High Macromolecular Crowding in Liposomes from Microfluidics

高分子拥挤 高分子 微流控 脂质体 拥挤 化学 生物物理学 分散性 纳米技术 材料科学 生物化学 生物 有机化学 神经科学
作者
Luis P. B. Guerzoni,André V. C. de Goes,Milara Kalacheva,Jakub Haduła,Matthias Mork,Laura De Laporte,Arnold J. Boersma
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
卷期号:9 (27) 被引量:11
标识
DOI:10.1002/advs.202201169
摘要

The intracellular environment is crowded with macromolecules that influence biochemical equilibria and biomacromolecule diffusion. The incorporation of such crowding in synthetic cells would be needed to mimic the biochemistry of living cells. However, only a few methods provide crowded artificial cells, moreover providing cells with either heterogeneous size and composition or containing a significant oil fraction. Therefore, a method that generates monodisperse liposomes with minimal oil content and tunable macromolecular crowding using polydimethylsiloxane (PDMS)-based microfluidics is presented. Lipid stabilized water-in-oil-in-water emulsions that are stable for at least several months and with a high macromolecular crowder concentration that can be controlled with the external osmolality are formed. A crucial feature is that the oil phase can be removed using high flow conditions at any point after production, providing the highly crowded liposomes. Genetically encoded macromolecular crowding sensors show that the high level of macromolecular crowding in the emulsions is fully retained throughout the generation of minimal-oil lipid bilayers. This modular and robust platform will serve the study of biochemistry under physiologically relevant crowding conditions.
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