המיקרו-איזון בגביש הקוורץ יכול לספק מגוון מדויק וגמיש לסרטים בטווח מיקרון או סאב-מיקרון, הרלוונטי לחקירות בעלי חישה והסביבה, ציפויים ומדעי הפולימר. עובי המדגם משפיע על המידע שניתן להשיג מהחומר במגע עם החיישן.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
הכנה לדוגמא במיקרומאזן קריסטל קוורץ מדידות של חלבון ומכניקה פולימר
* These authors contributed equally
במאמר זה
סיכום
תקציר
במחקר זה, אנו מציגים דוגמאות שונות של כמה דק הכנת הסרט לניסויים במיקרואיזון קריסטל קוורץ המודיעה על המידול המתאים של הנתונים וקובעת אילו מאפיינים של הסרט ניתן לכמת. המיקרו-מאזן גביש הקוורץ מציע פלטפורמה רגישה במיוחד למדידת שינויים עדינים בתכונות מסה ו/או מכניות של סרט שהוחל על-ידי התבוננות בשינויים בתהודה מכנית של גביש קוורץ בתדר גבוה. היתרונות של גישה זו כוללים את הרב-תכליתיות הניסיונית שלה, יכולת ללמוד שינויים בנכסים במגוון רחב של אורכי זמן ניסיוניים ושימוש במידות מדגם קטנות. אנו מדגימים כי, בהתבסס על עובי ולהטות את מודול השכבה שהופקדו על החיישן, אנו יכולים להשיג מידע שונה מן החומר. כאן, קונספט זה מנוצל במיוחד כדי להציג פרמטרים ניסיוניים וכתוצאה מכך חישובי המסה והגמיש של קולגן נספחת על מכלולי זהב ופוליאלקטרוליט במהלך נפיחות כפונקציה של ריכוז מלח.
מבוא
מאזן המיקרואיזון הגבישי של גביש הקוורץ (QCM) ממנף את האפקט הפיזואלקטרי של גביש קוורץ כדי לנטר את תדר התהודה שלו, התלוי בנפח המסה שעל פני השטח. הטכניקה משווה את התדר התהודה ואת רוחב הפס של חיישן AT גזור גביש קוורץ (בדרך כלל בטווח של 5 MHz)1 באוויר או נוזל לתדר רוחב פס של החיישן לאחר התצהיר של סרט. ישנם מספר יתרונות עבור שימוש QCM לחקר מאפייני הסרט דק וממשקים, כולל רגישות גבוהה למסה ופוטנציאלי שינויים אלסטי המאפיין (בהתאם אחידות לדוגמה עובי), את היכולת לבצע מחקרים באתרו2, ואת היכולת לחקור ציר זמן הרבה יותר קצר מאשר להטות מסורתי הטיה או ניתוח מכני דינאמי (DMA) בדיקת ציר זמן קצר לאחר מאפשרת התבוננות באופן שבו התגובה בציר הזמ....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
QCM-D קולגן וספיחה
1. הכנה לדוגמא וסנסור טרום ניקוי
- הכינו 20 מ ל של 0.1 מאגר אצטט M, התאמת ה-pH עם HCl ו NaOH לפי הצורך כדי להשיג pH = 5.6.
- הוסף העכבר זנב החולדה פתרון ל 20 מ ל של מאגר אצטט תחת תנאים סטריליים לריכוז הסופי של 10 μg/mL.
- נקו את חיישן הקוורץ המצופה בזהב להסרת חומר אורגני וביולוגי25,26.
- מניחים את החיישן בצד הפעיל למעלה בחדר UV/אוזון ולטפל במשטח במשך כ 10 דקות.
- החום 5:1:1 תערובת של מים מיוהים (dH2O), אמוניה (25%) ותחמוצת מימן (30%) עד 75 ° c. מניחים את החיישן בפתרון עבור 5 דקות.
- לשטוף ....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
השינויים בתדר עם הזמן במהלך התצוגה ספיחה חלבון מאפיין עקומת הרמה המוצגת באיור 3א-ב. שטיפת המאגר הראשונית של 1x PBS על פני שטח החיישן החשוף משרה רק שינויים זניחים בתדר, המציע קו בסיס קבוע כדי לשמש כהפניה לנקודות נתונים עתידיים. המבוא של פתרון קולגן גורם ספיחה חלבון להתחיל, נצפתה כירידה קבועה בתדירות לאורך זמן, עד הצפיפות של מישורים קולגן דבק בסיס יציב (איור 3א). התדר המדויק וערכי המסה יהיו תלויים מאוד באנרגיית הטוהר והמשטח של החי.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
תוצאות הקולגן מSauerbrey ומשטרי הגמיש. על ידי התוויית התדר משתנה מנורמל למספר ההרמוני המתאים, אנו מתבוננים כי המגבלה Sauerbrey מחזיקה נכון עבור כ 2 ה הראשון של המדידה. עם זאת, עם המסה גוברת הקפדה על החיישן, עם זאת, תדירות מנורמלת עבור הרמוני השלישי והחמישי להתחיל לסטות אחד מהשני (t > 2 h), המציין את היכולת לקבוע את המאפיינים האלסטיים של הסרט נספחת.
השוואה ישירה בין תוצאות הדוגמנות הגמישה של התוכנה ומידול חוק הכוח מקבוצת Shull מציינים הבדל ניכר במאפייני החומרים המחושבים. במהלך המדיד.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
. למחברים אין מה לגלות
תודות
עבודה זו נתמכת על ידי NSF (DMR-1710491, אס-1743748). E.S. ותמיכת הNSF (DMR-1751308).
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| חומצה אצטית | Sigma-Aldrich | A6283 | לספיגת קולגן |
| תמיסת אמוניום הידרוקסיד | Sigma-Aldrich | 221228 | לספיגת קולגן |
| בדיקה מימית QCM | AWSensors | CLS 00050 A | לנפיחות פוליאלקטרוליטים |
| קולגן I חלבון חולדה, זנב | תרמו פישר A1048301 מדעי | לספיגת | |
| קולגןמים מזוקקים | סיגמא-אולדריץ' | EM3234 | לנפיחות פוליאלקטרוליטים; בדרך כלל קל לרכוש במעבדות מחקר, אך יש מספר קטלוגי למקרה שהוא אינו נגיש |
| אתנול | סיגמא-אולדריץ' | 793175-1GA-PB | לנפיחות פוליאלקטרוליטים |
| Gibco פוספט חוצץ מלח | תרמו פישר מדעי | 20012-027 | לספיגת קולגן |
| Hellmanex III | Z805939 סיגמא-אולדריץ' | לספיגת קולגן | |
| תמיסת מי חמצן | סיגמא-אולדריץ | 216763 | לספיגת קולגן |
| קימברלי-קלארק מקצועי Kimtech Science Kimwipes מגבי משימות עדינים, 1-רובד | פישר מדעי | 06-666A | לנפיחות פוליאלקטרוליטים |
| NP2K VNA | Makarov מכשירים | לנפיחות פוליאלקטרוליטים | |
| פולי (דיאלדימתילאמוניום כלוריד), MW 200,000 | סיגמא-אולדריץ' | 409022 | לנפיחות פוליאלקטרוליטים; להליך סינתזה מלא ראה Sadman et al. |
| פולי (סטירן-סולפונט) מלח נתרן 30% משקל במים | סיגמא-אולדריץ' | 561967-500G | לנפיחות פוליאלקטרוליטים; להליך סינתזה מלא ראה Sadman et al. |
| אשלגן ברומיד | סיגמא-אולדריץ' | 793604-1KG | לנפיחות פוליאלקטרוליטים |
| QSense QCM מערכת סייר | Biolin Scientific | לספיגת קולגן | |
| נתרן אצטט, | סיגמא-אולדריץ' | S2889 | נטול מים לספיגת קולגן |
| ציפוי ספין, דגם WS-650MZ-23NPP | טכנולוגיות | לורל לנפיחות פוליאלקטרוליטים |
מקורות
- Marx, K. A. Quartz crystal microbalance: A useful tool for studying thin polymer films and complex biomolecular systems at the solution - Surface interface. Biomacromolecules. 4 (5), 1099-1120 (2003).
- Kleber, C., Hilfrich, U., Schreiner, M.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
תגיות
