Name: assembly and characterization of biomolecular memristors consisting of ion channel-doped lipid membranes
Uploaded: 2019-03-09T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Assembly and Characterization of Biomolecular Memristors Consisting of Ion Channel-doped Lipid Membranes at JoVE.com

財政支援により、国立科学財団助成 NSF ECCS-1631472 を行いました。G.J.T. 債 cds 市場、a. b. のための研究と C.P.C. が監督研究と開発プログラムのオークリッジ国立研究所、ユタ州-バテル、LLC は、によって管理されて米国エネルギー省によって後援された部分的に。本研究の一部は、ナノ相物質科学は、科学ユーザー施設 DOE のオフィスは、センターで実施されました。

1 一般的な説明と注意事項
<ol><li>適している、破損していない測定混合ガラス製品 (フラスコ、ビーカー、等)、他の器具 (へら、スクープ等) 用を選択します。</li>
	<li>慎重に損傷を防ぐため、ガラスを処理し、指先から残基とガラス/実験器具の汚染を避けるために、お肌を保護するためにラテックスやニトリル手袋を着用します。</li>
	<li>きれいな選ばれたガラス製品/実験器具...

<ol>
	<li>Thompson, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+neurobiology+of+learning+and+memory.">The neurobiology of learning and memory.</a> Science. 233 (4767), 941-947 (1986).</li><li>Squire, L. 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S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activation+of+bacterial+channel+MscL+in+mechanically+stimulated+droplet+interface+bilayers.">Activation of bacterial channel MscL in mechanically stimulated droplet interface bilayers.</a> Scientific Reports. 5, 13726 (2015).</li><li>Taylor, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capacitive+Detection+of+Low-Enthalpy,+Higher-Order+Phase+Transitions+in+Synthetic+and+Natural+Composition+Lipid+Membranes.">Capacitive Detection of Low-Enthalpy, Higher-Order Phase Transitions in Synthetic and Natural Composition Lipid Membranes.</a> Langmuir. 33 (38), 10016-10026 (2017).</li><li>Taylor, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophysiological+interrogation+of+asymmetric+droplet+interface+bilayers+reveals+surface-bound+alamethicin+induces+lipid+flip-flop.">Electrophysiological interrogation of asymmetric droplet interface bilayers reveals surface-bound alamethicin induces lipid flip-flop.</a> Biochimica et biophysica acta (BBA)-Biomembranes. , (2018).</li><li>Sarles, S. A., Garrison, K. L., Young, T. T., Leo, D. 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A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Physical encapsulation of interface bilayers. , (2010).</li><li>JoVE Science Education Datatbase. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organic+Chemistry+II.+Cleaning+Glassware.">Organic Chemistry II. Cleaning Glassware.</a> Journal of Visualized Experiments. , (2018).</li><li>Taylor, G. J., Sarles, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heating-enabled+formation+of+droplet+interface+bilayers+using+Escherichia+coli+total+lipid+extract.">Heating-enabled formation of droplet interface bilayers using Escherichia coli total lipid extract.</a> Langmuir. 31 (1), 325-337 (2014).</li><li>Shlyonsky, V., Dupuis, F., Gall, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+OpenPicoAmp:+an+open-source+planar+lipid+bilayer+amplifier+for+hands-on+learning+of+neuroscience.">The OpenPicoAmp: an open-source planar lipid bilayer amplifier for hands-on learning of neuroscience.</a> Plos One. 9 (9), e108097 (2014).</li><li>Najem, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micropipette-based+Method+for+Incorporation+And+Stimulation+of+Bacterial+Mechanosensitive+Ion+Channels+in+Droplet+Interface+Bilayers.">Micropipette-based Method for Incorporation And Stimulation of Bacterial Mechanosensitive Ion Channels in Droplet Interface Bilayers.</a> Journal of Visualized Experiments. (105), (2015).</li><li>Bayley, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Droplet+interface+bilayers.">Droplet interface bilayers.</a> Molecular Biosystems. 4 (12), 1191-1208 (2008).</li><li>Nguyen, M., Srijanto, B., Retterer, S., Collier, C. P., Sarles, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrodynamic+trapping+for+rapid+assembly+and+in+situ+electrical+characterization+of+droplet+interface+bilayer+arrays.">Hydrodynamic trapping for rapid assembly and in situ electrical characterization of droplet interface bilayer arrays.</a> Lab on a Chip. 16, 3576-3588 (2016).</li><li>Weiss, R., Najem, J. S., Hasan, M. S., Schuman, C. D., Belianinov, A., Collier, C. P., Sarles, S. A., Rose, G. 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+Soft-Matter+Biomolecular+Memristor+Synapse+for+Neuromorphic+Systems.">A Soft-Matter Biomolecular Memristor Synapse for Neuromorphic Systems.</a> , (2018).</li></ol>

組立のイオン チャネルをドープした合成膜中の水の二液滴の間に形成に基づく生体分子 memristors を特徴付けるためのプロトコルを提案する.ソフトマター、2 ターミナル デバイスを設計および検討: 構造の組成、2) もっと密接に模倣高ノイズ、高エネルギー消費、高電圧の切り替えのように固体状態の技術に関連付けられている 1) 克服の制約、スイッチング機構の生物学的シナプスと 3) メカ?...

それは広く生物学的シナプス高効率と能力を学ぶし、非常に適応の方法で情報を処理するための脳の巨大な並列処理の責任があることが認識されます。この調整機能を両方短期的および長期的なシナプス可塑性1,2,の3,4,5そのドライブ、複数の非常に複雑な分子メカニズムから出ています。ニューロ コンピュータ システム レベル脳型コンピューター6、7の次の世代に必要な密度、複雑さ、および脳のエネルギー効率に近づいているシナプスの機能をエミュレートすることを目指してください。,8しますただし、事実上9、代わりに設計と受信信号に適応でき、記憶の新しいハードウェア要素の作製を必要とするは、伝統的な電子回路素子を用いたシナプスの機能を再現。情報履歴9。これらの種類のシナプスに触発されたハードウェアとして知られている mem 要素9,10,11 (略してメモリ要素) で119,・ ディ ・ Ventra らによると、受動的、2 端子デバイスが抵抗、キャパシタンス、インダクタンスは外部からの刺激への応答で再構成でき、前の状態11を覚えています。頭脳のそれらに近づいているエネルギー消費レベルを達成するためにこれらの要素は、類似の材料とシナプス可塑性12メカニズムを採用すべき。
日には、2 端子 memristors13,14,15主に高スイッチング電圧および高ノイズによって特徴付けられる補完の金属酸化膜半導体 (CMOS) 技術を使用して構築されています。この技術は、高い消費電力と低密度のためにまたスケーリングしません。これらの制限に対処するため、複数の有機・高分子 memristors を最近構築されています。ただし、これらのデバイスは、導電性高分子マトリックス16,17まで時間のかかるイオン拡散によるスイッチング速度が遅くダイナミクスを展示します。その結果、両方の CMOS ベースおよび有機メムリスティブ デバイスがシナプスをほうふつさせる機能をエミュレート メカニズムが高い現象、のみいくつかシナプス機能などスパイク タイミング依存可塑性 (STDP)を網羅18、他のキーを見渡せる機能が脳のシナプス前、短期可塑性19など、強力で効率的なコンピューターを作ることに重要な役割を果たします。
最近では、紹介したメムリスティブ デバイス12生体脂質膜に組み込まれている電圧作動したペプチドを備えた生体分子組成、膜構造、およびイオン チャネル トリガー スイッチを模した新しいクラス生物学的シナプス20のメカニズム。 ここでは、組み立て、電気これら 2 つの端末を調査する方法について述べる学習アプリケーション12オンラインの実装の短期可塑性を評価する方法の特定の焦点を。デバイス アセンブリが使用されている広く近年モデル膜21と膜結合型イオン チャネル22,23の生物物理学の研究に、液滴インターフェイス層 (DIB)21メソッドに基づいてください。 24, 刺激応答性材料25,26の開発のためのビルディング ブロックとして。私たちはニューロ アプリケーションに興味のある方膜アセンブリと尋問プロセスの詳細を説明するが、生体材料または膜生物学の経験が限られています。プロトコルにはも27デバイスの動的な再構成可能な電気的特性を与えられたアセンブリ プロセスと同様に重要である評価手順の完全な説明が含まれます。ここで説明した手順と代表の結果は、低コスト、低消費電力、脂質インターフェイスおよびニューラルネットワークコンピューティング、自律構造、システム、アプリケーションの他の生体に基づいたソフト mem 要素の新しいクラスの基礎さらに適応脳-コンピューターのインターフェイス。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1429px;" width="1428">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:22px;width:377px;">1,2-diphytanoy-sn-glycero-3-phosphocholine (DPhPC)</td>
			<td style="width:206px;">Avanti Polar Lipids</td>
			<td style="width:183px;">850356P/850356C</td>
			<td style="width:663px;">Purchased as lyophilized powder (P) or in chloroform (C)&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:22px;width:377px;">Agarose&#160;</td>
			<td style="width:206px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:183px;">A9539</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:377px;">Agarose (0.5g Agarose Tablets)</td>
			<td style="width:206px;">Benchmark</td>
			<td style="width:183px;">A2501</td>
			<td>You can either use the powder form or the tablets&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:377px;">Alamethicin&#160;</td>
			<td style="width:206px;">AG Scientific</td>
			<td style="width:183px;">A-1286</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:377px;">Analytical balance&#160;</td>
			<td style="width:206px;">Mettler Toledo</td>
			<td>ME204TE/00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:377px;">Axopatch 200B Amplifier&#160;</td>
			<td style="width:206px;">Molecular Devices</td>
			<td style="width:183px;">-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:22px;width:377px;">BK Precision 4017B 10 MHz DDs Sweep/Function Generator</td>
			<td style="width:206px;">Digi-Key</td>
			<td style="width:183px;">BK4017B-ND</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:377px;">Borosilicate Glass Capillaries</td>
			<td style="width:206px;">World Precision Instruments</td>
			<td style="width:183px;">1B100F-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:377px;">Brain Total Lipid Extracts (Porcine)</td>
			<td style="width:206px;">Avanti Polar Lipids</td>
			<td style="width:183px;">131101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:377px;">DigiData 1440A system</td>
			<td style="width:206px;">Molecular Devices</td>
			<td style="width:183px;">-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:377px;">Extruder Set With Holder/Heating Block&#160;</td>
			<td style="width:206px;">Avanti Polar Lipids</td>
			<td style="width:183px;">610000</td>
			<td>This includes a mini-extruder, 2 syringes, 100 PC membranes, 100 filter supports, and 1 holder/heating block</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:377px;">Freezer (-20 &#176;C)</td>
			<td style="width:206px;">VWR International</td>
			<td style="width:183px;">SCUCBI0420AD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:377px;">Glassware</td>
			<td style="width:206px;">VWR International</td>
			<td style="width:183px;">-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:377px;">Hexadecane, 99%</td>
			<td style="width:206px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:183px;">544-76-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:377px;">Isopropyl Alcohol</td>
			<td style="width:206px;">VWR International</td>
			<td style="width:183px;">BDH1133-4LP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:377px;">Microelectrode Holder&#160;</td>
			<td style="width:206px;">World Precision Instruments</td>
			<td style="width:183px;">MEH1S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:377px;">MOPS</td>
			<td style="width:206px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:183px;">M1254</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:25px;width:377px;">Nitrogen (N2) Gas</td>
			<td style="width:206px;">Airgas</td>
			<td style="width:183px;">UN1066</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:377px;">Parafilm M All-Purpose Laboratory Film</td>
			<td style="width:206px;">Parafilm</td>
			<td style="width:183px;">PM999</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:377px;">Powder Free Soft Nitrile Examination Gloves&#160;</td>
			<td style="width:206px;">VWR International</td>
			<td style="width:183px;">CA89-38-272</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:377px;">Precleaned Microscope Sildes&#160;</td>
			<td style="width:206px;">Fisher Scientific&#160;</td>
			<td style="width:183px;">22-267-013</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:377px;">Refrigirator (4 &#176;C)</td>
			<td style="width:206px;">VWR International</td>
			<td style="width:183px;">SCUCFS-0504G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:377px;">Silver wire</td>
			<td style="width:206px;">GoodFellow</td>
			<td>147-346-94</td>
			<td>Different diameters could be used depending on the application&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:377px;">Sodium Chloride (KCl)</td>
			<td style="width:206px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:183px;">P3911</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:377px;">Stirring Hot Plate</td>
			<td style="width:206px;">Thermo Scientific&#160;</td>
			<td style="width:183px;">SP131325</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
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assembly and characterization of biomolecular memristors consisting of ion channel-doped lipid membranes

コンピューティング システムを同等の効率と密度と脳の認知力をエミュレートしようとする神経は合成回路においてシナプスの機能を再現する能力が欠かせません。日には、3 端子シリコン トランジスタ、2 端子 memristors 使用されている広く能力共同情報処理およびメモリを検索するための大部分の神経回路で。これらのデバイスは相互接続性、脳の複雑性を達成することはできませんので、まだパワーハングリー、失敗、シナプスの重要な機能を模倣し、高ノイズと高電圧をスイッチングに苦しみます。これらの制限を克服するために開発し、組成、構造、および生物学的シナプスのスイッチング特性を模倣した生体分子 memristor を特徴付けられます。ここで組立のプロセスについて述べる、脂質修飾の水滴はオイルの間に形成され、電圧作動したアラメチシン ペプチドをドープした 5 nm 厚の脂質二重層からなる生体分子 memristors を特徴付けます。液滴インターフェイス層メソッドのために不可欠の主要な修正に焦点を当ててこの記事と同様のアセンブリ プロトコルは、液滴脂質膜と膜結合型イオン チャネルの生物物理学的性質を調べるに使用されてきたが、memristor の一貫性のあるパフォーマンスを達成します。具体的には、我々 は、memristors の全体的な応答のリポソームの調製とアラメチシン ペプチド脂質二分子膜の定款およびその影響と同様に、各成分の適切な濃度をについて説明します。我々 も短期可塑性と同様、サイクリックボルタンメトリー、を介して取得し、ステップごとに応答学習メムリスティブ電流-電圧特性の測定と解析を含む生体分子 memristors の評価プロセスを詳細します。電圧パルス。

図 1は、組み立てるし、生体分子 memristor を特徴付けるため実験のセットアップを表示します。石油貯留層の下部に電極の端を下げる、図 1 bに示すようだったが参考に電極と測定電流と二分子膜領域、特に場合は、の変化につながる液滴の振動を最小限に抑えるためどこに暖房油、油の対流を生成できます。図 2は、手順や銀...

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Assembly and Characterization of Biomolecular Memristors Consisting of Ion Channel-doped Lipid Membranes

ソフト、低消費電力、生体分子 memristors は活用と同様の組成、構造、およびスイッチング バイオ シナプス機構です。ここで紹介を組み立てるし、生体分子 memristors を特徴付けるプロトコルは絶縁油中水滴間に形成される脂質二重層から取得します。メムリスティブ イオン伝導膜の電圧作動したアラメチシン ペプチド結果定款。

アセンブリおよびイオン チャネルをドープした脂質膜から成る分子 Memristors のキャラクタリゼーション

The ability to recreate synaptic functionalities in synthetic circuit elements is essential for neuromorphic computing systems that seek to emulate the ...

我々のプロトコルは、生物学的シナプスの組成、構造、および輸送特性を密接に模倣し、調整可能な記憶抵抗を示すペプチドドープバイオメンブレンを組み立て、電気的に特徴付ける方法を記述する。この技術は、生物学的シナプスとイオンチャネルに関連する時間スケールおよび励起レベルで、操作システムにおける活動依存性、記憶抵抗性および短期可塑性を評価するユーザーを支援します。この技術は、電圧活性化イオンチャネルを含むバイオミメティック膜を特徴付けるためのフレームワークを提供し、ニューロン内のものを含む様々な細胞輸送プロセスの特性評価に適用可能である。新しい研究者への提案は、まずリポソーム溶液を調製し、ワイヤタイプ電極上の液滴界面二重層を組み立てることに熟練することです。電極上の液滴分配および位置決めのためのプロセスを直接見ることは二重層形成のためのこの技術を簡単にし、それがすぐにすべてにアクセスできるようにします。この手順を実証することは、私の研究室のポスドクであるジョセフ・ナジェム博士です。まず、アラメチシンペプチド粉末をエタノールに溶解して1ミリリットル当たり2.5ミリグラムの最終濃度に溶解することにより、マイクロ遠心分離管にアラメチシンストック溶液を調製する。チューブを短く渦を混ぜてよく混ぜ、ストック溶液をマイナス20°Cの冷凍庫に保管します。1.5ミリリットルのセーフロックチューブで、溶液Aの99マイクロリットルにアラメチシンストック溶液の1マイクロリットルを加え、リポソーム懸濁液中の13マイクロモルの最終的なアラムメチシン濃度を達成する。よく混ぜる渦。得られたペプチドリポソーム溶液は、溶液Aの溶液Aを10マイクロモルの最終的なアラメチシン濃度を達成し、次いでボルテックスを良好に混合する溶液である。得られたソリューションを C.Store として参照してください摂氏 4 度でソリューション B と C を格納します。逆顕微鏡のステージ上に厚さ25倍75ミリメートルのガラス側に1ミリメートルを置きます。ガラススライドの中央にヘキサデカンオイルを数滴塗布し、オイルリザーバーをグラススライドのオイルに直接置きます。完全に六角油でオイル貯蔵所を充填します。貯水池が対物レンズの上に配置されていることを確認します。次に、電極ホルダーをマイクロマニピュレーターに取り付けられた電流アンプのヘッドステージに差し込みます。マイクロマニピュレーターは電極の長さおよび電気的な騒音を最小にする。次に、ガラスマイクロピペットホルダーに2本目の銀塩化銀-塩化線を付けて別のマイクロマニピュレーターに取り付けます。マイクロマニピュレータを使用して、銀塩化銀-塩化銀線のアガロースコーティングされた先端が同様の垂直平面で油貯蔵所に完全に沈むような電極を配置します。2つの電極を合わせ、数ミリメートルで分離します。脂質二重層を形成するには、電極を油相に垂直に移動させる。マイクロピペットを使用して、各ワイヤに200ナノリットルの脂質溶液Aを堆積させます。水油界面で自発的な脂質単層アセンブリが発生するように、3~5分待ちます。周囲の油が十分に密度が低い場合、液滴がたるむ可能性があります。その後、両方の電極の端が油貯留層の底にほとんど触れるまで再沈水するように電極を下げる。次いで二重層を形成し、電極を水平に動かして液滴を接触させる。挟まれた、ヒステリティック、電流電圧の関係を得るために、関数発生器を使用して、溶液Aの液滴で組み立てられたアラムメチシンフリーの脂質膜に三角または正弦電圧波形を適用します。界面脂質二重層の大きさを記録するには、コンピュータ上で脂質膜の直径を測定するか、10ヘルツから生じるピークからピークまでの電流振幅を記録し、10ミリボルト三角波を記録して膜の面積を算出する。油相からワイヤーを取り出し、アラムエチシンを含まない液滴を取り除きます。溶液Cを用いて新しい水滴を添加し、脂質二重層を形成する。四方波電流振幅に基づいて、マイクロマニピュレータを使用して液滴間の接触を調整し、二重層が先に形成されたものと同様の面積を有するようにする。その後、10ヘルツと10ミリボルトの電圧波形を適用し、以前のように誘導電流応答を記録します。カスタムプログラミングソフトウェアとアナログ電圧源を使用してパルス実験を行う場合は、時間とオフの時間に特定の高い、低振幅の電圧パルスを生成します。適用されたパルスに応答して電流を記録します。電流対電圧のプロットは、アラムメチシンフリー脂質二重層への電圧バイアスの適用時の非ゼロ電流応答を示す。0.017ヘルツ(インピーダンスが膜抵抗によって支配される周波数)を追加します。低オーミック電流応答は、高絶縁膜に対して示されている。アラメチシンペプチドを含む2つの液滴の間に形成された脂質二重層のプロットは、100ミリボルトの挿入閾値よりも高い電圧で指数関数的に電流を増加することを示す。高電圧では、脂質二重層の表面に存在するアラメチシンペプチドが膜に挿入し、凝集して導電性細孔を形成する。両極性における対称電流応答は、膜の反対側からのペプチドの別々の集団の挿入および凝集によるものです。容量性電流は、メムリシティブ、ピンチヒステリシス電流電圧応答のみを得るために、全電流から差し引く必要があります。生体分子メムリスタは、各オフ時間の間に断続的に絶縁状態を回復するにもかかわらず、時間の間にコンダクタンスの増加と後続の電圧パルスに応答します。現在の刺激と以前の刺激の両方が現在の増加に寄与する。両方の液滴の凝集した単層は、二重層を形成するためにそれらを一緒に持って来る前に形成する必要があります。液滴が早く集まると合体し、二重層は形成されません。現在、ORNLの高性能スーパーコンピュータのネットワーク同化最適化によって支えられる膜ベースのシナプスで接続された固体ニューロンからなる、微小流体ベースニューラルネットワークを設計し、製造しています。これらのメムリスタは、生物学的シナプスの組成、構造、切り替え機構、イオン輸送を持つ最初のものです。したがって、彼らは脳のようなコンピューティングとメモリを追加する生体分子ベースを提供します。

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Biomolecular Detection employing the Interferometric Reflectance Imaging Sensor (IRIS)

Biomolecular Detection employing the Interferometric Reflectance Imaging Sensor IRIS

干渉反射イメージングセンサー（IRIS）を用いた生体分子の検出

The sensitive measurement of biomolecular interactions has use in many fields and industries such as basic biology and microbiology, ...

Synthesis, Assembly, and Characterization of Monolayer Protected Gold Nanoparticle Films for Protein Monolayer Electrochemistry

合成、組立、および単分子膜のキャラクタリゼーションは、タンパク質単分子層の電気化学のための金ナノ粒子膜を保護

Colloidal gold nanoparticles protected with alkanethiolate ligands called monolayer protected gold clusters (MPCs) are synthesized and subsequently ...

Isolation of Cellular Lipid Droplets: Two Purification Techniques Starting from Yeast Cells and Human Placentas

細胞の脂質滴の分離：酵母細胞とヒト胎盤から2精製技術

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Isolation and Characterization Of Chimeric Human Fc-expressing Proteins Using Protein A Membrane Adsorbers And A Streamlined Workflow

タンパク質A膜吸着体と合理化されたワークフローを用いたキメラヒトFc発現タンパク質の単離と特性評価

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Micropatterning and Assembly of 3D Microvessels

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In vitro platforms to study endothelial cells and vascular biology are largely limited to 2D endothelial cell culture, flow chambers with polymer or glass ...

Merging Ion Concentration Polarization between Juxtaposed Ion Exchange Membranes to Block the Propagation of the Polarization Zone

偏光ゾーンの伝播を遮断するように並置されたイオン交換膜との間のイオン濃度分極のマージ

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粘菌からバイオ memristors を成長する方法

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Detection of Endotoxin in Nano-formulations Using Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) Assays

Detection of Endotoxin in Nano-formulations Using Limulus Amoebocyte Lysate LAL Assays

ナノ製剤中のエンドトキシン検出カブトガニ リムラス ライセート (ラル) 試金を使用して

When present in pharmaceutical products, a Gram-negative bacterial cell wall component endotoxin (often also called lipopolysaccharide) can cause ...

Growth and Characterization of Irradiated Organoids from Mammary Glands

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Focused Ion Beam Lithography to Etch Nano-architectures into Microelectrodes

マイクロ電極へのエッチングナノアーキテクチャへの集束イオンビームリソグラフィー

With advances in electronics and fabrication technology, intracortical microelectrodes have undergone substantial improvements enabling the production of ...

アセンブリおよびイオン チャネルをドープした脂質膜から成る分子 Memristors のキャラクタリゼーション

アセンブリおよびイオンチャネルをドープした脂質膜から成る分子 Memristors のキャラクタリゼーション