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Assemblée, Tuning et utilisation d'un microscope en champ proche infrarouge pour l'imagerie Apertureless protéines


JoVE 1581 11/25/2009

1Department of Chemistry, University of Toronto, 2Department of Chemistry, University of Wisconsin, 3Department of Chemistry, Duke University

Le montage d'un microscope à champ proche infrarouge pour l'imagerie des agrégats de protéines est décrite.

Other articles by Gilbert C. Walker on PubMed

Cartographie Groupe élasticité De Modulation De Plastique-intégré, Thin-sectionné Muscle Squelettique

Nous avons fait des recherches sur la capacité de la microscopie à force atomique pour révéler les propriétés du tissu nontopographic embarqués dans du plastique et coupe à la norme d'électrons techniques microscopiques. Nous présentons des cartes topographiques et l'élasticité de plastique intégrés, des coupes minces de tissu musculaire. Les images montrent la topographie en corrélation avec la structure normale de répétition de la sarcomère. Cartographie élasticité en utilisant la force de modulation a révélé le contraste entre les zones d'actine et de myosine-riche. L'on attribue le contraste observée dans l'élasticité à la différence des concentrations locales de matériau biologique dans enrobage en matière plastique.

Ingénierie Des Surfaces Non Covalente De Nanotubes De Carbone Par Rigides, Fonctionnels Polymères Conjugués

Nous rapportons une approche nouvelle à l'ingénierie nonwrapping non covalente de surfaces de nanotubes de carbone par de courtes, rigides fonctionnels polymères conjugués, le poly (aryleneethynylene) s. Notre technique permet non seulement de la dissolution de divers types de nanotubes de carbone dans les solvants organiques, ce qui représente le premier exemple de la solubilisation des nanotubes de carbone via pi-empilage sans emballage polymère, mais pourrait également introduire de nombreuses neutres et ioniques des groupes fonctionnels sur les surfaces de nanotubes de carbone .

Application De La Force De Numérisation Et De Microscopie à Champ Proche à La Caractérisation Des Surfaces Polymères Adhésifs Minimalement

Cette mini-revue les efforts pour développer de nouveaux rapports microscopies à sonde à balayage pour caractériser la fonction et le vieillissement de la texture des surfaces polymères adhésifs utilisés pour les mini-applications antisalissures dans le milieu marin. Roman à force atomique et proche infrarouge des techniques de microscopie de terrain ont été utilisés pour caractériser l'adhérence surface du polymère et les propriétés structurales. Ces techniques peuvent trouver promesse pour caractériser le dépôt de la matrice extracellulaire des organismes ainsi que le vieillissement du revêtement polymère lui-même. Le travail présenté fait partie d'un vaste effort visant à réduire l'encrassement biologique sur les coques des navires à travers le développement et l'utilisation de matériaux de revêtement améliorées.

Surface Module D'élasticité De L'adhésif Barnacle Et Des Caractéristiques De Libération De Surfaces De Silicone

Les propriétés de balane adhésif sur les surfaces de silicone ont été étudiées par indentation AFM, l'imagerie, et d'autres tests et comparé à la force balane adhérence par cisaillement. Une structure multicouche de la plaque adhésive balane est proposé en fonction des régions module en couches mesurées par indentation AFM. La fracture des balanes des surfaces PDMS a été trouvée à inclure à la fois l'échec interfaciale et cohésive de la plaque adhésive balane, tel que déterminé par la coloration des protéines du substrat après la libération forcée balane du substrat. Les données pour les bernaches fraîchement libérés ont montré qu'il y avait une forte corrélation entre le module de la moyenne de Young de la couche adhésive (plus doux) à l'extérieur (E <0,3 MPa) et la résistance au cisaillement de l'adhérence, mais aucune corrélation pour les autres régions de module plus élevé. Linéaire, quadratique, et critère de rupture de Griffith (basé sur une estimation approximative de la longueur des fissures) des régressions ont été utilisées dans l'ajustement, et a montré la signification.

Utilisation De L'interaction Entre L'adhésif Atomique Conseils Microscopie à Force Et Des Surfaces De Polymères De Mesurer Le Module élastique Des échantillons Compliant

Un microscope à force atomique (AFM) méthode de mesure de l'élasticité de surface basée sur les interactions adhésives entre une pointe AFM et surfaces de l'échantillon est introduit. La méthode est particulièrement utile quand il ya une grande adhérence entre la pointe et échantillons mous, lorsque la méthode indentation serait moins précise. Pour les échantillons minces et souples, cette méthode aura beaucoup moins d'interférence du substrat que se trouve l'aide de la Méthode de pénétration parce qu'il ya seulement indentation passive induite par pointe-échantillon d'adhérence, en revanche, une empreinte importante avec un bout pointu dans l'échantillon peut briser sa contrainte-déformation linéarité, ou même faire la fracturer. Pour le cas où il est difficile de localiser avec précision le point de contact pointe-échantillon, ce qui est problématique pour la Méthode de pénétration, la méthode basée sur les interactions adhésives est utile car elle ne nécessite pas de localiser le point de contact pointe-échantillon lors du montage de la rétraction ensemble courbe de force. Le modèle est testé sur des polymères PDMS avec différents degrés de réticulation.

Conjugué Linker Thiol Pour La Conduction électrique Améliorée De L'or-molécule Contacts

Une seule molécule d'études de conduction électrique sont utilisés pour évaluer la façon dont le motif moléculaire reliant influe sur l'efficacité tunnel en métal-molécule-métal (mmm) jonctions. Ce produit utilise conductrice-sonde microscopie à force atomique (AFM-CP) pour comparer la conduction moléculaire de deux molécules à liaison pi-: un avec un lieur simple thiol, et un autre avec un lieur à double conjugué thiol aux deux extrémités des molécules. Les résultats démontrent que la molécule avec conjugués doubles linkers thiols affiche plus de conduction de l'or-molécule-or jonctions que non conjuguées simples thiol-or contacts.

Les études De Microscopie à Force De La Fibronectine Adsorption Et La Suite Adhésion Cellulaire Sur Des Substrats Avec La Chimie De Surface Bien Définies

Spectroscopie de force moléculaire a été utilisée pour étudier le comportement mécanique de plasma fibronectine (FN) de mica, de l'or, le poly (éthylène glycol), et-CH (3),-OH,-COOH et fin alcanethiol monocouches auto-assemblées. Les protéines ont été examinés à deux concentrations, l'une entraînant une surface saturée avec de multiples interactions intermoléculaires dénommé l'état d'agrégation et une autre aboutissant à un état semiaggregate où les protéines ne sont ni complètement isolé, ni complètement agrégés. Modélisation des données de force de vulgarisation en utilisant deux différentes théories conduit à des tendances similaires pour les paramètres thermodynamiques ajustées à partir de laquelle un aperçu de l'état de liaison de la protéine pourraient être obtenus. Protéines agrégées adsorbées sur des surfaces hydrophobes adoptée conformations plus rigides apparemment en raison de la dénaturation de surface a augmenté et le resserrement contraignante, tandis que plus lâches conformations ont été observées sur des surfaces plus hydrophiles. Les études de la FN dans un état semiaggregate ont montré une hétérogénéité dans les paramètres thermodynamiques du modèle suggèrent que, dans les premiers stades de l'adsorption non spécifique, conformations de protéines multiples existent, chacun ayant lié de façon irréversible sur le substrat. Les protéines présentes dans cet état ont tous montré une conformation plus rigide que dans les études correspondantes globales en raison de la plus grand nombre de contacts substrat disponible pour la protéine. Enfin, les expériences de spectroscopie de force ont été examinés pour une corrélation biocompatibilité par ensemencement avec des substrats de l'homme ombilical des cellules endothéliales vasculaires. Comme prévu par les modèles utilisés dans ce travail, les surfaces avec agrégé FN dépôt cellulaire promu tandis que les surfaces avec FN dans un état semiaggregate semble entraver le dépôt et la croissance cellulaires. Le microscope à force atomique de l'utilisation comme un moyen pour projeter biocompatibilité surface, bien que nécessitant des tests supplémentaires, n'a pas l'air prometteur.

Ferrocenylundecanethiol Corrélats Monocouche Auto-assemblée De Charge à Résistance Différentielle Négative Mesurée Par Microscopie à Force Mener Sonde Atomique

Propriétés électriques et mécaniques de métal-molécule-métal formée entre les jonctions Au-charge monocouches auto-assemblées (SAM) de électroactif 11-ferrocenylundecanethiol (FCC (11) SH) et un Pt-couché à force atomique microscope (AFM) pointe ont été mesurés l'aide d'un conducteur de sonde (CP) AFM en isolant solution alcane. Des mesures simultanées et indépendantes des courants et des forces d'adhérence de préjugés à charge de moins différents biais pointe appliquées entre le conducteur sonde AFM et de la FCC (11) SAM SH révélé réversibles de pointe en forme de courant-tension (IV) les caractéristiques et les maxima corrélée au potentiel-dépendants force d'adhérence. Piégés charges positives dans la jonction moléculaire en corrélation avec la conduction haute dans un dispositif affichant une résistance différentielle négative. Des mesures similaires sur une electropassive 1-thiol SAM ne pas présenter de pics dans la force d'adhérence ou l'autre ou les courbes IV. Un mécanisme impliquant deux étapes de transfert de trou de résonance à travers les orbitales moléculaires occupées (MOS) de groupes terminaux du ferrocène par oxydation séquentielle et la réduction subséquente, où un trou est piégé par la relaxation des phonons, est proposé pour expliquer l'actuelle observée de la force de corrélation. Ces résultats suggèrent une nouvelle approche pour sonder de transfert de charge impliquant des groupes électroactifs à l'échelle nanométrique, en mesurant les forces d'adhérence en fonction de la polarisation appliquée dans un environnement sans électrolytes.

Réponse Viscoélastique De Poly (diméthylsiloxane) Dans L'interaction Avec L'AFM Adhésif Conseils

Comme suite à une précédente étude (1), la réponse viscoélastique réticulé de poly (diméthylsiloxane) (PDMS) dans l'interaction adhésive avec l'AFM conseils est signalé. Le retrait de la pointe de l'AFM dans le polymère d'adhérence est provoquée par monotone dépendant de la vitesse de chargement. Au cours du processus de déchargement, la force d'adhérence entre la pointe AFM et le polymère a un point de tournant à une vitesse spécifique de déchargement. Il est constaté que les processus de relaxation viscoélastique dans le polymère en vrac, ce qui peut avoir plus d'un composant, provoquer la dépendance taux monotone de l'empreinte d'adhérence induite, la concurrence entre la relaxation en vrac et les résultats de relaxation interfaciale dans le tournant de la vigueur l'adhésion à une vitesse de rampe spécifique. Des expériences à différents temps de séjour de fournir une preuve supplémentaire de l'existence de détente matériau. Méthyl-et hydroxy-fonctionnalisés pointes AFM ont été utilisés pour étudier des échantillons de PDMS et a indiqué de fortes attractions dipolaires formés à l'interface pointe-échantillon.

Quantifier Les Paramètres Liaison D'adhésion à La Distinction Interactions De Blocs Hydrophiles Et Hydrophobes De Polystyrène-poly-2-vinylpyridine Avec Une Surface De Nitrure De Silicium

Une analyse de la vitesse de chargement de la dépendance des forces nécessaires à la rupture une pointe AFM partir d'une surface copolymère séquencé a fourni un aperçu de la structure de la surface de contact-macromolécule, la différenciation de la bloquer en contact de la pointe, une mesure du polymère-surface de liaison l'énergie, et la rigidité du contact. Copolymères séquencés polystyrène-poly-2-vinylpyridine ont été étudiés pour adsorber de nitrure de silicium. Polystyrène rigide fait de van der Waals contact avec la surface de nitrure de silicium dans une solution aqueuse, tandis que la liaison de poly-2-vinylpyridine à la surface est plus souple et peut impliquer une eau de transition.

Localisation Du Champ Dans Les Lasers Very Small Aperture étudiée Par Ouverture Pour Microscopie En Champ Proche

Localisée polaritons de plasmons de surface (SSP) ont été observés sur les lasers à très petite ouverture à l'aide sans ouverture microscopie en champ proche. Les champs autour de multiples ouvertures sont montrés d'entraîner des interférences provenant de sources ponctuelles PSP à chaque ouverture et de champs optiques. Le motif optique à champ proche autour d'une ouverture unique indique l'interférence de RCR avec leurs homologues dispersées. Mesures en champ proche a également confirmé une orientation préférentielle du guide d'ondes ouverture rectangulaire pour la localisation du signal dans les lasers à très petite ouverture.

La Production De Microcapsules Microfluidique Biopolymères Avec Morphologie Contrôlée

Nous rapportons une approche microfluidique pour générer des capsules d'hydrogels de biopolymères. Des gouttelettes d'une solution aqueuse d'un biopolymère sont émulsionnés dans une phase organique comprenant un agent de réticulation. Polymère gélification est réalisé in situ (sur une puce microfluidique) par diffusion contrôlée ionique de réticulation du biopolymère, à la suite du transfert de l'agent de réticulation de la phase continue aux gouttelettes. La gélification a été stoppée par la collecte de particules dans un grand bassin de l'agent de réticulation sans liquide. La structure de microgels (à partir de capsules à microgels de gradient à particules avec une structure uniforme) a été commandée en faisant varier le temps de résidence de gouttelettes sur la puce microfluidique et la concentration de l'agent de réticulation dans la phase continue. Nous avons démontré l'encapsulation d'un nombre contrôlé de billes de polystyrène dans les capsules de microgel. L'approche décrite a été appliquée à la préparation de gélules de plusieurs polysaccharides comme l'alginate de, kappa-carraghénane, et la carboxyméthylcellulose.

Ordonné Nanoparticules De CdSe Dans Auto-assemblées Domaines Copolymères à Blocs Sur Les Surfaces

Hiérarchique, à haute densité, les modèles commandés ont été fabriqués sur des substrats de Si par auto-assemblage de nanoparticules de CdSe dans environ 20 nm d'épaisseur des films de copolymères diblocs d'une manière contrôlée. Modifié en surface des nanoparticules formées CdSe structures bien définies à l'intérieur séparée en microphases polystyrène-b-poly (2-vinylpyridine) (PS-b-P2VP) domaines. Oxyde de trioctylphosphine (TOPO) revêtus de nanoparticules de CdSe ont été incorporées dans les domaines du PS et des nanoparticules de CdSe polyéthylène glycol-revêtues ont été situé principalement dans les domaines P2VP. Près de nanoparticules de CdSe serrée ont été clairement identifiés dans les schémas hautement ordonnées sur des substrats de Si par microscopie électronique à balayage (MEB). Contactez-mesures de l'angle ainsi que les résultats indiquent que SEM TOPO-CdSe nanoparticules ont été partiellement mis à l'interface air / copolymère.

Infrarouge En Champ Proche De Détection D'une Résonance étroite En Raison De Vibrations Moléculaires Dans Une Nanoparticule

Nonacarbonyl particules di-fer sur une surface d'or ont été imagé utilisant une ouverture pour le champ proche infrarouge microscopie. Première et deuxième de détection harmonique, avec et sans option d'auto-homodynage, ont été utilisés pour recueillir le spectre en champ proche d'un seul mode de vibration des carbonyles de transition en di-fer flocons nanocristallins nonacarbonyl sur une surface d'or. Les résultats expérimentaux ont été comparés à deux modèles théoriques, une image statique-dipôle moyen efficace et une image dipôle modifié par un coefficient de Fresnel pour l'angle d'observation approprié. Les calculs ont tenu compte de la rugosité de la couche d'or. La dépendance de phase du contraste en champ proche a été étudiée en utilisant des lasers accordables à large bande et de CO2. Effets sur la taille des particules de contraste et une résolution spatiale ont été étudiés afin de déterminer les limites de l'applicabilité de l'approximation demi-espace.

Auto-assemblage De Métal-polymère Analogues De Copolymères Triblocs Amphiphiles

Tableaux organisés de nanoparticules anisotropes présentent des propriétés électroniques et optiques qui proviennent de l'accouplement de forme dépendant de propriétés des nanotubes individuels. L'organisation de nanotubes de manière contrôlable et prévisible ouvre la voie à la fabrication de nouveaux matériaux et dispositifs fonctionnels. Jusqu'ici, des progrès significatifs ont été accomplis dans l'auto-assemblage de tableaux nanotige, mais la réalisation d'une gamme de structures différentes, il faut changer la chimie de surface des nanoparticules. Nous avons organisé nanotiges métalliques dans des structures à géométries variables en utilisant une analogie frappante entre amphiphiles copolymères tribloc ABA et les nano-barreaux hydrophiles attachés par des chaînes de polymère hydrophobe aux deux extrémités. L'auto-assemblage était accordable et réversible et il a été réalisé uniquement en changeant la qualité du solvant pour les blocs constitutifs. Cette approche fournit un nouvel itinéraire à l'organisation de nanoparticules anisotropes en utilisant les stratégies qui sont établis pour l'auto-assemblage de copolymères à blocs.

Force Induite Par Globule-bobine De Transition Dans Les Chaînes De Polystyrène Unique Dans L'eau

Induite Par La Pression De Restructuration D'un Film Produit Monocouche Nanojunction Seuil Et De Conduction De Loi De Puissance

La conduction électrique de métal-molécule-métal jonctions formées entre Au-charge monocouches auto-assemblées de structurellement différent 1-hexanethiol, 1-décanethiol, et ferrocényle-1-undecanethiol et un Pt-couché microscope à force atomique (AFM) pointe a été mesurée dans les forces de compression différentes en utilisant la conduite-sonde AFM. La résistance de la jonction observée eu deux changements de puissance distinctes loi d'échelle avec la force de compression. Régions à l'échelle différente ont été affectés à la modification de la zone de contact, distance d'effet tunnel, le nombre de voies de conduction, et la structure du film en compression.

Les Empreintes Digitales Nanomécanique Des Blocs Individuels D'une Chaîne De Copolymère Dibloc

Microscopie à force atomique (AFM) à base de simples expériences de chaînes de polymères de traction ont été utilisés pour étudier les transitions structurales des chaînes homopolymères individuels dans l'eau. Polystyrène (PS) a montré une durée de trois régime de la force-extension profil présentant un plateau de force qui rappelle d'une transition du premier ordre, tel que prédit théoriquement, alors que le poly (méthacrylate de méthyle) (PMMA) ont montré une caractéristique en dents de scie motif rappelle le comportement multidomaine démontage . Les deux distinctes transtions structurelles fournir des empreintes digitales pour les homopolymères individuelles, qui peuvent être utilisés pour identifier des blocs individuels de symétriques et asymétriques PS-b-PMMA chaînes de copolymère dibloc.

Imagerie Chimique De La Surface De L'auto-assemblés En Polystyrène-b-poly (méthacrylate De Méthyle) Films Copolymère Dibloc Utilisation Sans Ouverture Microscopie En Champ Proche IR

Les variations de composition chimique de l'échelle nanométrique les surfaces de films minces de polystyrène-b-poly (méthacrylate de méthyle) (PS-b-PMMA) copolymères diblocs sont interprétées par ouverture pour microscopie en champ proche infrarouge. La dispersion du faisceau infrarouge incident à partir d'un microscope à force atomique modulé (AFM) est sondé embout utilisant une détection homodyne et de démodulation à la fréquence d'oscillation la pointe. Une augmentation de l'atténuation IR est observée dans les domaines riches en PMMA avec une dépendance nombre d'onde qui est compatible avec le spectre d'absorption en vrac. Les résultats indiquent que même si une petite topographie induite par artefact peut être observé dans les images en champ proche, la signature chimique de l'échantillon est détectée clairement.

Immuno-atomique Caractérisation Microscopie à Force De La Fibronectine Adsorbée

La fibronectine (Fn) conformation de liaison sur le mica et ultraplat poly (D, L-lactide-co-glycolide) (UPLGA) a été caractérisé en utilisant la microscopie à force atomique (AFM). AFM images topographiques ont montré que Fn était dans une forme élargie de mica et d'une structure compacte sur UPLGA. Avec immuno-AFM, un anticorps (Ab (hépatite)) a été utilisée pour caractériser la touche Fn conformation contraignant. Lorsque Fn ouvre son site de liaison pour un anticorps de l'adsorption à une surface, l'résultant Fn-anticorps crée un pic dans la distribution en hauteur supplémentaire de l'échantillon. Immuno-AFM utilise cette variation pour détecter liaison antigène-anticorps. Dans cette lettre, histogrammes hauteur (distributions) ont été générés en utilisant la hauteur moyenne réelle de molécules, ce qui a été mesurée en examinant l'histogramme pour chaque molécule individuelle et en soustrayant le fond de mica. Les valeurs moyennes ont été obtenues de véritables hauteur à partir des histogrammes et a montré que Fn et Ab (HEP) formé des complexes sur le mica, ce qui signifie que l'un des sites liaison à l'héparine sur Fn a été ouverte lorsque Fn a été adsorbé sur le mica. La hauteur moyenne réelle du complexe Fn-anticorps à partir de l'histogramme est plus important que prévu, ce qui suggère que l'anticorps avait tiré les longues «bras» de Fn ensemble et causé un changement de conformation Fn lors de la liaison. Les histogrammes de hauteur permettent d'illustrer la touche Fn conformation reliure et autres, liaison antigène-anticorps.

Structures Nanométriques Et Mécanique Des Barnacle Ciment

Polymérisé balane colle a été étudiée par microscopie à force atomique (AFM), microscopie électronique à balayage (MEB), transformée de Fourier (FTIR) et la coloration chimique. Structures nanométriques présentant des morphologies en forme de tige, globulaires et de forme irrégulière ont été observées dans le ciment en vrac de l'Amphitrite balane Amphibalanus (= Balanus amphitrite) par l'AFM. SEM couplé avec dispersion d'énergie des rayons X (EDX) a fourni des informations composition chimique, mettant en évidence la nature organique des structures nanométriques en forme de tige. Spectroscopie FTIR donné signatures de bêta-feuille et bobine conformations aléatoires. Les propriétés mécaniques de ces structures nanométriques ont également été sondé en utilisant la spectroscopie de force et l'indentation avec l'AFM. Des données a abouti à plus d'indentation modules élastiques pour les structures en forme de tige par rapport aux autres structures dans le ciment en vrac. Molécule unique AFM force d'extension des courbes sur la matrice de l'ciment en vrac souvent preuve d'périodique en dents de scie comme le profil, observée à la fois dans l's'étendre et se rétracter des portions de la courbe de force. Rod-forme de structures colorées avec protéine amyloïde-sélectifs colorants (rouge Congo et thioflavine-T) a révélé qu'environ 5% de la de ciment en vrac étaient amyloïdes. Une dominante 100 de protéines de ciment kDa a été trouvé pour être mécaniquement agile, à l'aide répétés des structures hydrophobes qui, apparemment, associent au sein de la même protéine ou avec les voisins, la création de la ténacité sur l'échelle de longueur 1-100 nm.

Eau-stable Dibloc Polystyrène-bloc-poly (2-vinyl-pyridine) Et Dibloc Polystyrène-bloc-poly (méthacrylate De Méthyle) Surfaces Cylindriques à Motifs Inhibition Règlement Des Zoospores De L'algue Verte Ulva

Nanostructurés surfaces avec des domaines hydrophobes et hydrophiles ont été produites à l'aide du copolymère dibloc polystyrène-bloc-poly (2-vinylpyridine) (PS-b-P2VP) et le polystyrène-bloc-poly (méthacrylate de méthyle) (PS-b-PMMA). Le PS-b-P2VP copolymère dibloc, mélangé avec l'agent de réticulation benzophénone et de spin-enduit sur des plaquettes de silicium, montré auto-assemblées des structures cylindriques, qui ont été conservés après traitement aux UV pour réticulation. Les films minces affiché domaines cylindriques après immersion dans l'eau. Cette étude montre que la rétention modèle dans de l'eau est possible pour une longue période de temps, au moins pendant deux semaines dans l'eau pure et trois semaines en eau de mer artificielle. Le dibloc PS-b-PMMA a montré auto-assemblés des structures cylindriques. PS-b-P2VP et PS-b-PMMA surfaces cylindriques à motifs montré règlement réduit de zoospores de l'algue verte Ulva par rapport aux surfaces sans motifs. Les copolymères ont été étudiés en utilisant la microscopie à force atomique et spectroscopie des rayons X des photoélectrons.

Regards Sur La Composition, La Morphologie, Et Formation De La Coquille Calcaire De L'Dianthus Hydroides Serpulidés

À ce jour, les tubes calcaires de vers marins serpulidés n'ont pas été étudié de façon approfondie dans un contexte de biominéralisation. La structure et la composition de la coque du tube et le ciment adhésif de la marine dianthus Hydroides ver tubicole ont été étudiés en utilisant une variété de techniques de caractérisation, y compris la poudre XRD, FTIR, MEB, EDX, et l'AFM. Le tube et le ciment sont déterminés à être inorganique-organique, les matériaux composites constitués d'aragonite inorganique (CaCO (3)) et Mg-calcite (Ca ((0,8) Mg (0,2)) CO (3)) des cristaux, et la fois solubles et insolubles matrices organiques (SOM et l'OIM). SEM l'imagerie a révélé une variété de morphologies cristallines. Nanoindentation AFM des composants inorganiques donné modules de Young d'environ 20GPa à l'état humide, et environ 50GPa à l'état sec. Analyse des acides aminés indiqués des SOM des quantités substantielles de acides et non polaires acides aminés neutres. Une partie de la paroi du tube organique insoluble a été identifiée comme étant composé de collagène contenant des fibres alignées dans une structure sillonne. Le revêtement du tube de SOM et organique ont été trouvés pour contenir les polysaccharides sulfatés et carboxylés. Dans l'eau de mer d'une solution artificielle, le SOM et le revêtement du tube organique médiée CaCO (3) la minéralisation in vitro.

Le Rôle De La Surface De L'énergie Et De L'eau Dans Mouillabilité Aminoalkyle / Fluorocarbone / Hydrocarbure Modifié Surfaces Xérogel Dans Le Contrôle De L'encrassement Biologique Marine

Films xérogel avec topogrophy surface uniforme, tel que déterminé par microscopie électronique à balayage, microscopie à force atomique (AFM), et le temps de vol spectrométrie de masse d'ions secondaires, ont été préparés à partir de aminopropylsilyl-, fluorocarbonsilyl-et-hydrocarbonsilyl contenant des précurseurs. Module d'Young a été déterminée à partir de mesures d'indentation AFM. Les revêtements de xérogel a réduit de règlement des zoospores de la marine encrassement algue Ulva par rapport à un poly (diméthylsiloxane) élastomère (PDMSE) standard. Établissement augmenté en corrélation avec mouillabilité à l'eau telle que mesurée par diminution de l'angle de contact statique de l'eau, thêta (Ws), ou à une diminution de la contribution polaire (gamma (P)) à l'énergie libre de surface (gamma (S)), telle que mesurée par analyse d'angle de contact complet . La force de l'attachement des jeunes plantes de 7 jours (jeunes plants) de Ulva sur plusieurs des xérogels était similaire à celle sur PDMSE même si aucune corrélation globale a été observée avec soit thêta (Ws) ou gamma (S). Pour sporelins attachés à la fluorocarboné / hydrocarbures modifiés par xérogels, la force de fixation augmente avec l'augmentation mouillabilité à l'eau. Les xérogels aminopropyl modifiés n'a pas suivi cette tendance.

La Détection De Marqueurs De Leucémie Lymphoïde Chronique Surface Des Lymphocytes En Surface Enhanced Raman Scattering Nanoparticules D'or

Ciblage sélectif et la détection d'une hémopathie maligne, la leucémie lymphoïde chronique, en utilisant la diffusion Raman de surface améliorée (SERS) des nanoparticules d'or est signalé. Les nanoparticules fonctionnelles ont été composé d'un noyau d'or sur laquelle un colorant rapporteur optique a été adsorbé, à l'abri de l'agrégation par polyéthylèneglycol greffé, et ciblés sur CD19 antigène par des anticorps. Les signaux ont été détectés par microscopie à fond noir et spectrométrie Raman. L'observation selon laquelle les signaux Raman ne soient pas perturbés par plusieurs taches traditionnelles de pathologie indique avantages par rapport aux méthodes de fluorescence.

La Ségrégation De La Phase De Untethered Zwitterioniques Bicouches Lipidiques Modèles Enregistrées Mercaptoundécanoïque-acide Modifié Par L'AFM Or Imagerie Et De Cartographie Force

Planar bicouches lipidiques supportées (SLBS) sont souvent étudiés comme les membranes cellulaires modèles parce qu'elles sont accessibles à une variété de techniques d'analyse de surface. Plus précisément, des études récentes de la coexistence phase lipidique dans des systèmes modèles suggèrent que l'organisation des membranes latérale est important de toute une gamme de fonctions cellulaires et les maladies. On rapport à la formation de la phase-ségrégation dioléoylphosphatidylcholine (DOPC) / sphingomyéline / cholestérol bicouches sur mercaptoundécanoïque-modifiée par des acides (111) d'or par fusion spontanée de vésicules unilamellaires, sans l'utilisation de groupes de tête chargées ou modifié chimiquement. Les liquides ordonnés (l (o)) et aux liquides désordonnée (L (j)) sont des domaines observée par microscopie à force atomique (AFM) et la hauteur d'imagerie de phase. En outre, les propriétés mécaniques de la bicouche ont été caractérisées par la force d'indentation-cartes. Convient d'indentation vigueur à la mécanique des rendements Sneddon modules apparente moyenne Young de la l (o) et l (d) les phases de 100 + / - 2 et 59,8 + / - 0,9 MPa, respectivement. Les résultats ont été comparés au système de membrane lipidique même formé de mica avec un bon accord, bien que des valeurs de module sur le mica est apparu plus élevé. Comparaisons semi-quantitatives indiquent que les propriétés mécaniques de la l (o) de phase sont dominées par les forces intermoléculaires de Van der Waals, tandis que ceux de la l de liquide (d) de phase, avec relativement faibles forces de van der Waals, sont influencés sensiblement par les différences de charge de surface densité entre les deux substrats, qui manifeste comme une différence de coefficients de Poisson apparentes.

Interfaciale Free Energy Seul Gouverne Réduire Chaîne De Polystyrène Dans Des Solutions Aqueuses Et Aqueux

L'interaction hydrophobe est nettement responsable de la conduite repliement des protéines et l'auto-assemblage. Pour le comprendre, la thermodynamique, le rôle de la structure de l'eau, le processus de démouillage entourant hydrophobes, et les aspects connexes ont fait l'objet d'enquêtes approfondies. Ici, nous examinons l'hypothèse que le polymère-solvant énergie libre interfaciale est adéquat pour décrire les énergies de l'effondrement d'une chaîne homopolymère hydrophobe à température fixe, qui sert de modèle très simplifié pour l'étude de l'effondrement hydrophobe d'une protéine. Ce qui implique que les changements de polymère-solvant énergie libre interfaciale doit être directement proportionnelle à la force d'étendre un polymère affaissée dans un mauvais solvant. Pour tester cette hypothèse, nous avons entrepris une seule molécule la spectroscopie de force sur un effondrement, seule, chaîne de polystyrène dans l'eau-éthanol et d'eau-sel mélanges où nous avons mesuré l'énergie de solvatation monomère libre à partir d'une moyenne d'ensemble des conformations. Des proportions différentes dans le mélange binaire ont été utilisés pour créer des solvants avec différents interfaciales énergies libres avec du polystyrène. Dans ces solvants mixtes, nous avons observé une corrélation linéaire entre l'énergie libre interfaciale et la force nécessaire pour allonger la chaîne dans la solution, qui est une mesure directe de l'énergie de solvatation libre par monomère sur une seule chaîne à la température ambiante. Un modèle analytique simple se compare favorablement avec les résultats expérimentaux. Cette connaissance prend en charge une hypothèse commune selon laquelle l'eau explicite solvant peut ne pas être nécessaire pour les cas dont les préoccupations premières sont les interactions hydrophobes et d'hydratation hydrophobe.

Composites Tableaux Nanoslit Nanoparticules: Une Nouvelle Plateforme Pour LSPR Médiation Longueur D 'onde De Transmission Optique

Près de la transmission de lumière infrarouge à travers des tableaux fente longueur d 'onde est montré à être fortement influencé par des nanoparticules métalliques résonants placés dans la structure. Expérimentale calculée et émission des spectres de transmission comment la taille, l'orientation des nanoparticules, et la période de l'influence tableau nanoslit la longueur d'onde de transmission maximale, l'amplitude de la transmission, et la largeur de la résonance. Ces résultats suggèrent que la résonance plasmonique de surface localisée (LSPR) de nanoparticules métalliques et leurs interactions ultérieures près et de loin-champ peut moduler la transmission longueur d 'onde et une bande passante de périphériques de la baie nanoaperture dans des films métalliques optiquement épaisses.

Cholestérol-dépendante De La Stabilité De La Phase-nanomécanique Distincts Bicouches Lipidiques Multicomposants

Le cholestérol est impliqué dans l'endocytose, exocytose, et l'assemblage de sphingolipides / cholestérol-enrichi domaines, comme cela a été démontré dans des membranes modèles et les deux cellules vivantes. Dans ce travail, on explore l'influence de différents niveaux de cholestérol (5-40% en moles) sur la morphologie et de la stabilité nanomécanique de bicouches lipidiques de phase distincts consistant en-dioléoylphosphatidylcholine / sphingomyéline / cholestérol (DOPC / SM / Chol) au moyen de forces atomiques microscopie (AFM) d'imagerie et de cartographie vigueur. Forces de rupture sont constamment plus élevée dans les SM / Chol liquide enrichi ordonnées domaines (Lo) que dans la DOPC fluide enrichi en la phase désordonnée-(Ld) à une série de taux de charge. Groupe présente également des énergies d'activation (DeltaEa) pour la formation d'une fracture AFM-pointe induite, calculée par un modèle pour la rupture de films minces moléculaires. Les valeurs obtenues DeltaEa concordent remarquablement bien avec les valeurs déclarées pour la fusion des processus liés à l'aide d'autres techniques. En outre, nous avons observé que dans la gamme étudiée Chol, l'organisation latérale de bicouches peuvent être classés en trois groupes distincts. Les résultats sont rationalisées par nanomécanique fracture d'un ternaire phospholipide / sphingolipides / cholestérol mélange à l'aide corrélée AFM basée sur l'imagerie et de cartographie vigueur, ce qui démontre l'influence d'une vaste gamme de teneur en cholestérol sur la morphologie et la stabilité nanomécanique de bicouches de modèle. Cette offre des aperçus fondamentaux sur le rôle du cholestérol dans la formation et la stabilité de sphingolipides / cholestérol-enrichi domaines, ainsi que dans la fusion membranaire.

Règlement Barnacle Et L'adhérence Des Protéines Et Microfouling Diatomées à Xérogel Films Avec Plus Ou Moins D'énergie De Surface Et Mouillabilité à L'eau

Des travaux antérieurs ont montré que organosilicié à base de xérogels ont le potentiel de contrôler l'encrassement biologique. Dans cette étude, les modifications de la chimie ont été étudiés quant à leur résistance à la marine des boues et de règlement des cyprids nonnettes. Mesures force d'adhérence de sérum albumine bovine (BSA) revêtues de microscopie à force atomique (AFM) conseils sur les surfaces préparées à partir de xérogel aminopropylsilyl-, fluorocarbonsilyl-et-hydrocarbonsilyl contenant des précurseurs, a indiqué que l'adhésion était nettement moins sur les surfaces xérogel en comparaison à un poly (diméthylsiloxane) élastomère (PDMSE) standard. La force d'adhérence de la BSA sur les xérogels était la plus élevée sur les surfaces avec le plus haut et les plus faibles tensions superficielles critiques, gamma (C) et les énergies de surface, gamma (S), et en double la «courbe Baier». L'attachement et l'élimination des cellules de la perminuta diatomée Navicula d'une série de surfaces semblables xérogel ont été examinés. Fixation initiale de cellules est comparable à la totalité des surfaces de xérogel, mais le pourcentage d'élimination de cellules attachées par la contrainte de cisaillement hydrodynamique augmenté de rayons gamma (C) et la mouillabilité accrue telle que mesurée par l'angle de contact statique de l'eau, thêta (Ws), du xérogel les surfaces. Le pourcentage d'élimination de cellules de Navicula été linéairement corrélée avec les deux propriétés (R (2) = 0,74 pour le retrait pourcentage en fonction de thêta (Ws) et R (2) = 0,69 pour le retrait de pourcentage pour une fonction de gamma (C)) . Plusieurs des xérogels aminopropylsilyl contenant montré élimination significativement plus élevée de Navicula par rapport à une norme PDMSE. Larves Cypris de l'Amphitrite balane B. a montré de règlement préféré sur des surfaces d'énergie hydrophiles / supérieur. Règlement a été corrélée linéairement à thêta (Ws) (R (2) = 0,84) et gamma (C) (R (2) = 0,84). Xérogels hydrophiles devrait se révéler utile en tant que revêtements pour les bateaux dans les régions où l'encrassement est dominé par microfouling (protéines et diatomées boues).

Auto-assemblage De Points Quantiques Colloïdaux Sur L'échafaud De Micelles De Copolymères Triblocs

Ce document décrit la co-auto-assemblage d'un copolymère tribloc polystyrène-poly (4-vinylpyridine)-poly (oxyde d'éthylène) avec nanocristaux de CdSe (quantum dots, les points quantiques) et avec un copolymère de styrène phénylènevinylène compatible polymère conjugué (MEH-PPV) dans des mélanges de chloroforme et de 2-propanol. Le polymère lui-même (PS (577)-P4VP (302)-PEO (852), où les indices se référer au degré de polymérisation moyen en nombre) des formes en forme de vis sans fin micelles lorsque le 2-propanol est ajouté à une solution du polymère dans du CHCl (3). En présence de quantités croissantes de points quantiques, les structures deviennent plus courtes et forment des micelles sphériques seuls hybrides (avec boîtes quantiques liés à la surface) à 4h01 QD / polymère w / w, accompagnés par les points quantiques libres. Ces structures conservent leur stabilité colloïdale dans du 2-PrOH, suggérant que même les points quantiques libres portent une coquille surface d'un copolymère bloc. La présence de MEH-PPV n'a aucun effet sur cette auto-assemblage. L'une des observations les plus remarquables a eu lieu lorsque les échantillons dans 2-PrOH ont été centrifugée pour éliminer les points quantiques libres accompagnant les micelles mixtes. Les micelles sédimentées, mais sur redispersion dans 2-PrOH, réarrangés pour former colloïdalement stables à long ramifiés structures cylindriques y compris les réseaux cylindriques.

Rétrospective. Paul F. Barbara (1953-2010)

Le Contrôle De L'encrassement Biologique Marin Sur Des Surfaces Xérogel Avec L'échelle Du Nanomètre Topographie

Mélanges de n-octadécyltriméthoxysilane (C18, 1-5 moles%), le n-octyltriéthoxysilane (C8) et le tétraéthoxysilane (TEOS) a des surfaces de xérogel de faire varier la topographie. Le xérogel 01:49:50 C18/C8/TEOS formé de 100 à 400 nm à l'échelle des pores 2-7-nm de profondeur par l'AFM en revêtements avec ≥ 3% de C18 étaient libres de ces caractéristiques. La ségrégation du revêtement dans les régions riches en alcane et alcane-déficient dans le xérogel 01:49:50 C18/C8/TEOS été observée par microscopie IR. Immersion dans ASW 48 h donné aucune différence statistique dans l'énergie de surface pour le xérogel 01:49:50 C18/C8/TEOS et une augmentation significative pour le xérogel 50:50 C8/TEOS. Règlement des cyprids nonnettes et l'élimination des balanes mineurs, le règlement des zoospores de l'algue Ulva linza et la force de l'attachement de la 7-jour sporelins ont été comparés entre les formulations xérogel. Règlement des balanes cyprids était significativement plus faible par rapport aux normes en verre et le polystyrène. Les 1:49:50 3:47:50 et xérogels C18/C8/TEOS étaient comparables à PDMSE en ce qui concerne l'enlèvement de mineurs et de la biomasse bernacles sporeling, respectivement.

Imagerie Structure Secondaire Des Fibrilles Amyloïdes Individuels D'un Fragment β2-microglobuline Aide En Champ Proche Spectroscopie Infrarouge

Amyloïdes fibrilles maladies sont caractérisées par la production anormale de protéines agrégées et sont associés à de nombreux types de maladies neuro-dégénératives et physiquement. Des techniques de diffraction des rayons X, à l'état solide à l'angle magique tournant spectroscopie RMN, dichroïsme circulaire (CD) de la spectroscopie, et des études microscopie électronique en transmission ont été utilisés pour détecter et examiner la chimie, l'électronique, les matériaux et les propriétés structurales de fibrilles amyloïdes jusqu'à à angström résolution spatiale. Cependant, des études de diffraction des rayons X nécessitent des cristaux de la fibrille à analyser, tandis que d'autres techniques ne peuvent sonder la solution en vrac ou des échantillons solides. Dans le travail présenté ici, sans ouverture microscopie à balayage à champ proche infrarouge (ANSIM) a été utilisé pour sonder la structure secondaire de fibrilles amyloïdes individuelles faites à partir d'une solution dans in vitro. Simultanées images topographiques et infrarouge de fibrilles amyloïdes individuels synthétisés à partir du fragment peptidique de 21 à 31 # β (2)-microglobuline ont été acquises. En utilisant cette technique, les spectres IR des fibrilles amyloïdes ont été obtenus avec une résolution spatiale de moins de 30 nm. On observe que le spectre du champ expérimental diffusée est fortement corrélé avec celui calculé en utilisant le spectre d'absorption en champ lointain. Les images en champ proche des fibrilles amyloïdes présentent diffusion beaucoup plus faible du rayonnement IR à environ 1630 cm -1). En outre, les images en champ proche aussi indiquer que la composition et / ou des variations structurelles entre les fibrilles amyloïdes individuels étaient présents.

Encapsulation Membrane Phospholipidique Des Nanoparticules Pour Surface-enhanced Raman Scattering

Lipides encapsulés surface améliorées diffusion Raman (SERS) des nanoparticules, avec des applications prometteuses dans le diagnostic biomédical, ont été produites. Les nanoparticules d'or, 60 nm de diamètre, ont été revêtues d'un mélange ternaire de DOPC, sphingomyéline et de cholestérol. La couche lipidique est polyvalent pour l'ingénierie de la chimie et les propriétés optiques des particules. La stabilité des particules lipides encapsulés est démontrée sur une période de plusieurs semaines. La polyvalence de la couche est démontré par l'incorporation de trois différents actifs Raman des espèces au moyen de trois stratégies différentes. La couche lipidique a été directement observée par MET, et le spectre SERS des trois espèces de teinture a été confirmée par spectroscopie Raman. UV-vis de l'absorption et la diffusion de lumière dynamique fournissent une preuve supplémentaire de l'encapsulation des lipides. L'encapsulation est réalisée en solution aqueuse, en évitant de transfert de phase et une contamination possible par des solvants organiques. En outre, lorsque fluorescentes lipides de colorant marqués ont été utilisés dans l'enrobage, la fluorescence et l'activité SERS des particules ont été contrôlé par l'utilisation d'ions dissous dans la solution de préparation.

Signature De L'hydratation Hydrophobe Dans Un Polymère Unique

Hydrophobicité sous-tend l'auto-assemblage dans de nombreux systèmes naturels et synthétiques moléculaire et nanométrique. Une signature de l'hydrophobie est sa dépendance de la température. La première évaluation expérimentale de la dépendance de la température et la taille de l'énergie libre d'hydratation dans un polymère hydrophobe unique est rapporté, qui teste les hypothèses clés dans les modèles d'interactions hydrophobes dans le repliement des protéines. Ici, l'énergie libre d'hydratation nécessaire pour étendre trois polymères hydrophobes avec différentes tailles des chaînes latérales aromatiques a été mesurée directement par spectroscopie de molécule unique force. Les résultats sont de trois ordres. Tout d'abord, l'énergie d'hydratation gratuitement par monomère se trouve être fortement dépendante de la température et ne suit pas la thermodynamique interfaciale. Deuxièmement, les profils de température sont dépendance distinct parmi les trois polymères hydrophobes à la suite d'un effet de taille à l'échelle hydrophobe subnanométrique. Troisièmement, l'énergie libre d'hydratation d'un monomère sur une macromolécule est différent d'un monomère libre; corrections pour l'hydratation d'énergie réduite libre dû à l'interaction hydrophobe à partir d'unités voisins sont nécessaires.

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