Opto-Thermophoretic Attraction, Trapping, and Dynamic Manipulation of Lipid Vesicles.
Opto-Thermophoretic Attraction, Trapping, and Dynamic Manipulation of Lipid Vesicles.
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DOI：
10.1021/acs.langmuir.8b01979
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发表时间：
2018-11-06
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Zheng Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hill EH;Li J;Lin L;Liu Y;Zheng Y
脂质囊泡是重要的生物组装体，对生物运输过程至关重要，实验室制备的囊泡是研究药物递送、蛋白质解折叠、生物分子相互作用、区室化化学和刺激响应传感的主力。光镊是目前用于单囊泡研究的固定脂质囊泡的方法，但存在诸如高光功率、严格的光学以及囊泡和水的折射率差异较小等限制。在此，我们报告了使用等离子体加热将囊泡捕获在温度梯度中，从而实现远距离吸引、并行捕获和动态操纵。讨论了热效应对囊泡结构和光谱的能力和限制。这种简单的方法允许在使用简单的光学装置时使用比传统光镊低三个数量级的光功率和至少高一个数量级的每单位功率捕获刚度来操纵囊泡。除了放松这些技术限制带来的好处外，该技术还可以补充光镊，以允许详细研究光捕获囊泡的热泳动以及局部产生的热梯度对脂质囊泡物理性质的影响。最后，该技术本身和大规模囊泡收集对于未来与外泌体检测、脂筏形成以及与生命科学相关的其他领域相关的囊泡研究具有巨大潜力。
Lipid vesicles are important biological assemblies which are critical to biological transport processes, and vesicles prepared in the lab are a workhorse for studies of drug delivery, protein unfolding, biomolecular interactions, compartmentalized chemistry, and stimuli-responsive sensing. Optical tweezers, the current method for holding lipid vesicles in place for single-vesicle studies, suffers from limitations such as high optical power, rigorous optics, and a small difference in the refractive indices of vesicles and water. Herein we report the use of plasmonic heating to trap vesicles in a temperature gradient, allowing long-range attraction, parallel trapping, and dynamic manipulation. The capabilities and limitations with respect to thermal effects on vesicle structure and optical spectroscopy are discussed. This simple approach allows vesicle manipulation using down to three orders of magnitude lower optical power and at least an order of magnitude higher trapping stiffness per unit power than traditional optical tweezers while using a simple optical setup. In addition to the benefit provided by the relaxation of these technical constraints, this technique can complement optical tweezers to allow detailed studies on thermophoresis of optically-trapped vesicles and effects of locally-generated thermal gradients on the physical properties of lipid vesicles. Finally, the technique itself and the large-scale collection of vesicles has huge potential for future studies of vesicles relevant to detection of exosomes, lipid raft formation, and other areas relevant to the life sciences.
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影响因子：
10.8
作者：
Huft, Preston R.;Kolbow, Joshua D.;Lindquist, Nathan C.
通讯作者：
Lindquist, Nathan C.
影响因子：
16.6
作者：
Bolognesi G;Friddin MS;Salehi-Reyhani A;Barlow NE;Brooks NJ;Ces O;Elani Y
通讯作者：
Elani Y
DOI：
10.1073/pnas.0603873103
发表时间：
2006-12-26
影响因子：
11.1
作者：
Duhr, Stefan;Braun, Dieter
通讯作者：
Braun, Dieter
影响因子：
8.6
作者：
Jiang, Hong-Ren;Wada, Hirofumi;Sano, Masaki
通讯作者：
Sano, Masaki
影响因子：
4.1
作者：
Kuboi M;Takeyasu N;Kaneta T
通讯作者：
Kaneta T