وصف الريولوجيا الكلية لمخاط جيل راكر في الكارب الفضي ، Hypophthalmichthys molitrix

تكمن أهمية هذا البروتوكول في أنه يسمح بالتوصيف الريولوجي الدقيق للسوائل البيولوجية غير النيوتونية ، مثل المخاط ، خاصة عندما تتوفر أحجام عينات صغيرة جدا فقط. تسهل هذه التقنية توصيف إجهاد الخضوع الواضح والمرونة اللزوجة للسوائل البيولوجية المعقدة ، مثل مخاط الخياشوم. تتيح هذه الطريقة تقدير إجهاد العائد لمخاط الخياشيم ، وتسهل التوصيف الانسيابي وتطوير بروتوكول السوائل البيولوجية المماثلة ، مثل إفرازات الإنسان والنبات.

ستظهر الإجراء مع Kartik Bulusu سامانثا راكان ، طالبة دراسات عليا من مختبرنا. لتحضير ما يقرب من ملليلترين من 100 ملليغرام لكل مليلتر محلول مخاط السمك المركز ، قم بإجراء التخفيف التسلسلي لمليلترين بتركيز 400 ملليغرام لكل مليلتر عن طريق إضافة الماء منزوع الأيونات بنسبة واحد إلى اثنين مرتين. ضع قارورة محلول المخاط على شاكر حتى يتجانس المحلول بشكل كاف ويتم تخفيف أي تكتل للجسيمات المخاطية.

لمعايرة مقياس الريومتر ، قم بتشغيل برنامج التحكم في جهاز مقياس الريومتر وحدد علامات تبويب المعايرة والأجهزة. انقر فوق المعايرة والمعايرة للتأكد من أن قيم المعايرة في حدود 10٪ من بعضها البعض وانقر فوق قبول. أدر العمود أعلى مقياس الريومتر لتثبيت هندسة زاوية المخروط.

سيكتشف البرنامج القطر 40 ملم ، درجة واحدة ، صفر دقيقة ، هندسة زاوية مخروط 11 ثانية. لإجراء معايرة هندسة مقياس الريومتر، انقر فوق المعايرة ضمن القصور الذاتي وانقر فوق معايرة. انقر فوق قبول لقبول المعايرة.

انقر فوق المعايرة تحت الاحتكاك وانقر فوق معايرة. انقر فوق قبول لقبول المعايرة. يجب تسجيل قيم القصور الذاتي الهندسي ومعايرة الاحتكاك في الوحدات المناسبة.

لإجراء تهيئة الفجوة الصفرية، انقر فوق الفجوة في الخيارات. في النافذة المنبثقة ، اضبط القوة المحورية على نيوتن واحد وانقر فوق موافق ، ثم انقر فوق أيقونة الفجوة الصفرية. تكتمل التهيئة عندما تصبح القوة المحورية التي تتعرض لها الهندسة أكبر من أو تساوي نيوتن واحد عندما تلامس لوحة بلتيير.

للتأكد من أن فجوة مقياس الريومتر تصفرت بحيث يكون موضعها المرجعي دقيقا ، استخدم السهمين لأعلى ولأسفل لرفع الهندسة إلى أي ارتفاع تعسفي. ستعرض شاشة التحكم الموجودة على أداة مقياس الريومتر ولوحة التحكم في برنامج التحكم في جهاز مقياس الريومتر ارتفاع الفجوة. لإجراء التجربة الريولوجية والنطاق اللزج المرن الخطي لمحلول مخاطي ذي أهمية ، قم بتحميل ما يقرب من 300 ميكرولتر من محلول مخاط السمك في طرف ماصة سعة مليلتر واحد وقم بتحميل المحلول على صفيحة بلتييه.

اضغط على أيقونة الانتقال إلى تقليم الفجوة لخفض الهندسة على لوحة بلتيير. استخدم الماصة لإزالة أي محلول مخاطي زائد أثناء تطبيق سرعة زاوية صغيرة على المحرك وانقر فوق نقطة التوقف وقم بتطبيق الرموز حتى تصل قيمة عزم الدوران إلى الحد الأدنى. لإجراء تجارب سعة التذبذب ، في قائمة الإجراءات في علامة تبويب التجارب ، اضبط التذبذب والسعة واضبط درجة الحرارة على 22 درجة مئوية.

اضبط وقت النقع على 120 ثانية وتحقق من انتظار درجة الحرارة. اضبط التردد على هرتز واحد ، وعزم الدوران على 10 إلى 10 ، 000 ميكرو نيوتن متر ، والنقاط في العقد على 10. بعد ذلك ، انقر فوق أيقونة إدراج خطوة مكررة.

تغيير السعة إلى التردد. اضبط درجة الحرارة على 22 درجة مئوية واضبط وقت النقع على صفر ثانية. اضبط نسبة الإجهاد على واحد.

في قائمة المسح اللوغاريتمي ، اضبط التردد على 20 إلى 1 هرتز والنقاط لكل عقد على 10. لإعداد إجراء مسح التدفق، انقر فوق أيقونة إدراج خطوة مكررة ثم قم بتغيير التذبذب إلى التدفق وحدد المسح لضبط درجة الحرارة على 22 درجة مئوية وتعيين وقت النقع على صفر ثانية. اضبط معدل القص على 1 إلى 10,000 في الثانية والنقاط لكل عقد على 10 وحدد مربع استشعار الحالة المستقرة.

اضغط على أيقونة الانتقال إلى فجوة الهندسة لخفض الهندسة إلى الفجوة المناسبة المحددة مسبقا لكل هندسة محددة وانقر فوق ابدأ في برنامج الأداة وراقب حركة الهندسة المخروطية. سيتم إنشاء مخطط في الوقت الفعلي يبلغ عن الخسارة في معاملات التخزين بواسطة مقياس الريومتر في النافذة الرئيسية بعد الوصول إلى وقت نقع درجة الحرارة. انقر بزر الماوس الأيمن لتحديد علامة تبويب متغيرات الرسم البياني وتعيين المحور x للمؤامرة على نسبة إجهاد التذبذب لعرض البيانات ذات الاهتمام.

لعرض بيانات التردد الزاوي، انقر بزر الماوس الأيمن فوق مسح التردد وحدد إرسال إلى رسم بياني جديد. لعرض بيانات اللزوجة الظاهرة مقابل إجهاد القص في الوقت الفعلي، انقر بزر الماوس الأيمن فوق مسح التدفق وحدد إرسال إلى رسم بياني جديد، ثم احفظ الملف الذي يحتوي على كل من الإجراء التجريبي والنتائج في تنسيق الملف الأصلي لبرنامج التحكم في أداة مقياس الريومتر عند انتهاء التجربة. للتحليل البياني ، قم بتصدير بيانات ريولوجيا المخاط إلى جدول بيانات وقم بتشغيل رموز تكميلية للزوجة الظاهرة لمعدلات إجهاد القص المتغيرة ومعامل الخسارة ومعامل التخزين وزاوية الطور لضغوط التذبذب المتغيرة لإنشاء رسوم بيانية للنتائج.

كما لوحظ في بيانات اتساع التذبذب الديناميكي ، انخفض معامل التخزين لتركيز 200 ملليغرام لكل مليلتر وعبر معامل الخسارة ضمن نطاق الإجهاد. أظهرت بيانات زاوية الطور لهذا التركيز انتقالا ثابتا إلى سائل لزج مرن مع منطقة انتقالية من ضغوط المحصول. أظهرت بيانات معامل تركيز 400 ملليغرام لكل مليلتر ظاهرة الخضوع مع نقطة تقاطع بين وحدات التخزين والخسارة التي حدثت عند إجهاد العائد الظاهري البالغ حوالي 0.27 باسكال.

أظهرت بيانات زاوية الطور لتركيز 400 ملليغرام لكل مليلتر انتقالا حادا إلى سائل لزج مرن مع نقطة تقاطع عند حوالي 0.27 باسكال. كما لوحظ في بيانات معدل القص الثابت ، أظهر تركيز 100 ملليغرام لكل مليلتر لزوجة ثابتة في الغالب خارج المناطق المميزة لقيود الأداة ، ومنطقة مسطحة ضئيلة ، وسلوك يشبه السائل النيوتني. أظهر تركيز 200 ملليغرام لكل مليلتر سلوكا غير نيوتوني مع زيادة معدلات القص والميل إلى الخضوع بمنطقة مسطحة واضحة.

تركيز 400 ملليغرام لكل مليلتر هو الأقرب إلى تركيبة مخاط الخياشيم ، مما يظهر تغيرا واضحا في حالة المخاط من سائل يشبه الهلام إلى سائل ترقق القص بعد أن ينتج حوالي 0.27 باسكال. كما هو موضح في مخطوطة البروتوكول ، من المهم تحديد قيمة النسبة المئوية لإجهاد التذبذب ضمن النظام اللزج المرن الخطي لمخاط الخياشيم قبل إجراء عمليات المسح الديناميكية. يمكن استخدام بروتوكولنا للتأكد من إجهاد الخضوع الواضح للسوائل البيولوجية اللزجة والشبيهة بالهلام ، ويمكن تمديده ليشمل اختبارات التثبيت والتقشير من أجل التوصيف الكامل للتصاق المواد الشبيهة بالمخاط.

يمهد هذا البروتوكول الطريق للتحقيق الهيدروديناميكي لتغذية المرشح بمواد شبيهة بالمخاط ، وإنشاء نماذج تحليلية ، وتطوير تقنيات التدفق المتقاطع والترشيح الغشائي