Name: Quantitative und qualitative Untersuchung der Partikel-Partikel Wechselwirkungen mit Kolloidales Probe Nanoskopie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-07-18T14:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 15 s
Description: Erfahren Sie quantitative und qualitative Untersuchungen von Partikel-Partikel-Wechselwirkungen mit kolloidaler Sonden-Nanoskopie. Diese Methode liefert wertvolle Erkenntnisse für die Arzneimittelforschung.

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Die Autoren erkennen (1) finanzielle Unterstützungen von der Abteilung Wissenschaft &amp; nanobiomedical BK21 PLUS NBM Global Research Center für Regenerative Medizin in Dankook-Universität und von der Schwerpunktzentren-Programm (Nr. 2009-0093829) von NRF, der Republik Korea, (gefördert 2) die Einrichtungen und die wissenschaftliche und technische Unterstützung, der australischen Zentrum für Mikroskopie und Mikroanalyse an der Universität von Sydney. HKC dankt dem Australian Research Council für die finanziellen Unterstützungen durch eine Discovery Project Grant (DP0985367 &amp; DP120102778). WM dankt dem Australian Research Council für die finanziellen Unterstützungen durch eine Verbindung Projektförderung (LP120200489, LP110200316).

1. Vorbereitung der Probe und AFM Kolloidales Substrat <ol><li> Um kolloidalen Sonden herzustellen, verwenden Sie ein zuvor von den Autoren entwickelten Methode. 19. <ol><li> Kurz gesagt, mit einem 45 °-Winkel Halter, eine spitzenlose Freischwinger im bestimmten Winkel von 45 ° (Abbildung 1A) zu befestigen. </li><li> Bereiten Sie eine Epoxy Folie durch Bestreichen Sie eine dünne Schicht Epoxidharz auf einen Objektträger. Mit einem sauberen Spatel oder einem langsamen Stickstoffstrom, um sicherzustellen, daß die Schicht aus Epoxidharz auf dem Objektträger zugesetzt ist der minimale Höhe. </li><li> Befestigen Sie die Folie in eine Epoxy-40X optischer Zoom Mikroskop-Objektiv mit einem kundenspezifischen Halter (Abbildung 1B). Dann nutzen Sie die Freischwinger, die Epoxy-Folie nähern und erwerben Sie eine kleine Menge von Epoxy auf den Ausleger. </li><li> Diese Schritte wiederholen, um auch ein einzelnes Partikel von Interesse zu befestigen an der Spitze des Auslegers (Fig. 1C). </li></ol></li><li> Bereiten Sie die AFM-Substrat durch die Anbringung kolloidalen ParTeilchen auf einer AFM-Deckglas mit einem thermoplastischen Klebstoff für die Befestigung. <ol><li> Erhitzen Sie eine 35 mm Runddeckglas bis 120 ° C und eine kleine Menge des Klebers auf dem Deckglas. Die hohe Temperatur ist erforderlich, um den thermoplastischen Klebstoff zur Anwendung zu schmelzen. </li><li> Dann kühlen, das Deckglas auf 40 ° C vor Bestäuben der kolloidalen Teilchen auf den Leim. HINWEIS: Bei 40 ° C wird der Klebstoff ausreichend festgelegt, daß die Teilchen nicht in den Klebstoff eingebettet werden, aber der Klebstoff klebrig genug ist, um sicherzustellen, dass die Partikel an dem Substrat haften. </li><li> Weitere kühlen das Deckglas auf RT und verwenden Sie einen leichten Stickstoffstrom abgeblasen überschüssige ungebundene Partikel. </li><li> Das Substrat mehrere Male mit dem flüssigen Medium, das für kolloidale Sondenmessungen verwendet werden waschen, damit alle losen Partikel von dem Substrat entfernt. HINWEIS: Dies ist wichtig, um die Auswirkungen von frei fließenden Teilchen während der Messung zu reduzieren, können die unterhandeln mit dem Ausleger und Fehler in den Ergebnissen vor. </li></ol></li></ol> 2. Montage des Kolloidales Probe, Ausrichten Laser und äquilibrierende-System <ol><li> Montieren Sie das Deckglas mit der kolloidalen Teilchen in die untere Hälfte eines Flüssigkeitszelle, um sicherzustellen, dass der O-Ring korrekt sitzt, jede Auslaufen zu verhindern. </li><li> Legen Sie eine hydrophobe transparente Folie auf den Mikroskoptisch, gegen jede Flüssigkeit, die während des Experiments kann auslaufen zu schützen, vor allem, wenn nur über die untere Hälfte eines Flüssigkeitszelle für die Messung, und legen Sie die Flüssigkeitszelle auf den Mikroskoptisch. HINWEIS: Der Einfachheit halber kann man nur die untere Hälfte einer Flüssigkeitszelle zu verwenden, da das System ausreichend äquilibriert werden; Tipp - die Verdunstung ändert den Zustand der Messung und Auswirkungen der Ergebnisse / Lesen. </li><li> Befestigen Sie das kolloidale Sonde an die AFM-Messkopf und montieren auf die AFM. Mit der AFM-Instrument-Software auf, verwenden Sie die Knöpfe auf derScannen Kopf, um die Blattfederspitze in den Fokus zu bringen. HINWEIS: Alle Verfahrensschritte und Messungen wurden mit einem MFP-3D AFM-Bio mit Asylum Research Software abgeschlossen. </li><li> Um Intensität maximieren, richten Sie den Laser auf die Spitze des Auslegers mit den entsprechenden Einstellungsknöpfe auf der Scan-Kopf. </li><li> Damit das System für 5-10 Minuten oder bis der Biegungswert stabilisiert äquilibrieren. Verwenden Sie die Ablenkung Einstellknopf, um die Ablenkung auf Null oder leicht negativ zu bringen. </li><li> Nachdem das System in der Luft ins Gleichgewicht, verwenden Sie die AFM-Software (Thermal-Panel im Fenster Master Panel) thermisch zu berechnen die InvOLS (Empfindlichkeit) und Federkonstante der kolloidalen Sonde. HINWEIS: Diese Empfindlichkeit wird vorübergehend verwendet werden, bis die wahre Empfindlichkeit wird bei Beendigung der Messung gemessen werden (siehe Schritt 4). <ol><li> Wählen Sie entweder &quot;Cal Federkonstante&quot; oder &quot;Cal InvOLS&quot; und klicken dann auf &quot;Capture Thermische Daten&quot;. </li><li> Einmalein prominenter Spitzen ist offensichtlich, stoppen Sie die Erfassung von Daten, und klicken Sie zum Vergrößern auf die Hauptgipfel. </li><li> Klicken Sie auf &quot;Initialisieren Fit&quot;, gefolgt von &quot;Fit Thermal-Daten&quot;, die automatisch berechnet Federkonstante oder InvOLS Werte zu erhalten. </li></ol></li><li> Langsam 2 ml des flüssigen Mediums zu der Flüssigkeitszelle unter Verwendung einer Spritze und sicherzustellen, dass keine Blasen auf der Ausleger vorhanden sind. Neuausrichten der Laser, da der Brechungsindex des Mediums ändert sich jetzt und wieder ins Gleichgewicht des Systems ermöglicht die Ablenkung Wert vor der Einstellung der Auslenkung auf Null zu stabilisieren. HINWEIS: Wenn ein großer Temperaturunterschied zwischen der Umgebung und Flüssigkeit vorhanden ist, wird Ausgleich länger dauern. </li></ol> 3. Imaging und Datenkommunikation <ol><li> Setzen Sie den ersten Scangröße bis 20 um, scannen Rate auf 1 Hz, Scanwinkel bis 90 °, Sollwert auf 0,2 V und erhalten einen Scan der Probe. Stellen Sie die Verstärkung wie notwendig, um überlappenden Spuren erhaltenund verfolgen Kurven. </li><li> Sobald ein Teilchen von Interesse gefunden wird, sofort auf, dass die Partikel vergrößern Zum erweiterten Sonden-Wechselwirkungen mit dem Substrat vor dem Erhalt Kraft Volumenmessungen beschränken. </li><li> Sobald gezoomt, erwerben eine ausreichende Bild eines einzelnen Teilchens oder Teil eines einzelnen Teilchens. Dann in die Macht-Panel wechseln in der Software. Bringen Sie den roten Positionsleiste in die höchste Position, stellen Sie den Abstand Kraft bis 5 um, Scan-Rate auf 0,1 Hz, Trigger-Kanal zu keinen und führen eine Einzelkraft-Messung. Stellen Sie sicher, dass die Sonde nicht in Kontakt mit dem Substrat. </li><li> Vom Einzelmesskurve erhalten, die Berechnung der Biegelinie virtuelle mit der rechten Maustaste auf das Grafikfenster, und wählen Sie die Option &quot;Berechnen Virtuelle Def Line&quot;. Dieser berechnet dann automatisch die virtuelle Ablenkung und aktualisieren Sie den Wert wie in der Software nötig. </li><li> Ändern Sie den Triggerkanal, bis zu 20 nm Auslenkung und den Triggerpunkt. Stellen Sie die Kraft distrungs bis 1 um und stellen die Scangeschwindigkeit, wie gewünscht in Abhängigkeit von den gemessenen Kräften von Interesse. </li><li> Den Wert manuell einstellen für die Ablenkung Inverse Optical Lever Empfindlichkeit (InvOLS) in der Bewertung Waffensteuerung nach Durchführung 2-3 aufeinander folgenden vorläufigen Einzelkraft-Messungen. <ol><li> Führen Sie eine Einzelkraft-Messung, dann klicken Sie auf den &quot;Review&quot;-Taste auf der Force-Panel, das einen Haupt-Kraftsteuerung wird geöffnet. </li><li> Markieren Sie den zuletzt abgeschlossenen Kraftmessung. Unter der &quot;Achse&quot; Überschrift sicherzustellen, dass nur &quot;DeflV&quot; aktiviert ist. Ändern Sie den &quot;X-Achse&quot; Eingabefeld auf &quot;September&quot; über das Dropdown-Menü und klicken Sie auf &quot;Grafik zu machen.&quot; </li><li> Klicken Sie auf &quot;Parm&quot; Vorsprung auf der Haupt-Kraftsteuerung und stellen Sie den Wert von &quot;InvOLS&quot;, bis die Kontaktbereich des Graphen ist völlig senkrecht. Dann bevölkern diesen Wert im Feld &quot;Defl InvOLS&quot; unter der Cal befindet60; Unterregisterkarte in der Registerkarte Force für die Haupt Master Panel-Fenster. </li><li> Wiederholen Sie diesen Vorgang 2-3 mal, um sicherzustellen, dass die InvOLS Wert nicht wesentlich ändern. </li></ol></li><li> Nun, da alle Parameter eingerichtet wurden, sorgen dafür, dass das flüssige Medium Ebene ist immer noch ausreichend und dass die Ablenkung ist immer noch stabil. HINWEIS: Zu diesem Zeitpunkt können einzelne Kraftkurven oder Kraft Karten erhalten werden. Wenn Verweilzeit Kraftmessungen gewünscht werden, können die Haltemöglichkeiten in der Macht-Panel zugegriffen werden. </li></ol> 4. Post-Abstimmung der Empfindlichkeit für Analysis <ol><li> Nach Abschluss der Messwerterfassung, Messung der tatsächlichen Empfindlichkeit des kolloidalen Sonde. Um dies zu tun, führen Sie eine Kraftmessung mit einem relativ großen Ablenkung / Kraft mit der kolloidalen Sonde in der gleichen flüssigen Medium gegen ein &quot;unendlich&quot; harte Oberfläche wie Glimmer. HINWEIS: Die Empfindlichkeit wurde nach Abschluss der Experimente erhalten, da die große Auslenkung / Kraft kann collo beschädigenidal Sonden mit porösen oder zerbrechliche Kolloide vorbereitet. </li><li> Die Neigung der Kontaktbereich wird durch die Software verwendet, um die Empfindlichkeit (Fig. 2) automatisch berechnet werden. Mit dieser wahren Wert der Empfindlichkeit während der Datenanalyse aller mit, dass insbesondere kolloidale Sonde erhaltenen Kurven. </li></ol>

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</ol>

Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden finanziellen Interessen haben.

Mehrere Quellen der Instabilität des Systems während der Flüssigkeits kolloidalen Sonde Nanoskopie vorhanden ist, kann leicht durch eine angemessene Ausgleichsverfahren gemildert werden. Instabilitäten wie besprochen zuvor in fehlerhaften Ergebnissen und Kraftkurven, die schwieriger zu analysieren sind objektiv führen. Wenn alle Quellen der Instabilität wurden gepflegt und ähnlich der in Fig. 4 gezeigten Graphen noch vorhanden sind, kann ein weiterer Messparameter der Grund sein. Weitere Messparameter, ...

Rasterkraftmikroskopie (AFM) ist eine Technik, die qualitativen und quantitativen Bildgebung ermöglicht und Sondieren einer Materialoberfläche. 4-6 Traditionell AFM wird für die Bewertung der Oberflächentopographie, die Morphologie und Struktur der mehrphasige Materialien verwendet. AFM hat die Fähigkeit, quantitativ zu bewerten Nano-Wechselwirkungen, wie Ladung, Anziehung, Abstoßung und Adhäsionskräfte zwischen einer spezifischen Sonde und Substrat in Luft und flüssigen Medien. 7,8 Die ursprünglich von Binning, Quate und Gerber 9 Zwecke entwickelt AFM eine Sonde bekannt / ermittelte Empfindlichkeit und Federkonstante zu nähern und / oder zu scannen eine Probe. Aufgrund der physikalischen Wechselwirkungen zwischen der Sonde und der Probe, wird der Ausleger in Kontakt oder die Nähe lenkt und in Abhängigkeit von der Betriebsart, kann diese Auslenkung übersetzt werden, um die Topographie der zwischen der Sonde und der Probe vorliegende Muster oder messen Kräfte erfassen. Änderungen an der AFM-techque, wie kolloidale Sonde Nanoskopie, 10 haben Wissenschaftler erlaubt, direkt bewerten die Nano-Kraftwechselwirkungen zwischen zwei in einem kolloidalen System der Interessen vorhandenen Materialien. In kolloidalen Sonde Nanoskopie wird ein kugelförmiges Teilchen der Wahl, um die Spitze eines Auslegers befestigt und ersetzt die traditionellen Kegel-und Pyramidenspitzen. Ein sphärischer Partikel ist ideal, um Vergleich mit theoretischen Modellen wie dem Johnson, Kendal, Roberts (JKR) 11 und Derjaguin, Landau, Vervwey, Overbeek (DLVO) 12-14 Theorien und um den Einfluss der Oberflächenrauhigkeit auf die Messung zu minimieren ermöglichen. 15 Diese Theorien werden die Kontaktmechanik und Kräfte zwischen den Teilchen in einem kolloidalen System erwartet definieren. Die DLVO-Theorie verbindet die attraktive van-der-Waals Kräfte und abstoßenden elektrostatischen Kräfte (wegen der elektrischen Doppelschichten) quantitativ zu erklären, das Aggregationsverhalten von wässrigen kolloidalen Systemen, während die JKR Theorie beinhaltet die Wirkung der Kontaktdruck und die Haftung an elastischen Kontakt zwischen zwei Komponenten zu modellieren. Sobald eine geeignete Sonde erzeugt wird, wird es verwendet, um andere Material / Partikel nähern, um die Kräfte zwischen den beiden Komponenten zu beurteilen. Mit einer Standardspitze hergestellt wird man in der Lage, Wechselwirkungskräfte zwischen dieser Spitze und einem Material der Wahl zu messen, aber der Vorteil der Verwendung eines maßgeschneiderten kolloidalen Sonde ermöglicht die Messung zwischen innerhalb des untersuchten System vorhandenen Materialien vorhanden Kräfte. Messbare Wechselwirkungen sind:.. Klebstoff, attraktiv, abstoßend, Ladung und zwischen den Teilchen vorhanden, auch elektrostatische Kräfte 16 Zusätzlich wird die kolloidale Sondentechnik kann zwischen Teilchen und Materialelastizität vorhanden tangentiale Kräfte zu erforschen 17,18 Die Möglichkeit, Messungen in verschiedenen Medien durchzuführen ist eines der großen Vorteile von kolloidalem Sonde Nanoskopie. Umgebungsbedingungen, flüssige medien oder feuchtigkeitskontrollierten Bedingungen können alle verwendet werden, um Umgebungsbedingungen des Systems untersucht werden, nachahmen. Die Fähigkeit, Messungen in einer flüssigen Umgebung durchzuführen ermöglicht die Untersuchung von kolloidalen Systemen in einer Umgebung, die es natürlicherweise vorkommt; somit in der Lage, quantitativ Daten, die direkt übersetzbar dem System in seinem natürlichen Zustand zu erwerben. Zum Beispiel können Teilchen-Wechselwirkungen innerhalb Dosieraerosolen (MDI) enthalten mit einem Modell flüssiges Treibmittel mit ähnlichen Eigenschaften wie das Treibmittel in Dosieraerosolen verwendet sucht werden. Die gleichen Wechselwirkungen gemessen in Luft nicht repräsentativ für das System in dem Inhalator vorhanden ist. Ferner kann das flüssige Medium modifiziert werden, um die Wirkung von Feuchtigkeitseintritt, einem sekundären Tensid oder Temperatur auf die Teilchen-Wechselwirkungen in einem MDI zu bewerten. Die Fähigkeit zur Steuerung der Temperatur verwendet werden, um bestimmte Schritte bei der Herstellung von kolloidalen Systemen nachzuahmen, wie Temperatur entweder bei der Herstellung oder auszuwertenSpeicher kolloidaler Systeme können einen Einfluss auf Teilchen-Wechselwirkungen. Messungen, die unter Verwendung von kolloidalem Sonden erhalten werden können, umfassen; Topographie Scannen, individuelle Kraft-Weg-Kurven, Kraft-Weg-Haft Karten und wohnen Kraft-Weg-Messungen. Wichtige Parameter, die mit der in diesem Papier kolloidalen Sonde Nanoskopie-Methode gemessen werden, umfassen das Snap-In, max Last-und Trennenergiewerte. Snap-in ist ein Maß für die Anziehungskräfte, max laden Sie den Wert der maximalen Haftkraft, und die Trennenergie vermittelt die erforderlich ist, um das Teilchen aus zurückzutreten Energie. Diese Werte können durch sofortige oder Haltekraftmessungen gemessen werden. Zwei verschiedene Arten von Halte Messungen umfassen Auslenkung und Vertiefung. Die Länge und die Art der Messung kann Verweilzeit speziell ausgewählt werden, um spezifische Interaktionen, die innerhalb eines Systems von Interesse vorhanden sind, nachzuahmen. Ein Beispiel ist die Verwendung Ablenkung Verweildauer - das hältdie Proben in Kontakt mit einer gewünschten Härtewert - die Klebeverbindungen, die in Aggregaten in Dispersionen gebildet entwickeln, zu evaluieren. Die Klebeverbindungen gebildet werden, als eine Funktion der Zeit gemessen werden kann und einen Einblick in die erforderlich ist, um die Aggregate nach längerer Lagerung redispergieren Kräfte. Die Fülle von Daten, die mit diesem Verfahren erhalten werden kann, ist ein Beweis für die Vielseitigkeit der Methode.

<table><tbody><tr><td>Double-Bubble Epoxy</td><td>Hardman</td><td>4004</td><td></td></tr><tr><td>Veeco Spitzenlose Sonden</td><td>Veeco</td><td>NP-O10&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Poröse Partikel</td><td>Pearl Therapeutics</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Rasterkraftmikroskop (MFP)</td><td>Asylum&nbsp;</td><td>MFP-3D</td><td></td></tr><tr><td>SPIP Rastersonde Bildprozessor-Software</td><td>NanoScience&nbsp; Instrumente</td><td></td><td></td></tr><tr><td>35 mm Deckgläser</td><td>Asylum</td><td>504.003</td><td></td></tr><tr><td>Tempfix</td><td>Ted Pella. Inc.</td><td>Nr. 16030</td><td></td></tr></tbody></table>

quantitative und qualitative untersuchung der partikel-partikel wechselwirkungen mit kolloidales probe nanoskopie

Quantitative and Qualitative Examination of Particle-particle Interactions Using Colloidal Probe Nanoscopy

Kolloidale Sonden-Nanoskopie (CPN), die Untersuchung der nanoskaligen interaktiven Kräfte zwischen einer speziell präparierten kolloidalen Sonde und einem beliebigen Substrat mit dem Rasterkraftmikroskop (AFM), kann wichtige Einblicke in physikalische Wechselwirkungen in kolloidalen Systemen liefern. Kolloidale Systeme sind in verschiedenen Anwendungen weit verbreitet, darunter Pharmazeutika, Lebensmittel, Farben, Papier, Boden und Mineralien, Waschmittel, Druck und vieles mehr. 1-3 Darüber hinaus können Kolloide in vielen Zuständen wie Emulsionen, Schäumen und Suspensionen vorliegen. Mit Hilfe der kolloidalen Sonden-Nanoskopie kann man wichtige Informationen über die Adhäsiveigenschaften, Bindungsenergien und sogar Einblicke in die physikalische Stabilität und Gerinnungskinetik der darin vorhandenen Kolloide gewinnen. Darüber hinaus kann die Nanoskopie mit kolloidalen Sonden mit biologischen Zellen verwendet werden, um die Wirkstoffforschung und Formulierungsentwicklung zu unterstützen. In diesem Artikel beschreiben wir eine Methode zur Durchführung der Nanoskopie mit kolloidalen Sonden, diskutieren Schlüsselfaktoren, die bei der Messung wichtig sind, und zeigen, dass sowohl quantitative als auch qualitative Daten aus solchen Messungen gewonnen werden können.

Flüssige kolloidale Systeme sind für verschiedene pharmazeutische Drug Delivery-Systemen verwendet wird. Inhalationsmedikamentenlieferung ist ein gemeinsames System der kolloidalen Suspension unter Druck Dosieraerosol (pMDI). Teilchen-Wechselwirkungen in der vorliegenden Druckdosieraerosol spielen eine wichtige Rolle bei der Formulierung der physikalischen Stabilität, Lagerung und Drug-Delivery-Uniformität. In diesem Manuskript wurden interpartikuläre Kräfte zwischen porösen Lipid-basierte Partikel (~ 2 um optische Durc...

Die Nanoskopie mit kolloidaler Sonde kann in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt werden, um Einblicke in die physikalische Stabilität und Gerinnungskinetik kolloidaler Systeme zu gewinnen und bei der Wirkstoffforschung und Formulierungswissenschaft unter Verwendung biologischer Systeme zu helfen. Die im Folgenden beschriebene Methode bietet ein quantitatives und qualitatives Mittel, um solche Systeme zu untersuchen.

Quantitative und qualitative Untersuchung der Partikel-Partikel Wechselwirkungen mit Kolloidales Probe Nanoskopie

Colloidal Probe Nanoscopy (CPN), the study of the nano-scale interactive forces between a specifically prepared colloidal probe and any chosen substrate ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, quantitative Informationen über die nanoskaligen Wechselwirkungen zwischen Partikeln in einem flüssigkeitsbasierten kolloidalen System zu erhalten. Dies wird erreicht, indem zunächst eine funktionsfähige kolloidale Sonde hergestellt wird, indem ein einzelnes Partikel an einem Tipis-Rasterkraftmikroskop-Ausleger befestigt wird. Der zweite Schritt besteht darin, die Sonde auf das Rasterkraftmikroskop zu montieren und eine Flüssigkeitszelle mit einem kolloidalen Partikelsubstrat vorzubereiten.Anschließend werden die Federkonstante und die Empfindlichkeit der kolloidalen Sonde mit Hilfe der Mikroskopsoftware thermisch kalibriert. Der letzte Schritt besteht darin, die kolloidale Sonde zu verwenden und die Wechselwirkungen mit dem kolloidalen Teilpartikelsubstrat in der Flüssigkeit zur Kalibrierung zu messen. Eine direkte Messung der Sondenempfindlichkeit mit einem MICA-Substrat in Flüssigkeit erfolgt ebenfalls als kolloidale Sonde.Die Mikroskopie kann verwendet werden, um die Kräfte zwischen den Partikeln zu messen, die für die Gerinnungskinetik und die physikalische Instabilität des untersuchten kolloidalen Flüssigkeitssystems verantwortlich sein können. Diese Methode kann dazu beitragen, Schlüsselparameter zu bestimmen und zu messen, die für die physikalische Stabilität und Gerinnungskinetik verschiedener flüssiger kolloidaler Systeme verantwortlich sind, wie sie in unter Druck stehenden Dosierinhalatoren, pharmazeutischen, intravenösen Formulierungen, biologischen Systemen und mehreren anderen Systemen vorhanden sind. Durch die sehr genauen Messungen der Anziehungs-, Kohäsions- und Dekohäsionskräfte von zwei festen Materialien. Diese Methode kann einen sehr tiefen Einblick in die nicht-skaligen chemischen und physikalischen Wechselwirkungen dieser beiden Festkörper geben.Dieses Wissen kann genutzt werden, um die Stabilität von pharmazeutischen Formulierungen vorherzusagen, aber auch auf sehr unterschiedliche biologische Systeme angewendet werden, um die Affinität von Partikeln oder verschiedenen Feststoffen zu Zellen oder Bakterien zu untersuchen. Beginnen Sie mit der Vorbereitung der kolloidalen Sonde mit einer Rasterkraftmikroskopiespitze, die weniger Ausleger ist, und befestigen Sie den Ausleger an einem 45-Grad-Winkelhalter, wie hier zu sehen. Der Halter stützt den Ausleger in einem Winkel von 45 Grad über der Horizontalen.Der nächste Schritt besteht darin, dazu Epoxidharz auf den Objektträger aufzutragen. Nachdem Sie das Epoxidharz vorbereitet haben, verwenden Sie einen sauberen Spatel, um eine dünne Schicht auf den Objektträger zu schmieren. Befestigen Sie die gegenüberliegende Seite des Objektträgers mit einem provisorischen Klebstoff an einer speziellen Halterung, die zum Aufschieben auf das Gehäuse des Mikroskopobjektivs entwickelt wurde.Kehren Sie mit dem Objektträger und der Halterung zum Mikroskop zurück und schieben Sie den Halter auf das Objektivgehäuse, wenn er fertig ist. Der Objektträger mit Epoxidharz sollte sich über dem Ausleger auf der Probenplattform befinden. Wenn alles an seinem Platz ist, beobachten Sie den Ausleger durch das Mikroskop und nähern Sie sich der Plattform und dem Ausleger dem Epoxidobjektträger.Sobald der Ausleger eine kleine Menge Epoxidharz aufgenommen hat, ziehen Sie den Ausleger mit dem Epoxidharz an Ort und Stelle zurück. Verwenden Sie die gleiche Technik, um ein zwei bis fünf Mikrometer großes Lipidpartikel an der Spitze des Auslegers anzubringen. Bereiten Sie nun das Rasterkraftmikroskopie-Substrat vor.Verwenden Sie einen 35 Millimeter dicken runden Deckslip und einen thermoplastischen Montagekleber. Erhitzen Sie den Deckglas auf einer Herdplatte, die mit dem Temperaturfühler ausgestattet ist. Wenn die Heizplatte etwa 120 Grad Celsius hat, tragen Sie den thermoplastischen Klebstoff auf, schalten Sie die Heizplatte aus und warten Sie, bis sie und der Deckglas auf 40 Grad Celsius abgekühlt ist.Bestäuben Sie den Deckglas an dieser Stelle mit einer kleinen Menge kolloidaler Partikel. Wenn der Deckbezug auf Raumtemperatur abgekühlt ist, geben Sie ihn in einen Halter und waschen Sie ihn, indem Sie ihn pipettieren. Hier eine kleine Menge flüssiges Medium, zwei H drei H pro Fluor PENTAN oder HPFP.Wiederholen Sie dies mehrmals, um nicht anhaftende Partikel zu entfernen. Der nächste Schritt besteht darin, das Substrat für die Verwendung im Rasterkraftmikroskop oder ein FM dafür zu montieren, die untere Hälfte einer Flüssigzelle zu verwenden, das Deckglas mit den kolloidalen Partikeln in der unteren Hälfte der Zelle zu montieren. Stellen Sie sicher, dass der O-Ring richtig sitzt, um ein Auslaufen zu verhindern.Treffen Sie am Rasterkraftmikroskop Vorkehrungen gegen Leckagen. Schützen Sie den Mikroskoptisch mit einer transparenten hydrophoben Folie. Stellen Sie dann die Flüssigkeitszelle auf den Tisch.Nachdem Sie die kolloidale Sonde am Scankopf befestigt haben, montieren Sie diese auf dem A FM. Starten Sie das A FM und die Gerätesoftware und verwenden Sie die Einstellknöpfe des Scankopfes, um die Cantilever-Spitze in den Fokus zu bringen und den Laser auszurichten. Um den Laser auszurichten, überwachen Sie die Laserintensität und maximieren Sie ihren Wert. Lassen Sie das System an der Luft äquilibrieren und verwenden Sie dann den Einstellknopf, um die Auslenkung auf Null oder einen leicht negativen Wert zu bringen.Wechseln Sie anschließend im Master-Panel-Fenster der Software zum Thermal Panel. Um die Empfindlichkeit der kolloidalen Sonde zu ermitteln, wählen Sie "Inverse Empfindlichkeit des optischen Hebels berechnen" aus, und erfassen Sie dann thermische Daten. Wenn ein markanter Peak erkennbar ist, beenden Sie die Datenerfassung.Klicken Sie, um den Hauptpeak zu vergrößern, und wählen Sie dann "Anpassung initialisieren" aus. Gefolgt von den thermischen Passungsdaten wird ein Sensitivitätswert berechnet. Gehen Sie auf ähnliche Weise vor, um die Federkonstante der kolloidalen Sonde zu bestimmen.Sobald die Empfindlichkeit und die Federkonstante gefunden wurden, ist es an der Zeit, das Medium in die Flüssigkeitszelle zu geben. Verwenden Sie eine Spritze mit mindestens zwei Millilitern HPFP, um langsam zwei Milliliter hinzuzufügen und dabei darauf zu achten, dass keine Blasen um den Ausleger herum vorhanden sind. Richten Sie den Laser nach der Zugabe des Mediums neu aus, um eine Änderung des Brechungsindex zu berücksichtigen.Lassen Sie den Ablenkwert im HPFP fünf bis 10 Minuten lang äquilibrieren. Stellen Sie es dann wieder auf Null ein. Wenn Sie auf dem Master-Bedienfeld zum Scannen bereit sind, stellen Sie die anfängliche Scangröße auf 20 Mikrometer ein.Abtastrate bis zu einem Hertz, Abtastwinkel bis zu 90 Grad und Sollwert auf 0,2 Volt. Nähern Sie sich der Probe und scannen Sie. Wenn ein Partikel von Interesse gefunden wird, zoomen Sie sofort darauf, um ausgedehnte Wechselwirkungen der Sonde mit dem Substrat zu vermeiden. Scannen Sie ein Bild, das ausreicht, um das Partikel auf dem Substrat zu lokalisieren oder die Höhen seiner Hauptmerkmale zu kennen.Wechseln Sie dann in der Software auf das Force Panel, schieben Sie den roten Positionsbalken in die höchste Position. Stellen Sie den Kraftabstand auf fünf Mikrometer ein. Die Abtastrate beträgt 0,1 Hertz und der Triggerkanal keine.Führen Sie eine einmalige Kraftmessung durch und stellen Sie sicher, dass die Sonde das Substrat aus dem erhaltenen Diagramm nicht berührt. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf das Diagrammfenster und wählen Sie Virtuelle Ablenkungslinie berechnen. Dadurch wird die vertikale Auslenkung automatisch berechnet und aktualisiert.Stellen Sie nun den Triggerkanal auf Ablenkung und stellen Sie den Triggerpunkt auf 20 Nanometer ein. Stellen Sie den Kraftabstand auf einen Mikrometer ein. Stellen Sie die Abtastgeschwindigkeit auf 200 Nanometer pro Sekunde ein, die für die mit diesem Teilchen verbundenen Kräfte geeignet ist.Führen Sie dann nach Abschluss der Messung die erste von zwei bis drei Einzelkraftmessungen durch. Gehen Sie zum Force-Panel und klicken Sie auf Überprüfen. Um eine Master-Kraftgruppe zu öffnen, markieren Sie die letzte Kraftmessung, und überprüfen Sie, ob unter der Überschrift "Nur Achse" aktiviert ist.Ändern Sie außerdem das Eingabefeld für die x-Achse in den Abstandsabstand. Klicken Sie dann auf Diagramm erstellen. Gehen Sie zur Registerkarte "Parameter" im Master-Force-Panel und passen Sie den Wert der inversen Empfindlichkeit des optischen Hebels an, bis der Kontaktbereich des Diagramms vollständig vertikal ist.Notieren Sie sich den Wert, der an das Masterforce-Panel zurückgegeben wird. Öffnen Sie die Registerkarte "Kraft" und die Unterregisterkarte "Kalibrierung". Geben Sie dann den Kehrwert der inversen Empfindlichkeit des optischen Hebels in das Feld für die Ablenkung der inversen Empfindlichkeit des optischen Hebels ein.Wiederholen Sie die Kraftmessung und die Einstellung der Empfindlichkeit zwei- bis dreimal, um sicherzustellen, dass sich der Wert mit den eingestellten Parametern nicht wesentlich ändert, überprüfen Sie den Füllstand des flüssigen Mediums und die Stabilität der Durchbiegung. Fahren Sie mit der Messung von Kraftkurven oder Kraftkarten fort. Bestimmen Sie nach Abschluss der Messungen die tatsächliche Empfindlichkeit der Sonde.Entfernen Sie die Flüssigkeitszelle mit dem Substrat und ersetzen Sie sie durch die Flüssigkeitszelle. Tauchen Sie die MICA mit MICA oder einer anderen harten Oberfläche in das gleiche flüssige Medium. Fahren Sie fort, indem Sie eine Kraftmessung mit der kolloidalen Sonde unter Verwendung einer relativ großen Ablenkung durchführen, so dass der Kraftverlauf einen langen Kontaktbereich hat.Die Software bestimmt die Empfindlichkeit anhand der Steigung des Kontaktbereichs. Verwenden Sie die von der Software berechnete Empfindlichkeit bei der Analyse von Kurven, die mit der Sonde erhalten wurden. Dieses topographische Bild eines Partikelsubstrats wurde mit einer kolloidalen Sonde in zwei H drei H pro Fluorpentan erstellt.Das Bild ist weniger scharf als bei solchen, die mit einer geschärften konischen Spitze erhalten werden. Das Ziel ist es jedoch, ein Substratpartikel für die Bewertung der Wechselwirkungen zwischen den Partikeln zu finden. Scans können sich außerdem auf die Oberfläche eines einzelnen Partikels konzentrieren: Kraftabbildung mit lipidbasierten Partikeln in zwei H drei H pro Fluor.Pentane kann sowohl topographische Karten der Probenhöhe als auch eine Adhäsionskarte liefern, die die maximale Polkraft jedes einzelnen Kraftverlaufs vermittelt. Beide Arten von Rohdatendiagrammen können in dreidimensionalen Darstellungen angezeigt werden. Durch ihre Überlagerung entsteht eine dreidimensionale Darstellung der Verteilung der Adhäsionskräfte in Abhängigkeit von der Topographie.Verweilkraftmessungen ermöglichen es, den Einfluss der Kontaktmechanik und der Kontaktlänge auf die Adhäsionskräfte zu untersuchen. Es wurden feste Lipidpartikel verwendet und Messungen deuten darauf hin, dass die Adhäsionskräfte in Abhängigkeit von der Zeit zunehmen. Bei Verwendung der Eindringverweilung stagnieren die Adhäsionskräfte unter Verwendung der Ablenkungsverweilung Während dieses Verfahrens versucht wird.Es ist wichtig, das flüssige Medium vor Beginn der Messung auszugleichen, um sicherzustellen, dass die genauesten Ergebnisse erzielt werden.

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