Al ser ampliamente utilizada, la espectroscopia vibratoria de la generación de frecuencia de suma (SFG) puede ayudar a revelar el orden de la conformación de la cadena y el cambio estructural secundario que ocurre en las interfaces de polímero y biomacromolécula.
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Artículo de método
Estructuras interfaciales a nivel molecular de polímeros y biomacromoléculas reveladas a través de la espectroscopia vibratoria de generación de frecuencia de suma
En este artículo
Resumen
Resumen
Como espectroscopia óptica no lineal de segundo orden, la espectroscopia vibratoria de generación de frecuencia de suma (SFG) se ha utilizado ampliamente en la investigación de varias superficies e interfaces. Esta técnica óptica no invasiva puede proporcionar la información de nivel molecular local con sensibilidad monocapa o submonocapa. Aquí estamos proporcionando metodología experimental sobre cómo detectar selectivamente la interfaz enterrada tanto para macromoléculas como para biomacromoléculas. Con esto en mente, se discuten las estructuras secundarias interfaciales de fibroína de seda y estructuras de agua alrededor del modelo de dúplex de oligonucleótido de cadena corta. El primero muestra una superposición de cadena o un efecto de confinamiento espacial y el segundo muestra una función de protección contra los iones Ca2+ resultantes de la superestructura quiral de la columna vertebral del agua.
Introducción
El desarrollo de la espectroscopia vibratoria de generación de frecuencia de suma (SFG) puede datarse del trabajo realizado por Shen et al. hace treinta años1,2. La singularidad de la selectividad interfacial y la sensibilidad de la subcapa hace que la espectroscopia vibratoria SFG sea apreciada por un gran número de investigadores en los campos de la física, la química, la biología y la ciencia de los materiales, etc3,4 ,5. Actualmente, se está investigando una amplia gama de cuestiones científicas relacionadas con ....
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Protocolo
1. SFG experimental
- Utilice un sistema comercial de picosegundo SFG (Tablade materiales),que proporciona un haz fundamental de 1064 nm con un ancho de pulso de 20 ps y una frecuencia de 50 Hz, basado en un láser Nd:YAG.
- Convierta el haz fundamental de 1064 nm en un haz de 532 nm y un haz de 355 nm utilizando módulos armónicos segundo y tercero. Guiar directamente el haz de 532 nm como un haz de luz de entrada y generar el otro haz de infrarrojo medio de entrada (IR) que cubre el rango de frecuencia de 1000 a 4000 cm-1 a través de la generación paramétrica óptica (OPG) / amplificación paramétrica óptica (....
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Resultados
En la parte del coeficiente Fresnel de la Sección de Protocolo, hemos demostrado que, teóricamente, es factible detectar selectivamente una sola interfaz a la vez. Aquí, experimentalmente, confirmamos que esta metodología es básicamente correcta, como se muestra en la Figura 5 y la Figura 6.
La Figura 5 muestra la estructura interfacial enterrada PHEMA después de la intrusión de agua con una película de h.......
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Discusión
Para investigar la información estructural desde un nivel molecular, SFG tiene sus ventajas inherentes (es decir, sensibilidad monocapa o submonocapa e selectividad interfacial), que se pueden aplicar para estudiar diversas interfaces, como la sólida/sólida, sólida/ líquido, sólido/gas, líquido/gas, interfaces líquido/líquido. Aunque el mantenimiento del equipo y la alineación óptica siguen llevando mucho tiempo, el pago es significativo en el medida en que se puede obtener la información detallada a nivel molecular en l.......
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Divulgaciones
No tenemos nada que revelar.
Agradecimientos
Este estudio fue apoyado por el Programa Estatal de Desarrollo Clave para la Investigación Básica de China (2017YFA0700500) y la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (21574020). Los Fondos Fundamentales de Investigación para las Universidades Centrales, un proyecto financiado por el Programa Académico Prioritario desarrollo de las Instituciones de Educación Superior de Jiangsu (PAPD) y el Centro Nacional de Demostración de Ingeniería Biomédica Experimental Educación (Universidad del Sureste) también fueron muy apreciados.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| 1,2-dipalmitoil-sn-glicero-3-fosfocolina (DPPC) | Avanti Polar Lipids, Inc. | 850355P-1g | |
| Etanol anhidro | Sinopharm Reactivo químico Co., Ltd | 100092680 | ≥ 99.7% |
| CaF2 prisma | Chengdu YaSi Optoelectronics Co., Ltd. | ||
| Cloruro de calcio anhidro | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd | 10005817 | ≥ 96.0% |
| DPPC deuterado (d-DPPC) | Avanti Polar Lipids, Inc. | 860345P-100mg | |
| Horno electromagnético | Zhejiang Supor Co., Ltd | C21-SDHCB37 | |
| Langmuir-Blodgett (LB) a través de | KSV NIMA Co., Ltd. | KN 2003 | |
| Bromuro de litio anhidro | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd | 20056926 | |
| Sistema de síntesis Milli-Q | Millipore | Agua ultrapura | |
| Limpiador de plasma | Chengdu Mingheng Science& Tecnología Co., Ltd | PDC-MG Limpieza de | plasma con oxígeno |
| Poli(2-hidroxietil metacrilato) (PHEMA) | Sigma-Aldrich Co., LLC. | 192066 MSDS | Mw = 300 000 |
| Poliestireno | Sigma-Aldrich Co., LLC. | 330345 MSDS | Mw = 48 kDa y Mn = 47 kDa |
| Capullos | de Bombyx mori | ||
| Hebra complementaria única de oligonucleótido | Nanjing Genscript Biotechnology Co., Ltd. | H03596 | 5'-CGAAGGCTTCCAGCT-3'Cadena |
| única de oligonucleótido | Nanjing Genscript Biotechnology Co., Ltd. | H04936 | 3 centavos modificado por colesterol-trietilenglicol (Chol-TEG) (5 centavos-GCTTCCGAAGGTCGA-3 centavos) |
| Carbonato de sodio anhidro | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd | 10019260 | ≥ 99.8 |
| %Hilado | Instituto de Microelectrónica de la Academia China de Ciencias | KW-4A | Para la preparación de películas de loymer |
| Perfilador escalonado | Veeco | DEKTAK 150 | Para la medición del espesor de la película |
| Sistema de espectroscopia vibracional de generación de frecuencia total (SFG) | EKSPLA | Un sistema SFG de picosegundos comercial |
Referencias
- Shen, Y. R. Optical Second Harmonic Generation at Interfaces. Annual Review of Physical Chemistry. 40, 327-350 (1989).
- Shen, Y. R. Surface properties probed by second-harmonic and sum-frequency generation. Nature. 337, 519-525 (1989).
- Lu, X....
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Reimpresiones y permisos
