Name: methods for the self-integration of megamolecular biopolymers on the drying air-lc interface
Uploaded: 2017-04-07T12:30:00
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Ce travail a été soutenu par une subvention de l&#39;aide pour les jeunes scientifiques (16K17956) du ministère de l&#39;Education, Culture, Sports, Science et Technologie du Japon, Kyoto Le Centre technoscience, et la Fondation Mitani pour la recherche et le développement.

1. Instruments <ol><li> Dispositif de Polarisation <ol><li> Pour construire un dispositif de polarisation, une source de lumière avec une lampe à halogène, un guide de lumière, des polariseurs, un étage d&#39;échantillon, un rail optique, la tige se tient, et un appareil photo reflex mono-objectif numérique (voir la figure 1C et les matériaux de la liste pour la polarisation parties du dispositif). </li></ol></li></ol> 2....

<ol>
	<li>Flemming, H. -. C., Wingender, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+biofilm+matrix.">The biofilm matrix.</a> Nat. Rev. Microbiology. 8 (9), 623-633 (2010).</li><li>Osada, Y., Kawamura, R., Sano, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Hydrogels of cytoskeletal proteins. , (2016).</li><li>Rothemund, P. W. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Folding+DNA+to+create+nanoscale+shapes+and+patterns.">Folding DNA to create nanoscale shapes and patterns.</a> Nature. 440, 297-302 (2006).</li><li>Okeyoshi, K., Okajima, M. K., Kaneko, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Milliscale+self-integration+of+megamolecule+biopolymers+on+a+drying+gas-aqueous+liquid+crystalline+interface.">Milliscale self-integration of megamolecule biopolymers on a drying gas-aqueous liquid crystalline interface.</a> Biomacromolecules. 17 (6), 2096-2103 (2016).</li><li>De Gennes, P. G., Prost, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The physics of liquid crystals. , (1993).</li><li>De Gennes, P. G., Brochard-Wyart, F., Quere, 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> Capillarity and wetting phenomena: drops, bubbles, pearls, waves. , (2003).</li><li>Okajima, M. K., Kaneko, D., Mitsumata, T., Kaneko, T., Watanabe, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cyanobacteria+that+produce+megamolecules+with+efficient+self-orientations.">Cyanobacteria that produce megamolecules with efficient self-orientations.</a> Macromolecules. 42 (8), 3058-3062 (2009).</li><li>Okeyoshi, K., Kawamura, R., Yoshida, R., Osada, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermo-+and+photo-enhanced+microtubule+formation+from+Ru(bpy)32+-conjugated+tubulin.">Thermo- and photo-enhanced microtubule formation from Ru(bpy)32+-conjugated tubulin.</a> J. Mater. Chem. B. 2, 41-45 (2014).</li><li>Matsuo, E. S., Tanaka, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+of+discontinuous+volume-phase+transition+of+gels.">Kinetics of discontinuous volume-phase transition of gels.</a> J. Chem. Phys. 89, 1695-1703 (1988).</li><li>Okajima, K., Mishima, R., Amornwachirabodee, K., Mitsumata, T., Okeyoshi, K., Kaneko, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anisotropic+swelling+in+hydrogels+formed+by+cooperatively+aligned+megamolecules.">Anisotropic swelling in hydrogels formed by cooperatively aligned megamolecules.</a> RSC Adv. 5, 86723-86729 (2015).</li><li>Joshi, G., Okeyoshi, K., Okajima, M. K., Kaneko, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Directional+control+of+diffusion+and+swelling+in+megamolecular+polysaccharide+hydrogels.">Directional control of diffusion and swelling in megamolecular polysaccharide hydrogels.</a> Soft Matter. 12, 5515-5518 (2016).</li></ol>

Il était parfois difficile pour la caméra de se concentrer sur l&#39;échantillon en raison de l&#39;intensité lumineuse transmise étant trop faible. Dans de tels cas, en plaçant un film de matière plastique transparente étendue sur la scène a aidé à organiser la mise au point. La limitation de la résolution observable dépendait de l&#39;objectif de la caméra, ~ 10 um dans ce cas. La limite observable de l&#39;épaisseur de l&#39;échantillon, Ay, est fonction de l&#39;intensité lumineuse maximale de la la...

En se concentrant sur les structures rigides, en forme de tige de biopolymères, matériaux souples dynamiques ont été utilisées pour diverses applications, y compris les matrices de biofilm de polysaccharide 1, « gels actifs » composés de protéines du cytosquelette 2 et « ADN origami » des formes souhaitées 3. Pour clarifier les propriétés structurelles, de nombreuses stratégies ont été explorées, telles que microscopie électronique à transmission, microscopie électronique à balayage, microscopie à force atomique et la microscopie à fluorescence confocale. Cependant, ces méthodes sont principalement effectuées dans un état statique ou séché, il est difficile d&#39;expliquer les comportements dynamiques dans les échelles macroscopiques, comme on le voit dans les systèmes vivants réels. Récemment, nous avons observé avec succès le comportement dynamique de biopolymères sur l&#39;interface air-LC aqueuse à travers une lumière polarisée 4. Au cours de la visualisation de la structure orientée pendant le séchage du biopolymèresolution, les changements temporels indiqués auto-intégration de biopolymères sur l&#39;interface air-LC instable. Ici, nous décrivons un protocole pour le séchage des solutions LC biopolymères à l&#39;interface air-LC en utilisant des instruments polarisés. Par opposition à d&#39; autres analyses de la phase à cristaux liquides qui ne tient pas compte de séchage 5, 6, la dynamique LC au cours du processus de séchage ont été étudiés ici en évaluant le paramètre d&#39;ordre d&#39; orientation dans la vue latérale de la phase fluide dans une cellule ouverte d&#39; un côté . La combinaison de l&#39;évaporation de la cellule et l&#39;utilisation d&#39;instruments à polarisation autorisées pour la surveillance macroscopique avec une direction d&#39;évaporation contrôlée. De plus, il est possible de valider les dossiers de séchage en mettant l&#39; accent sur les structures cristallines des microdomaines adsorbées, qui ont été affectées par le poids moléculaire, la concentration, etc. Pour démontrer l&#39;efficacité de la méthode, le pro de séchagecessus de biopolymères de base avec des formes de tiges rigides, telles que des polysaccharides, des microtubules (MT), et de l&#39;ADN, ont été étudiés. Nous avons choisi ces biopolymères parce qu&#39;ils sont des exemples typiques de macromolécules hiérarchiques avec des poids megamolecular, et leurs interactions intermoléculaires leur permettent de former des états LC.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="617">
	<tbody>
		<tr height="69">
			<td height="69" style="height:69px;width:172px;">sacran</td>
			<td style="width:151px;">Green Science Materials Inc., Japan</td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td style="width:163px;">From Aphanothece sacrum. 
			Mw = 1.9 &#215; 107 g mol-1</td>
		</tr>
		<tr height="69">
			<td height="69" style="height:69px;width:172px;">xanthan gum</td>
			<td style="width:151px;">Taiyo Kagaku Co., Japan</td>
			<td style="width:131px;">Neosoft XC</td>
			<td style="width:163px;">From Xanthomonas campestris. 
			Mw = 4.7 &#215; 106 g mol-1</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:172px;">tubulin</td>
			<td style="width:151px;">Cytoskeleton, Inc., USA</td>
			<td style="width:131px;">T240</td>
			<td style="width:163px;">From porcine brain.</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:172px;">GpCpp</td>
			<td style="width:151px;">Jena Bioscience, Germany</td>
			<td style="width:131px;">NU405L</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:172px;">piperazine-N,N&#8242;-bis(2-ethanesulfonic acid)</td>
			<td style="width:151px;">Sigma-Aldrichi, Co. LLC.</td>
			<td style="width:131px;">P6757-500G</td>
			<td style="width:163px;">PIPES</td>
		</tr>
		<tr height="85">
			<td height="85" style="height:85px;width:172px;">ethylene glycol-bis(&#946;-aminoethyl ether)-N,N,N&#39;,N&#39;-tetraacetic acid</td>
			<td style="width:151px;">Dojindo Molecular Technologies, Inc.</td>
			<td style="width:131px;">342-01314</td>
			<td style="width:163px;">EGTA</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:172px;">MgCl2-6H2O</td>
			<td style="width:151px;">Wako Pure Chemical Industries, Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">135-15055</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:172px;">KOH</td>
			<td style="width:151px;">Wako Pure Chemical Industries, Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">162-21813</td>
			<td style="width:163px;">pellet</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="58" style="height:58px;width:172px;">DNA</td>
			<td rowspan="2" style="width:151px;">Sigma-Aldrich, Co. LLC.</td>
			<td rowspan="2" style="width:131px;">D1626</td>
			<td rowspan="2" style="width:163px;">From salmon testes. 
			Mw = 1.3 &#215; 106 Da (~2000 bp)</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:172px;">Tris-EDTA buffer solution</td>
			<td style="width:151px;">Sigma-Aldrich, Co. LLC.</td>
			<td style="width:131px;">T9285-100ML</td>
			<td style="width:163px;">10 mM Tris, pH 8.0, with 1 mM EDTA</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:172px;">slide glass</td>
			<td style="width:151px;">Matsunami Glass Ind., Ltd., Japan</td>
			<td style="width:131px;">S1111</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">silicon rubber sheet</td>
			<td style="width:151px;">Asone Co.</td>
			<td style="width:131px;">6-611-32</td>
			<td style="width:163px;">Thickness: 1 mm</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:172px;">centrifuge</td>
			<td style="width:151px;">Beckman-Coulter, Inc., USA</td>
			<td style="width:131px;">Avanti J-25</td>
			<td style="width:163px;">equipped with a JA-20 rotor</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:172px;">light source</td>
			<td style="width:151px;">Sumita Optical Glass, Inc., Japan</td>
			<td style="width:131px;">LS-LHA</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:172px;">light guide</td>
			<td style="width:151px;">Sumita Optical Glass, Inc., Japan</td>
			<td style="width:131px;">GF7.2-1-L1500R-M80 (AAAR-015M)</td>
			<td style="width:163px;">80 mm &#215; 80 mm</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">halogen lamp</td>
			<td style="width:151px;">Ushio Inc., Japan</td>
			<td style="width:131px;">JCR 15V150WBN</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">polarizer</td>
			<td style="width:151px;">Luceo, Co.,Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">POLAX-42S</td>
			<td style="width:163px;">40 x 80 x 2t (45&#730;)</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">holder</td>
			<td style="width:151px;">Sigmakoki, Co.,Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">KMH-80</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">sample stage</td>
			<td style="width:151px;">Sigmakoki, Co.,Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">TARW-25503L</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">sample holder</td>
			<td style="width:151px;">Sigmakoki, Co.,Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">SHA-25RO</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">rod</td>
			<td style="width:151px;">Sigmakoki, Co.,Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">ROU-12-40</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">posts holder</td>
			<td style="width:151px;">Sigmakoki, Co.,Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">RS-6-40</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">posts holder</td>
			<td style="width:151px;">Sigmakoki, Co.,Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">RS-12-60</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">posts holder</td>
			<td style="width:151px;">Sigmakoki, Co.,Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">RS-12-80</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">posts holder</td>
			<td style="width:151px;">Sigmakoki, Co.,Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">RS-12-130</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">carrier</td>
			<td style="width:151px;">Sigmakoki, Co.,Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">CAA-25LS</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">camera holder</td>
			<td style="width:151px;">Sigmakoki, Co.,Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">CMH-2</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">medium optical rail</td>
			<td style="width:151px;">Sigmakoki, Co.,Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">OBA-500SH</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">lenstube</td>
			<td style="width:151px;">Tomytech, BORG</td>
			<td style="width:131px;">lenstube BK</td>
			<td style="width:163px;">80&#966;, L25 mm&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">lenstube</td>
			<td style="width:151px;">Tomytech, BORG</td>
			<td style="width:131px;">lenstube BK</td>
			<td style="width:163px;">80&#966;, L50 mm&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">multiband</td>
			<td style="width:151px;">Tomytech, BORG</td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td style="width:163px;">80&#966;&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">V plate</td>
			<td style="width:151px;">Tomytech, BORG</td>
			<td style="width:131px;">V plate 60S</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">plate holder</td>
			<td style="width:151px;">Viexen, Co.,Ltd.</td>
			<td style="width:131px;">plate holder SX</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:172px;">EOS Kiss X7i&#160;</td>
			<td style="width:151px;">Canon Inc., Japan</td>
			<td style="width:131px;">8594B001</td>
			<td style="width:163px;">with a standard zoom lens,&#160; EFP 18-55 mm</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">photographic software</td>
			<td style="width:151px;">Canon Inc., Japan</td>
			<td style="width:131px;">EOS Utility</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">PC</td>
			<td style="width:151px;">Microsoft</td>
			<td style="width:131px;">Surface</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">polarization microscope</td>
			<td style="width:151px;">Olympus</td>
			<td style="width:131px;">BX51</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:172px;">first order retardation plate</td>
			<td style="width:151px;">Olympus</td>
			<td style="width:131px;">U-TP530</td>
			<td style="width:163px;">&#955; = 530 nm</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">CCD camera</td>
			<td style="width:151px;">Olympus</td>
			<td style="width:131px;">DP80</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:172px;">photographic software</td>
			<td style="width:151px;">Olympus</td>
			<td style="width:131px;">cellSens Standard</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:172px;">Java-based image processing program</td>
			<td style="width:151px;">the National Institutes of Health</td>
			<td style="width:131px;">ImageJ</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

methods for the self-integration of megamolecular biopolymers on the drying air-lc interface

Les organismes vivants qui utilisent de l&#39;eau sont toujours sujettes à sécher dans l&#39;environnement. Leurs activités sont caractérisées par des structures macro-micro et à base de biopolymères, comme on le voit dans le cas de l&#39;eau en mouvement dans les faisceaux vasculaires et de l&#39;eau dans l&#39;hydratation des couches de la peau. Dans cette étude, nous avons développé un procédé pour évaluer l&#39;effet des solutions à cristaux liquides aqueux (LC) composées de biopolymères sur le séchage. Comme LC biopolymères ont un poids megamolecular, nous avons choisi d&#39;étudier les polysaccharides, les protéines du cytosquelette, et l&#39;ADN. L&#39;observation des solutions de biopolymère au cours du séchage sous lumière polarisée révèle auto-intégration milliscale à partir de l&#39;interface air-LC instable. La dynamique des solutions aqueuses de biopolymères LC peuvent être contrôlées par évaporation de l&#39;eau à partir d&#39;une cellule d&#39;un côté ouvert. En analysant les images prises en utilisant une lumière à polarisation croisée, il est possible de reconnaître les changements spatio-temporels dans le paramètre d&#39;ordre d&#39; orientation. Ceméthode peut être utile pour la caractérisation non seulement des matériaux artificiels dans divers domaines, mais aussi les tissus vivants naturels. Nous croyons qu&#39;il fournira une méthode d&#39;évaluation des matériaux souples dans les domaines biomédical et environnemental.

<html> Utilisation du dispositif tel que représenté sur la figure 1, l&#39;auto-intégration de microdomaines à macrodomain sur une interface air-LC séchage a été évaluée (Figure 2A). Comme la première démonstration de l&#39;expérience de séchage, deux types de polysaccharides megamolecular, Sacran (M w = 1,9 x 10 7 g mol -1) et la gomme de xanthane (4,7 x 10 6 g mol -1), ont ét?...

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

Procédé pour l&#39;auto-intégration de séchage induite par des biopolymères megamolecular sur l&#39;interface air-liquide cristallin est fournie ici. Cette méthodologie sera utile non seulement pour comprendre les potentiels macroscopiques de biopolymères, mais aussi comme une méthode d&#39;évaluation des matériaux souples dans les domaines biomédical et environnemental.

Méthodes pour l&#39;auto-intégration de Megamolecular biopolymères sur le séchage à l&#39;air-LC Interface

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

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Cell Patterning on Photolithographically Defined 
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Microhoneycomb Monoliths Prepared by the Unidirectional Freeze-drying of Cellulose Nanofiber Based Sols: Method and Extensions

Monolithes de Microhoneycomb préparés par la lyophilisation unidirectionnel de nanofibres Cellulose basé Sols : méthode et Extensions

Monolithic honeycomb structures have been attractive to multidisciplinary fields due to their high strength-to-weight ratio. Particularly, microhoneycomb ...

Comprehensive Evaluation of the Effectiveness and Safety of Placenta-Targeted Drug Delivery Using Three Complementary Methods

Évaluation globale de l’efficacité et l’innocuité de la délivrance de médicaments ciblés Placenta en utilisant trois méthodes complémentaires

No effective treatments currently exist for placenta-associated pregnancy complications, and developing strategies for the targeted delivery of drugs to ...

Methods for In Vivo Biomechanical Testing on Brachial Plexus in Neonatal Piglets

Methods for In Vivo Biomechanical Testing on Brachial Plexus in Neonatal Piglets

Méthodes pour les tests biomécaniques In Vivo sur le plexus brachial chez les porcelets néonatals

Neonatal brachial plexus palsy (NBPP) is a stretch injury that occurs during the birthing process in nerve complexes located in the neck and shoulder ...