Name: Examen quantitative et qualitative des interactions entre particules à laide de la sonde colloïdale nanoscopie (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-07-18T14:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 15 s
Description: Découvrez la nanoscopie à sonde colloïdale pour étudier quantitativement les interactions nanométriques entre particules en milieu liquide. Cette méthode avance la formulation pharmaceutique et la découverte de médicaments.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Les auteurs reconnaissent (1) soutien financier du ministère de la Science et Nanobiomedical PLUS NBM Global Research Center BK21 pour la médecine régénérative à l&#39;Université Dankook, et de la priorité du programme des centres de recherche (n ° 2009-0093829) financé par la NRF, République de Corée, ( 2) les installations et l&#39;assistance scientifique et technique, du Centre australien pour la microscopie et de microanalyse de l&#39;Université de Sydney. HKC est reconnaissant au Conseil australien de la recherche pour le soutien financier par le biais d&#39;une subvention de projet de découverte (DP0985367 &amp; DP120102778). CM est reconnaissant au Conseil australien de la recherche pour le soutien financier par le biais d&#39;une subvention de projet de liaison (LP120200489, LP110200316).

1. Préparation de la sonde colloïdale et AFM Substrat <ol><li> Pour préparer des sondes colloïdales, utiliser une méthode développée précédemment par les auteurs. 19 <ol><li> En bref, utiliser un porte-angle de 45 ° pour fixer un porte à faux sans pointe à l&#39;angle spécifique de 45 ° (figure 1A). </li><li> Préparer une lame d&#39;époxy en enduisant une couche mince de résine époxy sur une lame de microscope. Utiliser une spatule propre ou un lent courant d&#39;azote afin d&#39;assurer que la couche d&#39;époxy ajouté à la lame de microscope est de hauteur minimale. </li><li> Fixez la glissière époxy à une lentille optique de microscope zoom 40X en utilisant un support conçu sur mesure (figure 1B). Ensuite, utilisez la console d&#39;aborder la diapositive époxy et d&#39;acquérir une petite quantité d&#39;époxy sur la poutre. </li><li> Répétez ces étapes pour joindre également une seule particule d&#39;intérêt au sommet de la poutre (figure 1C). </li></ol></li><li> Préparer le substrat de l&#39;AFM en apposant colloïdale parcles sur une lamelle de l&#39;AFM en utilisant un adhésif de fixation thermoplastique. <ol><li> Chauffer à 35 mm de diamètre lamelle à 120 ° C, et appliquez une petite quantité d&#39;adhésif à la lamelle. La température élevée est nécessaire pour faire fondre l&#39;adhésif thermoplastique pour l&#39;application. </li><li> Puis refroidir, la lamelle couvre-objet de 40 ° C avant de poudrage des particules colloïdales sur la colle. NOTE: A 40 ° C la colle est suffisamment défini que les particules ne seront pas s&#39;incruster dans la colle, mais la colle est suffisamment collante pour faire en sorte que les particules adhèrent au substrat. </li><li> Refroidir davantage la lamelle à la température ambiante et d&#39;utiliser un léger courant d&#39;azote pour souffler les particules seules excédentaires. </li><li> Laver plusieurs fois le substrat avec le milieu liquide qui sera utilisé pour les mesures de la sonde colloïdales afin de s&#39;assurer que toutes les particules seules sont retirés à partir du substrat. NOTE: Il est important de réduire les effets de particules à écoulement libre au cours de la mesure, qui peut entreagir avec le cantilever et d&#39;introduire des erreurs dans les résultats. </li></ol></li></ol> 2. Montage de la sonde colloïdale, alignement laser et système d&#39;équilibrage <ol><li> Montez la lamelle avec les particules colloïdales dans la moitié inférieure d&#39;une cellule liquide, s&#39;assurer que le joint torique est bien en place pour éviter toute fuite. </li><li> Placer une feuille transparente hydrophobe sur la platine du microscope pour se prémunir contre tout liquide qui peut fuir pendant l&#39;expérience, en particulier en utilisant seulement si la moitié inférieure d&#39;une cellule pour la mesure de liquide, et placer la cellule liquide sur la platine du microscope. NOTE: Pour plus de simplicité on peut utiliser seulement la moitié inférieure d&#39;une cellule liquide, étant donné que le système peut être équilibré de manière adéquate; pointe - l&#39;évaporation modifie l&#39;état de la mesure et les effets que les résultats / lecture. </li><li> Fixer la sonde colloïdale à la tête de balayage de l&#39;AFM et assembler sur l&#39;AFM. Avec le logiciel de l&#39;appareil de l&#39;AFM, utilisez les boutons de labalayage tête pour amener la tête de flèche dans le foyer. NOTE: Toutes les étapes de la procédure et des mesures ont été réalisées en utilisant un AFM MFP-3D-Bio avec le logiciel Asylum Research. </li><li> Afin de maximiser l&#39;intensité, aligner le laser sur la pointe de la poutre à l&#39;aide des boutons de réglage appropriées sur la tête de lecture. </li><li> Laisser le système s&#39;équilibrer pendant 5-10 min ou jusqu&#39;à ce que la valeur de déviation se stabilise. Utiliser le bouton de réglage de déflexion pour amener la déviation nulle ou légèrement négative. </li><li> Une fois le système en équilibre dans l&#39;air, utiliser le logiciel de l&#39;AFM (Panneau thermique dans la fenêtre Panneau de Master) thermiquement calculer les InvOLS (sensibilité) et constante du ressort de la sonde colloïdale. NOTE: Cette sensibilité sera utilisé temporairement jusqu&#39;à ce que la vraie sensibilité est mesurée à la fin de la mesure (voir l&#39;étape 4). <ol><li> Sélectionnez &quot;Cal Constant Spring» ou «Cal InvOLS&quot; puis cliquez sur &quot;Capture de données thermique&quot;. </li><li> Une foisun pic important apparaît, arrêter la capture des données, et cliquez pour zoomer sur le pic principal. </li><li> Cliquez sur &quot;Initialisation Fit&quot;, suivi par &quot;Monter données thermiques,&quot; pour obtenir la constante de ressort calculée automatiquement ou valeurs InvOLS. </li></ol></li><li> Ajouter lentement 2 ml du milieu liquide dans la cellule liquide en utilisant une seringue et veiller à ce qu&#39;aucune bulles sont présentes dans le cantilever. Re-alignez le laser, puisque l&#39;indice de réfraction du milieu a changé, et encore une fois équilibrer le système permettant la valeur de déviation pour stabiliser avant de régler la déviation à zéro. REMARQUE: Si une grande différence de température existant entre l&#39;environnement et le liquide, l&#39;équilibre sera plus long. </li></ol> 3. D&#39;imagerie et d&#39;acquisition de données <ol><li> Définissez la taille de balayage initial à 20 um, vitesse de balayage de 1 Hz, angle de balayage de 90 °, le point de consigne à 0,2 V et d&#39;obtenir une analyse de l&#39;échantillon. Réglez le gain que nécessaire pour obtenir la trace de chevauchementet retracer les courbes. </li><li> Une fois qu&#39;une particule d&#39;intérêt est détecté, faire immédiatement sur cette particule de limiter les interactions de sonde étendus avec le substrat avant d&#39;obtenir des mesures du volume de la force. </li><li> Une fois le zoom, acquérir une image suffisante d&#39;une seule particule ou partie d&#39;une seule particule. Puis passer au Groupe de travail dans le logiciel. Apportez la barre de position rouge à la position la plus élevée, réglez la distance de la force à 5 pm, vitesse de balayage de 0,1 Hz, le canal de déclenchement à aucun et effectuer une mesure de la force unique. Assurez-vous que la sonde ne touche pas le substrat. </li><li> De la courbe de mesure unique obtenue, calculer la ligne de déviation virtuelle par un clic droit sur la fenêtre graphique, et en sélectionnant l&#39;option &quot;Calculer virtuel Def Line&quot;. Cela va automatiquement calculer la déviation virtuelle et mettre à jour la valeur comme nécessaire dans le logiciel. </li><li> Changez le canal de déclenchement à la flexion et définir le point de déclenchement à 20 nm. Réglez le dist de forceance à 1 um et ajuster la vitesse de balayage comme on le souhaite en fonction des forces mesurées d&#39;intérêt. </li><li> Ajuster manuellement la valeur de la déviation optique inverse levier Sensibilité (InvOLS) dans le Groupe d&#39;étude sur la Force après avoir mené 2-3 les mesures de force unique préliminaires consécutives. <ol><li> Effectuer une mesure de la force seule, puis cliquez sur le bouton &quot;avis&quot; sur le panneau de travail qui ouvre un Master Panel de travail. </li><li> Sélectionnez mesure la force le plus récent. Dans le cadre du &quot;Axe&quot; rubrique s&#39;assurer que seul &quot;DeflV&quot; est cochée. Modifiez le champ d&#39;entrée &quot;X-Axis&quot; à &quot;SEP&quot; à l&#39;aide du menu déroulant, puis cliquez sur &quot;faire graphique.&quot; </li><li> Cliquez sur l&#39;onglet &quot;Parm&quot; sur le panneau principal de travail et d&#39;ajuster la valeur de &quot;InvOLS&quot; jusqu&#39;à ce que la région de la courbe de contact est complètement verticale. Puis remplir cette valeur dans le champ &quot;DEFL InvOLS&quot; situé sous le Cal60; sous-onglet dans l&#39;onglet de travail situé dans la fenêtre principale du panneau principal. </li><li> Répéter ce 2-3 fois afin de s&#39;assurer que la valeur en InvOLS ne change pas de manière significative. </li></ol></li><li> Maintenant que tous les paramètres ont été mis en place, s&#39;assurer que le niveau moyen de liquide est encore suffisante et que la déviation est toujours stable. NOTE: A ce moment, les courbes de force unique ou les cartes de force peuvent être obtenus. Si les mesures de force séjour sont souhaitées, les options de temps d&#39;arrêt peuvent être consultés dans le panneau de travail. </li></ol> 4. Post-tuning de sensibilité pour l&#39;analyse <ol><li> Après l&#39;achèvement de l&#39;acquisition de mesure, mesurer la vraie sensibilité de la sonde colloïdale. Pour ce faire, procéder à une mesure de la force en utilisant un nombre relativement important de déviation / force avec la sonde colloïdale dans le même milieu liquide contre un &quot;infiniment&quot; surface dure tels que le mica. REMARQUE: La sensibilité a été obtenue après la fin des expériences, car la grande déflexion / force peut endommager colloIDAL sondes préparées avec des colloïdes poreux ou fragiles. </li><li> La pente de la zone de contact est utilisé par le logiciel pour le calcul automatique de la sensibilité (figure 2). Utilisez cette vraie valeur de la sensibilité lors de l&#39;analyse de données de toutes les courbes obtenues en utilisant cette sonde colloïdale particulier. </li></ol>

<ol><li>Sindel, U., Zimmermann, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+interaction+forces+between+individual+powder+particles+using+an+atomic+force+microscope%5BTitle%5D)+AND+%22Powder+Technology%22%5BJournal%5D)">Measurement of interaction forces between individual powder particles using an atomic force microscope.</a> Powder Technology. 117, 247-254 (2001).</li>
<li>Ducker, W. A., Senden, T. J., Pashley, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+measurement+of+colloidal+forces+using+an+atomic+force+microscope%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Direct measurement of colloidal forces using an atomic force microscope.</a> Nature. 353, 239-241 (1991).</li>
<li>Israelachvili, J. N., Adams, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+forces+between+two+mica+surfaces+in+aqueous+electrolyte+solutions+in+the+range+0%E2%80%93100+nm%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Chemical+Society%2C+Faraday+Transactions%22%5BJournal%5D)">Measurement of forces between two mica surfaces in aqueous electrolyte solutions in the range 0–100 nm.</a> Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions. 1, 975-1001 (1978).</li>
<li>Upadhyay, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetised+thermo+responsive+lipid+vehicles+for+targeted+and+controlled+lung+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmaceutical+Research%22%5BJournal%5D)">Magnetised thermo responsive lipid vehicles for targeted and controlled lung drug delivery.</a> Pharmaceutical Research. 29, 2456-2467 (2012).</li>
<li>Chrzanowski, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biointerface%3A+protein+enhanced+stem+cells+binding+to+implant+surface%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Science%3A+Materials+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Biointerface: protein enhanced stem cells binding to implant surface.</a> Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 23, 2203-2215 (2012).</li>
<li>Chrzanowski, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanomechanical+evaluation+of+nickel%E2%80%93titanium+surface+properties+after+alkali+and+electrochemical+treatments%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+The+Royal+Society+Interface%22%5BJournal%5D)">Nanomechanical evaluation of nickel–titanium surface properties after alkali and electrochemical treatments.</a> Journal of The Royal Society Interface. 5, 1009-1022 (2008).</li>
<li>Tran, C. T., Kondyurin, A., Chrzanowski, W., Bilek, M. M., McKenzie, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+pH+on+yeast+immobilization+on+polystyrene+surfaces+modified+by+energetic+ion+bombardment%5BTitle%5D)+AND+%22Colloids+and+Surfaces+B%3A+Biointerfaces%22%5BJournal%5D)">Influence of pH on yeast immobilization on polystyrene surfaces modified by energetic ion bombardment.</a> Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 104, 145-152 (2013).</li>
<li>Page, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Study+of+the+adhesion+of+Staphylococcus+aureus+to+coated+glass+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+materials+science%22%5BJournal%5D)">Study of the adhesion of Staphylococcus aureus to coated glass substrates.</a> Journal of materials science. 46, 6355-6363 (2011).</li>
<li>Binnig, G., Quate, C. F., Gerber, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atomic+force+microscope%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Atomic force microscope.</a> Physical Review Letters. 56, 930-933 (1103).</li>
<li>Butt, H. -J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+electrostatic%2C+van+der+Waals%2C+and+hydration+forces+in+electrolyte+solutions+with+an+atomic+force+microscope%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">Measuring electrostatic, van der Waals, and hydration forces in electrolyte solutions with an atomic force microscope.</a> Biophysical Journal. 60, 1438-1444 (1991).</li>
<li>Johnson, K., Kendall, K., Roberts, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+energy+and+the+contact+of+elastic+solids%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+Royal+Society+of+London.+A.+Mathematical+and+Physical+Sciences%22%5BJournal%5D)">Surface energy and the contact of elastic solids.</a> Proceedings of the Royal Society of London. A. Mathematical and Physical Sciences. 324, 301-313 (1971).</li>
<li>Deraguin, B., Landau, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theory+of+the+stability+of+strongly+charged+lyophobic+sols+and+of+the+adhesion+of+strongly+charged+particles+in+solution+of+electrolytes%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Physicochim%3A+USSR%22%5BJournal%5D)">Theory of the stability of strongly charged lyophobic sols and of the adhesion of strongly charged particles in solution of electrolytes.</a> Acta Physicochim: USSR. 14, 633-662 (1941).</li>
<li>Derjaguin, B., Muller, V., Toporov, Y. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+contact+deformations+on+the+adhesion+of+particles%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Colloid+and+Interface+Science%22%5BJournal%5D)">Effect of contact deformations on the adhesion of particles.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 53, 314-326 (1975).</li>
<li>Verwey, E. J. W., Overbeek, J. T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theory+of+the+stability+of+lyophobic+colloids%5BTitle%5D)+AND+%22DoverPublications.com%2C+doi%3A10.1021%2Fj150453a001%22%5BJournal%5D)">Theory of the stability of lyophobic colloids.</a> DoverPublications.com, doi:10.1021/j150453a001. , (1999).</li>
<li>Kappl, M., Butt, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+colloidal+probe+technique+and+its+application+to+adhesion+force+measurements%5BTitle%5D)+AND+%22Particle+%26+Particle+Systems+Characterization%22%5BJournal%5D)">The colloidal probe technique and its application to adhesion force measurements.</a> Particle & Particle Systems Characterization. 19, 129-143 (2002).</li>
<li>Tran, C. T., Kondyurin, A., Chrzanowski, W., Bilek, M. M., McKenzie, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+pH+on+yeast+immobilization+on+polystyrene+surfaces+modified+by+energetic+ion+bombardment%5BTitle%5D)+AND+%22Colloids+and+Surfaces+B%3A+Biointerfaces%22%5BJournal%5D)">Influence of pH on yeast immobilization on polystyrene surfaces modified by energetic ion bombardment.</a> Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. , (2012).</li>
<li>Sa, D. J., de Juan Pardo, E. M., de Las Rivas Astiz, R., Sen, S., Kumar, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-throughput+indentational+elasticity+measurements+of+hydrogel+extracellular+matrix+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">High-throughput indentational elasticity measurements of hydrogel extracellular matrix substrates.</a> Applied Physics Letters. 95, 063701-063701 (2009).</li>
<li>Zauscher, S., Klingenberg, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Friction+between+cellulose+surfaces+measured+with+colloidal+probe+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Colloids+and+Surfaces+A%3A+Physicochemical+and+Engineering+Aspects%22%5BJournal%5D)">Friction between cellulose surfaces measured with colloidal probe microscopy.</a> Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 178, 213-229 (2001).</li>
<li>Sa, D., Chan, H. -K., Chrzanowski, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Attachment+of+Micro-+and+Nano-particles+on+Tipless+Cantilevers+for+Colloidal+Probe+Microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Colloid+and+Interface%22%5BJournal%5D)">Attachment of Micro- and Nano-particles on Tipless Cantilevers for Colloidal Probe Microscopy.</a> International Journal of Colloid and Interface. , (2014).</li>
</ol>

Les auteurs déclarent qu’ils n’ont pas d’intérêts financiers concurrents.

Plusieurs sources de l&#39;instabilité du système actuel durant liquide colloïdal sonde nanoscopie peuvent facilement être atténués grâce à des procédures d&#39;équilibrage appropriées. Instabilités tel que discuté précédemment entraînent des résultats erronés et courbes de force qui sont plus difficiles à analyser objectivement. Si toutes les sources d&#39;instabilité ont été tendu et des graphiques similaires à celui représenté sur la figure 4 sont encore présents, un autre paramètre de mesure peut êt...

Microscopie à force atomique (AFM) est une technique qui permet une imagerie qualitative et quantitative de palpage et d&#39;une surface du matériau. 06.04 Traditionnellement, AFM est utilisé pour l&#39;évaluation de la topographie de la surface, la morphologie et la structure des matériaux multi-phasiques. AFM a la capacité d&#39;évaluer quantitativement les interactions à l&#39;échelle nanométrique, tels que frais, attraction, répulsion et d&#39;adhérence forces entre une sonde et le substrat spécifique à la fois dans l&#39;air et les milieux liquides 7,8 L&#39;AFM développé à l&#39;origine par Binning, Quate et Gerber 9 utilisations. une sonde de sensibilité connue / déterminée et constante de rappel à l&#39;approche et / ou analyser un échantillon. En raison des interactions physiques entre la sonde et l&#39;échantillon, le porte à faux est dévié lors d&#39;un contact ou de proximité et en fonction du mode de fonctionnement, cette déflexion peut être traduit pour acquérir la topographie des forces de l&#39;échantillon ou de la mesure actuelle entre la sonde et l&#39;échantillon. Les modifications apportées à la technique AFMQue, comme sonde colloïdale nanoscopie, 10 ont permis scientifique pour évaluer directement les interactions nano-d&#39;œuvre entre les deux matériaux présents dans un système colloïdal d&#39;intérêt. Dans colloïdale sonde nanoscopie, une particule sphérique de choix est fixé au sommet d&#39;un cantilever, en remplaçant les pointes coniques et pyramidales traditionnelles. Une particule sphérique est idéal pour permettre la comparaison avec les modèles théoriques tels que le Johnson, Kendal, Roberts (JKR) 11 et Derjaguin, Landau, Vervwey, Overbeek (DLVO) 12-14 théories et de minimiser l&#39;influence de la rugosité de surface sur la mesure. 15 Ces théories sont utilisées pour définir les mécanismes de contact et les forces entre les particules attendues dans un système colloïdal. La théorie DLVO combine les attrayante forces de van der Waals et les forces électrostatiques répulsives (en raison de doubles couches électriques) pour expliquer quantitativement le comportement d&#39;agrégation des systèmes colloïdales aqueuses, tandis que le Jthéorie des KR incorpore l&#39;effet de la pression de contact et l&#39;adhérence de modéliser un contact élastique entre les deux composants. Une fois que la sonde appropriée est produite, elle est utilisée pour approcher tout autre matériau / particules pour évaluer les forces entre les deux composants. En utilisant une pointe un standard fabriqué sera capable de mesurer les forces d&#39;interaction entre cette pointe et un matériau de choix, mais l&#39;avantage d&#39;utiliser une sonde colloïdale sur mesure permet la mesure de forces en présence entre les matériaux présents dans le système étudié. Interactions mesurables sont:.. Adhésif, attrayant, répulsif, la charge et les forces électrostatiques même présents entre les particules 16 En outre, la technique de la sonde colloïdale peut être utilisé pour explorer les forces tangentielles présents entre les particules et la matière élasticité 17,18 La capacité d&#39;effectuer des mesures dans divers médias est l&#39;un des principaux avantages de la sonde colloïdale nanoscopie. Conditions ambiantes, liquide mdias, ou des conditions d&#39;humidité contrôlée peuvent tous être utilisés pour reproduire les conditions environnementales du système étudié. La capacité d&#39;effectuer des mesures dans un environnement liquide permet l&#39;étude des systèmes colloïdaux dans un environnement qui se produit naturellement; par conséquent, être capable d&#39;acquérir des données qui sont quantitativement directement transposables pour le système dans son état naturel. Par exemple, les interactions de particules présentes dans les inhalateurs doseurs (MDI) peuvent être étudiés en utilisant un modèle propergol liquide avec des propriétés similaires à l&#39;agent propulseur utilisé dans les inhalateurs-doseurs. Les mêmes interactions mesurées dans l&#39;air ne seraient pas représentatives de l&#39;existant du système dans l&#39;inhalateur. En outre, le milieu liquide peut être modifié pour évaluer l&#39;effet de la pénétration d&#39;humidité, un agent tensio-actif secondaire, ou de la température sur les interactions de particules dans un aérosol-doseur. La capacité de contrôler la température peut être utilisée pour imiter certaines étapes de la fabrication des systèmes colloïdaux d&#39;évaluer comment la température soit dans la fabrication ou destockage des systèmes colloïdaux peut avoir un impact sur les interactions de particules. Les mesures que l&#39;on peut obtenir en utilisant des sondes colloïdales comprennent; balayage de Topographie, courbes force-distance individuels, des cartes d&#39;adhésion force-distance, et habiter mesures force-distance. Les paramètres clés qui sont évalués selon la méthode de la sonde de nanoscopie colloïdale présentée dans ce document sont les valeurs de l&#39;énergie séparation snap-in, charge max, et. Snap-in est une mesure des forces d&#39;attraction, max charger la valeur de la force d&#39;adhérence maximale, et l&#39;énergie de séparation donne l&#39;énergie nécessaire pour retirer la particule de contact. Ces valeurs peuvent être mesurées par des mesures instantanées ou de la force de maintien. Deux types de mesures sont différentes Dwell déviation et l&#39;indentation. La longueur et le type de mesure temporisation peuvent être spécifiquement choisies pour simuler les interactions spécifiques qui sont présents au sein d&#39;un système d&#39;intérêt. Un exemple utilise déviation séjour - qui détientles échantillons en contact à une valeur de déviation souhaité - d&#39;évaluer les collages qui se développent dans les agrégats formés dans les dispersions. Les liaisons adhésives formées peuvent être mesurées en fonction du temps et peuvent donner un aperçu des forces nécessaires pour redisperser les agrégats après un stockage prolongé. La pléthore de données qui peut être obtenu en utilisant cette méthode est un témoignage de la polyvalence de la méthode.

<table><tbody><tr><td>Epoxy Double-Bulle</td><td>Hardman</td><td>4004</td><td></td></tr><tr><td>Veeco Sondes Tipless</td><td>Veeco</td><td>NP-O10&nbsp ;</td><td></td></tr><tr><td>Particules poreuses</td><td>Pearl Therapeutics</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Microscope à force atomique (MFP)</td><td>Asile&nbsp ;</td><td>MFP-3D</td><td></td></tr><tr><td>SPIP Scanning Probe Logiciel de traitement d’image</td><td>NanoScience&nbsp ; Instruments</td><td></td><td></td></tr><tr><td>35 mm Coverslips</td><td>Asylum</td><td>504.003</td><td></td></tr><tr><td>Tempfix</td><td>Ted Pella. Inc.</td><td>Référence 16030</td><td></td></tr></tbody></table>

examen quantitative et qualitative des interactions entre particules à l&#39;aide de la sonde colloïdale nanoscopie

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

La nanoscopie à sonde colloïdale (CPN), l’étude des forces interactives à l’échelle nanométrique entre une sonde colloïdale spécialement préparée et tout substrat choisi à l’aide du microscope à force atomique (AFM), peut fournir des informations clés sur les interactions physiques présentes dans les systèmes colloïdaux. Les systèmes colloïdaux sont largement utilisés dans plusieurs applications, notamment les produits pharmaceutiques, les aliments, les peintures, le papier, les sols et les minéraux, les détergents, l’impression et bien plus encore. 1-3 De plus, les colloïdes peuvent exister dans de nombreux états tels que les émulsions, les mousses et les suspensions. En utilisant la nanoscopie à sonde colloïdale, on peut obtenir des informations clés sur les propriétés adhésives, les énergies de liaison et même avoir un aperçu de la stabilité physique et de la cinétique de coagulation des colloïdes présents à l’intérieur. De plus, la nanoscopie à sonde colloïdale peut être utilisée avec des cellules biologiques pour aider à la découverte de médicaments et au développement de formulations. Dans cet article, nous décrivons une méthode pour effectuer une nanoscopie à sonde colloïdale, discutons des facteurs clés qui sont importants à prendre en compte lors de la mesure et montrons que des données quantitatives et qualitatives peuvent être obtenues à partir de ces mesures.

Systèmes colloïdaux liquides sont utilisés pour plusieurs systèmes de délivrance de médicaments pharmaceutiques. Pour l'administration de médicaments par inhalation, un système colloïdal commun est la suspension d'inhalateur doseur pressurisé (pMDI). interactions de particules présentes dans l'aérosol-doseur jouent un rôle essentiel dans la formulation stabilité physique, le stockage et la livraison de drogue uniformité. Dans ce manuscrit, les forces inter-particules entre les particules à base de lipides-poreuses (~ um...

La nanoscopie à sonde colloïdale peut être utilisée dans une variété de domaines pour mieux comprendre la stabilité physique et la cinétique de coagulation des systèmes colloïdaux et aider à la découverte de médicaments et aux sciences de formulation à l’aide de systèmes biologiques. La méthode décrite ci-dessous fournit un moyen quantitatif et qualitatif d’étudier de tels systèmes.

Examen quantitative et qualitative des interactions entre particules à l&#39;aide de la sonde colloïdale nanoscopie

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

L’objectif général de cette procédure est d’obtenir des informations quantitatives sur les interactions à l’échelle nanométrique présentes entre les particules dans un système colloïdal à base liquide. Pour ce faire, il suffit de préparer d’abord une sonde colloïdale fonctionnelle en fixant une seule particule sur un microscope à force atomique en porte-à-faux. La deuxième étape consiste à monter la sonde sur le microscope à force atomique et à préparer une cellule liquide avec un substrat de particules colloïdales.Ensuite, la constante de ressort et la sensibilité de la sonde colloïdale sont étalonnées thermiquement à l’aide du logiciel du microscope. La dernière étape consiste à utiliser la sonde colloïdale et à mesurer les interactions avec le substrat de particules de la partie colloïdale dans un liquide pour l’étalonnage. Une mesure directe de la sensibilité de la sonde à l’aide d’un substrat MICA dans un liquide est également réalisée en fin de compte par une sonde colloïdale.La microscopie peut être utilisée pour mesurer les forces interparticulaires qui peuvent être responsables de la cinétique de coagulation et de l’instabilité physique du système colloïdal liquide étudié.

quantitative-qualitative-examination-particle-particle-interactions

Research

Recherche

JoVE Journal

Chemistry

Chimie

Une méthode d’isolement des exosomes du sang total et d’analyse ultérieure par suivi des nanoparticules à l’aide d’un instrument semi-automatique est présentée dans cet article. La technologie présentée fournit une méthode extrêmement sensible pour visualiser et analyser les particules en suspension liquide.

Une méthode innovante pour Exosome Quantification et Taille Mesure

Une technique de l'interféromètre de référence, qui est conçu pour éliminer le bruit de gigue laser indésirable pour nanodetection, est utilisé pour sonder un facteur microcavité ultra-haute qualité. Instructions pour l'assemblage, l'installation et l'acquisition de données sont fournies, parallèlement au processus de mesure pour spécifier le facteur de qualité de la cavité.

La mise en œuvre d&#39;un interféromètre de référence pour Nanodetection

Spectroscopie par claquage induit par laser effectués sur organe mince et le tissu tumoral a détecté avec succès des éléments naturels et gadolinium injecté artificiellement (Gd), émises à partir de nanoparticules à base de Gd. Images d'éléments chimiques ont atteint une résolution de 100 um et de la sensibilité quantitative sous-mM. La compatibilité de l'installation avec la microscopie optique standard souligne son potentiel pour fournir de multiples images d'un même tissu biologique.

Induite par laser Répartition Spectroscopy: Une nouvelle approche pour la cartographie et la quantification de nanoparticules dans les tissus d&#39;organes

La microscopie confocale est utilisé pour les mélanges polymère-colloïde quiescentes et s'écoulant image, qui sont étudiés en tant que systèmes modèles pour des suspensions attractifs. des algorithmes d'analyse d'image sont utilisés pour calculer des paramètres structuraux et dynamiques par des particules colloïdales qui permettent de mesurer les changements dus au confinement géométrique.

Imagerie confocale de clos de repos et Flowing mélanges colloïdes-polymères

Ce protocole décrit le fonctionnement d'un porte-échantillon d'écoulement de liquide pour la microscopie électronique à balayage de transmission de AuNPs dans l'eau, telle qu'elle est utilisée pour l'observation des processus dynamiques à l'échelle nano.

L&#39;étude des processus dynamiques de Nano-objets de taille dans le liquide en utilisant la transmission de microscopie électronique à balayage

Nous décrivons une procédure pour la détection des éléments chimiques présents in situ dans les cellules humaines, mais aussi leur quantification in vitro . La méthode est bien adaptée à tout type de cellule et est particulièrement utile pour des analyses chimiques quantitatives dans des cellules individuelles après in vitro l’exposition nanoparticules d’oxyde métallique.

In Situ Détection et Quantification de la cellule unique de nanoparticules d’oxyde métallique à l’aide de l’analyse par microsonde nucléaire

Un procédé de fabrication de puce électronique qui intègre une pince à épiler plasmoniques est présentée ici. La puce permet de mesurer l'imagerie d'une particule piégée forces de piégeage maximale.

Plasmonique et Piégeage Libération de Nanoparticules dans un environnement de surveillance

La traduction clinique de biomarqueurs dérivés d’exosome pour les cellules malades et malignes est entravée par l’absence de méthodes de quantification rapides et précises. Ce rapport décrit l’utilisation d’images de microscope à champ sombre à faible grossissement pour quantifier des sous-types spécifiques d’exosome dans des échantillons de sérum ou de plasma à petit volume.

Utilisation de la diffusion améliorée par Nanoplasmon et imagerie microscopique à faible grossissement pour quantifier les exosomes dérivés de tumeurs

Ici, nous montrons l’utilisation de la microscopie traditionnelle en champ sombre pour surveiller la dynamique des nanorods d’or (AuNRs) sur la membrane cellulaire. L’emplacement et l’orientation des aunrs simples sont détectés à l’aide d’ImageJ et de MATLAB, et les états diffusifs des AuNRs sont caractérisés par une analyse unique du suivi des particules.

Visualisation de la dynamique diffusionnelle des nanorods d’or sur la membrane cellulaire à l’aide d’une microscopie darkfield nanoparticule unique

Nous montrons comment utiliser un nouvel instrument d’analyse de suivi des nanoparticules pour estimer la distribution de taille et la concentration totale de particules de vésicules extracellulaires isolées du tissu adipeux périgornadique de souris et du plasma humain.

Analyse de suivi des nanoparticules pour la quantification et la détermination de la taille des vésicules extracellulaires

La microscopie à force de sonde Kelvin (KPFM) mesure la topographie de surface et les différences de potentiel de surface, tandis que la microscopie électronique à balayage (MEB) et les spectroscopies associées peuvent élucider la morphologie, la composition, la cristallinité et l’orientation cristallographique de la surface. En conséquence, la co-localisation du SEM avec KPFM peut donner un aperçu des effets de la composition et de la structure de surface à l’échelle nanométrique sur la...

Colocalisation de la microscopie à force de sonde Kelvin avec d’autres microscopies et spectroscopies : applications sélectionnées dans la caractérisation de la corrosion des alliages

Découvrez la nanoscopie à sonde colloïdale pour étudier quantitativement les interactions nanométriques entre particules en milieu liquide. Cette méthode avance la formulation pharmaceutique et la découverte de médicaments.

Examen quantitative et qualitative des interactions entre particules à l'aide de la sonde colloïdale nanoscopie

Explorer plus de vidéos