الطباعة النافثة للحبر التفاعلية وتحليل الدفع من الحرير الذاتي المحركات الصغيرة

نحن قادرون على إنتاج متعددة الاستخدامات ، ومكونات حيوية ، ومحارز الحرير القابلة للتحلل لاستخدامها في تطبيقات المزج الدقيق مثل تعزيز مقايسة الإنزيم ، وتشخيص رقائق الخشب الحمم البركانية ، والرصد البيئي والإصلاح. استخدام الطباعة النافثة للحبر التفاعلي لخلق انزيم ومارانجوني بالطاقة الحرير المحركات الصغيرة يسمح لنا لتغيير الأشكال والأحجام، وتوزيعات محفز، ومزج moieties أخرى في الهياكل بسرعة وسهولة، وبالتالي السيطرة على مسار والسلوك والوظائف. يمكن أيضًا تطبيق الطباعة النافثة للحبر التفاعلية لإنتاج أجهزة المحركات الصغيرة مع أحبار رد الفعل مائي آخر بعيدًا عن الحرير ، مما يدل على تعدد الاستخدامات الكبير لهذه الطريقة.

الشخص الذي يتظاهر الإجراء سيكون طالب دكتوراه، آنا خيمينيز فرانكو من مختبري. أولاً، قطع خمسة غرامات من شرنقة الحرير النظيفة إلى قطع صغيرة مربعة سنتيمتر واحد باستخدام المقص. في غطاء محرك السيارة استخراج, يغلي لترين من الماء غير المؤين في اثنين من اللتر من الزجاج على لوحة ساخنة المغناطيسي.

إضافة شريط ضجة المغناطيسي إلى منقار من الماء الأيون. ثم إضافة ببطء 4.24 غرام من كربونات الصوديوم إلى الماء لتجنب الغليان، والسماح لها بالذوبان. بمجرد أن يبدأ الحل في الغليان مرة أخرى ، أضف قطع الشرانق الحريرية إلى المحلل.

تأكد من أن كل الحرير مغمور، وتسخين المحلّل، مع التحريك المستمر لمدّة 90 دقيقة. تغطية كوب مع رقائق الألومنيوم. بعد 90 دقيقة، وإزالة الألياف الليفية المستخرجة من محلول كربونات الصوديوم مع قضيب زجاجي.

اغسل الألياف الليفية ثلاث مرات مع لتر واحد من الماء الأيوني المدفأ مسبقًا ، مما يقلل تدريجيًا من درجة الحرارة لكل غسل. انتشار الألياف الليفية على 750 ملليلتر بوروزيليكات الزجاج تبلور طبق ووضعها في فرن التجفيف بين عشية وضحاها في 60 درجة مئوية تحت الضغط الجوي. مرة واحدة الجافة، وتخزين الألياف الليفية في حاوية مغلقة في درجة حرارة الغرفة.

إعداد محلول ثلاثي يحتوي على 4.8 غرام من المياه غير المؤينة و3.7 جرام من الإيثانول و3.1 جرام من كلوريد الكالسيوم. أولاً، تحل كلوريد الكالسيوم في الماء الأيوني ثم أضيف الإيثانول. ضع قارورة مستديرة القاع ذات العنقين من 100 ملليلتر في حمام مائي فوق لوحة ساخنة مغناطيسية.

ثم إضافة الحل الثلاثي إلى القارورة. بعد ذلك، ضع ميزان الحرارة في أحد أعناق القارورة لمراقبة درجة حرارة المحلّل بدقة. تغطية الرقبة الأخرى مع رقائق الألومنيوم لمنع تجفيف المحل بسبب التبخر.

ثم، تسخين الحل إلى 80 درجة مئوية. عندما تكون درجة حرارة المحلل مستقرة عند 80 درجة مئوية، قم بإزالة رقائق الألومنيوم وأضف غراماً واحداً من الليفي المجفف إلى المحلل. إضافة شريط صغير التحريك المغناطيسي لضمان أن الحل مختلطة جيدا طوال عملية حل.

غطي الرقبة الثانية من القارورة بورق الألومنيوم لتقليل التبخر واتركه ليذوب لمدة 90 دقيقة. بعد 90 دقيقة من الذوبان، والسماح للمحلول الليفي لتبرد إلى درجة حرارة الغرفة لمدة 10 دقائق. ربط عقدة على واحدة من نهايات أنبوب غسيل الكلى 15 سنتيمترا طويلة.

غسل الأنبوب لبضع دقائق مع تشغيل المياه الأيونية من الصنبور. افتح الطرف الآخر من أنبوب غسيل الكلى وأضف محلول الليفي. باستخدام المشبك المعدني، أغلق الطرف الآخر من أنبوب غسيل الكلى لضمان إغلاقه بإحكام قدر الإمكان.

نعلق واحدة من نهايات أنبوب غسيل الكلى عن طريق غطاء المسمار إلى قارورة بلاستيكية فارغة 30 ملليلتر للسماح للأنبوب غسيل الكلى لتعويم في الماء. بعد ذلك، ضع أنبوب غسيل الكلى في منبر من اثنين لتر يحتوي على لترين من الماء غير المتأين. تغيير المياه على فترات منتظمة والتحقق من الموصلية من الماء في كل مرة يتم تغييرها لمتابعة عملية غسيل الكلى.

بعد اكتمال غسيل الكلى، قطع أحد طرفي أنبوب غسيل الكلى بمقص وصب الحل في سلسلة من أنابيب 1.5 ملليلتر. جهاز طرد مركزي لمدة خمس دقائق في 16000 × G لإزالة أي جزيئات داخل حل الليفية. ثم، وجمع الماجن في قارورة بلاستيكية 30 ملليلتر وتخزينها في أربع درجات مئوية.

لطباعة الجسم الرئيسي من الاصطناعية، ذاتية الدفع المحفزات الصغيرة، أو spms، مزيج حل الليفية، البولي ايثيلين جلايكول 400 والمياه ديونسيد لجعل 1.5 ملليلتر من الحبر A.لطباعة المحرك الحفاز من spms، مزيج من محلول الليفية، البولي ايثيلين جلايكول 400، كاتالاز، والمياه ديونسيد لجعل 1.5 ملليلتر من الحبر B.Prepare 1.5 ملليلتر من الحبر C عن طريق حل 0.05 ملغ لكل ملليلتر من Coomassie الأزرق الرائعة والميثانول. استخدام أجهزة القذف مع 80 ميكرومتر الفوهة قطرها لطباعة الأحبار على الركيزة السيليكون، وضعت على خشبة المسرح على مسافة عمل بين فوهة وطبقة السيليكون الركيزة من حوالي خمسة ملليمترات. حمل الأحبار A وB وC في ثلاثة خزانات ثم قم بضبط الضغط الخلفي باستخدام صمام الضغط الخلفي لكل قناة على حدة للتأكد من أن الحبر لا يقطر من أجهزة القذف.

بعد ذلك، قم بضبط معلمات القذف لكل قناة لضمان أن كل حبر يعطي تكوين قطرات ثابتة جيدة. طباعة الحرير الليفي طبقة الحبر طبقة بالتناوب مع الميثانول على طبقة رقاقة السيليكون نظيفة مصقول. طباعة دفعتين من الليفي spms مع 200 طبقة وسمك 100 طبقة على التوالي.

لإزالة العينات من رقائق السيليكون ، غمرها في الماء الأيوني وتهيج بلطف حتى يحدث انفصال. تنظيف تسعة سنتيمترات الزجاج طبق بيتري مع المياه ديوند وضمان أن السطح خالية من الغبار. إضافة 10 ملليلتر من ما قبل تصفية خمسة في المئة بيروكسيد الهيدروجين إلى طبق بيتري نظيفة وجافة وترك لتسوية.

تضيء الجزء السفلي من طبق بيتري مع مصدر ضوء LED أبيض بارد. ثم استخدم كاميرا عالية السرعة مع عدسة تكبير ماكرو لالتقاط الحركة من الأعلى. الآن، غسل محرّرات الحرير المطبوعة لمدة 10 دقائق عن طريق غمرها في المياه الأيونية لإزالة أي البولي إيثيلين غير منضم جلايكول 400.

خذ بعناية واحدة مُزَلّفَة بزِغَة إبرة حقنة معقمة وأَضِفَها في وسط طبق بيتري. عندما يلمس المحرك المغسول وقود بيروكسيد الهيدروجين ، تبدأ الفقاعات في التشكل حول المحرك ويلاحظ الحركة الدائرية للستيرر. عندما يظهر النظام ثابتًا، اضغط على سجل في برنامج التسجيل لبدء التقاط الفيديو.

تنفيذ تتبع من المحركات الصغيرة على أساس الإطار من قبل الإطار، وتتبع كل نهاية من التحريكات. وسوف القطرات مستقرة شكلت من أجهزة القذف تمكين تعريف أعلى للعينات المطبوعة كما هو مبين هنا. اعتمادا على طابعات الحبر النفاث المستخدمة في حجم القطرات، يجب تعديل المسافة بين كل قطرة مطبوعة بطريقة تتداخل مع إنشاء خطوط متصلة.

عندما يتم وضع حريريات صغيرة في محلول وقود بيروكسيد الهيدروجين ، يتم تغيير مورفولوجيا السطح من المقود بسبب الفقاعات التي يتم إطلاقها من الهياكل الداخلية ، وتوليد المسام الصغيرة. لا تزال إطارات الفيديو من اثنين من ممثل 100 طبقة و 200 طبقة micro-stirrers وخمسة في المئة وقود بيروكسيد الهيدروجين تظهر هنا. الخطوط الحمراء و الخضراء تشير إلى المسارات التي تم تعقبها.

ويمكن تحديد سرعة الدوران عن طريق تغير معدل الاتجاه كما هو مبين هنا. مقارنة بين 100 طبقة و 200 طبقة catalase اقطة من التحريكات الصغيرة مسيل يظهر زيادة مميزة في سرعة دوران حوالي 0.6 أضعاف، من 60 زائد أو ناقص ستة دورة في الدقيقة إلى 100 زائد أو ناقص 10 دورة في الدقيقة. لإنتاج أحبار قابلة للطباعة لهذا الإجراء ، من المهم أن يتم حل الألياف تمامًا أثناء عملية الحل.

وقد سمحت لنا هذه التقنية لإنتاج التحريكات الدقيقة التي تعمل بآليات مختلفة، ومناسبة لدراسات التحريك والكشف عن التلوث كما نشرت مؤخرا من قبلنا في مجلة، الصغيرة.