Khảo Sát Tính Viscoelastic của Dung Dịch Collagen Thông Qua Kỹ Thuật Microrheology Dựa Trên Kính Hiển Vi Quang Học

Marjan Shayegan1, Nancy R. Forde2
1Departments of Chemistry, Simon Fraser University, Burnaby, Canada
2Departments of Physics, Simon Fraser University, Burnaby, Canada

Tóm tắt

Cách mà cấu trúc phân tử của các protein trong dung dịch tương quan với các tính chất cơ học của dung dịch ở các thang độ dài khác nhau chưa được biết. Bằng việc sử dụng microrheology dựa trên kính hiển vi quang học, chúng tôi nghiên cứu một thuộc tính vật lý chính, tính viscoelasticity, của các dung dịch collagen. Để thực hiện điều này, chúng tôi đo lường các dao động nhiệt ngắn hạn của các hạt đo để thu được các mô-đun đàn hồi và nhớt của môi trường xung quanh, và xác nhận kỹ thuật đo lường và phân tích của chúng tôi bằng cách sử dụng hệ thống polyethylene oxide đã được nghiên cứu trước đây. Khi khảo sát sự phụ thuộc của tính viscoelasticity vào nồng độ, chúng tôi phát hiện ra rằng các dung dịch collagen thể hiện độ đàn hồi có cường độ so sánh với độ nhớt khi nồng độ đạt khoảng ~5 mg/ml. Chúng tôi cũng nhận thấy rằng sự có mặt của telopeptide làm thay đổi tính viscoelasticity của các dung dịch collagen, đặc biệt là ở các tần số cao.

Từ khóa

#viscoelasticity #collagen solutions #microrheology #optical tweezers #thermal fluctuations

Tài liệu tham khảo

J. Glowacki and S. Mizuno, Biopolymers, 89, 338 (2007).

P. Fratzl, Collagen structure and mechanics (Springer, 2008).

J. Myllyharju and K. I. Kivirikko, Ann. Med., 33, 7–21 (2001).

A. Gautieri, S. Uzel, S. Vesentini, A. Redaelli, and M.J. Buehler, Biophys. J., 97, 857 (2009).

S. K. Lai, Y. Y. Wang, D. Wirtz, and J. Hanes, Adv. Drug Deliv. Rev., 61, 86 (2009).

T. A. Waigh, Rep. Prog. Phys., 68, 685 (2005).

K. C. Neuman and A. Nagy, Nature Methods, 5, 491 (2008).

E. Engvall and P. Perlmann, J. Immunol., 109, 129 (1972).

S. Han, E. Makareeva, N. V. Kuznetsova, A. M. DeRidder, M. B. Sutter, W. Losert, C. L. Phillips, R. Visse, H. Nagase, and S. Leikin, J. Biol. Chem, 285, 22276 (2010).

B. R. Dasgupta, S. Y. Tee, J. C. Crocker, B. J. Frisken, and D. A. Weitz, Phys. Rev. E, 65, 051505 (2002).

A. van der Horst and N. R. Forde, Opt. Express, 16, 20987 (2008).

K. M. Addas, C. F. Schmidt, and J. X. Tang, Phys. Rev. E, 70, 021503 (2004).

Y. Li, A. Asadi, M. R. Monroe, and E. P. Douglas, Mater. Sci. Eng. C, 29, 1643 (2009).

R. A. Gelman, D. C. Poppke, and K. A. Piez, J. Biol. Chem., 254, 11741 (1979).