Die flüssig-flüssig Phasentrennung (LLPS) als grundlegender Mechanismus der Bildung biomolekularer Kondensate, deren mikroskopische physikalische Eigenschaften und quantitative Charakterisierung der Materialeigenschaften sind der Schlüssel zum Verständnis der Funktion und Regulation von Kondensaten. Dieser Artikel gibt einen systematischen Überblick über verschiedene technische Methoden zur Analyse der mikroskopischen Morphologie und physikalischen Eigenschaften von LLPS. Bei der Größen- und Strukturcharakterisierung ermöglichen dynamische Lichtstreuung und Kleinwinkelstreuung die in situ Beobachtung der Keimbildung, des Wachstums und der inneren Ordnung von Kondensaten; Kryo-Elektronenmikroskopie und Rasterkraftmikroskopie liefern ultrastrukturelle Informationen mit nahezu atomarer Auflösung bzw. nanomechanische Informationen. Bei der kinetischen und rheologischen Charakterisierung decken Mikrofluidikplattformen, Fluoreszenzkorrelationsspektroskopie, Einzelmolekül-Tracking, Fluoreszenz-Wiederherstellung nach Photobleichen und optische Pinzetten auf mehreren Skalen die Viskosität, Oberflächenspannung und Molekülaustauschrate von Kondensaten auf, vom makroskopischen Verschmelzen bis zur Diffusion einzelner Moleküle. In Bezug auf Molekülkonformation und Wechselwirkungen können spektroskopische Methoden wie Kernspinresonanz, Fourier-Transformations-Infrarot, zirkulardichroismus und Raman-Spektroskopie sekundäre Strukturänderungen von Proteinen und die chemische Natur schwacher intermolekularer Wechselwirkungen in kondensiertem Zustand auf Restebene auflösen. Darüber hinaus analysieren massenspektrometriebasierte Proteomik-Methoden systematisch die molekulare Zusammensetzung und Interaktionsnetzwerke der Kondensate, während Fluoreszenzanisotropie die molekulare Orientierung von Fasern innerhalb der Kondensate detektiert. Schließlich liefern elektrochemische Eigenschaften der Kondensate, wie z.B. Zeta-Potentialmessungen mittels Millisekunden-Elektrophorese, Referenzen für biomolekulare Wechselwirkungen und physiologische Funktionen. Die kombinierte Anwendung und Kreuzvalidierung dieser Techniken bietet eine solide Grundlage für den umfassenden physikochemischen Aufbau von LLPS vom molekularen bis zum mesoskopischen Maßstab.

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