تصنيع أقطاب Amperometric

يصف هذا البروتوكول كيفية تحضير أقطاب ألياف الكربون. أولاً، سنقوم بملء الشعيرات الزجاجية بألياف كربون تمت إزالة مادة التغليف (sizing) منها. بعد ذلك، سنقوم بسحب مجموعة الشعيرة والألياف لتحويلها إلى قطبين كهربائيين ثم قطع الألياف.

بعد ذلك، سنقوم بترتيب الأقطاب الكهربائية لغمسها في مادة الإيبوكسي. ولتثبيت الليف داخل القطب الكهربائي، سنقوم بتخزين الأقطاب الليفية على رف في فرن ساخن. تُستخدم هذه الأقطاب لاحقاً للكشف عن إفراز الكاتيكولامينات من الحويصلات في الخلايا المفردة باستخدام ألياف الكربون والقياس الضغطي.

تظهر التسجيلات الناجحة ضوضاء منخفضة ونبضات صاعدة متميزة بوضوح على مسار التسجيل. مرحبًا، أنا كاري بايك من مختبر الدكتورة إيمي هاركينز في قسم العلوم الصيدلانية والفسيولوجية بكلية الطب في جامعة سانت لويس. سأعرض لكم إجراءً لتصنيع أقطاب ألياف الكربون ذات الضوضاء المنخفضة لاستخدامها في قياس الحرارة الإشعاعي لقياس إطلاق الكاتيكولامينات من الخلايا المفردة.

لنبدأ بتجهيز ألياف الكربون لصنع الأقطاب الكهربائية. أولاً، قم بقص حزمة من ألياف الكربون بطول يعادل حوالي 1.25 مرة من طول الماصة الشعرية داخل خزانة استخلاص الغازات. تخلص من مادة التغليف (sizing) عن طريق غلي حوالي 100 milliliters من الأسيتون في وعاء، ثم إضافة الألياف إلى الأسيتون المغلي لمدة 30 دقيقة أو أكثر.

بعد الغليان، أخرج الألياف من الأسيتون الساخن وانقلها إلى بيكر نظيف يحتوي على 50 إلى 100 ملليلتر من الأسيتون النقي. انقل الألياف مرة أخرى إلى رقاقة ألومنيوم، والتي يمكن إخراجها من خزانة سحب الغازات. جفف الألياف بوضع الحزمة في طبق بتري مفتوح بقطر 150 مليمتر وترك ألياف الكربون تجف في الهواء طوال الليل.

بعد تجهيز ألياف الكربون، انتقل إلى تحضير الأنابيب الشعرية الزجاجية لصقلها بالنار. استخدم أنابيب شعرية زجاجية مخصصة لقياس الهيماتوكريت الدقيق، بطول 7.5 centimeters وقطر خارجي يبلغ 1.5 millimeter وقطر داخلي يبلغ 1.3 millimeter. أمسك الأنبوب من منتصفه وعرّض أحد طرفيه للهب.

قم بتدوير الأنبوب حوالي ثلاث مرات أثناء وجوده في اللهب. اقلب الأنبوب وضع الطرف المقابل في اللهب وقم بتدويره مرة أخرى ثلاث مرات. وبذلك يكون قد تم صقل طرفي الأنبوب الشعري بالحرارة.

ضع أنابيب التلميع باللهب في طبق زجاجي وانقلها إلى الفرن حتى تصبح جاهزة للملء بألياف الكربون. قبل البدء في إدخال ليفة كربونية في أنبوب شعري، تأكد من ارتداء قناع واقٍ للوجه. ثم استخدم أنابيب بلاستيكية متصلة بجهاز تفريغ مزود بمرشح لسحب الليفة إلى داخل الأنبوب الزجاجي.

بعد ذلك، قم بقص الليف باستخدام المشرط. تأكد من ترك ربع بوصة من الليف خارج كلا طرفي الأنبوب. أصبح ليف الكربون المسنن الآن جاهزاً للسحب لسحب قطب ليف الماصة.

ضع الأنبوب الشعري في القطب الكهربائي وأحكم ربط المقابض لتثبيت الأنبوب الشعري في مكانه. بعد ذلك، اضبط القطب على الإعدادات المثلى وتحكم في المفاتيح لتشغيل قطبين. وبمجرد سحب الماصة إلى النصف، افصل النصفين عن طريق قطع الليف العاري من المنتصف.

باستخدام المقص، قم بإزالة كل نصف من القطب الكهربائي واسحب الليف البارز لكسر الختم الزجاجي. قم بتقليم الليف باستخدام المقص بحيث يتبقى ثمن بوصة فقط من الليف خارج الأنبوب.

كرر هذه الخطوات حتى الوصول إلى نحو 16. يتم سحب الأقطاب الليفية قبل المضي قدماً في ختم الأقطاب لعمل ختم الزجاج الإيبوكسي. أولاً، قم بتسخين كمية محددة مسبقاً من الإيبوكسي على لوح تسخين مضبوط على 55 درجة مئوية لمدة ست دقائق. في خزانة استخلاص الأدخنة وأثناء تسخين الإيبوكسي، قم بلف نحو 16 من الأقطاب المسحوبة في حزمة واحدة.

باستخدام شريط لاصق بعد تسخين الإيبوكسي لمدة ست دقائق، أضف 0.7 جرام من المصلب إلى الإيبوكسي الساخن. اخلط المكونات عن طريق تدوير القارورة. اغمس حزمة الأقطاب الكهربائية في محلول الإيبوكسي الساخن والمصلب.

اغمس الحزمة مرتين، ولمدة خمس ثوانٍ تقريبًا في كل مرة، وذلك لضمان دخول كمية كافية من الإيبوكسي إلى الرؤوس الزجاجية عن طريق الخاصية الشعرية. فك الحزمة وضع الأقطاب الكهربائية على حامل كرتوني يحتوي على فتحات. ضع هذه الصينية في فرن مضبوط على 100 درجة فهرنهايت.

بعد مرور 48 ساعة على الأقل، افحص كل قطب كهربائي تحت مجهر تشريحي. استبعد الأقطاب الكهربائية التي لم تمتلئ بالإيبوكسي. جهز طرف سحق.

تتوفر ألياف أكثر من واحدة أو لا يمكن استخدامها لأسباب أخرى. بعد فحص كل قطب كهربائي، أعد وضع الأقطاب على الحامل الكرتوني ثم أعدها إلى الفرن. عادةً ما تظل الأقطاب الكهربائية صالحة لمدة شهر تقريبًا بعد التصنيع، وتتطلب قطع ألياف الكربون قبل استخدامها في قياس درجة الحرارة (pyrometry) في خلية ما.

لقص ألياف الكربون، ضع قطب ألياف الكربون بعناية على شريحة زجاجية مثبتة بشريط تيفلون. عاين الطرف تحت مجهر تشريحي. بعد ذلك، استخدم شفرة مشرط نظيفة للقص بشكل عمودي عبر ألياف الكربون لترك سطح مستوٍ ونظيف لوضع ألياف الكربون مقابل الخلية.

قبيل بدء التسجيلات مباشرة، قم بملء الشعيرية بمحلول كلوريد البوتاسيوم بتركيز ثلاثة مولار باستخدام سرنجة ملء، واحرص على تجفيف الطرف المقابل لليف البصري، وذلك لإزالة الملح الزائد.

ضع القطب الكهربائي على قرص الفضة/كلوريد الفضة الموجود في حامل القطب. يتم توصيله كهربائياً بمرحلة رأس قياس الحرارة (pyrometry head stage). أحكم ربط حامل القطب للحفاظ على استقرار القطب الكهربائي.

ضع القطب الكهربائي بجوار الخلية وابدأ في تسجيل أحداث مقياس RO. يصف هذا البروتوكول كيفية تصنيع وقص أقطاب tric. خلال تسجيلات tric، يتم وضع قطب من ألياف الكربون مقابل سطح خلية إفرازية.

يتم رصد نشاط الإخراج الخلوي على شكل مسامير ثلاثية، والتي تشير إلى التيار الكهروكيميائي الناتج عن انتقال الإلكترونات بعد أكسدة الكاتيكولامينات. ومن خلال الممارسة في تصنيع وقص أقطاب EmPro المترية، يمكن تحسين مستويات الضجيج بشكل كبير مقارنة بالعديد من الأقطاب المتاحة تجارياً. لقد أوضحت لكم للتو كيفية تصنيع أقطاب ألياف الكربون البارامترية عند تنفيذ هذا الإجراء.

من المهم إيلاء اهتمام وثيق بتفاصيل البروتوكول لضمان الحصول على أقطاب كهربائية متسقة ومنخفضة الضجيج. هذا كل شيء، شكراً للمشاهدة وبالتوفيق في تجاربكم.