Name: controlling flow speeds of microtubule-based 3d active fluids using temperature
Uploaded: 2019-11-26T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Controlling Flow Speeds of Microtubule-Based 3D Active Fluids Using Temperature at JoVE.com

플라스미드 K401-BCCP-H6는 즈보니미르 도딕 박사의 선물이었습니다. 이 연구는 우스터 폴리 테크닉 대학에서 박사 쿤 타 우의 창업 기금에 의해 지원되었다. 우리는 튜불린을 정화하고 라벨링하고 활성 유체를 합성하는 프로토콜에 대한 Zvonimir Dogic 박사에게 감사드립니다. 우리는 단백질 발현 및 정제에 대한 그의 전문 지식에 대한 마크 리딜라 박사에게 감사드립니다. 윌리엄 벤자민 로저 박사님이 온도 조절 스테이지를 구축할 수 있도록 도와주신 것에 대해 감사드립니다. 당사는 생물학적 물질 시설(BMF)의 사용에 대해 Brandeis MRSEC(NSF-MRSEC-1420382)를 인정합니다. 우리는 연약한 물질에베이트 외의 수치를 적응하기위한 화학의 왕립 학회를 인정33.

1. T의 준비
주의: 이 단계에서 우리는 소의 뇌 조직에서 수관을 정화합니다. 소 뇌는 변이체 크로이츠펠트 야콥 질환 (vCJD)35를일으킬 수 있습니다. 따라서, 뇌 폐기물 및 관련 솔루션, 병 및 파이펫 팁은 바이오 폐기물 봉투에 수거하여 기관의 규칙에 따라 생체 유해 폐기물로 폐기되어야 합니다.
<ol><li>소 뇌에서 튜불린을 정화 (카스놀디 등에서 수정<sup class...

장소에서 활성 물질을 제어하는 것은 활성 물질의 지시 자기 조직에 문을 엽니 다4,5,24,28,54. 본 기사에서는, 시스템29,30,31의아레니우스 특성에 기초하여, 온도를 이용하여 키네신 구동, MT 기반 활성 유체를 동위?...

활성 물질은 화학 에너지를 기계적 작업으로 변환하는 능력으로 인해 기존의 수동 물질과 차별화됩니다. 그러한 능력을 가진 물질은 박테리아, 곤충, 콜로이드, 곡물 및 세포골격 필라멘트1,2,3,4,5,6,7,8,9,10과같은 살아 있거나 비생물성 존재체로 구성될 수 있다. 이러한 재질 개체는 이웃과 상호 작용합니다. 더 큰 규모에서, 그들은 난류와 같은 vortices (활성 난류) 또는 물질 흐름11,12,13,14,15,16,17,18,19,20으로스스로 구성한다. 활성 물질의 자기 조직에 대한 이해는 분자 셔틀, 광학 장치 및 병렬 계산21,22,23에서다양한 응용 으로 이어졌습니다. 응용 프로그램을 다음 단계로 끌어올리려면 자체 조직 이상의 제어가 필요합니다. 예를 들어, Palacci 등은 수동으로 제어되는 청색광에 노출되었을 때만 자체 추진되는 헤마타이트 캡슐화 콜로이드를 개발하여 살아있는 결정24의출현을 이끌었다. Morin 등은 튜닝 가능한 외부 전기장을 사용하여 Quincke 콜로이드를 압연하는 제어를 확립하여 경마장과 같은 채널25에서콜로이드 무리를 일으킵니다. 이 전작들은 응용 프로그램에서 로컬 제어의 역할을 보여주고 활성 물질의 지식 기반을 발전시고 있습니다.
이 기사에서는 키네신 구동, 미세 소관 (MT) 기반 3D 활성 유체의 제어성에 중점을 둡니다. 유체는 3개의 주요 분대로 이루어져 있습니다: MTs, 키네신 분자 모터 및 고갈제. 고갈제는 나중에 모터 클러스터에 의해 브리지되는 MT를 번들로 묶는 고갈력을 유도합니다. 이 모터는 더하기 끝에 있는 MTs를 따라 걷습니다. 한 쌍의 브리지 MTsis 반평행이면 해당 모터가 반대 방향으로 걷습니다. 그러나 모터는 클러스터에 바인딩되어 떨어져 걸을 수 없으므로 MT 쌍(인터필라멘트 슬라이딩, 그림 1A)을협조적으로 미끄러뜨습니다. 이러한 슬라이딩 역학이 축적되어, MTsto의 번들이 그들의 좌굴 불안정 지점에 도달할 때까지 연장된다(확장 번들, 도 1B)26. 깨진 번들은 고갈력에 의해 어닐링되어, 이어서 다시 연장되고 역학이 반복됩니다. 반복 역학의 과정에서 번들 움직임은 근처의 액체를 교반하여 미크론 스케일 추적기로 도핑하여 시각화 할 수있는 흐름을 유도합니다(그림 1C). 산체스 외 및 헨킨 외. 추적자의 평균 속도를 특징으로, 속도는 아데노신 삼인산의 농도를 변화시킴으로써 조정되었다는 것을 발견 (ATP), 고갈제, 모터 클러스터, 및 MTs19,27. 그러나, 이러한 튜닝성은 활성 유체 합성 이전에만 존재하였다. 합성 후, 튜닝성이 손실되고, 유체는 자신의 방식으로 자체 조직. 합성 후 활성 유체 활성을 조절하기 위해, Ross.et al.은 모터 단백질의 광 활성화 이각을 이용하여 유체 활성을 광28을사용하여 온/오프로 조절할 수 있는 방법을 보고했다. 빛 제어는 유체를 국소적으로 활성화하는 측면에서 편리하지만, 이 방법은 현미경으로 광학 경로를 수정하는 것과 함께 모터 단백질의 구조를 재설계해야 합니다. 여기서, 우리는 모터 구조를 그대로 유지하면서 현미경 수정없이 유체 흐름을 국부적으로 제어하는 사용하기 쉬운 방법을 제공합니다.
우리의 국소적인 활성 유체 흐름을 조정하는 방법은 키네신-MT 반응이 온도29,30,31,32와함께 증가하는 것으로 보고되었기 때문에 아레니우스 법칙에 기초한다. 우리의 이전 연구는 활성 유체 흐름의 평균 속도의 온도 의존성이 아레니우스 방정식을 따랐다는 것을 보여주었다: v = exp (-A/RT), 여기서 A는 사전 지수 인자, R은 기체 상수, E는활성화 에너지, 및 T는 시스템온도(33)이다. 따라서, 유체 활성은 온도 환경에 민감하고, 시스템 온도는 모터 성능을 안정화하기 위해 일관되어야 하며, 결과적으로, 유체 유동속도(34)가된다. 이 문서에서는 모터의 온도 의존성을 사용하여 시스템 온도를 조정하여 활성 유체의 유속을 지속적으로 조정하는 방법을 보여 줍니다. 우리는 또한 컴퓨터 소프트웨어를 통해 온도가 제어되는 현미경 단계에 샘플을 장착한 다음 활성 유체 샘플의 준비를 시연합니다. 온도를 16°C에서 36°C로 증가시키면 평균 유속이 4~8μm/s로 빨라지며, 또한 해석성은 가역적입니다: 반복적으로 온도를 증가시키고 감소시키면 순차적으로 가속화되고 감속됩니다. 입증된 방법은 MT 글라이딩 분석법29,30,31,32와같은 주요 반응이 아레니우스 법칙을 준수하는 광범위한 시스템에 적용가능하다.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>(&#177;)-6-Hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchromane-2-carboxylic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>238813</td>
			<td>Trolox</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-Mercaptoethanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M6250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate, 98%, ACROS Organics</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>AC216550050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3.2mm I.D. Tygon Tubing R-3603</td>
			<td>HACH</td>
			<td>2074038</td>
			<td>Water tubes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>31.75 mm diameter uncoated, sapphire window</td>
			<td>Edmund Optics</td>
			<td>43-637</td>
			<td>Sapphire disc</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3M 1181 Copper Tape - 1/2 IN Width X 18 YD Length - 2.6 MIL Total Thickness - 27551</td>
			<td>R.S. HUGHES</td>
			<td>054007-27551</td>
			<td>Copper tape</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetic Acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A6283</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acrylamide Solution (40%/Electrophoresis), Fisher BioReagents</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP1402-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adenosine 5&#39;-triphosphate dipotassium salt hydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A8937</td>
			<td>ATP</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alexa Fluor 647 NHS Ester (Succinimidyl Ester)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>A20006</td>
			<td>Far-red fluorescent dye. Alexa 647 can be pre suspended in dimethylsulfoxide (DMSO) before mixing with microtubules (1.3.3.2.)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amicon Ultra-4 Centrifugal Filter Unit</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>UFC801024</td>
			<td>Centrifugal filter tube. Cutoff molecular weight: 10 kDa</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium Persulfate, 100g, MP Biomedicals</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>ICN802829</td>
			<td>APS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ampicillin Sodium Salt (Crystalline Powder), Fisher BioReagents</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP1760</td>
			<td>Ampicillin</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antivibration Table</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>63-7590S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Avanti J-E Centrifuge</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>369001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bacto Agar Soldifying Agent, BD Diagnostics</td>
			<td>VWR</td>
			<td>90000-760</td>
			<td>Agar</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biotin</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A14207</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bucket-plastic white - 2 gallon</td>
			<td>Bon</td>
			<td>84-715</td>
			<td>Water bucket</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium Chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>746495</td>
			<td>CaCl2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Catalase from bovine liver</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C40</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CFI Plan Apo Lambda 4x Obj</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>MRD00045</td>
			<td>4x air objective</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C-FLLL-FOV GFP HC HC HISN ero Shift</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>96372</td>
			<td>GFP filter cube</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CH-109-1.4-1.5</td>
			<td>TE Technology</td>
			<td>CH-109-1.4-1.5</td>
			<td>Thermoelectric Cooler (TEC)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloramphenicol, 98%, ACROS Organics</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>C0378</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cooling block</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Custom milled aluminum</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coomassie Brilliant Blue R-250 #1610400</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>1610400</td>
			<td>Triphenylmethane dye</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-(+)-Glucose</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G7528</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl Sulfoxide (Certified ACS), Fisher Chemical</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>D128</td>
			<td>DMSO</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DL-1,4-Dithiothreitol, 99%, for biochemistry, ACROS Organics</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>AC165680050</td>
			<td>DTT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DOWSIL 340 Heat Sink Compound</td>
			<td>Dow</td>
			<td>1446622</td>
			<td>Thermal paste</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ETHYL ALCOHOL, 200 PROOF ACS/USP/NF GRADE 5 GALLON POLY CUBE</td>
			<td>Pharmco by Greenfield Global</td>
			<td>111000200CB05</td>
			<td>Ethanol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethylene glycol-bis(2-aminoethylether)-N,N,N&#39;,N&#39;-tetraacetic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>E3889</td>
			<td>EGTA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethylenediaminetetraacetic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>798681</td>
			<td>EDTA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fisher BioReagents Microbiology Media Additives: Tryptone</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP1421</td>
			<td>Tryptone</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fisher BioReagents Microbiology Media Additives: Yeast Extract</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP1422</td>
			<td>Yeast extract</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluoresbrite YG Microspheres, Calibration Grade 3.00 &#181;m</td>
			<td>Polysciences</td>
			<td>18861</td>
			<td>Tracer particles</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucose Oxidase from Aspergillus niger</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G2133</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycerol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G5516</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GpCpp</td>
			<td>Jena Bioscience</td>
			<td>NU-405L</td>
			<td>Guanosine-5'[(&#945;,&#946;)-methyleno]triphosphate (GMPCPP)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GS Power&#39;s 18 Gauge (True American Wire Ga), 100 feet, 99.9% Stranded Oxygen Free Copper OFC, Red/Black 2 Conductor Bonded Zip Cord Power/Speaker Electrical Cable for Car, Audio, Home Theater</td>
			<td>Amazon</td>
			<td>B07428NBCW</td>
			<td>Copper wire</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Guanosine 5&#39;-triphosphate sodium salt hydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G8877</td>
			<td>GTP</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hellmanex III</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Z805939</td>
			<td>Detergent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES Sodium Salt (White Powder), Fisher BioReagents</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP410</td>
			<td>NaHEPES</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High performance blender machine</td>
			<td>AIMORES</td>
			<td>AS-UP1250</td>
			<td>Blender</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>His GraviTrap</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td>11003399</td>
			<td>Gravity Column</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Imidazole</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>I5513</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IPTG</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>I6758</td>
			<td>Isopropyl &#946;-D-1-thiogalactopyranoside</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropyl Alcohol 99%</td>
			<td>Pharmco by Greenfield Global</td>
			<td>231000099</td>
			<td>Isopropanol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>JA-10 rotor</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>369687</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-Glutamic acid potassium salt monohydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G1501</td>
			<td>K-Glutamate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lysozyme from chicken egg white</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>L6876</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium chloride hexahydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M2670</td>
			<td>MgCl2&#8226;6H2O</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MES sodium salt</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M5057</td>
			<td>2-(N-Morpholino)ethanesulfonic acid sodium salt</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MOPS</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M1254</td>
			<td>3-(N-Morpholino)propanesulfonic acid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MP-3022</td>
			<td>TE Technology</td>
			<td>MP-3022</td>
			<td>Thermocouple</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N,N,N&#39;,N&#39;-Tetramethylethylenediamine 99%, ACROS Organics</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>AC138450500</td>
			<td>TEMED</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nanodrop 2000c UV-VIS Spectrophotometer</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>E112352</td>
			<td>Spectrometer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nikon Ti2-E Nikon Inverted Microscope</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>MEA54000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Norland Optical Adhesive 81</td>
			<td>Norland Products</td>
			<td>NOA81</td>
			<td>UV glue</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Novex Sharp Pre-stained Protein Standard</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>LC5800</td>
			<td>Protein standard ladder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NuPAGE 4-12% Bis-Tris Protein Gels, 1.5 mm, 10-well</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>NP0335BOX</td>
			<td>SDS gel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optima L-90K Ultracentrifuge</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>365672</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Parafilm PM996 Wrap , 4&#34; Wide; 125 Ft/Roll</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>EW-06720-40</td>
			<td>Wax film</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pe 300 ultra Illumination System Single 
			Band , 3mm Light Guide control Pod 
			power supply</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>PE-300-UT-L-SB-40</td>
			<td>Cool LED Illuminator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phenylmethanesulfonyl fluoride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>78830</td>
			<td>PMSF</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphoenolpyruvic acid monopotassium salt, 99%</td>
			<td>BeanTown Chemical</td>
			<td>129745</td>
			<td>PEP</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pierce Coomassie (Bradford) Protein Assay Kit</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>23200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pierce Protease Inhibitor Mini Tablets</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>A32953</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PIPES</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P6757</td>
			<td>1,4-Piperazinediethanesulfonic acid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pluronic F-127</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P2443</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly(ethylene glycol)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>81300</td>
			<td>PEG. Average molecular weight 20,000 Da</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium Hydroxide (Pellets/Certified ACS), Fisher Chemical</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>P250-500</td>
			<td>KOH</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PowerEase 300W Power Supply (115 VAC)</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>PS0300</td>
			<td>DC power supply of the gel box</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PS-12-8.4A</td>
			<td>TE Technology</td>
			<td>PS-12-8.4A</td>
			<td>DC power supply of the temperature controller</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pyruvate Kinase/Lactic Dehydrogenase enzymes from rabbit muscle</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P-0294</td>
			<td>PK/LDH</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quiet One Lifegard Fountain Pump, 296-Gallon Per Hour</td>
			<td>Amazon</td>
			<td>B005JWA612</td>
			<td>Fish tank pump</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rosetta 2(DE3)pLysS Competent Cells - Novagen</td>
			<td>Millipore Sigma</td>
			<td>71403</td>
			<td>Competent cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sharp Microwave ZSMC0912BS Sharp 900W Countertop Microwave Oven, 0.9 Cubic Foot, Stainless Steel</td>
			<td>Amazon</td>
			<td>B01MT6JZMR</td>
			<td>Microwave for boiling the water</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Chloride (Crystalline/Certified ACS), Fisher Chemical</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>S271-500</td>
			<td>NaCl</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium dodecyl sulfate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>L3771</td>
			<td>SDS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium phosphate monobasic</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S8282</td>
			<td>NaH2PO4</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Streptavidin Protein</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>21122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sucrose</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S7903</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TC-720</td>
			<td>TE Technology</td>
			<td>TC-720</td>
			<td>Temperature controller</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tris Base, Molecular Biology Grade - CAS 77-86-1 - Calbiochem</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>648310</td>
			<td>Tris-HCL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Type 45 Ti rotor</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>339160</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Type 70 Ti rotor</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>337922</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Type 70.1 Ti rotor</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>342184</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VWR General-Purpose Laboratory Labeling Tape</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89097-916</td>
			<td>Paper tapes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VWR Micro Cover Glasses, Square, No. 1 1/2</td>
			<td>VWR</td>
			<td>48366-227</td>
			<td>Glass coverslips</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VWR Plain and Frosted Micro Slides, Premium</td>
			<td>VWR</td>
			<td>75799-268</td>
			<td>Glass slides</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>XCell SureLock Mini-Cell</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>EI0001</td>
			<td>Gel box</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ZYLA 5.5 USB3.0 Camera</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>ZYLA5.5-USB3</td>
			<td>Monochrome CCD camera</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

controlling flow speeds of microtubule-based 3d active fluids using temperature

우리는 온도를 사용하여 키네신 구동, 미세 소관 기반 의 3 차원 (3D) 활성 유체의 유속을 조정하는 방법을 제시합니다. 이 방법을 사용하면 원하는 다른 속도에 도달하기 위해 새로운 샘플을 제조할 필요 없이 도면의 속도를 조정할 수 있습니다. 또한,이 방법은 속도의 동적 제어를 할 수 있습니다. 온도를 순환하면 유체가 주기적으로 빠르고 느리게 흐릅니다. 이 제어성은 키네신-미세소관 반응의 아레니우스 특성을 기반으로 하며, 4-8 μm/s의 제어된 평균 유속 범위를 보여줍니다. 제시된 방법은 밸브없이 채널의 유량이 국부적으로 튜닝 할 수있는 미세 유체 장치의 설계에 문을 엽니 다.

키네신 구동, MT 기반 활성 유체를 준비하려면 키네신과 MT가 모두 필요합니다. MT는 소 뇌로부터 정제된 표지된 tubulins(단계 1.3 및 1.4)로부터 중합되었고(단계 1.1, 도 2A),순도 향상을 위해 재활용(단계 1.2, 도 2B). 키네신 운동 단백질은 대장균(단계 2.1 및 2.2단계, 도 2B)41,...

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Controlling Flow Speeds of Microtubule-Based 3D Active Fluids Using Temperature

이 프로토콜의 목표는 온도를 사용하여 3차원 활성 유체의 유속을 제어하는 것입니다. 이 방법의 장점은 현장에서 유속을 조절할 수 있을 뿐만 아니라 주기적으로 유속을 위아래로 조정하는 것과 같은 동적 제어를 가능하게 합니다.

온도를 이용한 미세소관 기반 3D 활성 유체의 유속 제어

We present a method for using temperature to tune the flow speeds of kinesin-driven, microtubule-based three-dimensional (3D) active fluids. This method ...

활성 물질은 분자 그림자와 같은 다양한 응용 분야에서 사용되었습니다. 응용 프로그램을 한 단계 끌어올리려면 로컬에서 활성 물질을 제어할 수 있는 기능을 개발해야 합니다. 활성 유체의 수정이 필요하지 않은 사용하기 쉬운 방법을 제공합니다.또한 활성 유체의 국소 제어를 달성하기 위해 현미경의 광학 경로를 수정할 필요가 없습니다. 우리의 방법은 주요 반응이 마이크로 투알 글라이딩 분석법 또는 효소 기반 시스템과 같은 잘못된 법칙에 순종하는 광범위한 시스템에 적용 될 수 있습니다. 설정에는 물 순환 시스템이 포함됩니다.누출이 발생하면 물이 현미경을 손상시킬 수 있습니다. 따라서 프로토콜을 채택하기 전에 시스템이 누출되지 않도록 하는 것이 중요합니다. 우리의 프로토콜은 온도 단계에 유리 샘플을 장착해야합니다.원고는 장착 절차를 설명하지만 샘플을 스테이지로 고정하는 것과 같은 기계적 미묘함은 부족합니다. 절차를 시연하는 것은 티건 베이트, 에드워드 자비스, 메건 바니가 될 것입니다. 티건과 에드워드는 대학원생이며, 메건은 실험실에서 학부생입니다.Eppendorf 튜브에서 활성 유체를 준비하기 위해 밀리리터 마이크로튜비질 당 8 밀리그램의 16점 7마이크로리터를 1점 8마이크로몰러 키네신 모터 클러스터의 6점 7마이크로리터와 고염 M2B의 500밀리알라 DTT 1점 1마이크로리터를 혼합합니다. 무게 폴리에틸렌 글리콜에 의해 7 %의 무게의 11 점 4 마이크로 리터를 추가하여 마이크로 투튜블을 번들. 그런 다음 50 밀리플러 ATP의 2점 8 마이크로리터를 추가하여 키네신 모터를 활성화합니다.ATP 농도를 유지하여 2점 8마이크로리터의 스톡 피루바테 키나아제/락테이트 탈수소효소, 200밀리알포피루바테의 마이크로리터 13점 3개를 첨가하여 ATP 농도를 유지한다. 20 밀리머 트롤록스의 마이크로리터 10개, 밀리리터 카탈라아제당 3점 5밀리그램의 1점, 밀리리터 당 20밀리그램의 1점, 밀리리터 당 300밀리리터 1개를 추가하여 사진 표백 효과를 줄입니다. 체액의 움직임을 추적하여 0 포인트 0의 마이크로리터 1점을 추가하여 볼륨 트레이서 입자에 의해 25% 부피.고염 M2B를 추가하여 총 100마이크로리터를 달성합니다. 다음으로 폴리아크릴아미드 코팅 유리 슬라이드를 헹구고 DI 물로 미끄러지는 커버를 합니다. 가압 공기로 안경을 말리십시오.깨끗하고 평평한 표면에 안경을 놓습니다. 왁스 필름에서 3mm 너비의 채널을 잘라냅니다. 총 폭은 유리 커버가 20mm에서 미끄러지는 것과 동일한 너비입니다.슬라이드와 커버 슬립 사이에 왁스를 삽입하여 유체에 대한 유동 셀 채널을 형성합니다. 왁스를 녹여 80도 온수 판에 유리 왁스 복합체를 배치하여 왁스 필름에 유리를 부착합니다. 용융 하는 동안, 유리 표면에 왁스 필름을 균일 하 게 부착 하는 파이펫 끝으로 커버 슬립을 누릅니다.접착 후 유리 복합체를 실온으로 식힙니다. 준비된 활성 유체를 채널 개구부에서 멀리 떨어진 각도로 유리 슬라이드 표면과 접촉하여 파이펫 팁으로 유량 채널에 즉시 로드합니다. UV 접착제로 채널을 밀봉합니다.온도 제어 설정을 구축한 후, 표면에 접촉하는 슬라이드 측과 함께 사파이어 표면에 활성 유체 샘플을 배치합니다. 종이 테이프로 유리 슬라이드를 고정합니다. 구리 테이프를 사용하여 ThermoSensor을 커버 슬립 표면에 부착합니다.현미경 단계에 설치를 장착하려면, 커버 슬립 슬라이드가 목표를 향해 향하도록, 현미경 단계 바늘 클램프로 설정을 확보. 온도 컨트롤러와 수조 펌프를 켭니다. 제조업체 가이드를 따라 목표 온도를 설정합니다.온도 제어를 활성화합니다. 그리고 ThermoSensor 온도 데이터를 기록합니다. 활성 믹스에서 Alexa 488 표지된 트레이서 입자를 모니터링하기 위해 GFP 필터 큐브가 장착된 형광 현미경 검사법에 일정한 시간 간격으로 샘플을 이미지합니다.시간 간격을 조정하여 프레임 사이의 트레이서 변위가 9픽셀 이내로 변위를 할 수 있도록 합니다. 초당 10 마이크로미터로 이동하는 이미징 추적자의 경우 4배 의 목표를 사용하여 시간 간격을 1~5초로 하는 것이 좋습니다. 이미지를 TIF 파일로 저장하고 프레임 번호를 기반으로 파일의 이름을 지정하고 별도의 폴더에 저장합니다.이러한 키네신 구동 미세투부및 활성 유체의 경우 온도는 섭씨 10, 20, 30 및 40도에서 제어되었습니다. 온도의 변동은 이 온도 제어 설정의 안정성과 신뢰성을 보여주는 4시간 동안 섭씨 3도까지 0점 이내였습니다. 추적자는 2초마다 이미지화되어 순차적인 이미지가 추적추적을 허용했습니다.평균 속도는 섭씨 20~36도로 0~2시간 가까이 독립적인 것으로 나타났습니다. 섭씨 10도와 40도에서 평균 속도는 섭씨 16도 이하로 미세투포울 분해로 인해 빠르게 감소되고 키네신 클러스터는 각각 섭씨 36도 이상으로 고장나고 있습니다. 시스템 온도가 30분마다 섭씨 20~30도 사이를 번갈아 가며 조정했을 때, 활성 유체의 평균 속도는 그에 따라 가속및 감속뿐만 아니라 10초 이내에 온도 변화에 응답했습니다.활성 유체는 16도 이하로 냉각되거나 36도 이상으로 가열될 때 오작동하기 시작합니다. 따라서 온도 컨트롤러를 조작할 때 온도가 16도에서 36도 사이인지 확인하십시오. 활성 유체를 로컬로 튜닝하는 기능을 통해 A 지점에서 B 지점까지 화물을 전달하거나 물리적 밸브가 필요하지 않은 미세 유체 장치를 개발하는 것과 같은 유체 전력을 연출할 수 있습니다.유리 제품을 코팅하는 데 사용되는 아크릴아미드는 피부를 통해 흡수 할 수있는 신경 독소입니다. 위험을 최소화하기 위해 장갑, 실험실 코트 및 안전 고글과 같은 적절한 보호 장비를 착용하십시오.

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Controlling the Size, Shape and Stability of Supramolecular Polymers in Water

물에 Supramolecular 폴리머의 크기, 모양과 안정성을 제어

For aqueous based supramolecular polymers, the simultaneous control over shape, size and stability is very difficult1. At the same time, the ability to do ...

연구

공학

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밀폐및제한된 계면활성제 기반 전단 점성 비탄성 유체의 구형 입자 의 정착 속도의 실험 적 측정

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Fabrication of Uniform Nanoscale Cavities via Silicon Direct Wafer Bonding

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Visualizing Hyporheic Flow Through Bedforms Using Dye Experiments and Simulation

염료 실험 및 시뮬레이션을 사용하여 Bedforms을 통해 Hyporheic 흐름을 시각화

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Characterization of Full Set Material Constants and Their Temperature Dependence for Piezoelectric Materials Using Resonant Ultrasound Spectroscopy

풀 세트 재질 상수의 특성 및 공명 초음파​​ 분광법을 사용하여 압전 재료에 대한 그들의 온도 의존성

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