊतकों में पाया स्टार्च, आमोन हैजी पृथ्वी पर सबसे प्रचुर मात्रा में और सस्ती जैवपॉलिमरों. शुद्ध स्टार्च फाइबर एक विद्युत गीला कताई तंत्र हाल ही में 6 वर्णित किया गया उपयोग कर गढ़े. Pullulan कुछ बैक्टीरिया द्वारा extracellularly उत्पादित एक रेखीय polysaccharide है. (1 → 4) और (1 → 6) की नियमित प्रत्यावर्तन glucosidic बांड क्षमता 7,8 बनाने उत्कृष्ट फाइबर / फिल्म सहित pullulan के कई विशिष्ट गुणों के लिए जिम्मेदार माना जाता है. जलीय फैलाव से pullulan फाइबर की Electrospinning शोधकर्ताओं 9,10 के एक नंबर के द्वारा सूचित किया गया है. हमारे पिछले प्रकाशनों में, दो जैवपॉलिमरों, स्टार्च 11 और pullulan 12 की electrospinnability, विचार विमर्श किया गया. यह रिपोर्ट इन दो जैवपॉलिमरों की electrospinnability की जांच में rheological सिद्धांतों के उपयोग के लिए प्रोटोकॉल का प्रदर्शन करने पर केंद्रित है.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="762">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Name of Reagent/ Equipment</td>
			<td style="width:253px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:175px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Gelose 80 starch</td>
			<td style="width:253px;">Ingredion</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Used as it is</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Pullulan</td>
			<td style="width:253px;">Hayashibara Co. Ltd</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Used as it is</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Dimethyl Sulfoxide</td>
			<td style="width:253px;">BDH Chemicals</td>
			<td style="width:119px;">BDH1115-4LP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:216px;">Ethanol</td>
			<td style="width:253px;">VWR International</td>
			<td style="width:119px;">89125-172</td>
			<td>200 proof</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;"></td>
			<td style="width:253px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Rheometer</td>
			<td style="width:253px;">TA Instruments</td>
			<td style="width:119px;">ARES&#160;</td>
			<td>50 mm cone and plate geometry</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Syringe (10 mL)</td>
			<td style="width:253px;">Becton, Dickinson and Company</td>
			<td style="width:119px;">309604</td>
			<td>Syringe with Luer-Lok&#174; Tip</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:216px;">High voltage generator</td>
			<td style="width:253px;">Gamma High Voltage Research, Inc.</td>
			<td style="width:119px;">ES40P</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Syringe pump</td>
			<td style="width:253px;">Hamilton Company</td>
			<td style="width:119px;">81620</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Environmental scanning electron microscope</td>
			<td style="width:253px;">FEI Company</td>
			<td style="width:119px;">Quanta 200</td>
			<td>for starch fibers</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Environmental scanning electron microscope</td>
			<td style="width:253px;">Phenom-World</td>
			<td style="width:119px;">Phenom G2 Pro</td>
			<td>for pullulan fibers</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

molecular entanglement and electrospinnability of biopolymers

Electrospinning सामग्री की एक विस्तृत विविधता से नैनो पैमाने तंतुओं को सूक्ष्म बनाना एक आकर्षक तकनीक है. जैवपॉलिमरों के लिए, कताई डोप में घटक पॉलिमर की आणविक उलझाव सफल electrospinning के लिए एक आवश्यक शर्त हो पाया था. Rheology जैवपॉलिमरों की आणविक रचना और बातचीत की जांच के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है. इस रिपोर्ट में, हम उनके डाइमिथाइल sulfoxide (DMSO) / पानी dispersions से, दो जैवपॉलिमरों, स्टार्च और pullulan के electrospinnability मूल्यांकन करने के लिए rheology के उपयोग के लिए प्रोटोकॉल प्रदर्शित करता है. माइक्रोन रेंज को submicron में औसत व्यास के साथ अच्छी तरह से बनाई स्टार्च और pullulan फाइबर प्राप्त किया गया. Electrospinnability गठन फाइबर के दृश्य और सूक्ष्म अवलोकन द्वारा मूल्यांकन किया गया था. उनके electrospinnability को dispersions के rheological गुण correlating द्वारा, हम सब चुनाव को प्रभावित आणविक रचना, आणविक उलझाव, और कतरनी चिपचिपापन दिखाना है किrospinning. Rheology केवल विलायक प्रणाली चयन और अनुकूलन प्रक्रिया में उपयोगी, लेकिन यह भी एक आणविक स्तर पर फाइबर के गठन के तंत्र को समझने में नहीं है.

Biopolymer एकाग्रता और विलायक में DMSO एकाग्रता के एक समारोह के रूप में biopolymer dispersions के प्रवाह घटता प्राप्त किया गया. दो प्रतिनिधि आंकड़े शुद्ध DMSO विलायक में उनकी एकाग्रता के एक समारोह के रूप में स्टार्च (2A चित्रा)...

Watch this Scientific Journal Video about Molecular Entanglement and Electrospinnability of Biopolymers at JoVE.com

Molecular Entanglement and Electrospinnability of Biopolymers

Electrospinning सामग्री की एक विस्तृत विविधता से नैनो पैमाने तंतुओं को सूक्ष्म बनाना इस्तेमाल एक आकर्षक तकनीक है. कताई डोप में घटक पॉलिमर के आण्विक उलझाव सफल electrospinning के लिए आवश्यक है. हम दो जैवपॉलिमरों, स्टार्च और pullulan के electrospinnability मूल्यांकन करने के लिए rheology के उपयोग के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं.

आण्विक उलझन और बायोपॉलिमर्स की Electrospinnability

Electrospinning is a fascinating technique to fabricate micro- to nano-scale fibers from a wide variety of materials. For biopolymers, molecular ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Fluorescence Lifetime Imaging of Molecular Rotors in Living Cells

जीवित कोशिकाओं में आणविक रोटार के प्रतिदीप्ति आजीवन इमेजिंग

Diffusion is often an important rate-determining step in chemical reactions or biological processes and plays a role in a wide range of intracellular ...

In vitro Assembly of Semi-artificial Molecular Machine and its Use for Detection of DNA Damage

In vitro Assembly of Semi-artificial Molecular Machine and its Use for Detection of DNA Damage

अर्द्ध कृत्रिम आण्विक मशीन और इसके उपयोग के डीएनए नुकसान की जांच के लिए इन विट्रो विधानसभा में

Naturally occurring bio-molecular machines work in every living cell and display a variety of designs 1-6. Yet the development of artificial molecular ...

Low Molecular Weight Protein Enrichment on Mesoporous Silica Thin Films for Biomarker Discovery

Mesoporous सिलिका Biomarker डिस्कवरी के लिए पतली फिल्मों पर कम आण्विक वजन प्रोटीन संवर्धन

The identification of circulating biomarkers holds great potential for non invasive approaches in early diagnosis and prognosis, as well as for the ...

Flexural Rigidity Measurements of Biopolymers Using Gliding Assays

ग्लाइडिंग assays का उपयोग Biopolymers की flexural कठोरता माप

Microtubules are cytoskeletal polymers which  play a role in cell division, cell mechanics, and intracellular transport. Each of these functions requires ...

Characteristics of Precipitation-formed Polyethylene Glycol Microgels Are Controlled by Molecular Weight of Reactants

वर्षा का गठन polyethylene glycol Microgels के लक्षण अभिकारकों की आणविक वजन द्वारा नियंत्रित कर रहे हैं

This work describes the formation of poly(ethylene glycol) (PEG) microgels via a photopolymerized precipitation reaction. Precipitation reactions offer ...

Aplysia Ganglia Preparation for Electrophysiological and Molecular Analyses of Single Neurons

Aplysia Ganglia Preparation for Electrophysiological and Molecular Analyses of Single Neurons

एपलिसिया सिंगल न्यूरॉन्स के इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल और मॉलिक्यूलर एनालिसिस के लिए गैंगलिया तैयारी

A major challenge in neurobiology is to understand the molecular underpinnings of neural circuitry that govern a specific behavior. Once the specific ...

Microscale Vortex-assisted Electroporator for Sequential Molecular Delivery

Microscale भंवर की सहायता अनुक्रमिक आण्विक डिलिवरी के लिए electroporator

Electroporation has received increasing attention in the past years, because it is a very powerful technique for physically introducing non-permeant ...

Biofunctionalized Prussian Blue Nanoparticles for Multimodal Molecular Imaging Applications

मल्टीमॉडल आण्विक इमेजिंग अनुप्रयोगों के लिए Biofunctionalized प्रशिया ब्लू नैनोकणों

Multimodal, molecular imaging allows the visualization of biological processes at cellular, subcellular, and molecular-level resolutions using multiple, ...

Engineering Molecular Recognition with Bio-mimetic Polymers on Single Walled Carbon Nanotubes

पर एकल दीवारों कार्बन नैनोट्यूब जैव अनुकरण करनेवाला पॉलिमर के साथ इंजीनियरिंग आणविक मान्यता

Semiconducting single-wall carbon nanotubes (SWNTs) are a class of optically active nanomaterial that fluoresce in the near infrared, coinciding with the ...