Electrospinning أساسيات : الحل الأمثل ومعلمات جهاز

توضح هذه التجربة الغزل الكهربائي لسقالات الألياف النانوية للهياكل خارج الخلية لدعم الخلية في المختبر وفي الجسم الحي. ابدأ باختيار مذيب بوليمر وهندسة مجمع مناسبة للنوع المطلوب من ألياف النانو. أهم خطوة في هذه العملية هي تحديد تركيز التشابك الحرج الذي يمكن فوقه تكوين الألياف.

التالي هو تخصيص النظام لإنتاج كثافة القطر ومحاذاة الألياف. يشير المجهر الإلكتروني المطلوب إلى الأنواع المختلفة من الألياف التي يمكن نسجها. لقد ثبت أن هذه السقالات المصنوعة من الألياف النانوية المغزولة كهربائيا تسرع من النضج وتحسن النمو وتوجه هجرة الخلايا في المختبر الجاهزة.

بشكل عام ، سيكافح الأفراد الجدد في هذه الطريقة لأن الغزل الكهربائي يمكن أن يكون عملية صعبة. تعد العروض التوضيحية المرئية لهذه الطريقة أمرا بالغ الأهمية حيث يصعب فهم خطوات تحسين الجهاز دون أي خبرة سابقة في الغزل الكهربائي. عند اختيار بوليمر ومذيب للغزل الكهربائي ، ضع في اعتبارك خصائص مثل التحلل البيولوجي ، والبلاستيك الحراري ، وقابلية الربط المتقاطع مع وضع تطبيقك النهائي في الاعتبار.

ثم حدد معدات الحماية الشخصية المناسبة المطلوبة بناء على اختياراتك. بعد ذلك ، حدد ركيزة لتجميع ألياف النانو عليها مثل الزجاج أو البلاستيك أو المعدن أو رقاقة السيليكون. الآن اختر هندسة المجمع.

يتم جمع الألياف المحاذاة عشوائيا على ألواح ثابتة. بينما يمكن جمع الألياف المحاذاة على عجلات سريعة الدوران ، تضمن الأسطوانات أو القضبان أو الألواح المتوازية أن المجمع موصل ويظل معزولا بطريقة يمكن تأريضها دون تأريض الأشياء المجاورة أيضا. في حالة المجمعات الدوارة ، يجب عزل العجلة عن محورها.

من أجل تقريب تركيز التشابك الحرج ، قم بإعداد العديد من تركيزات البوليمر المرشحة تجريبيا من هذه ، اختر تركيزا يتدفق. يجب أن يكون المحلول سائلا لزجا ، ولكن ليس هلاميا. الآن قم بإعداد جهاز الغزل الكهربائي.

يجب وضع المحقنة على مسافة 20 سم من المجمع لبدء تحميل مضخة الحقنة بالمحلول المختار وضبط سرعة المضخة بحيث يتم استبدال أي حبة من المحلول يتم مسحها من الطرف على الفور. قم بتأريض المجمع وقم بقص سلك الجهد العالي بلوحة الموصل. تأكد من ضبط مصدر الطاقة على الصفر قبل بدء دوران العجلة أثناء زيادة الجهد ببطء ، وراقب إيقاع المحلول عند طرف الإبرة وراقب التيار.

استمر في ضبط الجهد للحصول على تيار طويل وثابت. إذا تعذر الحصول على تيار ثابت ، فاضبط تركيز محلول البوليمر أولا. إذا كان من الصعب رؤية الدفق، فاستخدم خلفية داكنة غير لامعة وضع مصدر ضوء أحادي الاتجاه بين المشاهد والبث.

في بعض الأحيان ، يتساقط محلول البوليمر مباشرة من طرف المحقنة دون أي جاذبية للعجلة. في هذه الحالة ، تأكد من أن لوحة الموصل تتلامس مع طرف الإبرة وأن المجمع يتلامس مع الأرض. إذا كان قطرة محلول البوليمر عند طرف المحقنة تميل في اتجاه العجلة ولكنها لا تشكل تيارا ، فقم بزيادة الجهد.

قم بإجراء التعديلات عن طريق تغيير المسافة والجهد حتى يظهر تيار ثابت. عندما تتشكل كرات بوليمر كبيرة عند طرف المحقنة ، اسحب الكرة الأرضية بعيدا بمنشفة ورقية متصلة بعصا غير موصلة. من أجل تصحيح تيارات التذبذب أو الهزة ، قم بخفض الجهد أو زيادة المسافة بين طرف المحقنة والعجلة.

إذا استمر التيار في الهز ، فاستخدم تركيزا أعلى من البوليمر أو أضف القليل من المذيب مع تبخر أبطأ إلى المحلول. ظاهر. تنتج التيارات الثابتة التي تجعل الاتصال الملحوظ مع العجلة التي تم ضبطها بسرعة دوران عالية أعلى جودة من التوحيد والمحاذاة لتحسين طول وثبات التيار القصير والمقطع. زيادة محلول البوليمر.

أضف المزيد من مذيب التبخير البطيء ، أو اضبط الجهد. في بعض الأحيان عند جمع ألياف عشوائية على صفيحة ثابتة ، تبدأ الألياف في تكوين صفائح أو خيوط في الهواء. هذا مؤشر على أن الجهد مرتفع للغاية.

عندما يتم اكتشاف الخرزات في الألياف ، قم بزيادة محلول البوليمر وتأكد من أن لوحة الموصل تتلامس باستمرار مع الإبرة وأن فرشاة السلك المؤرضة تتلامس باستمرار مع العجلة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تحاول تحقيق تدفق مستمر. غالبا ما تشير تيارات البصق إلى تكوين ألياف مطرز بالخرز.

إذا تشكلت الألياف على شكل شرائط أو تنزف معا ، فاستخدم تركيزا أعلى من البوليمر أو مذيبا بمعدل تبخر أعلى لتصحيح الألياف التي تشكل موجات أو إشارات تجعيد الشعر. قم بزيادة سرعة العجلة أو تحريك طرف الإبرة بعيدا عن المجمع. تأكد أيضا من أن لوحة الموصل والمجمع لا يهتزان.

في بعض الأحيان توقف مؤقتا عن الرغبة ، وفي هذه الحالة استخدم ببساطة مذيبا سريع التبخر. ومع ذلك ، إذا لم تكن المسام مرغوبة ، فحاول إضافة كمية صغيرة من مذيب cos أقل تقلبا من المذيب الرئيسي. عندما يتحرك المجمع عند عدد دورات منخفض في الدقيقة أو في حالة السكون ، تكون جودة المحاذاة رديئة.

قم بزيادة المحاذاة عن طريق زيادة سرعة العجلة. تعتبر ألياف النانو المغزولة الكهربائية فعالة في زراعة ودراسة أنواع الخلايا المختلفة. على سبيل المثال ، يمكن تلطيخ الخلايا العصبية الأولية للفئران لبيتا توبولين ونقطة القياس النووية.

الأهم من ذلك ، يمكن أيضا تصور الألياف عند تضمين صبغة مثل الروم الكبريتي في محلول الغزل بعد تطوره. سمحت هذه التقنية للباحثين في مجال المواد الحيوية وبيولوجيا الخلية باستكشاف التفاعلات بين الخلايا ومجموعة متنوعة من السمات الطبوغرافية النانوية والهندسة. لا تنس أن العمل بجهد عالي يمكن أن يكون خطيرا للغاية ، ويجب دائما اتخاذ الاحتياطات لعزل المشغل عن الجهاز أثناء تنفيذ هذا الإجراء.