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Hydrodynamic Filtration for Size-selection of Giant Unilamellar Vesicles by Using Microfluidic Devices

초록/요약

거대 단일박막 소포체는 인지질 이중막으로 이루어져있으며 그 크기와 막을 구성하는 성분으로 인해 세포막을 연구하기 위한 모사체로 활용될 수 있다. 현재 이러한 거대 단일박막 소포체를 만드는 여러 방법 중에서 전기장을 이용한 electroformation 방법이 널리 사용되고 있다. 하지만 이러한 방법으로는 형성되는 소포체의 크기 분포를 조절하기 어렵다는 단점이 있다. 때문에 전기장의 변수인 전압과 주파수를 변화시켜 그 크기 분포 및 소포체 형성에 적절한 실험 조건을 찾아보았다. 또한 분석의 도구로 활발히 연구가 진행되고 있는 미세유체 소자를 활용하여 그 크기에 따른 소포체의 분리 실험을 하였다. 유체소자를 활용한 실험을 위해 에멀젼을 사용하여 소자의 내부 설계를 수정하고 channel들의 크기와 상대적인 유속을 변경하여 최적의 환경을 찾고자 하였다.

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초록/요약

Giant unilamellar vesicles (GUVs), consisting of single phospholipid membranes, are fascinating model cellular systems for studying the dynamics and the structural features of many cellular processes, including endocytosis, reconstitution of membrane proteins, DNA-lipid adsorption, etc., because of their comparable size being comparable to living cells and compositional structural similarity. Due to their considerable size (diameters on the order of 10 ?m to 100 ?m), they can be easily resolved and manipulated while being monitored by using an optical microscope. Among various preparation methods for GUVs, the electroformation method, in which an external electric field is applied to lipid films deposited on an electrode, is commonly used to produce GUVs without any complicated procedure. However, obtaining homogeneous GUVs with narrow size distribution is technically difficult. Then, we optimized the electric field conditions (amplitude and frequency) for the electroformation and observed changes in the size distributions for different kinds of phospholipids. Then, we tested the feasibility of size-dependent filtration of a GUV mixture in a microfluidic chip and compared the size distribution of the GUVs formed by initial electroformation to that of the GUVs obtained from the microfluidic channels.

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