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Merck

Diffusion of macromolecules in self-assembled cellulose/hemicellulose hydrogels.

Soft matter (2015-04-23)
Patricia Lopez-Sanchez, Erich Schuster, Dongjie Wang, Michael J Gidley, Anna Strom
ABSTRACT

Cellulose hydrogels are extensively applied in many biotechnological fields and are also used as models for plant cell walls. We synthesised model cellulosic hydrogels containing hemicelluloses, as a biomimetic of plant cell walls, in order to study the role of hemicelluloses on their mass transport properties. Microbial cellulose is able to self-assemble into composites when hemicelluloses, such as xyloglucan and arabinoxylan, are present in the incubation media, leading to hydrogels with different nano and microstructures. We investigated the diffusivities of a series of fluorescently labelled dextrans, of different molecular weight, and proteins, including a plant pectin methyl esterase (PME), using fluorescence recovery after photobleaching (FRAP). The presence of xyloglucan, known to be able to crosslink cellulose fibres, confirmed by scanning electron microscopy (SEM) and (13)C NMR, reduced mobility of macromolecules of molecular weight higher than 10 kDa, reflected in lower diffusion coefficients. Furthermore PME diffusion was reduced in composites containing xyloglucan, despite the lack of a particular binding motif in PME for this polysaccharide, suggesting possible non-specific interactions between PME and this hemicellulose. In contrast, hydrogels containing arabinoxylan coating cellulose fibres showed enhanced diffusivity of the molecules studied. The different diffusivities were related to the architectural features found in the composites as a function of polysaccharide composition. Our results show the effect of model hemicelluloses in the mass transport properties of cellulose networks in highly hydrated environments relevant to understanding the role of hemicelluloses in the permeability of plant cell walls and aiding design of plant based materials with tailored properties.

MATERIALI
N° Catalogo
Marchio
Descrizione del prodotto

Sigma-Aldrich
Dimetil solfossido, Hybri-Max, sterile-filtered, BioReagent, suitable for hybridoma, ≥99.7%
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Dimetil solfossido, for molecular biology
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Dimetil solfossido, sterile-filtered, BioPerformance Certified, meets EP, USP testing specifications, suitable for hybridoma
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
MES, ≥99.5% (titration)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Dimetil solfossido, ≥99.5% (GC), suitable for plant cell culture
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
MES, BioPerformance Certified, suitable for cell culture, ≥99.5%
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
MES monohydrate, BioXtra, ≥99.0% (T)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Dimetil solfossido, BioUltra, for molecular biology, ≥99.5% (GC)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Fluorescein 5(6)-isothiocyanate, BioReagent, suitable for fluorescence, mixture of 2 components, ≥90% (HPLC)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
MES, ≥99.5% (titration), pH 2.5-4.0 (0.5 M in H2O), BioXtra
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Acido citrico, ≥99.5%, FCC, FG
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Dimetil solfossido, PCR Reagent
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Acido citrico, anhydrous, suitable for cell culture, suitable for plant cell culture
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Acido citrico, BioUltra, anhydrous, ≥99.5% (T)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Acido citrico, ACS reagent, ≥99.5%
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Glutaraldeide, Grade I, 25% in H2O, specially purified for use as an electron microscopy fixative
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Fluorescein 5(6)-isothiocyanate, ≥90% (HPLC)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Acido citrico, 99%
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Fluorescein isothiocyanate isomer I, ≥97.5% (HPLC)
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Sigma-Aldrich
Glutaraldeide, 50 wt. % in H2O
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
SAFC
MES monohydrate
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Glutaraldeide, Grade II, 25% in H2O
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Glutaraldeide, 50 wt. % in H2O, FCC
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
2-Hydroxybutyric acid sodium salt, 97%
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
MES, BioUltra, ≥99.5% (T)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Pectinesterase from orange peel, lyophilized powder, ≥150 units/mg protein
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Glutaraldeide, Grade I, 70% in H2O, specially purified for use as an electron microscopy fixative or other sophisticated use
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Glutaraldeide, Grade I, 50% in H2O, specially purified for use as an electron microscopy fixative or other sophisticated use
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Glutaraldeide, Grade I, 8% in H2O, specially purified for use as an electron microscopy fixative or other sophisticated use
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Dimetil solfossido, meets EP testing specifications, meets USP testing specifications
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili