مرفق التكافؤ من جزيئات واحدة للتنظير الطيفي للقوة المستندة إلى AFM

يتيح لنا التحليل الطيفي لقوة الجزيء الواحد قياس المعلمات الفيزيائية التي تصف الخصائص الميكانيكية واللصقية للبوليمرات. عند استخدام التحليل الطيفي للقوة القائم على AFM لدراسة جزيئات واحدة ، من الضروري أن يكون لديك بروتوكول موثوق وفعال لربط هذه الجزيئات بشكل تافع إلى طرف AFM cantilever. ويمكن اعتماد هذا البروتوكول للعديد من البوليمرات المختلفة بغض النظر عن طول كفاف أو رهاب السفه.

يجب تنفيذ جميع الخطوات في غطاء الدخان لتجنب استنشاق الأبخرة العضوية. بالإضافة إلى ذلك، يلزم وجود زجاج مقاوم للمذيبات ومعطف مختبر وحماية العين. أولا استخدام الملاقط تنظيفها حديثا لوضع رقائق AFM cantilever في غرفة البلازما.

بدء تشغيل برنامج تنشيط سطح غرفة البلازما عن طريق تحديد ابدأ ثم نعم. تحقق من أن عملية البلازما تعمل بشكل صحيح. عملية البلازما مع محتوى عالي الأكسجين يظهر لون أزرق فاتح.

في حين أن برنامج تنشيط السطح هو تنفيذ، حل silane-PEG-mal في التولوين للحصول على تركيز 1.25 ملليغرام لكل ملليلتر. ضع ثلاثة ملليلترات من الحل في طبق بيتري مسطح. بعد اكتمال عملية البلازما، تهوية غرفة البلازما عن طريق تحديد تأكيد ثم التنفيس.

انتقل فورا إلى الخطوة التالية من أجل منع امتصاص الملوثات. ضع الرقائق في طبق بيتري وحضن الرقائق لمدة ثلاث ساعات عند 60 درجة مئوية. يُرفع طبق بيتري من الفرن ويُسمح له بأن يبرد لمدة 10 دقائق على الأقل.

بعد ذلك ، شطف رقائق. بالنسبة لـ PEG أو البوليسترين الملزم ، اشطف الرقائق بالتولوين ثلاث مرات. بالنسبة للربط البولينيبال، يجب شطف رقائق مرة واحدة مع التولوين ومرتين مع الإيثانول.

للحد من تأثير قوات الشعيرات الدموية على cantilever AFM، إمالة رقائق قليلا عند الشطف. رقائق كانتليفر AFM تحتاج إلى شطف بشكل صحيح لإزالة أي فائض من البوليمرات الفيزيائية التي قد تؤثر على التجربة. وينبغي أن يتم الشطف بعناية لمنع أي ضرر ل cantilevers AFM.

وأخيرا، وإعداد اثنين على الأقل من رقائق لتكون بمثابة ضوابط التي لن تخضع للبوليمر الطاعن المرفق. بالنسبة للضوابط مقابل رقائق ال PEG والبوليستيرين ، شطف مرتين مع الإيثانول ومرة واحدة بالماء. بالنسبة للضوابط مقابل رقائق البولينيبال، شطف مرتين بالماء.

لتنفيذ مرفق التكافؤ من PEG أو البوليسترين، وإعداد ثلاثة ملليلتر من حل البوليمر في التولوين بتركيز 1.25 ملليغرام لكل ملليلتر. إضافة الحل ورقائق إلى طبق بيتري واحتضان رقائق في 60 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة. بعد الحضانة مع الدمج أو البوليسترين، والسماح للرقائق لتبرد لمدة 10 دقائق.

شطف رقائق مرتين مع التولولين، مرتين مع الإيثانول، ومرة واحدة مع الماء. لأداء المرفق التساهمي من البوليينيبام، وإعداد ثلاثة ملليلتر من محلول البوليمر في الإيثانول بتركيز 1.25 ملليغرام لكل ملليلتر. إضافة الحل ورقائق إلى طبق بيتري واحتضان رقائق في درجة حرارة الغرفة لمدة ثلاث ساعات.

بعد الحضانة مع بولينيبال، شطف رقائق مرتين مع الإيثانول ومرتين بالماء. لتخزين الرقائق حتى استخدامها في تجربة، ضع كل رقاقة على حدة في طبق بيتري مليلتر واحد مليء بالماء. حافظ على أطباق بيتري عند أربع درجات مئوية.

أولاً، أدخل شريحة AFM cantilever الوظيفية في حامل رقاقة. الغراء السطح المعد في حامل العينة التي هي مناسبة للقياسات في السائل. استخدام ماصة لغمر رقاقة في الماء.

جبل سطح العينة في AFM. غمر سطح العينة في الماء. قم بتوصيل حامل الشريحة بـ AFM.

ثم اقترب من الرقاقة إلى سطح العينة. استخدام لوحة البيئية لتعيين درجة الحرارة المستهدفة والتبديل في الوضع وأزرار الراديو ردود الفعل إلى. ثم السماح للنظام توازن لمدة 15 دقيقة.

لاتخاذ منحنى تمديد قوة، نهج تلميح afm cantilever إلى السطح واختيار قوة واحدة. يعرض المنحنى الناتج الانحراف مقابل مسافة بيزو مع الاقتراب من السطح الموضح باللون الأحمر والتراجع الموضح باللون الأزرق. توسيع الجزء من المنحنى الذي يمثل المسافة البادئة من تلميح AFM cantilever إلى السطح الأساسي.

لتنفيذ احتواء خطي، قم بتعيين المؤشرات على إما النهج أو المنحنى السحب وحدد تحديث INVOLS من قائمة السياق. تظهر القيمة الناتجة لقيمة حساسية العتلة البصرية العكسية في اللوحة في أعلى اليسار. بعد تكرار هذا الإجراء خمس مرات على الأقل، حساب متوسط لحساسية العتلة البصرية العكسية وأدخل المتوسط في اللوحة.

ضع الـ AFM cantilever على ارتفاع حوالي 100 ميكرومتر فوق السطح عن طريق اختيار الانتقال إلى مرحلة ما قبل المشاركة. للحصول على نسبة إشارة إلى ضوضاء مرضية لمدى الضوضاء الحرارية، قم بتعيين عدد المتوسط إلى 10 على الأقل واختيار أعلى دقة تردد ممكنة. بعد ذلك، قم بتسجيل طيف الضوضاء الحرارية عن طريق تحديد التقاط البيانات الحرارية.

لملاءمة طيف الضوضاء الحرارية مع وظيفة مذبذب متناسق بسيطة، قم بتوسيع الجزء من المنحنى الذي يمثل ذروة الرنين الأول. ثم حدد تهيئة احتواء. وأخيراً، قم بصقل الملاءمة باستخدام زر البيانات الحرارية المناسب.

سيظهر ثابت القوة في اللوحة. لبدء جمع البيانات، قم بتعيين المعلمات الخاصة بالتجربة. تعيين سرعة سحب إلى ميكرومتر واحد في الثانية الواحدة وقوة الزناد إلى نانوتون واحد.

اقترب من طرف AFM cantilever إلى السطح وحدد قوة واحدة لتسجيل منحنى واحد وتحديد ما إذا كانت المعلمات تحتاج إلى تعديل كما هو موضح في المخطوطة. حدد F خريطة من اللوحة الرئيسية. للحصول على خريطة قوة مع 100 منحنيات، تعيين عدد نقاط القوة وخطوط القوة إلى 10.

ابدأ في تسجيل خريطة القوة عن طريق تحديد خريطة do F. اتخاذ منحنيات تمديد القوة بطريقة تشبه الشبكة لتجنب أي آثار السطح المحلية ومتوسط مناطق سطح مختلفة. بعد التجربة، كرر تحديد حساسية العتلة البصرية العكسية وثابت الربيع للتحقق من اتساق واستقرار النظام.

كانت بولينييبام واحدة والبوليمرات PEG مرتبطة بتكهية إلى تلميح AFM cantilever في نهاية واحدة وphysisorbed على سطح ثاني أكسيد السيليكون في الطرف الآخر. لقياس درجة الحرارة تعتمد على سلوك تمتد، تم تحديد واضح جزيء واحد تمتد الحدث تليها الحد الأقصى النهائي في نهاية منحنى امتداد القوة المعنية. ثم تم إنشاء منحنى رئيسي واحد لكل درجة حرارة.

بالنسبة لـ PEG ، لوحظ انخفاض في قوة التمدد مع زيادة درجة الحرارة. بالنسبة للبولينيبال، لوحظ الاتجاه المعاكس. يمكن استخدام الزفير من البوليسترين من سطح سام في الماء لتحديد قوة desorption وطول.

عندما كان مرفق البوليمر ناجحا، وأظهرت منحنيات تمديد القوة هضاب من قوة ثابتة. تم تجهيز كل هضبة مع منحنى السيني لتحديد قوة desorption وطول desorption. وتماثل قوى الاحتياز الملحوظة القيم التي تم الحصول عليها سابقاً.

عندما أكثر من البوليمر تعلق على تلميح AFM cantilever، لوحظت شلالات من الهضاب في منحنيات تمديد القوة. مع اثنين من البوليمرات المرفقة، تم العثور على توزيع ثنائي الوسائط لطول desorption في حين أظهرت قوة desorption توزيع ضيق. ويمكن استخدام تلميح AFM cantilever وظيفية لتحديد استجابة قوة من جزيئات واحدة في بيئة سائلة ومع المحفزات الخارجية.

استخدام معدات نظيفة، والمذيبات، AFM النصائح cantilever، والشطف المتكرر من المهم جدا للوصول إلى مستوى عال من النظافة التي ينبغي تأكيدها قبل التجارب التي تم وصفها. وقد مهدت البروتوكولات والإجراءات المقدمة الطريق لفهم أفضل لنظم البوليمرات المتجاوبة للمحفزات. ويمكن مقارنة النتائج مباشرة المحاكاة الحيوية الجزيئية.