Name: calcium carbonate formation in the presence of biopolymeric additives
Uploaded: 2019-05-14T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Calcium Carbonate Formation in the Presence of Biopolymeric Additives at JoVE.com

Авторы хотели бы поблагодарить профессора Лию Аддади, профессора Джонатана Эреза и д-ра Яэля Полити за плодотворные дискуссии. Это исследование было поддержано Израильским научным фондом (ISF), грантом 1150/14.

1. Кристаллизация карбоната кальция
<ol><li>Подготовка и оптимизация управления
	<ol><li>Приготовьте чистые кусочки стекла. Используйте ту же процедуру очистки для очистки стеклянной посуды.<ol>
<li>Используйте алмазную ручку, чтобы орезать куски стеклянного микроскопа слайд так, что ...

<ol>
	<li>Blakemore, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetotactic+bacteria.">Magnetotactic bacteria.</a> Science. 190 (4212), 377-379 (1975).</li><li>Politi, Y., Arad, T., Klein, E., Weiner, S., Addadi, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sea+Urchin+Spine+Calcite+Forms+via+a+Transient+Amorphous+Calcium+Carbonate+Phase.">Sea Urchin Spine Calcite Forms via a Transient Amorphous Calcium Carbonate Phase.</a> Science. 306 (5699), 1161-1164 (2004).</li><li>Nudelman, F., Lausch, A. J., Sommerdijk, N. A. J. M., Sone, E. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+models+of+collagen+biomineralization.">In vitro models of collagen biomineralization.</a> Journal of Structural Biology. 183 (2), 258-269 (2013).</li><li>Sigel, A., Sigel, H., Sigel, R. 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> Biomineralization: from nature to application. 12, (2008).</li><li>Nielsen, M. H., Lee, J. R. I., De Yoreo, J. 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> Methods in Enzymology. 532, 209-224 (2013).</li><li>Page, M. G., C&#246;lfen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+Control+of+CaCO3+Precipitation+by+Direct+Carbon+Dioxide+Diffusion:+Application+in+Mesocrystal+Assembly.">Improved Control of CaCO3 Precipitation by Direct Carbon Dioxide Diffusion: Application in Mesocrystal Assembly.</a> Crystal Growth &amp; Design. 6 (8), 1915-1920 (2006).</li><li>Wang, H., Huang, W., Han, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffusion-reaction+compromise+the+polymorphs+of+precipitated+calcium+carbonate.">Diffusion-reaction compromise the polymorphs of precipitated calcium carbonate.</a> Particuology. 11 (3), 301-308 (2013).</li><li>Sedl&#225;k, M., Antonietti, M., C&#246;lfen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+a+new+class+of+double-hydrophilic+block+copolymers+with+calcium+binding+capacity+as+builders+and+for+biomimetic+structure+control+of+minerals.">Synthesis of a new class of double-hydrophilic block copolymers with calcium binding capacity as builders and for biomimetic structure control of minerals.</a> Macromolecular Chemistry and Physics. 199 (2), 247-254 (1998).</li><li>Kitano, Y., Park, K., Hood, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pure+aragonite+synthesis.">Pure aragonite synthesis.</a> Journal of Geophysical Research. 67 (12), 4873-4874 (1962).</li><li>Politi, Y., Mahamid, J., Goldberg, H., Weiner, S., Addadi, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Asprich+mollusk+shell+protein:+in+vitro+experiments+aimed+at+elucidating+function+in+CaCO3+crystallization.">Asprich mollusk shell protein: in vitro experiments aimed at elucidating function in CaCO3 crystallization.</a> CrystEngComm. 9 (12), 1171-1177 (2007).</li><li>Gehrke, N., C&#246;lfen, H., Pinna, N., Antonietti, M., Nassif, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Superstructures+of+Calcium+Carbonate+Crystals+by+Oriented+Attachment.">Superstructures of Calcium Carbonate Crystals by Oriented Attachment.</a> Crystal Growth &amp; Design. 5 (4), 1317-1319 (2005).</li><li>Rudloff, J., 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=Double-Hydrophilic+Block+Copolymers+with+Monophosphate+Ester+Moieties+as+Crystal+Growth+Modifiers+of+CaCO3.">Double-Hydrophilic Block Copolymers with Monophosphate Ester Moieties as Crystal Growth Modifiers of CaCO3.</a> Macromolecular Chemistry and Physics. 203 (4), 627-635 (2002).</li><li>Boquet, E., Boronat, A., Ramos-Cormenzana, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Production+of+Calcite+(Calcium+Carbonate)+Crystals+by+Soil+Bacteria+is+a+General+Phenomenon.">Production of Calcite (Calcium Carbonate) Crystals by Soil Bacteria is a General Phenomenon.</a> Nature. 246, 527 (1973).</li><li>Cohen, A. L., McConnaughey, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Geochemical+Perspectives+on+Coral+Mineralization.">Geochemical Perspectives on Coral Mineralization.</a> Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 54 (1), 151-187 (2003).</li><li>Erez, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vital+effect+on+stable-isotope+composition+seen+in+foraminifera+and+coral+skeletons.">Vital effect on stable-isotope composition seen in foraminifera and coral skeletons.</a> Nature. 273, 199 (1978).</li><li>Azulay, D. N., 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=Biopolymers+from+a+Bacterial+Extracellular+Matrix+Affect+the+Morphology+and+Structure+of+Calcium+Carbonate+Crystals.">Biopolymers from a Bacterial Extracellular Matrix Affect the Morphology and Structure of Calcium Carbonate Crystals.</a> Crystal Growth &amp; Design. 18 (9), 5582-5591 (2018).</li><li>Abbasi, R., 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=The+Bacterial+Extracellular+Matrix+Protein+TapA+Is+a+Two-Domain+Partially+Disordered+Protein.">The Bacterial Extracellular Matrix Protein TapA Is a Two-Domain Partially Disordered Protein.</a> ChemBioChem. , (2018).</li><li>Gauldie, R. W., Sharma, S. K., Volk, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro-raman+spectral+study+of+vaterite+and+aragonite+otoliths+of+the+coho+salmon,+Oncorhynchus+kisutch.">Micro-raman spectral study of vaterite and aragonite otoliths of the coho salmon, Oncorhynchus kisutch.</a> Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Physiology. 118 (3), 753-757 (1997).</li><li>Gasteiger, E., 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> The Proteomics Protocols Handbook. , 571-607 (2005).</li><li>Gunasekaran, S., Anbalagan, G., Pandi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Raman+and+infrared+spectra+of+carbonates+of+calcite+structure.">Raman and infrared spectra of carbonates of calcite structure.</a> Journal of Raman Spectroscopy. 37 (9), 892-899 (2006).</li><li>Trushina, D. B., Bukreeva, T. V., Kovalchuk, M. V., Antipina, M. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CaCO3+vaterite+microparticles+for+biomedical+and+personal+care+applications.">CaCO3 vaterite microparticles for biomedical and personal care applications.</a> Materials Science and Engineering: C. 45, 644-658 (2014).</li><li>Weiss, I. M., Tuross, N., Addadi, L., Weiner, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mollusc+larval+shell+formation:+amorphous+calcium+carbonate+is+a+precursor+phase+for+aragonite.">Mollusc larval shell formation: amorphous calcium carbonate is a precursor phase for aragonite.</a> Journal of Experimental Zoology. 293 (5), 478-491 (2002).</li><li>Yamamoto, Y., Nishimura, T., Saito, T., Kato, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CaCO3/chitin-whisker+hybrids:+formation+of+CaCO3+crystals+in+chitin-based+liquid-crystalline+suspension.">CaCO3/chitin-whisker hybrids: formation of CaCO3 crystals in chitin-based liquid-crystalline suspension.</a> Polymer Journal. 42, 583 (2010).</li><li>Magnabosco, 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=Insights+on+the+interaction+of+calcein+with+calcium+carbonate+and+its+implications+in+biomineralization+studies.">Insights on the interaction of calcein with calcium carbonate and its implications in biomineralization studies.</a> CrystEngComm. 20 (30), 4221-4224 (2018).</li></ol>

Описанный здесь метод направлен на формирование кристаллов карбоната кальция в присутствии органических добавок и оценку влияния органических биополимеров на морфологию и структуру кристаллов карбоната кальция in vitro. Метод основан на сравнении кристаллов, образуювшихся в присутств?...

Биоминерализация – это образование минералов в присутствии органических молекул, часто связанных с функциональными и/или структурными ролями в живых организмах. Биоминерализация может быть внутриклеточной, как при образовании магнетита внутри магнитотаксических бактерий1,или внеклеточной, так как при образовании карбоната кальция в морском еже шипы2, гидроксиапатит, который связан с коллагеном в кости3 и эмали, что связано с амелологином в зубах4. Биоминерализация – это сложный процесс, который зависит от многих параметров живого организма. Поэтому для упрощения исследуемой системы необходимо оценить влияние отдельных компонентов на процесс. Во многих случаях биоминерализация индуцируется наличием внеклеточных биополимеров. Цель метода, представленного здесь, заключается в следующем: (1) Формирование кристаллов карбоната кальция в присутствии изолированных биополимеров in vitro, используя метод диффузии паров. (2) Изучить влияние биополимеров на морфологию и структуру карбоната кальция.
Три основных метода осаждения карбоната кальция in vitro вприсутствии органических добавок используются 5,6. Первый метод, который мы будем называть методом раствора, основан на смешивании растворимых соли кальция (например, CaCl2) с растворимым солью карбоната (например, карбонат натрия). Процесс смешивания может быть выполнен несколькими способами: внутри реактора стремя клетками, которые разделены пористыми мембранами 7. Здесь каждая из наружных клеток содержит растворимую соль, а центральная клетка содержит раствор с добавкой для тестирования. Кальций и карбонат диффундуют от внешней к средней клетке, в результате чего выпадает менее растворимый карбонат кальция, когда концентрации кальция и карбоната превышают их растворительный продукт, Ksp и «Ca2» 2-я-К. Дополнительным методом смешивания является двухструйная процедура8. В этом методе каждая растворимые соли вводят из отдельного шприца в перемешиваемый раствор, содержащий добавку, где осаждается карбонат кальция. Здесь, инъекции и, следовательно, скорость смешивания хорошо контролируется, в отличие от предыдущего метода, где смешивание контролируется диффузии.
Второй метод, используемый для кристаллизации CaCO3 является метод Китано9. Этот метод основан на карбонатном/ водородном карбонатном равновесии (2HCO 3- (aq) - Ca 2(aq) <img alt="Image 1" src="/files/ftp_upload/59638/59638img01.jpg"> </img> CaCO3 (ы) Здесь CO2 пузырится в раствор, содержащий CaCO3 в твердой форме, сдвигая равновесие влево и, следовательно, растворяя карбонат кальция. Нерастворенный карбонат кальция фильтруется, а желаемые добавки добавляются в раствор, богатый бикарбонатом. CO2 затем разрешается испаряться, тем самым смещая реакцию вправо, образуя карбонат кальция в присутствии добавок.
Третий метод кристаллизации карбоната кальция, который мы опишите здесь, является метод диффузии пара10. В этой установке органическая добавка, растворенный в растворе хлорида кальция, помещается в закрытую камеру вблизи карбоната аммония в виде порошка. Когда карбонат аммония разлагается на углекислый газ и аммиак, они рассеивается в раствор, содержащий ионы кальция (например, CaCl2),и карбонат кальция осаждается (см. рисунок 1 для иллюстрации). Кристаллы карбоната кальция могут расти медленными осадками или быстрыми осадками. Для медленного выпадения осадков раствор, содержащий добавку в растворе CaCl 2, помещается в раствор рядом с карбонатным порошком аммония. При быстром осадке, подробно описанном в протоколе, как аддитивный раствор, так и карбонат аммония помещаются ближе друг к другу в многослойную пластину. Метод медленного выпадения осадков приведет к уменьшению количества нуклеационных центров и более крупных кристаллов, а быстрые осадки приведут к большему количеству нуклеационных центров и меньших кристаллов.
Описанные выше методы отличаются по своей технической сложности, уровню контроля и скорости процесса выпадения осадков. Метод смешивания требует специальной настройки6 как для двойной струи, так и для трехклеточной системы. В методе смешивания, наличие других растворимых встречных ионов (например, Naq, Cl-)6 неизбежно, в то время как в методе Китано, кальций и (би) карбонат являются единственными ионами в растворе и не связаны с наличием дополнительных встречные ионы (например, Naq,Cl-). Кроме того, метод смешивания требует относительно больших объемов и поэтому не подходит для работы с дорогими биополимерами. Преимущество двойной струи в том, что можно контролировать скорость инъекций раствора и что это быстрый процесс по сравнению с другими методами.
Преимущество метода Китано и метода диффузии пара заключается в том, что образование карбоната кальция контролируется путем диффузии CO2 в/из раствора CaCl2, что позволяет зондировать более медленные процессы ядер и осадков 11 Год , 12. Кроме того, образование карбоната кальция путем распространения CO2 может напоминать процессы кальцификации в vivo13,14,15. В этом методе образуются четко определенные и разделенные кристаллы16. Наконец, влияние одиночных или множественных биополимеров на образование карбоната кальция может быть проверено. Это позволяет систематически изучать влияние ряда концентраций добавок на образование карбоната кальция, а также изучение смесей биополимеров - все это осуществляется контролируемым образом. Этот метод подходит для использования с большим диапазоном концентраций и объемов добавок. Минимальный объем используется примерно 50 Зл, и поэтому этот метод является выгодным, когда есть ограниченное количество доступных биополимеров. Максимальный объем зависит от доступности более крупной скважины, или изобезливки, в которую должна быть вставлена пластина или стакан, содержащий CaCl 2. Метод, описанный ниже, был оптимизирован для работы в 96-хорошо пластины с биополимером выбрали для белка TapA17.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:659px;" width="659">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Acetic acid</td>
			<td style="width:127px;">Gadot</td>
			<td style="width:119px;">64-19-7</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Ammonium carbonate</td>
			<td style="width:127px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">506-87-6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Calcium chloride dihydrate</td>
			<td style="width:127px;">Merck KGaA</td>
			<td style="width:119px;">10035-04-8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Ethanol Absolute</td>
			<td style="width:127px;">Gadot</td>
			<td style="width:119px;">64-17-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Micro-Raman</td>
			<td style="width:127px;">Renishaw</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>inVia Reflex spectrometer coupled with an upright Leica optical microscope</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Microscope</td>
			<td style="width:127px;">Nikon</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Eclipse 90i model</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Nis elements Br software</td>
			<td style="width:127px;">Nikon</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>For microscope imaging</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:247px;">Scanning Electron Microscope</td>
			<td style="width:127px;">ThermoFisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>FEI Sirion microscope</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Spectrophotometer</td>
			<td>JASCO</td>
			<td></td>
			<td>V-670 model</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Sputter coater</td>
			<td style="width:127px;">Polaron</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>SC7640 model</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

calcium carbonate formation in the presence of biopolymeric additives

Биоминерализация – это образование минералов в присутствии органических молекул, часто связанных с функциональными и/или структурными ролями в живых организмах. Это сложный процесс и, следовательно, простой, in vitro, система необходима, чтобы понять влияние изолированных молекул на процесс биоминерализации. Во многих случаях биоминерализация направлена биополимерами во внеклеточной матрице. Для того, чтобы оценить влияние изолированных биополимеров на морфологию и структуру кальцита in vitro, мы использовали метод диффузии пара для выпадения карбоната кальция, сканирования электронной микроскопии и микро-Раман для характеристики, и ультрафиолетовое (УФ/Вис) абсорбция для измерения количества биополимера в кристаллах. В этом методе мы подвергаем изолированные биополимеры, растворенные в растворе хлорида кальция, газоемкому аммиаку и углекислому газу, которые происходят из разложения твердого карбоната аммония. В условиях, когда растворительный продукт карбоната кальция достигается, образуются карбонат кальция и кристаллы. Карбонат кальция имеет различные полиморфы, которые отличаются по своей термодинамической стабильности: аморфный карбонат кальция, ватерит, арагонит и кальцит. При отсутствии биополимеров, в чистых условиях, карбонат кальция в основном присутствует в форме кальцита, который является наиболее термодинамически стабильной полиморфной карбоната кальция. Этот метод исследует влияние биополимерных добавок на морфологию и структуру кристаллов карбоната кальция. Здесь мы демонстрируем протокол путем изучения внеклеточного бактериального белка TapA, на образование кристаллов карбоната кальция. В частности, мы сосредоточиваемся на экспериментальных методах и методах характеристик, таких как оптическая и электронная микроскопия, а также раманской спектроскопии.

Схема экспериментального набора показана на рисунке 1. Вкратце, метод диффузии используется для того, чтобы сформировать кристаллы карбоната кальция в 96-колодцах пластин и проверить влияние биополимеров на морфологию и структуру кристаллов карбоната кальция. В этих эк...

Watch this Scientific Journal Video about Calcium Carbonate Formation in the Presence of Biopolymeric Additives at JoVE.com

Calcium Carbonate Formation in the Presence of Biopolymeric Additives

Образование карбоната кальция в присутствии биополимерных добавок

Мы описываем протокол для осадков и характеристики кристаллов карбоната кальция, которые образуются в присутствии биополимеров.

Biomineralization is the formation of minerals in the presence of organic molecules, often related with functional and/or structural roles in living ...

Наш протокол описывает простую систему in vitro, чтобы изучить влияние изолированных молекул на морфологию и структуру карбоната кальция. Этот метод выгоден в тех случаях, когда биомолекулы, которые я тестю, стоят дорого или доступны в небольших количествах, а также при медленном осадке карбонатом кальция. Кроме того, он позволяет исследовать несколько экспериментов осадков в одинаковых условиях одновременно.Во-первых, подготовить контрольный эксперимент. Используйте тройную дистиллированную воду и этанол для очистки стеклянных кусочков и стеклянной посуды. Используйте бриллиантовую ручку, чтобы орезать кусочки стеклянного микроскопа слайд, так что они вписываются в колодец 96-хорошо пластины.Поместите стеклянные места в стакан с тройной дистиллированной водой, так что вода покрывает стеклянные горки. Sonicate в ванне sonicator в течение 10 минут. Декант воды.Добавить этанол, чтобы покрыть стеклянные слайды, и sonicate снова в ванне sonicator в течение 10 минут. Затем высушите горки и стеклянную посуду потоком азотного газа и поместите их в очиститель плазмы воздуха на 10 минут при 130 ваттах. В дымовой капот, заполнить скважины по углам 96-хорошо пластины с карбонатом аммония порошок, и печать пластины с использованием алюминиевой фольги.Обложка фольги с парафиновой пленкой. Очистите любой остаточный карбонат аммония с использованием азотного газа. Поместите ранее разрезанные и очищенные стеклянные кусочки в пять различных скважин, ближайших к центру.Заполните каждый хорошо подшипник стеклянный кусок с 100 микролитров раствора хлорида кальция, приготовленные с тройной дистиллированной воды при увеличении градиента 10, 20, 30, 40 и 50 миллимолярной концентрации. Затем проколите крышку каждой из скважин, содержащих карбонат аммония три раза иглой. Положите крышку обратно, запечатать границы с парафиновой пленкой, и держать его на 18 градусов по Цельсию в инкубаторе в течение 20 часов.Во время инкубации карбонат аммония разлагается на аммиак и углекислый газ, которые рассеиваются в растворах хлорида кальция, что приводит к образованию кристаллов карбоната кальция. После инкубации, открыть крышку тщательно внутри капота дыма, и использовать петлю, чтобы удалить кристаллы, образоваваемые на водно-воздушном интерфейсе. Используйте пинцет для передачи стеклянных кусочков в стакан, содержащий двойную дистиллированную воду для короткого погружения.Затем удалите образцы из стакана и используйте двустороннюю ленту, чтобы зафиксировать кусочки стекла на дне чашки Петри. Сухая чрезмерная вода, касаясь границ горки, салфетками. Обложка Чашку Петри, и поместите его в desiccator в течение 24 часов.Наблюдайте за кристаллами, образоваваемыми на стеклянных кусках с вертикальным оптическим микроскопом при увеличении в 10-40 раз. Наблюдаемые ромбохеграальные кристаллы, скорее всего, кальцит. Если в дополнение к ромбохедеральным кристаллам, раствор содержит сферические кристаллы, которые, скорее всего, являются ватеритными, повторите протокол кристаллизации, убедившись, что шаг очистки выполнен правильно.Кроме того, убедитесь, что нет карбоната аммония в областях пластины, кроме выделенных скважин. Оптимальная концентрация хлорида кальция определяется по образцу, богатому гладкими гранеными кристаллами кальцита без кристаллов ватерита. Для начала очистите стеклянные горки и стеклянную посуду, как это было сделано ранее.В дымовой капот поместите карбонатный порошок аммония в углах пластины из 96 колодец. В каждом хорошо, где осадки будут происходить, место стеклянный кусок, который был вырезан и очищен. Подготовь контрольные скважины.В две контрольные скважины пипетки 90 микролитров 25 миллимолярный буфер Tris при рН 8, дополненный 100 миллимолярный хлорид натрия. Затем добавьте 10 микролитров раствора хлорида хлорида 0,5 млара. Затем отрегулируйте концентрацию аддитивного белка TapA до 10 микромолейных Тапа, 100 миллимоляров хлорида натрия и 25 миллимоляров tris буфера при рН 8.Приготовьте добавку, содержащую скважины, добавив 90 микролитров аддитивного раствора. Добавьте 10 микролитров раствора хлорида хлорида толарового кальция в добавку, содержащую скважины, чтобы достичь оптимальной концентрации при 50 миллимолярновом хлориде кальция, определяемом ранее. Подготовка пластины с отверстиями на крышке над скважинами, содержащими карбонат аммония, и инкубировать при 18 градусов по Цельсию, как это было сделано ранее.После инкубации, подготовить стеклянные кусочки в чашку Петри, как это было сделано раньше, и поместить блюдо в desiccator в течение 24 часов. Для количественной оценки процентной массы добавок в карбонате кальция осаждает, сначала проверить коэффициент вымирания добавки используется. Затем используйте микробаланс для взвешивания стеклянных кусочков, где образовались кристаллы.После этого соскребли кристаллы со стакана в эппсовую трубку с 1,2 миллилитров раствора 0,1 молярной уксусной кислоты. Vortex кратко, а затем поместить трубку в sonicator для sonicate образца, пока кристаллы исчезают. Храните образец при комнатной температуре в течение 24 часов.Взвесьте стеклянную горку после соскабливания кристаллов. Измерьте уф-абсорбанс А 1,2 миллилитрового звукового раствора на 280 нанометров для белковой добавки. Используйте уравнение Пиво-Ламберт для расчета его концентрации c.L - это оптический путь внутри кюветта. Для расчета массы добавок в кристалле, используйте уравнение, c раз v равно м, если концентрация в миллиграммах на миллилитр. Если концентрация находится в родинки на литр, а затем рассчитать родинки применения c раз v равно.Затем используйте молекулярный вес для расчета массы добавок. Рассчитайте процент веса добавок в кристаллах. M является масса добавок, и дельта м с, является масса кристаллов карбоната кальция, которые были соскребли стеклянный кусок.Sem изображения показывают сравнение между надлежащего контроля с гладкими кальцитом лица, и кальцит кристаллы с лицами, состоящими из шагов. Сферические кристаллы - ватерит. Успешные и неудачные контрольные эксперименты привели к раманской спектроскопии, показывающей типичные спектры кальцита и ватерита соответственно.Раскол Раманой смены на уровне около 1080 процентов является наиболее очевидной характеристикой ватерита. Кристаллы карбоната кальция, образоваваемые в присутствии Тапа, отличаются от контрольных кристаллов. Образовалась сложная сферическая карбонатная сборка кальция, состоящая из нескольких кальцитных микрокристалл.Рамановый спектр кристаллов, образоваваемых в присутствии Тапа, похож на спектр кальцита. Абсорбентные спектры TapA, и контроль без добавки, были измерены после растворения кристаллов в кислоте. Масса процентов TapA было определено, чтобы быть 1,8 плюс или минус 0,2% Очень важно внимательно следить за очисткой шаги, и чтобы убедиться, что стандарты контроля будут выполнены до тестирования добавок'влияние на формирование карбоната кальция.Кроме того, важно удалить излишки карбоната аммония в порошкообразном виде из скважин. Карбонат аммония разлагается на аммиак и углекислый газ. Аммиак является токсичным при вдыхании, и, следовательно, карбонат аммония должны быть обработаны внутри дыма капот только.Для того, чтобы оценить внутреннюю морфологию и структуру кристаллов, вы можете разделить их с помощью сфокусированного ионового луча, изображение секций с электронным микроскопом передачи, и измерить модели дифракции электрона из определенных мест вдоль секций. Этот метод ранее использовался для изучения влияния различных молекул на морфологию и структуру карбоната кальция. Мы разработали этот метод для биополимеров, которые производятся бактериальными клетками в биопленки.Будет интересно провести дополнительные исследования с другими биополимами производства различных бактериальных штаммов.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Microwave-assisted Functionalization of Poly(ethylene glycol) and On-resin Peptides for Use in Chain Polymerizations and Hydrogel Formation

Microwave-assisted Functionalization of Polyethylene glycol and On-resin Peptides for Use in Chain Polymerizations and Hydrogel Formation

Микроволновая печь-помощь Функционализация поли (этиленгликоль) и On-смолы пептиды для использования в цепных полимеризации и гидрогеля формирования

One of the main benefits to using poly(ethylene glycol) (PEG) macromers in hydrogel formation is synthetic versatility. The ability to draw from a large ...

Formation of Ordered Biomolecular Structures by the Self-assembly of Short Peptides

Формирование упорядоченных биомолекулярных структур по самосборки коротких пептидов

In nature, complex functional structures are formed by the self-assembly of biomolecules under mild conditions. Understanding the forces that control ...

Radiolabeling and Quantification of Cellular Levels of Phosphoinositides by High Performance Liquid Chromatography-coupled Flow Scintillation

Радиоактивной и Количественная клеточном уровнях фосфоинозитидов с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии в сочетании-Flow мерцаний

Phosphoinositides (PtdInsPs) are essential signaling lipids responsible for recruiting specific effectors and conferring organelles with molecular ...

Sequencing of Plant Wall Heteroxylans Using Enzymic, Chemical (Methylation) and Physical (Mass Spectrometry, Nuclear Magnetic Resonance) Techniques

Sequencing of Plant Wall Heteroxylans Using Enzymic, Chemical Methylation and Physical Mass Spectrometry, Nuclear Magnetic Resonance Techniques

Секвенирование растений стены Heteroxylans Использование ферментативной, химической (метилирование) и физический (масс-спектрометрия, ядерный магнитный резонанс) Методики

This protocol describes the specific techniques used for the characterization of reducing end (RE) and internal region glycosyl sequence(s) of ...

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

Синтез белка биоконъюгатов<em&gt; с помощью</em&gt; Цистеин-малеимид химии

The chemical linking or bioconjugation of proteins to fluorescent dyes, drugs, polymers and other proteins has a broad range of applications, such as the ...

Influence of Hybrid Perovskite Fabrication Methods on Film Formation, Electronic Structure, and Solar Cell Performance

Влияние гибридных методов перовскита на пленке Изготовление формирования, электронная структура и производительность солнечных батарей

Hybrid organic/inorganic halide perovskites have lately been a topic of great interest in the field of solar cell applications, with the potential to ...

Synthesis and Evaluation of a Ruthenium-based Mitochondrial Calcium Uptake Inhibitor

Обобщение и оценка ингибитор поглощения на основе рутений митохондриальной кальция

We detail the synthesis and purification of a mitochondrial calcium uptake inhibitor, [(OH2)(NH3)4Ru(&#181;-O)Ru(NH3)4(OH2)]5+. The optimized synthesis of ...

Membrane Remodeling of Giant Vesicles in Response to Localized Calcium Ion Gradients

Мембрана Ремоделирование гигантских пузырьков в ответ на локализованных кальций иона градиенты

In a wide variety of fundamental cell processes, such as membrane trafficking and apoptosis, cell membrane shape transitions occur concurrently with local ...

Photoelectron Imaging of Anions Illustrated by 310 Nm Detachment of F&#8722;

Photoelectron Imaging of Anions Illustrated by 310 Nm Detachment of FÃƒÆ’Ã‚Â¢Ãƒâ€¹Ã¢â‚¬Â '

Фотоэлектронная изображений анионов, иллюстрируется 310 Нм отряд F−

Anion photoelectron imaging is a very efficient method for the study of energy states of bound negative ions, neutral species and interactions of unbound ...

Luminophore Formation in Various Conformations of Bovine Serum Albumin by Binding of Gold(III)

Luminophore Formation in Various Conformations of Bovine Serum Albumin by Binding of GoldIII

Формирование люминофора в различные конформации альбумина Bovine сыворотки путем связывания Gold(III)

The purpose of the presented protocols is to study the process of Au(III) binding to BSA, yielding conformation change-induced red fluorescence (&#955;em ...