فحص الكمية والنوعية من التفاعلات الجسيمات الجسيمات الغروية عن طريق مسبار Nanoscopy

الهدف العام من هذا الإجراء هو الحصول على معلومات كمية عن التفاعلات النانوية الموجودة بين الجسيمات في نظام غروي قائم على السائل. يتم تحقيق ذلك عن طريق تحضير مسبار غروي وظيفي أولا عن طريق ربط جسيم واحد على ناتئ مجهر القوة الذرية tipis. الخطوة الثانية هي تركيب المسبار على مجهر القوة الذرية وإعداد خلية سائلة ذات ركيزة جسيمات غروية.

بعد ذلك ، تتم معايرة ثابت الزنبرك وحساسية المسبار الغروي حراريا باستخدام برنامج المجهر. الخطوة الأخيرة هي استخدام المسبار الغروي وقياس التفاعلات مع ركيزة جسيمات الجزء الغروي في السائل للمعايرة. يتم أيضا إجراء قياس مباشر لحساسية المسبار باستخدام ركيزة MICA في السائل في نهاية المطاف مسبار غروي.

يمكن استخدام الفحص المجهري لقياس القوى بين الجسيمات التي قد تكون مسؤولة عن حركية التخثر وعدم الاستقرار الفيزيائي للنظام الغروي السائل المدروس. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في تحديد وقياس المعلمات الرئيسية المسؤولة عن الاستقرار الفيزيائي وحركية التخثر لمختلف الأنظمة الغروية السائلة مثل تلك الموجودة في أجهزة الاستنشاق بجرعات العداد المضغوطة ، والمستحضرات الصيدلانية ، والتركيبات الوريدية ، والأنظمة البيولوجية ، والعديد من الأنظمة الأخرى من خلال القياسات الدقيقة للغاية لقوى الجذب والتماسك وعدم التماسك لمادتين صلبتين. يمكن أن توفر هذه الطريقة نظرة عميقة جدا على التفاعلات الكيميائية والفيزيائية غير المدرجة لهذين المادتين الصلبين.

يمكن استخدام هذه المعرفة للتنبؤ باستقرار التركيبات الصيدلانية ، ولكن يمكن أيضا تطبيقها على نظام بيولوجي مختلف جدا لاستكشاف تقارب الجسيمات أو المواد الصلبة المختلفة للخلايا أو البكتيريا. ابدأ بإعداد المسبار الغروي باستخدام طرف مجهر للقوة الذرية ، أقل ناتئا ، وقم بتثبيت الكابولي على حامل زاوية 45 درجة كما هو موضح هنا. يدعم الحامل الكابولي بزاوية 45 درجة فوق الأفقي.

الخطوة التالية هي وضع الايبوكسي على شريحة المجهر للقيام بذلك. بعد تحضير الإيبوكسي ، استخدم ملعقة نظيفة لتشويه طبقة رقيقة على الشريحة. باستخدام مادة لاصقة مؤقتة ، قم بتوصيل الجانب الآخر من الشريحة بحامل مخصص مصمم للانزلاق على غلاف عدسة المجهر.

ارجع إلى المجهر باستخدام مجموعة الشريحة والحامل وحرك الحامل على غلاف العدسة عند الانتهاء. يجب أن تكون الشريحة التي تحتوي على الايبوكسي فوق الكابولي على منصة العينة. مع وجود كل شيء في مكانه ، راقب الكابولي من خلال المجهر واقترب من المنصة والناتئ إلى شريحة الإيبوكسي.

بمجرد أن يكتسب الكابولي كمية صغيرة من الايبوكسي ، اسحب الكابولي مع وجود الإيبوكسي في مكانه. استخدم نفس التقنية لإرفاق جسيم دهني من اثنين إلى خمسة ميكرون في قمة الكابولي. الآن قم بإعداد ركيزة الفحص المجهري للقوة الذرية.

استخدم زلة غطاء دائرية مقاس 35 ملم ومادة لاصقة لتثبيت اللدائن الحرارية. قم بتسخين زلة الغطاء على لوح ساخن مزود بمسبار درجة الحرارة. عندما تكون درجة حرارة اللوح الساخن حوالي 120 درجة مئوية ، ضع المادة اللاصقة بالحرارة ، وقم بإيقاف تشغيل اللوح الساخن وانتظره ، وانزلق الغطاء ليبرد إلى 40 درجة مئوية.

في هذه المرحلة ، قم بغبار الغطاء بكمية صغيرة من الجزيئات الغروية. عندما يبرد انزلاق الغطاء إلى درجة حرارة الغرفة، انقله إلى حامل واغسله عن طريق سحب العينة فوقه. كمية صغيرة من الوسط السائل هنا ، اثنان H ثلاثة H لكل فلورو بنتان أو HPFP.

افعل ذلك عدة مرات لإزالة الجسيمات غير المرفقة. الخطوة التالية هي تركيب الركيزة لاستخدامها في مجهر القوة الذرية أو FM لهذا الغرض ، استخدم النصف السفلي من الخلية السائلة ، قم بتركيب زلة الغطاء مع الجسيمات الغروية في النصف السفلي من الخلية. تأكد من تثبيت الحلقة O بشكل صحيح لمنع التسرب.

في مجهر القوة الذرية ، اتخذ الاحتياطات اللازمة ضد التسريبات. حماية مرحلة المجهر بورقة شفافة كارهة للماء. ثم ضع الخلية السائلة على المسرح.

بعد توصيل المسبار الغروي برأس المسح ، قم بتجميعه على A FM. ابدأ تشغيل برنامج A FM والجهاز واستخدم مقابض ضبط رأس المسح الضوئي لتركيز رأس الكابولي ومحاذاة الليزر. لمحاذاة الليزر ، راقب شدة الليزر وقم بتعظيم قيمته. اسمح للنظام بالتوازن في الهواء ثم استخدم مقبض ضبط الانحراف لرفع الانحراف إلى الصفر أو قيمة سالبة قليلا.

بعد ذلك ، من نافذة اللوحة الرئيسية للبرنامج ، انتقل إلى اللوحة الحرارية. للعثور على حساسية المسبار الغروي، حدد حساب حساسية الرافعة الضوئية العكسية، ثم التقط البيانات الحرارية. عندما تظهر ذروة بارزة، توقف عن التقاط البيانات.

انقر لتكبير الذروة الرئيسية، ثم حدد تهيئة الملاءمة. متبوعة ببيانات حرارية مناسبة ، سيتم حساب قيمة الحساسية. اتبع إجراء مشابها لتحديد ثابت الزنبرك للمسبار الغروي.

بمجرد العثور على ثابت الحساسية والزنبرك ، فقد حان الوقت لإضافة الوسط إلى الخلية السائلة. استخدم حقنة تحتوي على ملليلترين على الأقل من HPFP لإضافة ملليلترين ببطء مع التأكد من عدم وجود فقاعات حول الكابولي. بعد إضافة الوسيط ، أعد محاذاة الليزر لحساب التغيير في معامل الانكسار.

اسمح لقيمة الانحراف بالتوازن في HPFP لمدة خمس إلى 10 دقائق. ثم اضبطه مرة أخرى إلى الصفر. عندما تكون جاهزا للمسح الضوئي على اللوحة الرئيسية، اضبط حجم المسح الأولي على 20 ميكرون.

معدل المسح الضوئي إلى هرتز واحد ، وزاوية المسح الضوئي إلى 90 درجة وتعيين النقطة على 0.2 فولت. اقترب من العينة وامسحها. عندما يتم العثور على جسيم مثير للاهتمام ، قم على الفور بتكبيره لمنع تفاعلات المسبار الممتد مع مسح الركيزة للحصول على صورة كافية لتحديد موقع الجسيم على الركيزة أو معرفة ارتفاعات ميزاته الرئيسية.

ثم قم بالتبديل إلى لوحة القوة في البرنامج ، وحرك شريط الموضع الأحمر إلى أعلى موضع. اضبط مسافة القوة على خمسة ميكرون. معدل المسح إلى 0.1 هرتز وقناة الزناد إلى لا شيء.

قم بإجراء قياس قوة واحدة وتأكد من أن المسبار لا يتصل بالركيزة من الرسم البياني الذي تم الحصول عليه. انقر بزر الماوس الأيمن على نافذة الرسم البياني وحدد حساب خط الانحراف الافتراضي. سيؤدي هذا تلقائيا إلى حساب وتحديث الانحراف الرأسي.

الآن قم بتغيير قناة الزناد إلى الانحراف واضبط نقطة الزناد على 20 نانومتر. اضبط مسافة القوة على ميكرون واحد. اضبط سرعة المسح على 200 نانومتر في الثانية المناسبة للقوى المرتبطة بهذا الجسيم.

ثم قم بإجراء أول قياسين إلى ثلاثة قياسات للقوة الفردية عند الانتهاء من القياس. انتقل إلى لوحة القوة وانقر فوق مراجعة. لفتح لوحة القوة الرئيسية ، قم بتمييز أحدث قياس للقوة وتحقق من تحديد أسفل عنوان المحور فقط.

أيضا ، قم بتغيير حقل إدخال المحور x إلى مسافة الفصل. ثم انقر فوق إنشاء رسم بياني. انتقل إلى علامة التبويب المعلمات في لوحة القوة الرئيسية واضبط قيمة حساسية الرافعة البصرية العكسية حتى تصبح منطقة التلامس في الرسم البياني عمودية تماما.

لاحظ عودة القيمة إلى لوحة masterforce. افتح علامة تبويب القوة وعلامة التبويب الفرعية للمعايرة. ثم أدخل القيمة العكسية لحساسية الرافعة البصرية العكسية في الحقل لحساسية الرافعة البصرية العكسية للانحراف.

كرر قياس القوة وتعديل الحساسية مرتين أو ثلاث مرات للتأكد من أن القيمة لا تتغير بشكل كبير مع مجموعة المعلمات ، وتحقق من مستوى الوسط السائل واستقرار الانحراف. تابع قياسات منحنيات القوة أو خرائط القوة. بعد اكتمال القياسات ، حدد الحساسية الحقيقية للمسبار.

قم بإزالة الخلية السائلة مع الركيزة واستبدلها بالخلية السائلة. باستخدام MICA أو أي سطح صلب آخر ، اغمر MICA في نفس الوسط السائل. تابع عن طريق إجراء قياس القوة باستخدام المسبار الغروي باستخدام انحراف كبير نسبيا بحيث يكون لمنحنى القوة منطقة تلامس طويلة.

يحدد البرنامج الحساسية باستخدام منحدر منطقة الاتصال. استخدم الحساسية المحسوبة للبرنامج أثناء تحليل المنحنيات التي تم الحصول عليها باستخدام المسبار. تم تحقيق هذه الصورة الطبوغرافية لركيزة الجسيمات باستخدام مسبار غروي في اثنين H ثلاثة H لكل فلورو بنتان.

الصورة أقل تحديدا من تلك التي تم الحصول عليها بطرف مخروطي حاد. ومع ذلك ، فإن الهدف هو العثور على جسيم ركيزة لتقييم التفاعلات بين الجسيمات. يمكن أن تركز عمليات المسح بشكل أكبر على سطح رسم خرائط قوة جسيم واحد باستخدام الجسيمات القائمة على الدهون في اثنين H وثلاثة H لكل فلورو.

يمكن أن يوفر البنتان كلا من الخرائط الطبوغرافية لارتفاع العينة وخريطة الالتصاق التي تنقل القوة القصوى لكل منحنى قوة فردية. يمكن عرض كلا النوعين من الرسوم البيانية للبيانات الأولية في تمثيلات ثلاثية الأبعاد. ينتج عن تراكبها توضيحا ثلاثي الأبعاد لتوزيع قوى الالتصاق كدالة للتضاريس.

تسمح قياسات قوة المكوث بدراسة تأثير ميكانيكا التلامس وطول التلامس على قوى اللاصقة. تم استخدام جزيئات الدهون الصلبة وتشير القياسات إلى أن قوى اللصق تزداد كدالة للوقت. باستخدام المسافة البادئة ، تسكن القوى اللاصقة باستخدام يسكن الانحراف أثناء محاولة هذا الإجراء.

من المهم موازنة الوسائط السائلة قبل بدء القياس لضمان الحصول على أدق النتائج.