Muster mit verschränkten maschen

Experimentelle Ergebnisse für die trennungsabhängige relative Diffusivität und Vergleich mit theoretischen Vorhersagen. (A) Auf Log-Log-Skalen werden die relativen Diffusivitätsdaten als Punkte gegen die Trennung für die Aktinkonzentrationen 0,5 mg/ml (blau), 1 mg/ml (gelb) und 2 mg/ml (grün) und mal 0,1 s (Kreise), 0,2 s (aufrechte Dreiecke) und 0,4 s (umgekehrte Dreiecke) dargestellt. Die Volumenkurven zeigen die entsprechenden theoretischen Vorhersagen für die Aktinkonzentrationen 0,5 (blau), 1 (gelb) und 2 (grün) mg/ml und L = 15 m. Die gerade Linie mit Neigung 1 ist die hydrodynamische Vorhersage des Kontinuums. (B) Auf der linken Ordinatenachse wird der nicht zufällige Teil der Intersegment-Paarverteilungsfunktion h(r) gegen logarithmische normalisierte Trennung r/L für monodisperse, dünne, starre Stäbe der Länge L = 15 m bei fester Konzentration c = 1 mg/ml geplottet. Auf der rechten Ordinatenachse wird die Metrik der Anzahl der räumlich korrelierten Segmente auf verschiedenen Stäben in einem kugelförmigen Bereich des Radius r, der auf einem markierten Segment zentriert ist, geteilt durch die Gesamtzahl der Segmente N, mit logarithmischer r/L dargestellt. Der Rohrdurchmesser relativ zu L (dT/L) wird als Referenz identifiziert. Experimentell kombiniert diese Arbeit Fluoreszenz-Bildgebungstechniken, die von Sackmann und Kollegen (9) entwickelt wurden, deren räumliche Auflösung beugungsbegrenzt ist, mit subdiffraktionslösender Bildgebung von spärlich beschrifteten Elementen derselben Aktinfilamente. Wir stellen fest, dass das System für die untersuchten F-Actin-Konzentrationen (c ist Massenfraktion) 0,5, 1,0 und 2,0 mg/ml global isotrop ist (Abb. 2B). Bezogen auf die kritische Verstrickungskonzentration, ce-0,4 mg/ml (31, 32), sind diese Systeme stark verheddert, mit c/ce im Bereich 1 bis 5.

Ein Fluoreszenzfarbstoff kennzeichnet das Kettenrückgrat einheitlich und damit seine Emission ist beugungsbegrenzt, während die Kette auch in spärlicher Fülle mit einem zweiten Fluoreszenzfarbstoff gekennzeichnet ist, um eine Subdiffraktionierungsauflösung zu erhalten. Wir überprüfen die Daten, um Filamente in unmittelbarer Nähe zu finden, die beide innerhalb der Brennebene liegen, so dass der Abstand zwischen den Segmenten auf ihnen in 2D mit Vertrauen gezeichnet werden kann (Abb. 2C). Parallel dazu werden lokale Verschiebungen jedes Filaments mit Subdiffraktionsauflösung visualisiert, indem der zweite Farbstoff einer derart geringen Fülle untersucht wird, dass sie als Punktquellen mit einer Spitzenemission dienen, die mit Nanometer-Präzision quantifiziert werden kann (Abb. 2C) (33, 34). Früher haben wir die Technik der spärlichen Etikettierung eingeführt, die dies ermöglicht (7), aber hier wenden wir sie auf das Problem der korrelierten Dynamik an. Die zeitliche Abhängigkeit der relativen Verschiebung zwischen den Punkten von benachbarten Filamenten, die jeweils mit Nanometerauflösung lokalisiert sind, wird dann inspiziert (Abb. 2D). Erscheinen in Epifluoreszenzmikroskop-Bildern als kreisförmige Flecken, Die Zentroide-Tracking ihrer Positionen ergab eine Genauigkeit von 20 nm über Zeiten von bis zu 50 ms. Wir konzentrieren uns auf Zwischenzeit- und Längenskalen, wenn das System mechanisch ein weicher Feststoff ist, der aufgrund der Polymerlokalisierung in zwei transversalen raumbezogenen Richtungen einen entstehenden dynamischen Plateaumodul zeigt, während die einzelnen Bestandteile weiterhin die fickische Diffusion einer viskosen Flüssigkeit in Richtung der Polymerkontur (1⇓–3, 9) zeigen.

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