Name: self-assembly of hybrid lipid membranes doped with hydrophobic organic molecules at the water/air interface
Uploaded: 2020-05-01T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Self-Assembly of Hybrid Lipid Membranes Doped with Hydrophobic Organic Molecules at the Water/Air Interface at JoVE.com

עבודה זו נתמכה על ידי תוכנית CREST של סוכנות המדע והטכנולוגיה של יפן (JPMJCR14F3) ומענק באיידס מהחברה יפן לקידום המדע (19H00846 ו- 18K14120). עבודה זו בוצעה בחלקה במעבדה לננואלקטרוניקה וספינטרוניקה, מכון המחקר לתקשורת חשמלית, אוניברסיטת טוהוקו.

1. הכנת פתרון היברידי
<ol><li>לשטוף ארבעה בקבוקונים זכוכית חד פעמית 4 מ"ל וכובעי ברגים (עם אטמים מצופה PTFE) באמבט אולטראסוניות במשך 10 דקות במים מזוקקים (מטוהר עם מערכת סינון), ואחריו אתנול וכלורופורם, בהתאמה. לייבש את בקבוקונים זכוכית וכובעים בזרם של גז חנקן.</li>
	<li>בתא כפפה אנאירובי, להכין פתרון מ...

<ol>
	<li>Israelachvili, J. N., Mitchell, D. J., Ninham, B. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Theory+of+self-assembly+of+lipid+bilayers+and+vesicles.">Theory of self-assembly of lipid bilayers and vesicles.</a> Biochimica Et Biophysica Acta-Biomembranes. 470 (2), 185-201 (1977).</li><li>Venable, R. M., Zhang, Y., Hardy, B. J., Pastor, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+dynamics+simulations+of+a+lipid+bilayer+and+of+hexadecane:+an+investigation+of+membrane+fluidity.">Molecular dynamics simulations of a lipid bilayer and of hexadecane: an investigation of membrane fluidity.</a> Science. 262 (5131), 223-226 (1993).</li><li>Ide, T., Ichikawa, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+method+for+artificial+lipid-bilayer+formation.">A novel method for artificial lipid-bilayer formation.</a> Biosensors and Bioelectronics. 21 (4), 672-677 (2005).</li><li>Funakoshi, K., Suzuki, H., Takeuchi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipid+bilayer+formation+by+contacting+monolayers+in+a+microfluidic+device+for+membrane+protein+analysis.">Lipid bilayer formation by contacting monolayers in a microfluidic device for membrane protein analysis.</a> Analytical Chemistry. 78 (24), 8169-8174 (2006).</li><li>Kongsuphol, P., Fang, K. B., Ding, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipid+bilayer+technologies+in+ion+channel+recordings+and+their+potential+in+drug+screening+assay.">Lipid bilayer technologies in ion channel recordings and their potential in drug screening assay.</a> Sensors and Actuators B: Chemical. 185, 530-542 (2013).</li><li>Demarche, S., Sugihara, K., Zambelli, T., Tiefenauer, L., Voros, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Techniques+for+recording+reconstituted+ion+channels.">Techniques for recording reconstituted ion channels.</a> Analyst. 136 (6), 1077-1089 (2011).</li><li>Sakaguchi, N., Kimura, Y., Hirano-Iwata, A., Ogino, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+Au-nanoparticle-embedded+lipid+bilayer+membranes+supported+on+solid+substrates.">Fabrication of Au-nanoparticle-embedded lipid bilayer membranes supported on solid substrates.</a> The Journal of Physical Chemistry B. 121 (17), 4474-4481 (2017).</li><li>Schulz, M., Olubummo, A., Binder, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Beyond+the+lipid+bilayer:+interaction+of+polymers+and+nanoparticles+with+membranes.">Beyond the lipid bilayer: interaction of polymers and nanoparticles with membranes.</a> Soft Matter. 8 (18), 4849-4864 (2012).</li><li>Wang, J., Wei, Y., Shi, X., Gao, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+entry+of+graphene+nanosheets:+the+role+of+thickness,+oxidation+and+surface+adsorption.">Cellular entry of graphene nanosheets: the role of thickness, oxidation and surface adsorption.</a> RSC Advances. 3 (36), 15776-15782 (2013).</li><li>Vo&#776;gele, M., Ko&#776;finger, J., Hummer, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+dynamics+simulations+of+carbon+nanotube+porins+in+lipid+bilayers.">Molecular dynamics simulations of carbon nanotube porins in lipid bilayers.</a> Faraday Discussions. 209, 341-358 (2018).</li><li>Kanomata, K., Deguchi, T., Ma, T., Haseyama, T., Miura, M., Yamaura, D., Tadaki, D., Niwano, M., Hirano-Iwata, A., Hirose, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photomodulation+of+electrical+conductivity+of+a+PCBM-doped+free-standing+lipid+bilayer+in+buffer+solution.">Photomodulation of electrical conductivity of a PCBM-doped free-standing lipid bilayer in buffer solution.</a> Journal of Electroanalytical Chemistry. 832, 55-58 (2019).</li><li>Barnoud, J., Rossi, G., Monticelli, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipid+Membranes+as+Solvents+for+Carbon+Nanoparticles.">Lipid Membranes as Solvents for Carbon Nanoparticles.</a> Physical Review Letters. 112, 068102 (2014).</li><li>Dichello, G. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+liposomes+containing+small+gold+nanoparticles+using+electrostatic+interactions.">Preparation of liposomes containing small gold nanoparticles using electrostatic interactions.</a> European Journal of Pharmaceutical Sciences. 105, 55-63 (2017).</li><li>Sullivan, P., Heutz, S., Schultes, S. M., Jones, T. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+codeposition+on+the+performance+of+CuPc&#8722;C60+heterojunction+photovoltaic+devices.">Influence of codeposition on the performance of CuPc&#8722;C60 heterojunction photovoltaic devices.</a> Applied Physics Letters. 84 (7), 1210-1212 (2004).</li><li>Miyata, T., Kawaguchi, S., Ishii, M., Minami, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+sensitivity+chlorine+gas+sensors+using+Cu&#8722;phthalocyanine+thin+films.">High sensitivity chlorine gas sensors using Cu&#8722;phthalocyanine thin films.</a> Thin Solid Films. 425 (1-2), 255-259 (2003).</li><li>Barrena, E., de Oteyza, D. G., Dosch, H., Wakayama, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=2D+supramolecular+self-assembly+of+binary+organic+monolayers.">2D supramolecular self-assembly of binary organic monolayers.</a> ChemPhysChem. 8 (13), 1915-1918 (2007).</li><li>Xiao, K., 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=Surface-induced+orientation+control+of+CuPc+molecules+for+the+epitaxial+growth+of+highly+ordered+organic+crystals+on+graphene.">Surface-induced orientation control of CuPc molecules for the epitaxial growth of highly ordered organic crystals on graphene.</a> Journal of the American Chemical Society. 135 (9), 3680-3687 (2013).</li><li>Feng, X., Ma, T., Yamaura, D., Tadaki, D., Hirano-Iwata, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+and+characterization+of+air-stable+lipid+bilayer+membranes+incorporated+with+phthalocyanine+molecules.">Formation and characterization of air-stable lipid bilayer membranes incorporated with phthalocyanine molecules.</a> The Journal of Physical Chemistry B. 123 (30), 6515-6520 (2019).</li><li>Wu, Y., He, K., Ludtke, S. J., Huang, H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=X-ray+diffraction+study+of+lipid+bilayer+membranes+interacting+with+amphiphilic+helical+peptides:+diphytanoyl+phosphatidylcholine+with+alamethicin+at+low+concentrations.">X-ray diffraction study of lipid bilayer membranes interacting with amphiphilic helical peptides: diphytanoyl phosphatidylcholine with alamethicin at low concentrations.</a> Biophysical Journal. 68 (6), 2361-2369 (1995).</li><li>Zaitseva, S. V., Bettini, S., Valli, L., Kolker, A. M., Borovkov, N. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atypical+film-forming+behavior+of+soluble+tetra-3-nitro-substituted+copper+phthalocyanine.">Atypical film-forming behavior of soluble tetra-3-nitro-substituted copper phthalocyanine.</a> ChemPhysChem. 20 (3), 422-428 (2019).</li><li>Ghani, F., Gojzewski, H., Riegler, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nucleation+and+growth+of+copper+phthalocyanine+aggregates+deposited+from+solution+on+planar+surfaces.">Nucleation and growth of copper phthalocyanine aggregates deposited from solution on planar surfaces.</a> Applied Surface Science. 351, 969-976 (2015).</li></ol>

בתמיסה הקדמה של קרום היברידי, ממס אורגני מעורב (כלורופורם ו hexane) ולא כלורופורם טהור משמש כדי להמיס שומנים וCuPc. אם נעשה שימוש בכלורופורם טהור, הצפיפות של תמיסת הקדמה תהיה גבוהה יותר ממים. לכן, סביר להניח כי הפתרון ישקע לקרקעית המים ולא יתפשט על פני המים. הוספת הקסאן, ממס בצפיפות נמוכה, לפתרון ?...

כמו מסגרות חיוניות של קרום התא, הפנים של תאים מופרדים מבחוץ על ידי מערכת דו שכבתי שומנים. מערכת זו מורכבת פוספוליפידים אמפיפיליים, אשר מורכבים אסתר זרחנית הידרופילית "ראשים" וחומצות שומן הידרופוביות "זנבות". בשל נזילות יוצאת דופן ויכולת הרכבה עצמית של דו-שכבות שומנים בסביבה מים1,2, דו-שכבות שומנים מלאכותיים ניתן ליצור בשיטותפשוטות 3,4. סוגים שונים של חלבוני קרום, כגון ערוצי יון, קולטני קרום ואנזימים, שולבו דו-שכבת שומנים מלאכותיים לחקות וללמוד את הפונקציות של קרוםהתא 5,6. לאחרונה, bilayers שומנים כבר מסוממים עם ננו חומרים (למשל, חלקיקים מתכת, גרפן, ופחמן צינורות) כדי ליצור קרום היברידיפונקציונלי 7, 8,9,10,11,12,13. שיטה בשימוש נרחב עבור יצירת קרום היברידי כזה כרוך היווצרות של שלביות שומנים מסוממים, אשר מכילים חומרים הידרופוביים כגון שונה Au-חלקיקים7 או צינורות פחמן 11, ואת שלבי השומנים וכתוצאה מכך הם התמזגו לתוך שכבות שומנים נתמך פלנר. עם זאת, גישה זו מורכבת וגוזלת זמן, מה שמגביל את השימושים הפוטנציאליים של קרום היברידי כזה.
בעבודה זו, קרום שומנים היו מסוממים עם מולקולות אורגניות לייצר קרום שומנים היברידיים שנוצרו בממשק מים / אוויר על ידי הרכבה עצמית. פרוטוקול זה כולל שלושה שלבים: הכנת הפתרון המעורב, היווצרות קרום היברידי בממשק המים/האוויר, והעברת הממברנה לערכת Si. בהשוואה לשיטות אחרות שדווחו בעבר, השיטה המתוארת כאן פשוטה יותר ואינה דורשת מכשור מתוחכם. בשיטה זו, קרום שומנים היברידיים יציב אוויר עם שטח גדול יותר ניתן ל שנוצרו בזמן קצר יותר. הננו-חומר המשמש במחקר זה הוא מולקולה אורגנית מוליכים למחצה, נחושת (II) 2,9,16,23-טטרה-אטרה-butyl-29H,31H-phthalocyanine (CuPc), אשר נמצא בשימוש נרחב במספר יישומים, כולל תאים סולריים, פוטודטים, חיישני גז וזרז14,15. CuPc, מולקולה אורגנית קטנה עם מבנה מינורי, יש זיקה גבוהה "זנבות" של צמד פוספוליפידים למאפיינים ההידרופוביים שלה. קבוצות אחרות דיווחו כי מולקולות CuPc יכול להרכיב את עצמו על משטחים גביש יחיד עם היווצרות של מבניםמסודרים מאוד 16,17. לכן, זה מאוד אפשרי כי מולקולות CuPc יכול להיות משולב לתוך bilayers שומנים באמצעות הרכבה עצמית.
אנו מספקים תיאור מפורט של ההליכים המשמשים להקמת ממברנות ולספק כמה הצעות ליישום חלק של הליך זה. בנוסף, אנו מציגים כמה תוצאות מציגות של קרום הליפים ההיברידי, ולדון יישומים פוטנציאליים של שיטה זו.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Chloroform</td>
			<td>Wako&#160;Chemicals</td>
			<td>033-08631</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CuPc</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>423165</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DPhPc</td>
			<td>Avanti Polar Lipids</td>
			<td>850356C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass vials with screw cap</td>
			<td>Nichiden-Rike Glass Co., Ltd</td>
			<td>6-29801</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hexane</td>
			<td>Wako&#160;Chemicals</td>
			<td>084-03421</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Membrane filters</td>
			<td>Merck Millipore Ltd.</td>
			<td>R8CA42836</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro-syringe</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>80530</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Peristaltic pump</td>
			<td>Tokyo Rikakikai Co., Ltd.</td>
			<td>11914199</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vortex mixer</td>
			<td>Scientific Industries, Inc.</td>
			<td>SI-0286</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

self-assembly of hybrid lipid membranes doped with hydrophobic organic molecules at the water/air interface

בשל תכונותיהם הייחודיות, כולל עובי דק במיוחד (3-4 0m), התנגדות גבוהה במיוחד, נזילות ויכולת הרכבה עצמית, ניתן לתפקד בקלות שכבות שומנים ונעשה בהם שימוש ביישומים שונים כגון חיישנים ביולוגיים והתקנים ביולוגיים. במחקר זה, הצגנו מולקולה אורגנית מיכנית: נחושת (II) 2,9,16,23-טטרה-אטרה-butyl-29H,31H-phthalocyanine (CuPc) כדי קרום שומנים סמים. קרום היברידי CuPc / שומנים צורות בממשק מים / אוויר על ידי הרכבה עצמית. בממברנה זו, מולקולות CuPc הידרופובי ממוקמים בין הזנבות הידרופוביים של מולקולות שומנים, ויוצרים מבנה כריך שומנים/CuPc/שומנים. מעניין, דוטל שומנים היברידיים יציב אוויר יכול להיווצר בקלות על ידי העברת קרום היברידי על כנוע Si. אנו מדווחים על שיטה פשוטה לשילוב ננו-חומרים במערכת דו-שכבתית שומנים, המייצגת מתודולוגיה חדשה לזיוף חיישנים ביולוגיים וביו-ניסויים.

קרום כ-יצר יש צבע כחול בהיר אחיד בשל הנוכחות של מולקולות CuPc. האזור של קרום צבעוני הוא בדרך כלל כמה סנטימטרים רבועים. בדמות 1A ו- איור 1B,אנו מציגים תמונה מיקרוסקופית ותדמית מיקרוסקופ של כוח אטומי (AFM) (כולל פרופיל גובה) של קרום הליפיד ההיברידי עלמצע Si. בתדמית AFM, ה...

Watch this Scientific Journal Video about Self-Assembly of Hybrid Lipid Membranes Doped with Hydrophobic Organic Molecules at the Water/Air Interface at JoVE.com

Self-Assembly of Hybrid Lipid Membranes Doped with Hydrophobic Organic Molecules at the Water/Air Interface

אנו מדווחים על פרוטוקול לייצור קרום שומנים היברידי בממשק המים/אוויר על ידי סימום ביטל השימנים עם נחושת (II) 2,9,16,23-טטרה-אטרה-butyl-29H,31H-phthalocyanine (CuPc) מולקולות. קרום שומנים היברידית וכתוצאה מכך יש מבנה כריך שומנים/CuPc/שומנים. פרוטוקול זה יכול להיות מיושם גם על היווצרות של ננו-חומרים פונקציונליים אחרים.

הרכבה עצמית של קרום שומנים היברידי מסוממים עם מולקולות אורגניות הידרופוביות בממשק מים/אוויר

Because of their unique properties, including an ultrathin thickness (3-4 nm), ultrahigh resistivity, fluidity and self-assembly ability, lipid bilayers ...

הפרוטוקול שלנו מדגים שיטה פשוטה לפברק מולקולה אורגנית סימום קרום השומנים היברידית. המאפיין יציב האוויר של הממברנה יכול להרחיב את היישום של מבנה bilayer השומנים למכשירי מצב מוצק. אנו משתמשים בתהליך הרכבה עצמית כדי ליצור קרום השומנים היברידי עם עובי של כמה ננומטרים.פרוטוקול זה הוא פשוט וקל למעקב אינו דורש ציוד מסובך. שיטה זו יכולה לשמש כדי להמציא אחרים קרום השומנים biohybrid והוא יכול להיות מאומץ בקלות הן חיישנים והתקני חישה אחרים. עבודה בתא כפפות אנאירובי, להמיס פתאלוציאנין נחושת בכלורופורם בתוך בקבוקון זכוכית שטף להכין 10 מיליגרם לכל מיליליטר נחושת phthalocyanine פתרון מלאי.סנן את הפתרון באמצעות קרום PTFE מיקרומטר 0.2. ערבבו את פתרון DPHPC עם מערבל מערבולת ב-2,300 סל"ד למשך 10 שניות. לאחר מכן שטפו מיקרו-מזרק זכוכית עם כלורופורם חמש פעמים ולהשתמש בו כדי להעביר 200 מיקרוליטרים של הפתרון לתוך בקבוקון זכוכית שטוף מראש.להתאדות את הממס בבקבוקון עם זרם עדין של חנקן. לשטוף עוד מיקרו מזרק זכוכית עם כלורופורם, ולאחר מכן להשתמש בו כדי להוסיף 200, 2.6 microliters של כלורופורם לבקבוקון הזכוכית עם DPHPC. הוסף 47.4 מיקרוליטרים של פתרון מלאי פתלוציאנין נחושת מסוננת לתוך פתרון DPHPC אשר אמור לגרום יחס טוחן של 10 ל DPHPC אחד פתלוציאנין.השתמש מזרק נקי אחר כדי להוסיף 250 microliters של הקסאן לפתרון. לאחר מכן מערבבים אותו עם מערבל מערבולת ב 2, 300 סל"ד במשך 10 שניות. סנן את הפתרון המוכן באמצעות קרום PTFE של 0.2 מיקרומטר.חותכים שלושה על שלושה מצעי סיליקון סנטימטר מ רקיק סיליקון. ואז לנקות אותם באמבטיה קולית במשך 10 דקות במים מטוהרים, ואחריו אתנול, ולאחר מכן כלורופורם. לטפל מצעים עם פלזמת חמצן במשך חמש דקות כדי להסיר חומרים אורגניים ספיחים מפני השטח כדי לשפר הידרופיליות.לשטוף מקור PTFE עם מים מטוהרים זורמים במשך שלוש דקות. ואז לשים את מצע סיליקון ניקה בסקילר מוטה עם זווית קטנה. יוצקים כמות מספקת של מים מטוהרים לתוך המקומה עד שכל מצע הסיליקון שקוע.מוציאים את הפתרון ההיברידי המוכן מהמקפיא ומאפשרים לו להתחמם לטמפרטורת החדר. ואז מערבבים אותו עם מערבל מערבולת ב 2, 300 סל"ד במשך 15 שניות. השתמש במזרק מיקרו-מיקרו-מזרק 50 מיקרוליטר שטוף כדי להפיל שלושה עד חמישה מיקרוליטרים של הפתרון ההיברידי על פני המים ויוצרים קרום שומנים היברידי צף.כדי להעביר את הממברנה על מצע הסיליקון, להתאדות את הממס האורגני לשאוב את המים מתוך המקור עם משאבה פריסטולית בקצב של שלושה מיליליטר לדקה. לאחר השלמת תהליך ההעברה, מניחים את מצע הסיליקון על מגב חדר נקי ומאפשרים לכל שאריות המים להתאדות. כפי שנוצר קרום השומנים היברידית יש צבע כחול בהיר אחיד בשל נוכחותם של מולקולות פתלוציאנין נחושת, ושטח של כמה סנטימטרים רבועים.מוצגות כאן תמונות מיקרוסקופיות קונפוקלים ותמונות מיקרוסקופיה של כוח אטומי של הממברנה על מצע סיליקון. בתדמית AFM, הממברנה בפינה השמאלית העליונה עבה עם עובי של 79.4 ננומטר, ובימין התחתון דק עם עובי של 4.9 ננומטר. הממברנה הדקה מראה חספוס פני השטח של 0.4 ננומטר, אשר קרוב לזה של מצע הסיליקון ניקה.ניתוח רנטגן פיזור אנרגיה שימש כדי להמשיך לחקור את הרכב הממברנה ההיברידית על מצע הסיליקון. היחסים האטומיים של יסודות מייצגים, כגון נחושת, זרחן, חנקן ופחמן הם 0.33, 0.97, 4.06 ו- 68.56%בהתאמה. היחס הבטוח התיאורטי של נחושת, לזרחן, לחנקן, לפחמן צריך להיות אחד, לשלוש, ל -11, ל -192, שהוא קרוב ליחס היסוד הנמדד בממברנה ההיברידית, המציין כי היחס בין השומנים למולקולות הפתלוציאנין הנחושת נשמר לאחר היווצרות הסרט ותהליכי ההעברה.על ידי סימום קרום השומנים עם ננו אחרים, כגון גרפן או חלקיקי מנטול, קרום nanohybrid עם פונקציות שונות ניתן ליצור בקלות.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Origami Inspired Self-assembly of Patterned and Reconfigurable Particles

אוריגמי השראה עצמית הרכבה של חלקיקים בדוגמת וReconfigurable

There are numerous techniques such as photolithography, electron-beam lithography and soft-lithography that can be used to precisely pattern two ...

Isolation and Chemical Characterization of Lipid A from Gram-negative Bacteria

בידוד ואפיון כימי ליפידים מחיידקים גראם שליליים

Lipopolysaccharide (LPS) is the major cell surface molecule of gram-negative bacteria, deposited on the outer leaflet of the outer membrane bilayer. LPS ...

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

היווצרות של מבני Biomolecular הוזמנו על ידי ההרכבה העצמית של פפטידים קצרים

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

Preparation of Hydrophobic Metal-Organic Frameworks via Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition of Perfluoroalkanes for the Removal of Ammonia

הכנת מסגרות מתכת אורגנית הידרופובי באמצעות פלזמה משופרת שיקוע הכימי של Perfluoroalkanes להסרת אמוניה

Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) of perfluoroalkanes has long been studied for tuning the wetting properties of surfaces. For high ...

Self-assembly of Complex Two-dimensional Shapes from Single-stranded DNA Tiles

עצמי הרכבה של צורות דו-ממדיות מורכבות מחד-גדילי דנ&quot;א אריחים

Current methods in DNA nano-architecture have successfully engineered a variety of 2D and 3D structures using principles of self-assembly. In this ...

Synthesis, Characterization, and Functionalization of Hybrid Au/CdS and Au/ZnS Core/Shell Nanoparticles

סינתזה, אפיון, ואת Functionalization של תקליטורים היברידי Au / ו Au / ZnS Core / Shell חלקיקים

Plasmonic nanoparticles are an attractive material for light harvesting applications due to their easily modified surface, high surface area and large ...

Synthesis of Cyclic Polymers and Characterization of Their Diffusive Motion in the Melt State at the Single Molecule Level

סינתזה של מחזורי פולימרי אפיון Motion הפעפוע שלהם במדינת הממסים ברמת המולקולה הבודדה

We demonstrate a method for the synthesis of cyclic polymers and a protocol for characterizing their diffusive motion in a melt state at the single ...

Synthesis and Characterization of Fe-doped Aluminosilicate Nanotubes with Enhanced Electron Conductive Properties

סינתזה ואפיון של Fe-מסומם aluminosilicate צינורות עם מאפייני מוליכות אלקטרונים משופרים

The goal of the protocol is to synthesize Fe-doped aluminosilicate nanotubes of the imogolite type with the formula (OH)3Al2-xFexO3SiOH. Doping with Fe ...

Grafting Multiwalled Carbon Nanotubes with Polystyrene to Enable Self-Assembly and Anisotropic Patchiness

הרכבה Multiwalled פחמן עם פוליסטירן כדי לאפשר הרכבה עצמית, Patchiness אנאיזוטרופי

We demonstrate a straightforward protocol to graft pristine multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) with polystyrene (PS) chains at the sidewalls through a ...

Liquid-cell Transmission Electron Microscopy for Tracking Self-assembly of Nanoparticles

במיקרוסקופ אלקטרונים הילוכים נוזלי-תא לצורך מעקב הרכבה עצמית של חלקיקים

Drying a nanoparticle dispersion is a versatile way to create self-assembled structures of nanoparticles, but the mechanism of this process is not fully ...