Microtensiomètre pour la visualisation en microscopie confocale d’interfaces dynamiques

La méthode combine un microscope confocal avec un micro-tensiomètre à pression capillaire, créant un outil puissant qui peut être utilisé pour étudier les interfaces de fluide de fluide à courbe à haute résolution spatiale et temporelle. Cette technique peut examiner les relations de structure et de fonction pour les matériaux tensioactifs en prenant des mesures simultanées des propriétés de surface et des images confocales des morphologies de surface sur des interfaces très courbes. Nous émettons l’hypothèse que les produits de l’inflammation inhibent le surfactant pulmonaire causant des problèmes respiratoires associés à un syndrome de détresse respiratoire précis.

Cette porte peut étudier les propriétés et la morphologie des tensioactifs pulmonaires et la stabilité pulmonaire soumise à de tels matériaux. Pour commencer, assemblez la cellule CPM en plaçant le grand côté du capillaire dans le haut de la cellule jusqu’à ce qu’il pousse à travers la face inférieure de la cellule. Serrez doucement le connecteur de crête pour fixer le capillaire, puis fixez le tube de la pompe microfluidique au grand côté du capillaire.

Si nécessaire, fixez le réservoir d’échange de solvant et/ou le bain de contrôle de la température aux entrées et sorties respectives de la cellule CPM. Sinon, branchez les entrées et les prises inutilisées. Fixez la cellule CPM à l’étage du microscope confocal en l’alignant approximativement avec l’objectif CFM, la caméra CPM et la source lumineuse CPM.

Ouvrez le flux de gaz vers la pompe microfluidique à la pression de fonctionnement recommandée de la pompe et assurez-vous que le débit vers le capillaire est ouvert. Commencez à exécuter l’interface virtuelle CPM en réglant la pression de base à 25 millibars et en passant en mode de contrôle de pression. Remplissez ensuite la cellule CPM avec de l’eau à l’aide d’une pipette.

Concentrez-vous sur la pointe capillaire à l’aide de la caméra micro-tensiomètre et organisez l’annus pour chevaucher la bulle. Mettre l’objectif d’immersion du microscope confocal en contact avec le fluide dans la cellule et se concentrer sur la bulle à l’aide du microscope confocal. Cliquez sur réinitialiser la bulle et assurez-vous qu’une nouvelle bulle est formée.

Si la bulle n’éclate pas, augmentez la pression de réinitialisation ou augmentez le délai de réinitialisation dans l’onglet de réinitialisation de la bulle sous la fenêtre d’affichage. Sortez l’eau via la seringue directe à la cellule, videz-la et rattachez-la. Remplissez la cellule avec l’échantillon souhaité.

Utilisation d’une pipette autoclavée maintenant le logiciel CPM en mode de contrôle de pression, garantissant que la tension superficielle initiale est d’environ 73 milli Newton par mètre lorsqu’une nouvelle interface à bulles est créée. Après avoir déterminé le rayon de la bulle nouvellement formée, entrez cette valeur dans le contrôle de zone d’axe et modifiez le type de contrôle en contrôle de zone en cliquant sur l’onglet contrôle de zone. Commencez à enregistrer la vidéo confocale, puis cliquez sur la bulle de réinitialisation, puis cliquez immédiatement sur collecter les données.

Ajustez le taux d’enregistrement des données en fonction du temps d’absorption total de l’échantillon en faisant glisser la barre. Après la fin de l’expérience. Enregistrez le fichier en choisissant le chemin d’accès correct et en cliquant sur le bouton Enregistrer.

Arrêtez et enregistrez également l’enregistrement sur le CFM. Entrez le pourcentage d’oscillation et la fréquence d’oscillation de la valeur de référence souhaitée et sélectionnez l’onglet approprié en décidant si l’oscillation sera une oscillation de pression, une oscillation de surface ou une oscillation de courbure. Commencez à enregistrer la vidéo confocale et cliquez sur collecter les données sur le logiciel CPM.

Choisissez un taux d’acquisition de données pour donner un nombre adéquat de points de données à chaque cycle d’oscillation. Si d’autres amplitudes ou fréquences d’oscillation sont souhaitées, modifiez les valeurs pendant l’expérience et enregistrez les résultats. Tout d’abord, insérez le tube d’entrée de la pompe péristaltique dans le flacon de solution d’échange souhaitée et insérez le tube de sortie dans le conteneur à déchets.

Commencez à enregistrer la vidéo dans le logiciel confocal, puis cliquez sur collecter les données sur le logiciel CPM. Ensuite, réglez la vitesse de la pompe péristaltique. Si plusieurs fluides doivent être remplacés, arrêtez la pompe péristaltique et connectez l’entrée à une autre solution d’échange.

Une fois l’échange terminé, enregistrez les résultats comme indiqué précédemment. Les résultats du microtensiomètre pour une absorption à pression constante ont démontré que la surface de la bulle augmente considérablement tout au long de l’étude et conduit à une absorption beaucoup plus lente que le cas de surface constante. Au cours du processus d’absorption, le signal fluorescent de l’interface a commencé bas et a augmenté à mesure que le surfactant absorbe l’interface.

Si le tensioactif forme des domaines de surface, ces domaines peuvent être observés se formant et se développant. Lors de l’exécution d’une étude d’oscillation, l’oscillation n’est vraiment sinusoïdale que pour le paramètre contrôlé. Comme indiqué ici pour une étude contrôlée de surface contrôlée, ceci est important lors du calcul du module dilatationnel de surface car l’oscillation dans la zone doit être sinusoïdale.

Les données de tension superficielle et de surface recueillies à partir d’une étude d’oscillation ont été utilisées pour calculer directement le module de dilatation interfaciale de la couche de surfactant. Lors de l’oscillation d’une couche mono phospholipidique, le mouvement des domaines condensés liquides noirs peut être observé tout au long de la phase expansée liquide colorée continue. Les domaines distincts de l’interface se sont réorganisés en un réseau de branchement qui s’est développé pour couvrir l’interface au fur et à mesure que les oscillations se produisaient sur la bulle incurvée.

Ceci est corroboré par un changement simultané de la tension superficielle et du module de dilatation superficielle. Au cours d’une étude d’échange de solvant pour une monocouche de tensioactif pulmonaire avec solution tampon puis solution de lasso PC, la morphologie des domaines a radicalement changé au fur et à mesure de l’échange. Il est important de suivre visuellement l’oscillation et l’épinglage de la bulle pour s’assurer que le capillaire est carré et que la bulle conserve sa forme sphérique.

En plus des interfaces air-eau, les interfaces huile-eau peuvent également être étudiées pour déterminer la stabilité et les propriétés des émulsions. Cette technique offre une approche de modifications uniques pour construire les relations de propriétés de structure des interfaces de courbe. Il permet une nouvelle exploration des facteurs régissant la morphologie interraciale auparavant étudiés uniquement sur des interfaces plates.