Мы в Telegram
Добавить новость
Ru24.net News‑life.pro News‑life.org 29ru.net 123ru.market Sportsweek.org Ru24.pro
123ru.net
Today.29ru.net

Ефимов: в столице заработал сервис проверки нахождения участков, включенных в программу КРТ

Хаменеи надеется, что президент Ирана Раиси жив после жесткой посадки вертолета

SHAMAN рассказал, почему не видит смысла носить нижнее белье

Сотрудник МЧС умер на спортивном фестивале «Тюмень сильная»


Все города России и Украины

Все новости
Французская кухня на Вкуснофф.рф
Звезда сериала «Сабрина — маленькая ведьма» винит себя в моральном падении Бритни Спирс
Как не допустить бомжовости России?
Tasnim: КСИР установил точное место приземления вертолета Раиси
Ванна с панорамой и романтика на острове. Как в Ульяновской области отдохнуть в гламурном лагере
В России 20 мая стартуют онлайн-продажи автомобилей Citroen и Peugeot
Российские «шахеды» начали управляться при атаке до 70 км: что изменилось в дронах врага


Новости сегодня

Новости от TheMoneytizer

Chromatographic separation of active polymer–like worm mixtures by contour length and activity

Sciencemag.org 

A unique way to sort mixtures of active polymers on the basis of their length and activity is demonstrated.

Some content has been removed for formatting reasons. Please view the original article for the best reading experience.

Abstract

The convective transport rate of polymers through confined geometries depends on their size, allowing for size-based separation of polymer mixtures (chromatography). Here, we investigate whether mixtures of active polymers can be separated in a similar manner based on their activity. We use thin, living Tubifex tubifex worms as a model system for active polymers and study the transport of these worms by an imposed flow through a channel filled with a hexagonal pillar array. The transport rate through the channel depends strongly on the degree of activity, an effect that we assign to the different distribution of conformations sampled by the worms depending on their activity. Our results demonstrate a unique way to sort mixtures of active polymers based on their activity and provide a versatile and convenient experimental system to investigate the hydrodynamics of active polymers.

Formats available

You can view this article in more than one different formats.

Supplementary Materials

This PDF file includes:

Figs. S1 to S6

REFERENCES AND NOTES

1
M. C. Marchetti, J. F. Joanny, S. Ramaswamy, T. B. Liverpool, J. Prost, M. Rao, R. A. Simha, Hydrodynamics of soft active matter. Phys. Rev. Lett. 85 , 1143–1189 (2013).
2
G. Salbreux, G. Charras, E. Paluch, Actin cortex mechanics and cellular morphogenesis. Trends Cell Biol. 22 , 536–545 (2012).
3
D. A. Fletcher, P. L. Geissler, Active biological materials. Annu. Rev. Phys. Chem. 60 , 469–486 (2009).
4
G. Vizsnyiczai, G. Frangipane, C. Maggi, F. Saglimbeni, S. Bianchi, R. Di Leonardo, Light controlled 3D micromotors powered by bacteria. Nat. Commun. 8 , 15974 (2017).
5
L. Soler, V. Magdanz, V. M. Fomin, S. Sanchez, O. G. Schmidt, Self-propelled micromotors for cleaning polluted water. ACS Nano 7 , 9611–9620 (2013).
6
A. Deblais, T. Barois, T. Guerin, P.-H. Delville, R. Vaudaine, J. S. Lintuvuori, J.-F. Boudet, J.-C. Baret, H. Kellay, Boundaries control collective dynamics of inertial self-propelled robots. Phys. Rev. Lett. 120 , 188002 (2018).
7
W. Savoie, T. A. Berrueta, Z. Jackson, A. Pervan, R. Warkentin, S. Li, T. D. Murphey, K. Wiesenfeld, D. I. Goldman, A robot made of robots: Emergent transport and control of a smarticle ensemble. Sci. Robot. 4 , eaax4316 (2019).
8
M. Guentzel, L. Berry, Motility as a virulence factor for vibrio cholerae. Infect. Immun. 11 , 890–897 (1975).
9
G. Jones, L. A. Richardson, D. Uhlman, The invasion of HeLa cells by Salmonella typhimurium: Reversible and irreversible bacterial attachment and the role of bacterial motility. J. Gen. Microbiology 127 , 351–360 (1981).
10
S. Nakao, T. Takeo, H. Watanabe, G. Kondoh, N. Nakagata, Successful selection of mouse sperm with high viability and fertility using microfluidics chip cell sorter. Sci. Rep. 10 , 8862 (2020).
11
P. Denissenko, V. Kantsler, D. J. Smith, J. Kirkman-Brown, Human spermatozoa migration in microchannels reveals boundary-following navigation. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 109 , 8007–8010 (2012).
12
I. Berdakin, Y. Jeyaram, V. V. Moshchalkov, L. Venken, S. Dierckx, S. J. Vanderleyden, A. V. Silhanek, C. A. Condat, V. I. Marconi, Influence of swimming strategy on microorganism separation by asymmetric obstacles. Phys. Rev. E 87 , 052702 (2013).
13
A. Costanzo, J. Elgeti, T. Auth, G. Gompper, M. Ripoll, Motility-sorting of self-propelled particles in microchannels. Europhys. Lett. 107 , 36003 (2014).
14
T. Ostapenko, F. J. Schwarzendahl, T. J. Böddeker, C. T. Kreis, J. Cammann, M. G. Mazza, O. Bäumchen, Curvature-guided motility of microalgae in geometric confinement. Phys. Rev. Lett. 120 , 068002 (2018).
15
R. Alonso-Matilla, B. Chakrabarti, D. Saintillan, Transport and dispersion of active particles in periodic porous media. Phys. Rev. Fluids 4 , 043101 (2019).
16
T. Barois, J.-F. Boudet, J. S. Lintuvuori, H. Kellay, Sorting and extraction of self-propelled chiral particles by polarized wall currents. Phys. Rev. Lett. 125 , 238003 (2020).
17
C. Maggi, A. Lepore, J. Solari, A. Rizzo, R. Di Leonardo, Motility fractionation of bacteria by centrifugation. Soft Matter 9 , 10885 (2013).
18
O. Chepizhko, F. Peruani, Diffusion, subdiffusion, and trapping of active particles in heterogeneous media. Phys. Rev. Lett. 111 , 160604 (2013).
19
C. Bechinger, R. Di Leonardo, H. Löwen, C. Reichhardt, G. Volpe, G. Volpe, Active particles in complex and crowded environments. Rev. Mod. Phys. 88 , 045006 (2016).
20
A. Morin, D. L. Cardozo, V. Chikkadi, D. Bartolo, Diffusion, subdiffusion, and localization of active colloids in random post lattices. Phys. Rev. E 96 , 042611 (2017).
21
A. Morin, N. Desreumaux, J.-B. Caussin, D. Bartolo, Distortion and destruction of colloidal flocks in disordered environments. Nat. Phys. 13 , 63–67 (2017).
22
A. Chamolly, T. Ishikawa, E. Lauga, Active particles in periodic lattices. New J. Phys. 19 , 115001 (2017).
23
A. Loisy, J. Eggers, T. B. Liverpool, Active suspensions have nonmonotonic flow curves and multiple mechanical equilibria. Phys. Rev. Lett. 121 , 018001 (2018).
24
A. Creppy, E. Clément, C. Douarche, M. V. d’Angelo, H. Auradou, Effect of motility on the transport of bacteria populations through a porous medium. Phys. Rev. Fluids 4 , 013102 (2019).
25
R. G. Winkler, G. Gompper, The physics of active polymers and filaments. J. Chem. Phys. 153 , 040901 (2020).
26
R. G. Winkler, J. Elgeti, G. Gompper, Active polymers—Emergent conformational and dynamical properties: A brief review. J. Physical Soc. Japan 86 , 101014 (2017).
27
S. Stuij, J. M. van Doorn, T. Kodger, J. Sprakel, C. Coulais, P. Schall, Stochastic buckling of self-assembled colloidal structures. Phys. Rev. Res. 1 , 023033 (2019).
28
D. A. Gagnon, P. E. Arratia, The cost of swimming in generalized Newtonian fluids: Experiments with C. elegans. J. Fluid Mech. 800 , 753–765 (2016).
29
A. Martín-Gómez, G. Gompper, R. G. Winkler, Active Brownian filamentous polymers under shear flow. Polymers 10 , 837 (2018).
30
V. Bianco, E. Locatelli, P. Malgaretti, Globulelike conformation and enhanced diffusion of active polymers. Phys. Rev. Lett. 121 , 217802 (2018).
31
A. Martín-Gómez, T. Eisenstecken, G. Gompper, R. G. Winkler, Active Brownian filaments with hydrodynamic interactions: Conformations and dynamics. Soft Matter 15 , 3957–3969 (2019).
32
A. Deblais, S. Woutersen, D. Bonn, Rheology of entangled active polymer-like T. Tubifex worms. Phys. Rev. Lett. 124 , 188002 (2020).
33
V. Schaller, C. Weber, C. Semmrich, E. Frey, A. R. Bausch, Polar patterns of driven filaments. Nature 467 , 73–77 (2010).
34
A. Deblais, A. C. Maggs, D. Bonn, S. Woutersen, Phase separation by entanglement of active polymerlike worms. Phys. Rev. Lett. 124 , 208006 (2020).
35
Z. Mokhtari, A. Zippelius, Dynamics of active filaments in porous media. Phys. Rev. Lett. 123 , 028001 (2019).
36
S. Mandal, C. Kurzthaler, T. Franosch, H. Löwen, Crowding-enhanced diffusion: An exact theory for highly entangled self-propelled stiff filaments. Phys. Rev. Lett. 125 , 138002 (2020).
37
Y. Ozkan-Aydin, D. I. Goldman, M. S. Bhamla, Collective dynamics in entangled worm and robot blobs. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 118 , 138002 (2021).
38
M. C. VandeSande, D. J. Pasut, H. W. de Haan, Sorting polymers by size via an array of viscous posts. Electrophoresis 38 , 2488–2497 (2017).
39
D. Berek, Size exclusion chromatography—A blessing and a curse of science and technology of synthetic polymers. J. Sep. Sci. 33 , 315–335 (2010).
40
M. Gaborieau, P. Castignolles, Size-exclusion chromatography (SEC) of branched polymers and polysaccharides. Anal. Bioanal. Chem. 399 , 1413–1423 (2011).
41
A. M. Striegel, A. K. Brewer, Hydrodynamic chromatography. Annu. Rev. Anal. Chem. 5 , 15–34 (2012).
42
P. Gzil, N. Vervoort, G. Baron, G. Desmet, Advantages of perfectly ordered 2-D porous pillar arrays over packed bed columns for LC separations: A theoretical analysis. Anal. Chem. 75 , 6244–6250 (2003).
43
M. D. Pra, W. D. Malsche, G. Desmet, P. J. Schoenmakers, W. T. Kok, Pillar-structured microchannels for on-chip liquid chromatography: Evaluation of the permeability and separation performance. J. Sep. Sci. 30 , 1453–1460 (2007).
44
J. O. De Beeck, W. De Malsche, J. Vangelooven, H. Gardeniers, G. Desmet, Hydrodynamic chromatography of polystyrene microparticles in micropillar array columns. J. Chromatogr. A 1217 , 6077–6084 (2010).
45
A. Daneyko, S. Khirevich, A. Höltzel, A. Seidel-Morgenstern, U. Tallarek, From random sphere packings to regular pillar arrays: Effect of the macroscopic confinement on hydrodynamic dispersion. J. Chromatogr. A 1218 , 8231–8248 (2011).
46
J. Hirabayashi, K. Kasai, Slalom chromatography. A new size-dependent separation method for DNA. Nucleic Acid Symp. Ser. 20 , 67–68 (1988).
47
B. E. Boyes, D. G. Walker, P. L. McGeer, Separation of large DNA restriction fragments on a size-exclusion column by a nonideal mechanism. Anal. Biochem. 170 , 127–134 (1988).
48
J. Hirabayashi, K.-i. Kasai, Slalom chromatography, in Molecular Interactions in Bioseparations (Springer, 1993), pp. 69–87.
49
I. Teraoka, Polymer Solutions (John Wiley & Sons, Inc., 2002).
50
C. P. Brangwynne, G. H. Koenderink, E. Barry, Z. Dogic, F. C. MacKintosh, D. A. Weitz, Bending dynamics of fluctuating biopolymers probed by automated highresolution filament tracking. Biophys. J. 93 , 346–359 (2007).
51
G. Lamour, J. B. Kirkegaard, H. Li, T. P. Knowles, J. Gsponer, Easyworm: An open-source software tool to determine the mechanical properties of worm-like chains. Source Code Biol. Med. 9 , 16 (2014).
52
F. Gittes, B. Mickey, J. Nettleton, J. Howard, Flexural rigidity of microtubules and actin filaments measured from thermal fluctuations in shape. J. Cell Biol. 120 , 923–934 (1993).
53
E. Uliyanchenko, S. van der Wal, P. J. Schoenmakers, Challenges in polymer analysis by liquid chromatography. Polym. Chem. 3 , 2313 (2012).
54
J. Hirabayashi, N. Ito, K. Noguchi, K. Kasai, Slalom chromatography: Size-dependent separation of DNA molecules by a hydrodynamic phenomenon. Biochemistry 29 , 9515–9521 (1990).
55
S. Mori, H. G. Barth, Size Exclusion Chromatography (Springer Science & Business Media, 2013).
56
B. Chakrabarti, C. Gaillard, D. Saintillan, Trapping, gliding, vaulting: Transport of semiflexible polymers in periodic post arrays. Soft Matter 16 , 5534–5544 (2020).
57
R. Chelakkot, R. G. Winkler, G. Gompper, Flow-induced helical coiling of semiflexible polymers in structured microchannels. Phys. Rev. Lett. 109 , 178101 (2012).
58
B. Chakrabarti, Y. Liu, J. LaGrone, R. Cortez, L. Fauci, O. Du Roure, D. Saintillan, A. Lindner, Flexible filaments buckle into helicoidal shapes in strong compressional flows. Nat. Phys. 16 , 689–694 (2020).
59
E. Wandersman, N. Quennouz, M. Fermigier, A. Lindner, O. Du Roure, Buckled in translation. Soft Matter 6 , 5715 (2010).
60
C. Kurzthaler, Elastic behavior of a semiflexible polymer in 3D subject to compression and stretching forces. Soft Matter 14 , 7634–7644 (2018).
61
O. Du Roure, A. Lindner, E. N. Nazockdast, M. J. Shelley, Dynamics of flexible fibers in viscous flows and fluids. Annu. Rev. Fluid Mech. 51 , 539–572 (2019).
62
P. J. Żuk, A. M. Słowicka, M. L. Ekiel-Jeżewska, H. A. Stone, Universal features of the shape of elastic fibres in shear flow. J. Fluid Mech. 914 , A31 (2021).
63
J. C. Crocker, D. G. Grier, Methods of digital video microscopy for colloidal studies. J. Colloid Interface Sci. 179 , 298–310 (1996).

Information & Authors

Information

Published In

Science Advances
Volume 8 | Issue 23
June 2022

Copyright

Copyright © 2022 The Authors, some rights reserved; exclusive licensee American Association for the Advancement of Science. No claim to original U.S. Government Works. Distributed under a Creative Commons Attribution NonCommercial License 4.0 (CC BY-NC).
This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial license , which permits use, distribution, and reproduction in any medium, so long as the resultant use is not for commercial advantage and provided the original work is properly cited.

Submission history

Received : 4 June 2021
Accepted : 20 April 2022

Permissions

See the Reprints and Permissions page for information about permissions for this article.

Acknowledgments

We thank B. Pirok and P. Schoenmakers for fruitful discussions, the UvA’s workshop for technical assistance, and aquarium shop Rainer for the fresh batches of T. tubifex .
Funding: The authors acknowledge that they received no funding in support of this research.
Author contributions: T.H., A.D., and S.W. designed the research, and T.H. built the experimental setup with the help of the workshop of the University of Amsterdam; T.H. and A.D. performed the research; T.H. analyzed the data; and all the authors contributed to the final version of the manuscript.
Competing interests: The authors declare that they have no competing interests.
Data and materials availability: All data needed to evaluate the conclusions in the paper are present in the paper and/or the Supplementary Materials.

Authors

Affiliations

Van der Waals-Zeeman Institute, IoP, University of Amsterdam, Science Park 904, 1098 XH, Amsterdam, Netherlands.
Van der Waals-Zeeman Institute, IoP, University of Amsterdam, Science Park 904, 1098 XH, Amsterdam, Netherlands.
Van der Waals-Zeeman Institute, IoP, University of Amsterdam, Science Park 904, 1098 XH, Amsterdam, Netherlands.
Van ’t Hoff Institute for Molecular Sciences, University of Amsterdam, Science Park 904, 1098 XH, Amsterdam, Netherlands.

Notes

*Corresponding author. Email: [email protected] (A.D.); [email protected] (D.B.); [email protected] (S.W.)

Metrics & Citations

Metrics

Article Usage

Note: The article usage is presented with a three- to four-day delay and will update daily once available. Due to this delay, usage data will not appear immediately following publication.

Citation information is sourced from Crossref Cited-by service.

Altmetrics

Citations

Export citation

Select the format you want to export the citation of this publication.

Please select one from the list RIS (ProCite, Reference Manager) EndNote BibTex Medlars RefWorks

Citation information is sourced from Crossref Cited-by service.

View Options

View options

PDF format

Download this article as a PDF file

Download PDF

Get Access

Log in to view the full text

AAAS ID LOGIN

AAAS login provides access to Science for AAAS Members, and access to other journals in the Science family to users who have purchased individual subscriptions.

Log in via OpenAthens.
Log in via Shibboleth.

More options

Purchase digital access to this article

Download and print this article for your personal scholarly, research, and educational use.

Media

Figures

Multimedia

Tables

Share

Share

Share article link

Copy Link

Copied!

Copying failed.

Share on social media

Читайте на 123ru.net

VIP-тусовка

Джеймс Франко вышел в свет с возлюбленной впервые после обвинений в сексуальном насилии

Здоровье

7 фраз, с помощью которых легко завести друзей в любом возрасте

Модные новости

Avance de 'Secretos de familia': El hallazgo de un cadáver hunde a Ceylin e Ilgaz

Документальные новости

Начало российско-китайских переговоров

Новости 24/7 DirectAdvert - доход для вашего сайта
Всё самое интересное в российских СМИ на этот час Сегодня в зарубежных СМИ



Частные объявления в Вашем городе, в Вашем регионе и в России

Добавить объявление
Москва
Услуги юридического сопровождения сделки купли-продажи квартиры в Моск ...
Москва
Озонатор ионизатор АЛТАЙ для воды и воздуха, от производителя с достав ...
Москва
Москва Высшая Любовная Магия Приворот мужа жены Отворот Остуда от сопе ...
Москва
МОСКВА Высшая Магия Приворот мужа жены Отворот от соперника Порчи


Smi24.net — ежеминутные новости с ежедневным архивом. Только у нас — все главные новости дня без политической цензуры. "123 Новости" — абсолютно все точки зрения, трезвая аналитика, цивилизованные споры и обсуждения без взаимных обвинений и оскорблений. Помните, что не у всех точка зрения совпадает с Вашей. Уважайте мнение других, даже если Вы отстаиваете свой взгляд и свою позицию. Smi24.net — облегчённая версия старейшего обозревателя новостей 123ru.net. Мы не навязываем Вам своё видение, мы даём Вам срез событий дня без цензуры и без купюр. Новости, какие они есть —онлайн с поминутным архивом по всем городам и регионам России, Украины, Белоруссии и Абхазии. Smi24.net — живые новости в живом эфире! Быстрый поиск от Smi24.net — это не только возможность первым узнать, но и преимущество сообщить срочные новости мгновенно на любом языке мира и быть услышанным тут же. В любую минуту Вы можете добавить свою новость - здесь.




Новости от наших партнёров в Вашем городе

Ria.city
123ru.net

Летчик Заболотский: инцидент с вертолетом Раиси произошел по ошибке пилота

Дороже некуда: Владивосток бьет рекорды цен на продукты

Важные итоги саммита Россия-Китай

Обнаружение вертолета президента Ирана Раиси опровергли

Музыкальные новости
Bigpot.news

Создание Сайтов. Создание веб сайта. Создание сайта html. Создание сайтов цена. Создание и продвижение сайтов. Создание сайта с нуля. Создание интернет сайта.

Открытие восьмого сезона программы «Военные оркестры в парках» в Подмосковье

RPG Battle of Souls доступна в Google Play 2 стран

Ульгэр обучает ПДД: Россия, Культура, Театр и Дети

Новости России
29ru.net

В МИД заявили о готовности РФ помочь в поисках вертолета с президентом Ирана

Уехавший из России актер Андрей Бурковский появился на премьере фильма в Каннах

Обнаружение вертолета президента Ирана Раиси опровергли

Уральский салют на Всероссийской линейке

Экология в России и мире
Life24.pro

Открытие восьмого сезона программы «Военные оркестры в парках» в Подмосковье

В столице Туркменистана - Ашхабаде открыли памятник легендарному армянскому поэту и композитору Саят-Нове

Создание Сайтов. Создание веб сайта. Создание сайта html. Создание сайтов цена. Создание и продвижение сайтов. Создание сайта с нуля. Создание интернет сайта.

Азербайджанцев оправдали за убийство спортсмена Евгения Кушнира в Самарской области. Делом заинтересовался глава Следкома РФ А. Бастрыкин

Спорт в России и мире
News.tennis

Теннисист Медведев потеряет место в рейтинге ATP

Соболенко проиграла Свентек в финале турнира WTA-1000 в Риме

Первая ракетка Казахстана вышла в финал турнира WTA в Италии

Рыбакина узнала свое место в новом мировом рейтинге

Moscow.media
News24.pro

МОСКОВСКИЙ ФЕСТИВАЛЬ ПОД ФЛАГОМ РУССКИХ СУПЕРГЕРОЕВ.

Седая весна...

Большой Тхач

Бастрыкин затребовал доклад о насильственном отношении к детям из Москвы



Life24.pro
Хейтеры набросились на Волочкову после отпуска на Мальдивах Россия, Культура, Театр и Дети - о ПДД детям показали артисты постановку в театре кукол Ульгэр в Бурятии Выставки индустрии моды в Москве Как поделиться местоположением в WhatsApp: пошаговое руководство

News-life
Завершился капремонт старинного дома 1929 года постройки в районе Замоскворечье В ДР Конго заявили об участии американцев и британца в попытке переворота Контейнер 20 футов купить с доставкой СПб Что там в IT: ИИ-отрыв Google, ChatGPT почти человек, отечественный BIOS







Топ новостей на этот час

Rss.plus
Все новости 123ru.net сегодня






Smi24.net

Важные итоги саммита Россия-Китай

Учащийся 4 класса БРХК примет участие в телевизионном проекте «Большие и маленькие»

Почти четверть малогабаритного жилья в России оказалась меньше нормативов

Открытое горение в здании управы Соколиной Горы в Москве потушили


Спонсорский контент

Все новости smi24.net