Structures moléculaires interfaciales de polymères et de biomacromolécules révélées par spectroscopie vibratoire de génération de fréquence de somme

Des spectres vibratoires de génération de fréquences de somme sont montés pour étudier des interfaces avec la sélectivité interfaciale. Toutefois, la méthode du coefficient fresnel peut aider à résoudre l’effet d’interférence lorsqu’une autre interface existe. Le principal avantage de SFG est la sélectivité interfaciale et la sensibilité submonolayer.

Cette technique optique non invasive convient à l’investissement de diverses interfaces telles que les interfaces solide-liquide, solide-solide, liquide-liquide, à gaz solide et à gaz liquide. Nous suggérons que les débutants obtiennent beaucoup de pratique fonctionnant le système SFG avec l’aide d’experts en optique et le SFG. Il n’y a pas de raccourcis.

SFG n’a pas été généralement reconnu comme technique puissante, nous aimerions donc attirer plus d’intérêt du public et encourager plus de chercheurs à appliquer cette technique. Pour commencer, préparez environ cinq milliltères d’une solution de poids de deux ou 4 % de méthacrylate poly-2-hydroxyéthyle ou de PHEMA dans de l’éthanol anhydre. Gardez la solution en laboratoire trois jours avant l’utilisation.

Ensuite, trempez quatre prismes à angle droit de fluorure de calcium de qualité IR dans le toluène anhydre de qualité analytique pendant au moins 12 heures. Plongez ensuite les prismes dans 30 milliltères d’éthanol et essuyez les surfaces avec du coton dégraissant pendant environ 10 minutes. Rincer le prisme à l’eau ultra pure pendant deux minutes et les sécher avec du gaz azoté.

Ensuite, placez les prismes dans un nettoyant plasma à oxygène et évacuez la chambre. Traiter les prismes avec du plasma d’oxygène pendant quatre minutes et les garder dans la chambre jusqu’à ce qu’ils soient utilisés. La préparation du film devrait avoir lieu dans l’heure qui suit le traitement plasmatique.

Dans cette étude, pour détecter sélectivement l’interface de barrière, il est d’une grande importance de choisir l’épaisseur appropriée du film selon le résultat calculé du modèle de coefficient de Fresnal. Lorsque vous êtes prêt à préparer les films PHEMA, fixer un prisme propre dans un support de prisme sur un revêtement spin et appliquer une goutte de la solution de PHEMA dans l’éthanol au prisme. Faites tourner le revêtement de spin à 1500 RPM pendant une minute pour préparer le film PHEMA.

Enduire les prismes traités au plasma additionnels avec phema de la même manière. Anneal les films dans un four à vide mis à 80 degrés Celsius pendant au moins 10 heures. Pour effectuer l’expérience placer le visage enduit PHEMA du prisme dans l’eau déionisée.

Attendez 10 à 20 minutes, puis évaluez la structure interfaciale phema aux interfaces eau et prisme avec une certaine spectroscopie de génération de fréquences. Lors de l’exploitation du système FGS ne laissez pas le faisceau lumineux directement entrer dans vos yeux. Pour commencer à préparer la solution de fibroine de soie chauffer trois litres de 0,02 molaire carbonate de sodium aqueux à ébullition.

Faire bouillir 7,5 grammes de cocons de soie Bombyx mori dans cette solution tout en remuant pendant 30 minutes. Transférer la matière fibreuse dans un récipient propre et la remuer en deux à trois litres d’eau déionisée pendant huit à dix minutes trois fois pour laver les molécules de séricine indésirables. Sécher la matière fibreuse dans un four à vide à 60 degrés Celsius pendant au moins 15 heures.

Ensuite, dissoudre un gramme de fibroine de soie sèche et dégummed en quatre milliltères de bromure de lithium aqueux molaire de 9,3 molaires. Remuer la solution à 60 degrés Celsius pendant deux heures. Ensuite, placez la solution de fibroine de soie dans un sac de dialyse daltonien de 3500 daltoniens.

Dialyz la solution contre un litre d’eau déionisée pendant trois jours, en changeant l’eau trois fois par jour. Une fois la dialyse terminée, conserver la solution de fibroine de soie à quatre degrés Celsius. Ensuite, utilisez les méthodes précédemment décrites pour nettoyer un prisme de fluorure de calcium et l’enrober d’un mince film en polystyrène à partir d’une solution de polystyrène de 3,5 % par poids.

Placez le prisme enduit de polystyrène en contact avec la solution fibroine de soie et examinez l’interface fibroine en soie polystyrène avec la spectroscopie SFG. Pour commencer à préparer le duplex oligonucléotide, dissoudre 10 nanomoles de l’oligonucléotide unique approprié dans 0,5 milliltères d’eau ultrapure. Faites de même pour l’oligonucléotide gratuit.

Combinez les solutions pour obtenir une solution oligonucléotide duplex de 10 nanomoles par millilitre. Combinez ensuite deux milligrammes de DPPC, deux milligrammes de DPPC duterated, et un millilitre de chloroforme pour obtenir la solution lipidique. Ensuite, propre et plasma traiter un prisme de fluorure de calcium comme décrit précédemment.

Attachez ce prisme à la prise d’échantillon d’une auge Langmuir-Blodgett. Remplissez l’auge d’eau déionisée et abaissez une face du prisme dans l’auge à un millimètre par minute. Injectez plusieurs microlitres de la solution lipidique à la surface de l’eau et attendez que la pression de surface se stabilise à environ 12 millinewtons par mètre.

Ensuite, commencez à compresser le monocouche lipidique à cinq millimètres par minute. Lorsque la pression de surface atteint 34 millinewtons par mètre soulever le prisme de l’auge à un millimètre par minute. Préparez ensuite 500 microlitres d’un mélange de la solution oligonucléotide duplex et de la solution lipidique dans un rapport d’un à 100 molaires.

Remplacez ensuite l’auge Langmuir-Blodgett par un contenant cylindrique en polytétrafluoréthylène rempli d’eau déionisée. Injecter le mélange de lipides oligonucléotides sur l’eau jusqu’à ce que la pression de surface atteigne 34 millinewtons par mètre. Mettez le visage enduit de monocouche lipidique du prisme en contact avec le mélange d’oligonucléotide lipidique pour former l’échantillon final.

Évaluer les signaux vibratoires de l’eau chirale et achirale avec la spectroscopie FSG. Dans ce premier exemple, l’interface entre les hydrogels PHEMA et le prisme de fluorure de calcium a montré des pics nettes clairs dans le spectre SFG. Ceci a été attribué à l’interface lisse entre le fluorure de calcium et l’hydrogel.

L’interface entre l’hydrogel et l’eau environnante avait des caractéristiques plus larges et moins intenses parce que les molécules d’eau pouvaient se diffuser dans la majeure partie de l’hydrogel. Ici, quand la concentration de fibroine de soie était au-dessus de la concentration de chevauchement critique il y avait ne détecté des structures secondaires chirales à l’interface de polystyrène solution à moins que le méthanol a été ajouté comme un agent induisant. Au-dessous de la concentration de chevauchement critique, des signaux chiraux de SFG ont été détectés même sans ajouter le méthanol indiquant que les structures secondaires commandées se sont formées sans aide à l’interface de polystyrène de solution.

Dans l’échantillon de caleuse lipidique ancré d’oligonucléotide duplex variant la concentration d’ion de calcium n’a eu aucun effet significatif sur le signal d’eau chirale qui correspond principalement à l’hydratation plus tard de la colonne vertébrale chirale dans la rainure mineure. En revanche, la forte concentration de calcium a eu un effet sur les signaux d’eau achiral qui correspondent principalement à la couche d’eau entourant la chaîne duplex et la cale. Sur tout cela a suggéré que la colonne vertébrale chirale de la couche d’eau pourrait protéger l’oligonucléotide contre les ions calcium.

Le calcul du coefficient de Fresnel et le choix d’une épaisseur de film appropriée peuvent résoudre les problèmes d’interférence. Si la multiréflexion et la réfraction sont considérées comme la bonne distribution de champ électrique aux interfaces peuvent être ajustées. Il existe d’autres méthodes qui peuvent être utilisées pour préparer des films minces avec les épaisseurs désirées telles que le step-coating et le dépôt chimique de vapeur.

La détection des structures de surface et interfaciales liées à l’adhérence, au merlan, au frottement et à d’autres propriétés peut aider les chercheurs à comprendre les mécanismes sous-jacents et à développer de nouveaux matériaux fonctionnels. Cette méthode peut également être appliquée à d’autres systèmes où des interfaces variées doivent être étudiées. Toutefois, le support que vous souhaitez que les faisceaux lumineux propagent doit être transparent.