Mikrotensiometer zur konfokalen Mikroskopie Visualisierung dynamischer Grenzflächen

Die Methode kombiniert ein konfokales Mikroskop mit einem Kapillardruck-Mikrotensiometer, wodurch ein leistungsfähiges Werkzeug entsteht, mit dem Kurvenflüssigkeitsgrenzflächen mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung untersucht werden können. Diese Technik kann Struktur- und Funktionsbeziehungen für oberflächenaktive Materialien untersuchen, indem gleichzeitig Oberflächeneigenschaften und konfokale Bilder von Oberflächenmorphologien an stark gekrümmten Grenzflächen gemessen werden. Wir vermuten, dass Entzündungsprodukte Lungentensid hemmen und Atemprobleme verursachen, die mit einem genauen Atemnotsyndrom verbunden sind.

Diese Tür kann Lungentensideigenschaften und Morphologie und Lungenstabilität untersuchen, die solchen Materialien ausgesetzt sind. Um zu beginnen, bauen Sie die CPM-Zelle zusammen, indem Sie die große Seite der Kapillare in die Oberseite der Zelle legen, bis sie zur Unterseite der Zelle durchgedrückt wird. Ziehen Sie den Peak-Stecker vorsichtig an, um die Kapillare zu sichern, und befestigen Sie dann den Schlauch von der mikrofluidischen Pumpe an der großen Seite der Kapillare.

Befestigen Sie bei Bedarf den Lösungsmittelaustauschbehälter und/oder das Temperierbad an den jeweiligen Ein- und Auslässen der CPM-Zelle. Schließen Sie andernfalls die nicht verwendeten Ein- und Ausgänge an. Befestigen Sie die CPM-Zelle am konfokalen Mikroskoptisch und richten Sie sie grob mit dem CFM-Objektiv, der CPM-Kamera und der CPM-Lichtquelle aus.

Öffnen Sie den Gasstrom zur mikrofluidischen Pumpe mit dem empfohlenen Betriebsdruck der Pumpe und stellen Sie sicher, dass der Durchfluss zur Kapillare offen ist. Starten Sie die Ausführung der virtuellen CPM-Schnittstelle, setzen Sie den Basisdruck auf 25 Millibar und wechseln Sie in den Druckregelungsmodus. Anschließend füllen Sie die CPM-Zelle mit einer Pipette mit Wasser.

Konzentrieren Sie sich mit der Mikrotensiometerkamera auf die Kapillarspitze und ordnen Sie den Annus so an, dass er die Blase überlappt. Bringen Sie das Tauchobjektiv des konfokalen Mikroskops in Kontakt mit der Flüssigkeit in der Zelle und fokussieren Sie mit dem konfokalen Mikroskop auf die Blase. Klicken Sie auf Blase zurücksetzen und stellen Sie sicher, dass eine neue Blase gebildet wird.

Wenn die Blase nicht platzt, erhöhen Sie den Rücksetzdruck oder erhöhen Sie die Reset-Verzögerungszeit auf der Registerkarte zum Zurücksetzen der Blase unter dem Anzeigefenster. Nehmen Sie das Wasser über die Direct-to-Cell-Spritze heraus, leeren Sie es und setzen Sie es wieder an. Füllen Sie die Zelle mit der gewünschten Probe.

Verwendung einer autoklavierten Pipette, die die CPM-Software im Druckkontrollmodus hält und sicherstellt, dass die anfängliche Oberflächenspannung etwa 73 Milli Newton pro Meter beträgt, wenn eine neue Blasenschnittstelle erstellt wird. Nachdem Sie den Radius der neu gebildeten Blase bestimmt haben, geben Sie diesen Wert in das Mittellinienbereichssteuerelement ein und ändern Sie den Steuerungstyp in Bereichssteuerung, indem Sie auf die Registerkarte Bereichssteuerung klicken. Starten Sie die Aufnahme des konfokalen Videos, klicken Sie dann auf Blase zurücksetzen und klicken Sie sofort auf Daten sammeln.

Stellen Sie die Datenaufzeichnungsrate entsprechend der Gesamtabsorptionszeit der Probe ein, indem Sie den Balken verschieben. Nach dem Ende des Experiments. Speichern Sie die Datei, indem Sie den richtigen Dateipfad auswählen und auf die Schaltfläche Speichern klicken.

Stoppen und speichern Sie die Aufzeichnung ebenfalls auf dem CFM. Geben Sie den gewünschten Basiswert Oszillationsprozentsatz und Schwingungsfrequenz ein, und wählen Sie die entsprechende Registerkarte aus, indem Sie entscheiden, ob die Oszillation eine Druckschwingung, Flächenschwingung oder Krümmungsschwingung sein soll. Starten Sie die Aufnahme des konfokalen Videos und klicken Sie in der CPM-Software auf Daten sammeln.

Wählen Sie eine Datenerfassungsrate, um jedem Schwingungszyklus eine ausreichende Anzahl von Datenpunkten zuzuweisen. Wenn andere Schwingungsamplituden oder Frequenzen gewünscht werden, ändern Sie die Werte während des Experiments und speichern Sie die Ergebnisse. Führen Sie zunächst das Einlassrohr der Schlauchpumpe in die Flasche der gewünschten Austauschlösung ein und führen Sie das Auslassrohr in den Abfallbehälter ein.

Starten Sie die Aufnahme des Videos in der konfokalen Software und klicken Sie dann auf Daten sammeln in der CPM-Software. Stellen Sie als Nächstes die Schlauchpumpendrehzahl ein. Wenn mehrere Flüssigkeiten ausgetauscht werden müssen, stoppen Sie die Schlauchpumpe und verbinden Sie den Einlass mit einer anderen Austauschlösung.

Nachdem der Austausch abgeschlossen ist, speichern Sie die Ergebnisse wie zuvor gezeigt. Mikrotensiometerergebnisse für eine konstante Druckabsorption zeigten, dass die Blasenoberfläche während der gesamten Studie signifikant zunimmt und zu einer viel langsameren Absorption führt als der Fall der konstanten Oberfläche. Während des Absorptionsprozesses begann das Fluoreszenzsignal von der Grenzfläche niedrig und nahm zu, wenn das Tensid an der Grenzfläche absorbiert.

Wenn das Tensid Oberflächendomänen bildet, können diese Domänen beobachtet werden, wie sie sich bilden und wachsen. Bei der Durchführung einer Oszillationsstudie ist die Oszillation nur für den zu steuernden Parameter wirklich sinusförmig. Wie hier gezeigt, ist dies für eine oberflächenkontrollierte Studie wichtig bei der Berechnung der modulalen Oberflächendilatation, da die Schwingung in der Fläche sinusförmig sein muss.

Die aus einer Oszillationsstudie gesammelten Oberflächenspannungs- und Flächendaten wurden verwendet, um den Grenzflächendilatationsmodul der Tensidschicht direkt zu berechnen. Beim Oszillieren einer Phospholipid-Monoschicht kann die Bewegung der kondensierten Domänen der schwarzen Flüssigkeit während der gesamten expandierten Phase der kontinuierlichen farbigen Flüssigkeit beobachtet werden. Die verschiedenen Domänen auf der Schnittstelle reorganisierten sich zu einem verzweigten Netzwerk, das wuchs, um die Schnittstelle abzudecken, während die Oszillationen auf der gekrümmten Blase stattfanden.

Dies wird durch eine gleichzeitige Änderung der Oberflächenspannung und des Oberflächendilatationsmoduls bestätigt. Während einer Lösungsmittelaustauschstudie für eine Lungentensid-Monoschicht mit Pufferlösung und dann Lasso-PC-Lösung änderte sich die Morphologie der Domänen drastisch während des Austauschs. Es ist wichtig, die Oszillation und Pinning der Blase visuell zu verfolgen, um sicherzustellen, dass die Kapillare quadratisch ist und die Blase ihre sphärische Form beibehält.

Neben Luft-Wasser-Grenzflächen können auch Öl-Wasser-Grenzflächen untersucht werden, um Stabilität und Eigenschaften von Emulsionen zu bestimmen. Diese Technik bietet einen Ansatz für einzelne Änderungen zum Erstellen von Struktureigenschaftenbeziehungen von Kurvenschnittstellen. Es ermöglicht eine neue Erforschung von Faktoren, die die interrassische Morphologie bestimmen, die bisher nur an flachen Grenzflächen untersucht wurden.