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

Bu çalışma Gıda ve Tarım için USDA Ulusal Enstitüsü, Ulusal Rekabetçi Hibeler Programı, Ulusal Araştırma Girişimi Programı 71.1 FY 2007 tarafından kısmen finanse edilen Alerji ve Enfeksiyon Hastalıkları Hibe sayılı 2007-35503-18392 ve Ulusal Sağlık Enstitüleri, Enstitüsü gibi , R33AI94514-03.

1. İplik Dope Hazırlık <ol><li> Ve bu hesaplamalarda biopolimer tozun nem içeriği dikkate emin olun biopolimer konsantrasyonlarda bir dizi (w / v,% 30,% 0.1) araştırılmalıdır hazırlayın. Her bir konsantrasyon için, 50 ml&#39;lik bir test tüpüne biyopolimerin (nişastası veya pululan) toz tartın. Sulu dimetil sülfoksit (DMSO) çözeltisini ve bir karıştırma çubuğu ilave edin. </li><li> Bir manyetik karıştırıcı ocak üzerine sürekli karıştırılarak kaynar su içine tüp yerleştirin. </li...

<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>

Reolojisi geleneksel fiber sıkma dahil olmak üzere ve 13 electrospinning polimerlerin işlenmesi incelemek için önemli bir araçtır. Devamlı kesme reolojik çalışmaları, konformasyon ve polimer, farklı çözücüler içinde etkileşimlerinde kaynaktan çözülebilir (Şekil 2 ve 3). Biyopolimeri molekülleri birbirleriyle örtüşen için yeterli değil, yüksek konsantrasyonlarda, konsantrasyon bağımlılığı iyi çözücü 3,4 diğer polimerler bildi...

Elektro malzemeler çok çeşitli nano-ölçekli elyaf sürekli mikroskopik olarak üretme kabiliyetine sahip olan bir tekniktir. Bu akademik ve endüstriyel ilgi 1 artan kazanmıştır. Kurulum ve Elektrospinning uygulaması basit gibi görünse de, elyaf özelliklerini electrospinnability tahmin ve kontrol yeteneği bir sorun olmaya devam etmektedir. Nedeni Elektroeğirme işlemini 2 ve süreci, fiber tarafından seyahat, özellikle yolu, 1 kaotik etkileyen pek çok faktör vardır ki aslında yalan olabilir. Genellikle ampirik &quot;bakmak cook-ve-&quot; yaklaşımı potansiyel electrospinnable malzemelerin taranması için kullanılır. Bununla birlikte, elektro işlemi üzerinde daha iyi kontrol ve elde edilen elyaf özelliklerinin gereklidir electrospinnability yöneten mekanizmaların daha iyi anlaşılmasını sağlamak için. Bir dizi araştırmacı, iplik dop içinde polimerlerin molekül dolanması bir bizim için esastır buldukBaşarılı Elektrospinning 3 5 l önkoşuldur. Reolojisi polimer dağılımlarına moleküler yapısını ve etkileşimi araştırmak için güçlü bir araçtır. Örneğin, McKee ve diğ. kloroform / dimetil tereftalat (7/3, h / h) içeren bir çözelti içinde lineer moleküler yapıya ve dallanmış poli (etilen tereftalat-ko-etilen izoftalat) kopolimerleri araştırılmıştır ve polimer konsantrasyonu 2-2.5x olması gerektiğini tespit Başarılı üretebilmektedir 4 dolanması konsantrasyonu. Çünkü biyobozunurluk, biyouyumluluk ve vis-à-vis onların sentetik meslektaşları yenilenebirlik kendi avantajları biyopolimerlerden lifleri şu anda yenilenen ilgi var. Ancak uygulayıcılar ısıl işlem ve alt mekanik özelliklerinde yapısal karmaşıklık, zorluk genellikle kaynaklanan birçok sorunlarla karşı karşıya. Bitki dokularında bulunan nişasta, amon olduğug yeryüzünde en bol ve ucuz biopolimerlerden. Saf nişasta lifleri bir elektro-ıslak-bükme aparatı son 6 tarif edildi kullanılarak imal. Pullulan bazı bakteriler tarafından hücre dışı bir lineer polisakkarittir. (1 → 4) ve (1 → 6) düzenli almaşı glukosidik bağlar yeteneği 7,8 şekillendirme mükemmel lif / film dahil pullulan birkaç ayırıcı özelliklerinin, sorumlu olduğuna inanılmaktadır. Sulu dispersiyondan pullulan liflerin elektro araştırmacılar 9,10 bir dizi bildirilmiştir. Daha önceki yayınlarda iki biyopolimer, nişasta 11 ve pullulan 12 electrospinnability, tartışılmıştır. Bu rapor, bu iki Biyopolimerlerin electrospinnability soruşturmasında reolojik ilkelerini kullanan için protokol gösterilmesine yöneliktir.

<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

Elektro malzemeler çok çeşitli nano-ölçekli liflere mikro imal etmek için ilginç bir tekniktir. Biyopolimerler için, eğirme dop içindeki kurucu polimerlerin molekül dolanması başarılı bir şekilde üretebilmektedir için önemli bir ön-koşul olduğu bulunmuştur. Reolojisi Biyopolimerlerin moleküler yapısını ve etkileşimi araştırmak için güçlü bir araçtır. Bu raporda, dimetil sülfoksit (DMSO) / su dispersiyonlan gelen iki biyopolimer, nişasta ve pullulan ve electrospinnability değerlendirmek için reoloji kullanılması için protokol göstermektedir. Mikron aralığı için mikron altından ortalama çapları ile iyi bir şekilde oluşturulmuş nişasta ve pullulan lifler elde edilmiştir. Electrospinnability oluşan liflerin görsel olarak veya mikroskopik gözlem ile değerlendirilmiştir. Bunların electrospinnability için dispersiyonların reolojik özelliklerini ilişkilendirerek, tüm seçecek etkiler moleküler konformasyon, moleküler dolanması ve kayma viskozitesi göstermektedirrospinning. Reoloji sadece çözücü sistemi seçimi ve işlem optimizasyonu faydalı değil, aynı zamanda moleküler seviyede lif oluşumu mekanizmasının anlaşılması değildir.

Biyopolimer konsantrasyonu ve çözücü DMSO konsantrasyonunun bir fonksiyonu olarak biyopolimer dispersiyonların akış eğrileri elde edilmiştir. İki temsili verileri saf DMSO çözücüsü içindeki konsantrasyonunun bir fonksiyonu olarak nişasta (Şekil 2A) ve pullulan (Şekil 2B) akış eğrilerini göstermektedir. Belirli viskoziteler, biyopolimer konsantrasyonu nişasta (Şekil 3A ve Şekil 3B pullulan) karşı grafik halinde gösterilmişti...

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

Molecular Entanglement and Electrospinnability of Biopolymers

Elektro malzemeler çok çeşitli nano-ölçekli liflere mikroskopik olarak imal etmek için kullanılan bir ilginç bir tekniktir. Eğirme dop içindeki kurucu polimerlerin moleküler dolanması başarılı bir şekilde üretebilmektedir için gereklidir. Biz iki Biyopolimerlerin, nişasta ve pullulan bir electrospinnability değerlendirmek reolojisini kullanan bir protokol mevcut.

Moleküler Dolaşıklık Biyopolimerlerin Electrospinnability

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

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Fluorescence Lifetime Imaging of Molecular Rotors in Living Cells

Yaşayan Hücreler Moleküler Rotorlar arasında Flüoresans Ömrü Görüntüleme

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

Yarı yapay Moleküler Makine ve Kullanımı DNA Hasar Tespiti için in vitro Meclisi

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

Biyomarker Discovery için Mezogözenekli Silika İnce Filmler üzerine düşük molekül ağırlıklı Protein Zenginleştirme

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

Kayma Tahliller kullanma Biyopolimerler eğilme Katılığı Ölçümleri

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

Aplysia Ganglia Preparation for Electrophysiological and Molecular Analyses of Single Neurons

Aplysia Ganglia Preparation for Electrophysiological and Molecular Analyses of Single Neurons

Aplysia Tek Nöronların Elektrofizyolojik ve Moleküler Analizleri için Gangliyon Hazırlama

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 Vortex destekli Sıralı Moleküler Teslimat için 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

Modlu Moleküler Görüntüleme Uygulamaları için Biofunctionalized Prusya Mavisi Nanopartikülleri

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

Tek Karbon Nanotüp Bio-mimetik Polimerler ile Mühendislik Moleküler Tanıma

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

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

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

Living organisms that use water are always prone to drying in the environment. Their activities are driven by biopolymer-based micro- and ...

Bioparticle Microarrays for Chemotactic and Molecular Analysis of Human Neutrophil Swarming in vitro

İnsan Nötrofil Swarming in vitro Kemotaktik ve Moleküler Analizi için Biyopartikül Mikrodizileri

Neutrophil swarming is a cooperative process by which neutrophils seal off a site of infection and promote tissue reorganization. Swarming has classically ...