Name: خلايا السائل مجهر إلكتروني لتعقب التجميع الذاتي من جسيمات نانوية (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-10-16T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 39 s
Description: اكتشف تقنية مجهر إلكتروني لخلايا السائل لتعقب حركة الجسيمات النانوية في الوقت الفعلي. تتيح هذه الطريقة دراسة التجميع الذاتي للجسيمات النانوية بدقة عالية.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

ونحن نشكر ألف البروفيسور بول اليفيساتوس في جامعة كاليفورنيا، بيركلي وهيون تايغوان الأستاذ في جامعة سيول الوطنية لمناقشة مفيدة. وأيد هذا العمل IBS-R006-D1. W.C.L. قدماه الدعم من صندوق البحوث بجامعة هانيانغ (إتش وأي-2015-N).

<ol><li>Shevchenko, E. V., Talapin, D. V., Kotov, N. A., O'Brien, S., Murray, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+Diversity+in+Binary+Nanoparticle+Superlattices%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Structural Diversity in Binary Nanoparticle Superlattices.</a> Nature. 439, 55-59 (2006).</li>
<li>Talapin, D. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quasicrystalline+Order+in+Self-Assembled+Binary+Nanoparticle+Superlattices%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Quasicrystalline Order in Self-Assembled Binary Nanoparticle Superlattices.</a> Nature. 461, 964-967 (2009).</li>
<li>Evers, W. H., Friedrich, H., Filion, L., Dijkstra, M., Vanmaekelbergh, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Observation+of+a+Ternary+Nanocrystal+Superlattice+and+Its+Structural+Characterization+by+Electron+Tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.%2C+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Observation of a Ternary Nanocrystal Superlattice and Its Structural Characterization by Electron Tomography.</a> Angew. Chem., Int. Ed. 48, 9655-9657 (2009).</li>
<li>Maillard, M., Motte, L., Pileni, M. P. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/1521-4095(200102)13:3%3C200::AID-ADMA200%3E3.0.CO;2-P/full">Rings and Hexagons Made of Nanocrystals.</a> Adv. Mater. 13, 200-204 (2001).</li>
<li>Sztrum, C. G., Rabani, E. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.200501408/abstract">Out-of-Equilibrium Self-Assembly of Binary Mixtures of Nanoparticles.</a> Adv. Mater. 18, 565-571 (2006).</li>
<li>Han, W., Lin, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Learning+From+%26%2334%3Bcoffee+Rings%26%2334%3B%3A+Ordered+Structures+Enabled+by+Controlled+Evaporative+Self-Assembly%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.%2C+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Learning From &#34;coffee Rings&#34;: Ordered Structures Enabled by Controlled Evaporative Self-Assembly.</a> Angew. Chem., Int. Ed. 51, 1534-1546 (2012).</li>
<li>Bigioni, T. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinetically+Driven+Self+Assembly+of+Highly+Ordered+Nanoparticle+Monolayers%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">Kinetically Driven Self Assembly of Highly Ordered Nanoparticle Monolayers.</a> Nat. Mater. 5, 265-270 (2006).</li>
<li>Govor, L. V., Reiter, G., Parisi, J., Bauer, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-Assembled+Nanoparticle+Deposits+Formed+at+the+Contact+Line+of+Evaporating+Micrometer-Size+Droplets%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+E%22%5BJournal%5D)">Self-Assembled Nanoparticle Deposits Formed at the Contact Line of Evaporating Micrometer-Size Droplets.</a> Phys. Rev. E. 69, 61609(2004).</li>
<li>Kletenik-Edelman, O., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp709583u">Drying-Mediated Hierarchical Self-Assembly of Nanoparticles: A Dynamical Coarse-Grained Approach.</a> J. Phys. Chem. C. 112, 4498-4506 (2008).</li>
<li>Kletenik-Edelman, O., Sztrum-Vartash, C. G., Rabani, E. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2009/jm/b817439c">Coarse-Grained Lattice Models for Drying-Mediated Self-Assembly of Nanoparticles.</a> J. Mater. Chem. 19, 2872-2876 (2009).</li>
<li>Rabani, E., Reichman, D. R., Geissler, P. L., Brus, L. E. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14628047">Drying-mediated self-assembly of nanoparticles.</a> Nature. 426, 271-274 (2003).</li>
<li>Loubat, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growth+and+Self-Assembly+of+Ultrathin+Au+Nanowires+into+Expanded+Hexagonal+Superlattice+Studied+by+in+Situ+SAXS%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Growth and Self-Assembly of Ultrathin Au Nanowires into Expanded Hexagonal Superlattice Studied by in Situ SAXS.</a> Langmuir. 30, 4005-4012 (2014).</li>
<li>Connolly, S., Fullam, S., Korgel, B., Fitzmaurice, D. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja974273e">Time-Resolved Small-Angle X-Ray Scattering Studies of Nanocrystal Superlattice Self-Assembly.</a> J. Am. Chem. Soc. 120, 2969-2970 (1998).</li>
<li>Lu, C., Akey, A. J., Dahlman, C. J., Zhang, D., Herman, I. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resolving+the+Growth+of+3D+Colloidal+Nanoparticle+Superlattices+by+Real-Time+Small-Angle+X-Ray+Scattering%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Resolving the Growth of 3D Colloidal Nanoparticle Superlattices by Real-Time Small-Angle X-Ray Scattering.</a> J. Am. Chem. Soc. 134, 18732-18738 (2012).</li>
<li>Zheng, H., Claridge, S. A., Minor, A. M., Alivisatos, A. P., Dahmen, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanocrystal+Diffusion+in+a+Liquid+Thin+Film+Observed+by+in+Situ+Transmission+Electron+Microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Nanocrystal Diffusion in a Liquid Thin Film Observed by in Situ Transmission Electron Microscopy.</a> Nano Lett. 9, 2460-2465 (2009).</li>
<li>Jungjohann, K. L., Bliznakov, S., Sutter, P. W., Stach, E. A., Sutter, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+Situ+Liquid+Cell+Electron+Microscopy+of+the+Solution+Growth+of+Au-Pd+Core-Shell+Nanostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">In Situ Liquid Cell Electron Microscopy of the Solution Growth of Au-Pd Core-Shell Nanostructures.</a> Nano Lett. 13, 2964-2970 (2013).</li>
<li>Yuk, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-Resolution+EM+of+Colloidal+Nanocrystal+Growth+Using+Graphene+Liquid+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">High-Resolution EM of Colloidal Nanocrystal Growth Using Graphene Liquid Cells.</a> Science. 336, 61-64 (2012).</li>
<li>Park, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+Observation+of+Nanoparticle+Superlattice+Formation+by+Using+Liquid+Cell+Transmission+Electron+Microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Direct Observation of Nanoparticle Superlattice Formation by Using Liquid Cell Transmission Electron Microscopy.</a> ACS Nano. 6, 2078-2085 (2012).</li>
<li>Lee, W. C., Kim, B. H., Choi, S., Takeuchi, S., Park, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Liquid+Cell+Electron+Microscopy+of+Nanoparticle+Self-Assembly+Driven+by+Solvent+Drying%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+Lett%22%5BJournal%5D)">Liquid Cell Electron Microscopy of Nanoparticle Self-Assembly Driven by Solvent Drying.</a> J. Phys. Chem. Lett. 8, 647-654 (2017).</li>
<li>Park, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+Structure+of+Individual+Nanocrystals+in+Solution+by+Electron+Microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">3D Structure of Individual Nanocrystals in Solution by Electron Microscopy.</a> Science. 349, 290-295 (2015).</li>
<li>Chee, S. W., Baraissov, Z., Loh, N. D., Matsudaira, P. T., Mirsaidov, U. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jpcc.6b07983">Desorption-Mediated Motion of Nanoparticles at the Liquid-Solid Interface.</a> J. Phys. Chem. C. 120, 20462-20470 (2016).</li>
<li>Liu, Y., Lin, X. -M., Sun, Y., Rajh, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+Situ+Visualization+of+Self-Assembly+of+Charged+Gold+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">In Situ Visualization of Self-Assembly of Charged Gold Nanoparticles.</a> J. Am. Chem. Soc. 135, 3764-3767 (2013).</li>
<li>Verch, A., Pfaff, M., de Jonge, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exceptionally+Slow+Movement+of+Gold+Nanoparticles+at+a+Solid%2FLiquid+Interface+Investigated+by+Scanning+Transmission+Electron+Microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Exceptionally Slow Movement of Gold Nanoparticles at a Solid/Liquid Interface Investigated by Scanning Transmission Electron Microscopy.</a> Langmuir. 31, 6956-6964 (2015).</li>
<li>Sutter, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+Situ+Microscopy+of+the+Self-Assembly+of+Branched+Nanocrystals+in+Solution%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">In Situ Microscopy of the Self-Assembly of Branched Nanocrystals in Solution.</a> Nat. Commun. 7, 11213(2016).</li>
<li>Niu, K. -Y., Liao, H. -G., Zheng, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Revealing+Dynamic+Processes+of+Materials+in+Liquid+Using+Transmission+Electron+Microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Revealing Dynamic Processes of Materials in Liquid Using Transmission Electron Microscopy.</a> J. Vis. Exp. (70), e50122(2012).</li>
<li>Hermannsdörfer, J., de Jonge, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Studying+Dynamic+Processes+of+Nano-sized+Objects+in+Liquid+using+Scanning+Transmission+Electron+Microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Studying Dynamic Processes of Nano-sized Objects in Liquid using Scanning Transmission Electron Microscopy.</a> J. Vis. Exp. (120), e54943(2017).</li>
<li>Tsung, C. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sub-10+nm+Platinum+Nanocrystals+with+Size+and+Shape+Control%3A+Catalytic+Study+for+Ethylene+and+Pyrrole+Hydrogenation%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Sub-10 nm Platinum Nanocrystals with Size and Shape Control: Catalytic Study for Ethylene and Pyrrole Hydrogenation.</a> J. Am. Chem. Soc. 131, 5816-5822 (2009).</li>
<li>Cho, K. S., Talapin, D. V., Gaschler, W., Murray, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Designing+PbSe+Nanowires+and+Nanorings+through+Oriented+Attachment+of+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Designing PbSe Nanowires and Nanorings through Oriented Attachment of Nanoparticles.</a> J. Am. Chem. Soc. 127, 7140-7147 (2005).</li>
<li>Manthiram, K., Beberwyck, B. J., Talapin, D. V., Alivisatos, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Seeded+Synthesis+of+CdSe%2FCdS+Rod+and+Tetrapod+Nanocrystals%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Seeded Synthesis of CdSe/CdS Rod and Tetrapod Nanocrystals.</a> J. Vis. Exp. (82), e50731(2013).</li>
<li>Woehl, T. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+Procedures+to+Mitigate+Electron+Beam+Induced+Artifacts+During+in+situ+Fluid+Imaging+of+Nanomaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Ultramicroscopy%22%5BJournal%5D)">Experimental Procedures to Mitigate Electron Beam Induced Artifacts During in situ Fluid Imaging of Nanomaterials.</a> Ultramicroscopy. 127, 53-63 (2013).</li>
<li>Shin, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growth+Dynamics+and+Gas+Transport+Mechanism+of+Nanobubbles+in+Graphene+Liquid+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">Growth Dynamics and Gas Transport Mechanism of Nanobubbles in Graphene Liquid Cells.</a> Nat. Commun. 6, 6068(2015).</li>
</ol>

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

جسيمات نانوية البلاتين مع حجم 7 تم توليفها شمال البحر الأبيض المتوسط عن طريق الحد من هيكساتشلوروبلاتيناتي الأمونيوم (رابعا) والأمونيوم تيتراتشلوروبلاتيناتي (II) باستخدام بولي (فينيلبيروليدوني) (حماية الأصناف النباتية) يجند وجليكول كمذيب وعامل تخفيض27 . وأجرى فعل يجند-تبادل مع أولييلاميني لتفريق الجزيئات في المذيبات مسعور. تم توليفها جسيمات نانوية سيلينيد الرصاص عن طريق التحلل الحراري لمجمعات اوليئات يؤدي استخدام أعلى-Se سيلينيوم مصدر28 (انظر مرجع29 ل...

التجميع الذاتي للجسيمات النانوية الغروية هو من الفائدة لأنه يوفر فرصة للوصول إلى الخصائص الفيزيائية الجماعية لجسيمات نانوية فردية11. إحدى الطرق الأكثر فعالية للتجميع الذاتي المستخدمة في التطبيقات العملية على نطاق الجهاز هو التنظيم الذاتي لجسيمات نانوية في ركيزة عن طريق التبخر المذيبات المتطايرة6،،من78، 9 , 10 , 11-هذا الأسلوب تبخر المذيبات هي عملية نونيكويليبريوم، الذي يتأثر إلى حد كبير بالعوامل الحركية مثل معدل التبخر والتغييرات في التفاعلات نانوحبيبات-الركيزة. ومع ذلك، نظراً لأنه من الصعب تقدير والتحكم في العوامل الحركية، فهم الميكانيكية نانوحبيبات التجميع الذاتي بتبخر المذيبات ليست ناضجة تماما. على الرغم من أن في الموقع بالأشعة السينية ونثر الدراسات قدمت معلومات الفرقة في المتوسط نونيكويليبريوم عملية نانوحبيبات التجميع الذاتي12،،من1314، هذا الأسلوب لا تحديد حركة جسيمات نانوية فردية، وارتباطها بمسار الشامل لا يمكن الوصول إليها بسهولة.
تيم خلايا السائل أداة ناشئة لتتبع مسار جسيمات نانوية فردية، مما مكننا من فهم إينهوموجينيتي نانوحبيبات الالتماسات ومساهمتها في فرقة السلوكيات15،16، 17،،من1819،20،21،،من2223،24،25، 26. وقد استخدمنا سابقا تيم خلايا السائل لتعقب حركة جسيمات نانوية فردية أثناء تبخر المذيبات، تبين أن حركة الحدود المذيبات قوة دافعة رئيسية لحفز نانوحبيبات التجميع الذاتي على الركازة18 , 19-هنا، نحن نقدم التجارب حيث يمكن أن نلاحظ أن عملية التجميع الذاتي باستخدام خلايا السائل تيم نانوحبيبات. أولاً، نحن نقدم البروتوكولات لتركيب البلاتين وتؤدي سيلينيد جسيمات نانوية، قبل الأخذ بإجراءات تصنيع خلايا السائل لل وكيفية تحميل جسيمات نانوية في السائل الخلية. كنتائج تمثيلية، نعرض صور لقطة من أفلام تيم نانوحبيبات التجميع الذاتي مدفوعا بتجفيف المذيبات. من خلال تتبع الجسيمات الفردية في هذه الأفلام، يمكننا أن نفهم آليات تفصيلية لوساطة تجفيف المذيبات التجميع الذاتي على مستوى نانوحبيبات واحد. أثناء التجميع الذاتي، جسيمات نانوية البلاتين في الإطار نيتريد السيليكون أساسا متابعة حركة جبهة المذيب يتبدد بسبب القوى الشعرية تعمل على طبقة رقيقة المذيبات. كما لوحظت ظواهر مماثلة لجسيمات نانوية (سيلينيد الرصاص) وركائز (السيليكون)، مشيراً إلى أن القوة الشعرية للجبهة المذيبات عاملاً هاما في الهجرة الجسيمات قرب ركيزة الأخرى.

<table><tbody><tr><td>سداسي كلورو بلاتينات الأمونيوم (IV)</td> <td>سيجما ألدريتش</td><td>204021</td><td></td></tr><tr><td>رباعي كلورو بلاتينات الأمونيوم (II)</td> <td>سيجما ألدريتش</td><td>206105</td><td></td></tr><tr><td>بروميد رباعي ميثيل الأمونيوم ، 98٪</td> <td>سيجما ألدريتش</td><td>195758</td><td></td></tr><tr><td>بولي (فينيل بيروليدون) مسحوق</td><td>سيجما ألدريتش</td><td>234257</td><td>ميغاواط ~ 29،000</td></tr><tr><td>جلايكول إيثيلين ، لامائي ، 99.8٪</td><td>سيجما ألدريتش</td><td>324558</td><td></td></tr><tr><td>n-hexane ، لا مائي ، 95٪</td> <td>Samchun Chem.</td><td>H0114</td><td></td></tr><tr><td>الإيثانول ، اللامائي ، 99.5٪</td> <td>سيجما ألدريتش</td><td>459836</td><td></td></tr><tr><td>أوليلامين ، 70٪</td> <td>سيجما ألدريتش</td><td>O7805</td><td></td></tr> ثلاثي هيدرات <tr><td>الرصاص من الدرجة التقنية ، 99.99٪</td> <td>سيجما ألدريتش</td><td>467863</td><td></td></tr><tr><td>حمض الأوليك ، 90٪</td> <td>سيجما ألدريتش</td><td>364525</td> الأثير ثنائي الفينيل <td>من الدرجة الفنية</td></tr><tr><td>، 99٪</td> <td>سيجما ألدريتش</td><td>P24101</td><td>Reagent Plus</td></tr><tr><td>مسحوق السيلينيوم ، 99.99٪</td> <td>سيجما ألدريتش</td><td>229865</td><td></td></tr><tr><td>ثلاثي n-أوكتيل فوسفين ، 97٪</td> <td>ستريم</td><td>15-6655</td><td></td></tr><tr><td>تولوين حساس للهواء ، لامائي ، 99.9٪</td> <td>Samchun Chem.</td><td>T2419</td><td></td></tr><tr><td>الأسيتون 99.8٪</td> <td>دايجونج كيم.</td><td>1009-2304</td><td></td></tr><tr><td>هيدروكسيد البوتاسيوم ، 95٪</td> <td>Samchun Chem.</td><td>P0925</td><td></td></tr><tr><td>رقائق السيليكون على العازل من النوع</td><td>P Soitec</td><td>Power-SOI</td><td>للخلايا السائلة ذات نوافذ السيليكون</td></tr><tr><td>رباعي ميثيل الأمونيوم هيدروكسيد ، 25٪ في H2O</td><td>JT Baker</td><td>02-002-109</td><td></td></tr><tr><td>AZ 5214 E</td><td>AZ</td><td></td><td>مسند ضوئي إيجابي</td></tr><tr><td>AZ-327</td><td>AZ المواد الإلكترونية</td><td>AZ-327</td><td>AZ 5214 </td></tr><tr><td>كريات الإنديوم المطورة 99.98-99.99٪</td> <td>شركة Kurt J. Lesker</td><td>EVMIN40EXEB</td><td>هدف المبخر الحراري</td></tr><tr><td>1،2-ثنائي كلورو البنزين ، >99٪</td> <td>TCI</td><td>D1116</td><td></td></tr><tr><td>pentadecane ، >99٪</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>P3406</td><td></td></tr><tr><td>حفر أكسيد 7: 1</td><td>ميكروكيماويات</td><td>BOE 7-1 حمض</td> الفوسفوريك VLSI <td></td></tr><tr><td>، 85٪</td> <td>Samchun Chem.</td><td>P0449</td><td></td></tr></tbody></table>

خلايا السائل مجهر إلكتروني لتعقب التجميع الذاتي من جسيمات نانوية

Liquid-cell Transmission Electron Microscopy for Tracking Self-assembly of Nanoparticles

التجفيف تشتت نانوحبيبات طريقة تنوعاً لإنشاء هياكل الذاتي تجميعها من جسيمات نانوية، لكن إليه هذه العملية ليست مفهومة تماما. ونحن قد تتبع مسارات جسيمات نانوية فردية باستخدام خلايا السائل مجهر إلكتروني (TEM) للتحقيق في إليه عملية الجمعية العامة. هنا، فإننا نقدم البروتوكولات المستخدمة للدراسات ال خلايا السائل للتجميع الذاتي إليه. أولاً، نحن نقدم تفصيلاً الاصطناعية البروتوكولات المستخدمة لإنتاج البلاتين موحدة الحجم وجسيمات نانوية سيلينيد الرصاص. وبعد ذلك، نقدم ميكروفابريكيشن العمليات المستخدمة في إنتاج خلايا السائل مع نيتريد السيليكون أو windows السليكون ووصف ثم التحميل وتصوير إجراءات تقنية تيم خلايا السائل. وترد عدة مذكرات لتقديم نصائح مفيدة للعملية برمتها، بما في ذلك كيفية إدارة windows الخلية الهشة. الطلبات الفردية لجسيمات نانوية تعقبها بواسطة تيم خلايا السائل كشفت أن التغيرات في حدود المذيبات الناجمة عن التبخر تؤثر على عملية التجميع الذاتي لجسيمات نانوية. قاد حدود المذيبات جسيمات نانوية بالدرجة الأولى شكل غير متبلور المجاميع، متبوعاً تسطيح الأرقام الإجمالية لإنتاج بنية تجميعها ذاتيا ثنائي الأبعاد (2D). ولوحظت هذه السلوكيات أيضا لأنواع مختلفة من نانوحبيبات وتركيبات مختلفة من خلايا السائل.

السائل-الخلية يتكون من شريحة أعلى وشريحة أسفل، ومزودة بنوافذ نيتريد السيليكون تتسم بالشفافية شعاع إلكترون مع سماكة 25 نانومتر. وقد شرائح أعلى مستودع لتخزين نموذج الحل والمذيبات المتبخرة. رقائق البطاطس تتم عن طريق ميكروفابريكيشن التقليدية معالجة25. ويبين الشكل 1a الأقنعة المستخدمة للرقائق العلوية والسفلية و 1 باء، على التوالي. الشكل 2 ألف و 2b</str...

نقدم لك هنا البروتوكولات التجريبية لمراقبة الوقت الحقيقي عملية التجميع الذاتي باستخدام خلايا السائل مجهر إلكتروني.

Drying a nanoparticle dispersion is a versatile way to create self-assembled structures of nanoparticles, but the mechanism of this process is not fully ...

الهدف العام من هذا الإجراء هو استخدام مجهري الإلكترون الناقل للخلايا السائلة للتحقيق في حركة الجسيمات النانوية في مرحلة المحلول في الوقت الفعلي. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال علوم النانو ، على سبيل المثال ، حول كيفية تشكيل الجسيمات النانوية لهياكل ذاتية التجميع أثناء تجفيف المذيبات. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها تجعل فحص حركة الجسيمات النانوية في الفضاء الحقيقي وفي الوقت الفعلي ممكنا.تميل الآثار المترتبة على تقنية الخلية السائلة هذه إلى تتبع الحركات الفردية للجسيمات النانوية التي لا تظهر بالطرق التقليدية. على الرغم من أن هذه الطريقة يمكن أن توفر نظرة ثاقبة للتجميع الذاتي للجسيمات النانوية ، إلا أنه يمكن تطبيقها أيضا في نماذج أخرى مثل الارتباط الموجه للجسيمات النانوية. لبدء الإجراء ، ضع في قارورة قاع مستديرة بثلاثة رقبة سعة 100 مل 17.75 ملليغرام من سداسي كولوروبلاتينات الأمونيوم و 3.72 ملليغرام من رابعي كلورو بلاتينات الأمونيوم و 115.5 ملليغرام من بروميد رباعي ميثيل الأمونيوم.أضف إلى القارورة 109 ملليغرام من بولي فينيل بيروليدون و 10 ملليلتر من جلايكول الإيثيلين اللامائي جهز القارورة بقضيب تحريك وحاجز مطاطي ومكثف ارتجاع. ابدأ تشغيل محرك التحريك وأثناء التقليب عند 1000 دورة في الدقيقة ، قم بإزالة قارورة التفاعل تحت الفراغ لمدة ساعة واحدة.ثم ، تحت تدفق الأرجون ، سخني خليط التفاعل إلى 180 درجة مئوية عند 10 درجات في الدقيقة. قلبي المزيج على حرارة 180 درجة مئوية لمدة 20 دقيقة ثم اتركي الخليط يبرد حتى يصل إلى درجة حرارة الغرفة. انقل الخليط المبرد إلى أنبوب طرد مركزي سعة 50 مل.أضف إلى الأنبوب 30 مل من الأسيتون لترسيب الجسيمات النانوية البلاتينية. الطرد المركزي الخليط على حرارة 2400 مرة جم لمدة 10 دقائق. تخلص من المادة الطافية وقم بتفريق الراسب في 10 ملليلتر من الإيثانول.احصل على رقاقة سيليكون بحجم 100 ميكرون بأربع بوصات مطلية بحوالي 25 نانومتر من نيتريد السيليكون. تحميل مقاومة الصورة باستخدام طلاء الدوران. ثم استخدم مقاومة الصور لتركيب الرقاقة الرقيقة جدا على رقاقة سيليكون بسمك 500 ميكرون.قم بتدوير الرقاقة ب 10 ملليلتر من مقاومة الصور الإيجابية عند 3000 دورة في الدقيقة لمدة 30 ثانية. اخبزي الرقاقة على حرارة 85 درجة مئوية لمدة 60 ثانية. ثم قم بتغطية الرقاقة بقناع الكروم وقم بتعريض الرقاقة لضوء 365 نانومتر لمدة 10 ثوان.اغمر الرقاقة في 50 مل من محلول المطور المناسب لمدة 40 ثانية ثم في 50 مل من الماء منزوع الأيونات لمدة دقيقة واحدة. اغمر الرقاقة في 50 مل من الماء منزوع الأيونات لمدة دقيقة واحدة ، ثم ضع الرقاقة المزخرفة في حفرة أيونية تفاعلية. حفر نيتريد السيليكون المكشوف لمدة دقيقة واحدة.استخدم حماما مائيا لتسخين وعاء بمحلول مائي 30 ملليغرام لكل لتر من هيدروكسيد البوتاسيوم بالتساوي إلى 85 درجة مئوية. انقع الرقاقة الرقيقة جدا في هيدروكسيد البوتاسيوم الساخن لمدة ساعتين لحفر السيليكون المكشوف. عندما يبدو أن السيليكون المكشوف قد تم حفره تماما ، قم بإزالة الرقاقة بعناية من المحلول بزاوية لتجنب تمزق نافذة نيتريد السيليكون.كرر هذه العملية مع قناع الكروم الثاني للحصول على الرقائق العلوية والسفلية. استخدم قناع الكروم الثالث لتصميم فواصل الإنديوم على الرقاقة السفلية. قم بمحاذاة الرقائق العلوية والسفلية واربط الرقائق معا عند 100 درجة مئوية.انقل 20 ميكرولترا من تشتت الجسيمات النانوية المحضرة إلى قارورة سعة خمسة ملليلتر. اترك المذيب يتبخر في ظل الظروف المحيطة لمدة 10 دقائق. افحص الخلية السائلة تحت المجهر البصري للتحقق من سلامة نوافذ نيتريد السيليكون.ثم قم بتفريق الجسيمات النانوية في خليط من مليلتر واحد من orthodichlorobenzene و 250 ميكرولتر من pentadecane و 10 ميكرولتر من oleylamine. مع وجود الخلية السائلة تحت المجهر البصري ، استخدم حاقن به شعرية رقيقة للغاية لتحميل 100 نانولتر من التشتت في خزانات الخلايا السائلة. استخدم ورق الترشيح لامتصاص التشتت الزائد خارج الخزانات.اسمح للخلية بالجلوس في الهواء المحيط لمدة 10 دقائق لتبخر أرثوثنائي كلورو البنزين. ثم ضع الشحوم المفرغة على جانب واحد من شبكة فتحة نحاسية بحجم ملليمترين بفتحة 600 ميكرون. قم بتغطية الخلية السائلة بعناية بالشبكة ، مع الحرص على محاذاة الفتحة مع نافذة الخلية السائلة.قم بتركيب الخلية في حامل TEM قياسي وقم بتحميل الخلية في الجهاز. احصل على الصور في وضع الحصول المستمر على الصور أثناء جفاف المذيب. استخدم برنامج معالجة الصور لحساب وظيفة التوزيع الشعاعي للجسيمات في كل صورة تم الحصول عليها.أظهرت صور TEM لتجفيف معلق الجسيمات النانوية البلاتينية في خلية سائلة من نيتريد السيليكون الجسيمات النانوية يتم سحبها إلى الداخل بواسطة مقدمة المذيب المتراجعة. يعزى هذا السلوك إلى القوى الشعرية القوية للطبقة الرقيقة من المذيب وانخفاض الطاقة الحرة للجسيمات النانوية في واجهة المذيب. شكلت الجسيمات النانوية في البداية تكتلات غير متبلورة متعددة الطبقات أثناء سحبها معا.عندما يجف المذيب ، تم تسطيح التكتلات إلى طبقة أحادية المرتبة. ينعكس هذا الترتيب في وظائف التوزيع الشعاعي المشتقة من صور TEM. كان لوظيفة التوزيع الشعاعي للصورة التي تم التقاطها بعد 90 ثانية ذروة كبيرة عند 8.3 نانومتر.يبلغ قطر جزيئات البلاتين النانوية المغطاة بأوليلامين حوالي 8.3 نانومتر ، مما يشير إلى أن عددا كبيرا من الجسيمات قد تم تجميعها بأكبر قدر ممكن. بمجرد إتقانها ، يمكن إجراء هذه التقنية في غضون يومين إذا تم إجراؤها بشكل صحيح. بشكل عام ، قد يعاني الأفراد الجدد في هذه الطريقة لأن تصنيع الخلية السائلة والعمل معها يتطلب مستويات مختلفة من التحسين للجسيمات النانوية المختلفة أو تركيبات الخلايا السائلة.أثناء محاولة هذا الإجراء ، تذكر حماية نوافذ الخلية السائلة من الانكسار. باتباع هذا الإجراء ، يمكن إجراء طرق أخرى مثل تطبيق الفولتية على الخلية السائلة للإجابة على أسئلة إضافية حول التجميع الذاتي للجسيمات النانوية في وجود قوى خارجية. بعد تطويرها ، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال علوم النانو لاستكشاف عملية تجميع الجسيمات النانوية في آلية الجفاف الشاملة.بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تحضير الخلايا السائلة وقياس حركات الجسيمات النانوية في تجربة TEM. لا تنس أن العمل مع وكيل KUH يمكن أن يكون خطيرا للغاية. يجب دائما اتخاذ الاحتياطات مثل ارتداء نظارات السلامة أثناء إجراء هذه التجربة.

liquid-cell-transmission-electron-microscopy-for-tracking-self

Research

JoVE Journal

Chemistry

الكيمياء

وقد وضعنا خلية قائمة بذاتها السائل، والذي يسمح التصوير من خلال السوائل باستخدام المجهر الإلكتروني انتقال العدوى. ويمكن كشف العمليات الحيوية النانوية في السوائل في الزمن الحقيقي مع شبه نانومتر القرار.

الكشف عن العمليات الدينامية للمواد السائلة في السوائل عن طريق انتقال الإلكترون المجهري الخليوي

هنا نصف إجراء لتصوير المجمعات الفيروسية في السائل في قرار نانومتر باستخدام المجهر الإلكتروني انتقال.

في الموقع TEM من الجمعيات البيولوجية في السائل

يصف هذا البروتوكول تشغيل حامل العينة تدفق السائل لمسح انتقال المجهر الإلكتروني من AuNPs في الماء، كما تستخدم لمراقبة العمليات الحيوية النانوية.

دراسة العمليات الديناميكية للأجسام نانو الحجم في السائل باستخدام المسح الضوئي نقل المجهر

تؤدي العديد من البروتينات وظيفتها عند ربطها بأسطح الغشاء. يمكن تصوير ارتباط البروتينات الخارجية على أغشية الأقراص النانوية بشكل غير مباشر عن طريق المجهر الإلكتروني للإرسال. نوضح أن التكديس المميز (رولو) للأقراص النانوية الناجم عن وصمة عار الصوديوم السلبية فوسفوتنجستات يتم منعه عن طريق ارتباط البروتين الخارجي.

طريقة لتصور وتحليل غشاء متبادلة البروتينات التي نقل المجهر

نقدم بروتوكول لبناء المكوكات الجزيئية، حيث دفع البروتينات موتور kinesin التقيد سطح الصبغ المسمى microtubules. التفاعلات الضعيفة من كينيسينس مع السطح تمكن تمسكهم عكسها له. وهذا يخلق نظام النانو الذي يسلك الجمعية دينامية، وتفكيك عناصره، مع احتفاظها بوظيفتها.

تجميع المكوكات الجزيئية مدعوم بشكل قابل للعكس يعلق كينيسينس

هنا، نعرض استخدام المجهر التقليدي في مجال الظلام لمراقبة ديناميات نانورود الذهب (AuNRs) على غشاء الخلية. يتم الكشف عن موقع واتجاه AuNRs واحد باستخدام ImageJ MATLAB، وتتميز الدول الانتشارية من AuNRs بتحليل تتبع الجسيمات واحدة.

تصور ديناميات الانتشار من نانورود الذهب على غشاء الخلية باستخدام جسيمات نانوية واحدة Darkfield المجهرية

إن التحكم في درجة الحرارة أثناء تجارب المجهر الإلكتروني في المرحلة السائلة يفتح آفاقا جديدة لدراسة ديناميكية الجسيمات النانوية في البيئات السائلة التي تحاكي تكوينها أو وسائط التطبيق. باستخدام الخلايا السائلة التدفئة وضعت مؤخرا، لاحظنا مباشرة تأثير درجة الحرارة على عمليات النوى والنمو من الجسيمات النانوية الذهب في الماء.

دراسة آثار درجة الحرارة على نواة ونمو الجسيمات النانوية عن طريق المجهر الإلكتروني انتقال الخلايا السائلة

الهدف من هذا البروتوكول هو توجيه التصاق الخلايا ونموها إلى المناطق المستهدفة من الشبكات للفحص المجهري الإلكتروني المبرد. ويتحقق ذلك من خلال تطبيق طبقة مضادة للقاذورات يتم استئصالها في أنماط محددة من قبل المستخدم متبوعة بترسب بروتينات المصفوفة خارج الخلية في المناطق المنقوشة قبل بذر الخلايا.

شبكات المجهر الإلكتروني للإرسال بالنمط المجهري لتحديد مواقع الخلايا مباشرة ضمن سير عمل التصوير المقطعي بالتبريد والإلكترون للخلية الكاملة

هنا يتم وصف البروتوكولات لإعداد مجموعات الفيروسات المناسبة لتحليل السائل EM و cryo-EM على المستوى النانوي باستخدام المجهر الإلكتروني المرسل.

تطوير التصوير عالي الدقة لتجميعات الفيروسات في السائل والجليد

هنا ، يتم تقديم بروتوكول لإجراء وتحليل ربط وتنقل وتجميع جزيئات مفردة على أغشية دهنية مزدحمة اصطناعية باستخدام مجهر التألق الداخلي الكلي للانعكاس الداخلي (smTIRF) أحادي الجزيء.

نشر جزيء واحد وتجميعها على أغشية الدهون المزدحمة بالبوليمر

هنا ، نقدم بروتوكولا لاستخدام برنامج الرؤية الآلية لتثبيت العمليات الديناميكية أثناء تصوير TEM ، مع فهرسة تدفقات متعددة من البيانات الوصفية لكل صورة في جدول زمني قابل للملاحة. نوضح كيف تتيح هذه المنصة المعايرة الآلية ورسم خرائط لجرعة الإلكترون على مدار التجربة.

نهج رؤية الآلة لسير عمل المجهر الإلكتروني النافذ وتحليل النتائج وإدارة البيانات

اكتشف تقنية مجهر إلكتروني لخلايا السائل لتعقب حركة الجسيمات النانوية في الوقت الفعلي. تتيح هذه الطريقة دراسة التجميع الذاتي للجسيمات النانوية بدقة عالية.

خلايا السائل مجهر إلكتروني لتعقب التجميع الذاتي من جسيمات نانوية

استكشف المزيد من الفيديوهات