10 בספטמבר 2012
גישה יעילה להכנת nanofibers מעוטר בקבוצות המסוגלים אינטראקציה ספציפית עם חלבונים תפקודיות מתוארת. הגישה דורשת 1 הכנת פולימרים פונקציונליים עם הקבוצה הפונקציונלית המתאימה. הפולימרים הפונקציונליים הם מפוברקים לnanofibers ידי electrospinning. היעילות של הכריכה של nanofibers עם חלבון ונלמדת על ידי מיקרוסקופיה confocal.
המטרה הכוללת של הליך זה היא הכנת סיבי ננו מעוטרים בקבוצות פונקציונליות. ראשית, לסנתז קופולימר בלוק של שני מתוקסי סטירן ואתילן אוקסיד באמצעות פילמור אוני, ולאפיין אותו על ידי ספקטרוסקופיה של תמ"ג פרוטון. לאחר מכן, סובב את הפולימר הפונקציונלי ואת תמיסת צינור הננו בעל דופן אחת לננו-סיב מרוכב.
לאחר מכן קבע את התנהגות מתח הזרם של סיבי הננו לאחר שנחשפו לחלבון IgE E.בסופו של דבר שילוב של ה-ANI ופילמור חי עם ספינינג אלקטרו יכול לייצר סיבי ננו מעוטרים בקבוצות פונקציונליות המסוגלות להיקשר לחלבונים ספציפיים. בגישה זו לייצור סיבי ננו ביו-פונקציונליים, פילמור חי מאפשר סינתזה קלה של פולימרים ביו-פונקציונליים עם משקלים מולקולריים מבוקרים. טכניקת ספינינג אלקטרו נוספת מאפשרת הכנת סיבי ננו מעוטרים בקבוצות פונקציונליות, שיכולות לקיים אינטראקציה ספציפית עם חלבונים.
שיטה זו יכולה לספק תובנה חשובה לגבי אבחון רפואי. ניתן ליישם אותו גם על מערכות אחרות כגון ניטור של כל מולקולה בודדת הרצויה בסביבה על ידי שילוב סיבי ננו פונקציונליים בבגדים, מכוניות וכו', Can I Poly דורש תנאים מחמירים ביותר. סרטון זה אמור לעזור לך לשלוט במניפולציות הדרושות לסינתזה של פולימר ועיבוד לאחר מכן לננו-סיבים שימוש בבנזופנון כאינדיקטור להתייבש, 200 מיליליטר טטרה הידרון על מתכת נתרן תחת גז חנקן יבש.
יבש גם 10 מיליליטר של שני מתוקסי סטירן על סידן הידריד למשך 24 שעות. לכור הפילמור. לתגובה זו, הכינו אמבט בטמפרטורה קרה שנשמרה על מינוס 78 מעלות צלזיוס באמצעות תרחיץ של איזופרופנול וחנקן נוזלי.
הרכיבו בקבוק צוואר יחיד תחתון עגול בנפח 100 מיליליטר עם מפרק חיצוני מתחדד סטנדרטי. שני מתאמי בקרת זרימה עם פקקי עצירה ומוט ערבוב טפלון אחד לאורך כל זרימת התגובה. חנקן בטוהר גבוה במיוחד, כך שהמערכת אינרטית.
הוסף 25 מיקרוליטר THF לבקבוק תגובת הפילמור. לאחר מכן הוסף שני מיליליטר מתמיסת היוזם. לאחר מכן, הזרקו ארבעה מיליליטר מהמונומר הראשון ואפשרו לתגובה להמשיך למשך 40 דקות.
כעת הוסף מיליליטר אחד של המונומר השני לפילמור בטמפרטורת החדר למשך יומיים, סיים את הפולימר עם שש חומצה הידרוכלורית מולרית ומתנול. לאחר מכן כדי לטהר את משקעי הפולימר להקסנים ולייבש בתנור ואקום, המשך לאפיין את הפולימר באמצעות NMR. מניחים את ריאגנטים הצימוד לבקבוק בעל שלושה צווארים ומייבשים על קו ואקום למשך ארבע שעות.
לאחר מכן הזרקו 10 מיליליטר די כלורו מתאן לתוך הבקבוק מתחת לחנקן. אפשר לתערובת לערבב את התגובה למשך 12 שעות. בטמפרטורת החדר.
מסננים את תערובת התגובה כדי לשחזר את משקעי הפולימר פעמיים להקסנים ומתנול, פולימר משקע יבש ותנור ואקום ב-40 מעלות צלזיוס. לבסוף, קבע את מבנה הפולימר והפונקציונליות על ידי FTIR ו-HNMR. ממיסים 20% מהפולימר הפונקציונלי בכלורו בנזן.
כעת הכינו שתי תמיסות של פוליסטירן בכלורו בנזן. הפוליסטירן בעל המשקל המולקולרי הגבוה יותר משמש לשיפור השזירה המשתנה של הפולימר ולהשגת הצמיגות האופטימלית הנדרשת לספינינג אלקטרו. מערבבים את תמיסות הפולימר ליצירת יחס אחד לאחד ואחד לשניים של הפולימרים.
לאחר מכן מוסיפים לתערובת ננו-צינורות פחמן חד-דופן 1% ומערבבים למשך הלילה. הרכיבו את מנגנון הספינינג האלקטרו עם מקור מתח גבוה של גלסמן, פרוסת סיליקון, מזרק או משאבת מזרק כימית ומנורה להמחשת ההליך. ככל שהוא מתקדם, משוך כמות קטנה של תמיסת הפולימר swc NT למזרק היפודרמי הרכיב את המזרק ההיפודרמי.
כעת חבר את הקליפ הנושא את המתח הגבוה שיש להפעיל על המחט במזרק. כדי להתחיל כוח ספינינג אלקטרו במקור המתח הגבוה ולהתאים את מד המתח ל-10 קילו-וולט. ואז התחל לדחוף את הבוכנה של המזרק.
בהתאם לאופי הפולימרים במרוכב, ייתכן שיידרשו מתחים גבוהים יותר, במיוחד אם רוצים סיבי ננו מתחת למאה ננומטר. הסר את פרוסת הסיליקון וייבש לחלוטין בייבוש למשך הלילה. כדי להתבונן בפרספקטיבה הכוללת של סיבי הננו, ראשית, קבל תמונה עם מיקרוסקופ אופטי.
לאחר מכן השתמש במיקרוסקופ אלקטרונים סורק כדי לצפות בפרטים עדינים יותר כגון מורפולוגיה, קוטר וגודל נקבוביות ממוצע. הדמיה נוספת במיקרוסקופ כוח אטומי מאפשרת לך לצפות בטופוגרפיה התלת-ממדית של סיבי הננו. הניחו חתיכה קטנה של פרוסת סיליקון שעליה יש סיבי ננו על טכנולוגיית מחצלת.
ובכן תלוש כיסוי. הוסף 10 מיקרוליטר של נוגדן עם תווית פלואורסצנטית ודגר במשך שעה שטיפה שלוש פעמים עם תמיסת P-B-S-B-S-A על ידי פיזור עדין של תמיסה על דופן צלחת ה-mat tech, סיבוב המנה בעדינות ביד ולאחר מכן הסרת המאגר עם פיפטה כדי לצפות בקישור עם IgE. הסיבים מוצגים על ידי מיקרוסקופיה קונפוקלית.
תחנת בדיקה טיפוסית המשמשת לקביעת מאפייני מתח הזרם הראשוני של סיבי הננו מורכבת ממיקרוסקופ ABOs ומיקרו זומו, שלב צ'אק ואקום למיקרו ממקמים, מולטימטר למדידות מתח ומד מקור לכניסת זרם נמוך לסיבים. ראשית, חבר שני מצבי מיקרו למקור זרם נמוך מאוד הרכיב את זרועות הבדיקה של ממקמי המיקרו מעל מחצלת הסיבים בצדדים מנוגדים כשהקצוות נוגעים בסיבים. לאחר מכן חבר עוד שני מיקרו מיקומים למולטימטר דיגיטלי.
הרכיבו את זרועות הבדיקה בין השתיים האחרות והנחיתו את הקצוות על מחצלת הסיבים. ודא שארבעת הקצוות הם קולין ככל האפשר. הזן כמויות משתנות של זרם בדרך כלל בתחום הננו אמפר.
כעת, מדוד את ירידת המתח על פני הקצוות החיצוניים עבור כל גודל זרם שמקורו. המשך ליצור עלילות מתח זרם ולקבוע את סוג המכשיר המאופיין במחצלת הסיבים. בשיטה זו, הפולימר הפונקציונלי של DNP מוכן על ידי פילמור חי אוניק.
היוזם הפונקציונלי D המשמש בפילמור מוכן על ידי תגובת העברת אלקטרונים. בתהליך מתווסף ליוזם מונומר סטירן דו-מתוקסי, ואחריו המונומר השני אתילן אוקסיד. ולבסוף, הפולימר החי מסתיים על ידי מתנול.
מבנה הפולימר הפונקציונלי מאושר על ידי ספקטרוסקופיה FTIR ו- NMR. ה-FTIR מראה את ההיעלמות המוחלטת של הספיגה הרחבה המעידה על פונקציונליזציה כמותית עם קבוצת CDNP. שילוב הפסגות בספקטרום ה-NMR קובע כי הפולימרים מתפקדים כמותית
לאחר מכן הפולימרים מתפקדים על ידי צימוד DCC כדי לשלב חלקיקי DNP פונקציונליים במחצלת זו של סיבי ננו מוליכים, הספציפיות של קשירה של פולימרי DNP מסובבים אלקטרו לעבר נוגדן IgE מודגמת באופן פלואורסצנטי. בדרך כלל תמונת ננו-סיב תחת מיקרוסקופ כוח אטומי יכולה למדוד ממדי ננו-סיבים. תמונות SEM מצביעות על כך שהמורפולוגיה של סיבים אלה היא ליניארית וחרוזים.
המטרה הכוללת היא להכין סיבים שהם בעיקר ליניאריים. עלילת מתח זרם של מחצלות של סיבי ננו מציגה התנהגות אומית של נגד כאשר האנטיגן קשור לסיבי הננו. שינוי בהתנגדות מצביע על כך שלסיבים הפונקציונליים יש יישום פוטנציאלי כמרכיב הפעיל בחיישנים לזיהוי מולקולה בודדת.
עבודה עם ממיסים כגון טטרה הידרו, פורין, די כלורו, מתאן, כלורו, בנזן ודימתיל סולפוקסיד עלולה להיות מסוכנת ביותר, אז נקוט באמצעי הזהירות המתאימים ברגע ששולט שלישי. גישה זו יכולה להיעשות תוך חמישה ימים. זה כולל סינתזה ואפיון של פולימרים וייצור ואפיון שאינם סיבים.
בעת ניסיון הליך זה, חשוב לזכור כי פילמור אנון רגיש לזיהומים במוצר. אני מקווה שנהניתם מהסרטון ובהצלחה בניסויים.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
מאמר זה מתאר שיטה יעילה להכנת ננו-סיבים המעוטרים בקבוצות פונקציונליות עבור אינטראקציות ספציפיות עם חלבונים. התהליך כולל סינתזה של פולימר פונקציונלי וייצור שלו כננו-סיבים באמצעות אלקטרוספינינג, ולאחר מכן בחינת יעילות הקישור לחלבונים.
ננו-סיבים ביו-פונקציונליים המיוצרים באמצעות פולימריזציה מבוקרת ואלקטרוספינינג מאפשרים בחינה מדויקת של אינטראקציות בין חומרים לסמני ביולוגים (biomarkers), ובכך תומכים בפיתוח של הדור הבא של חיישנים ביולוגיים. יכולת זו מגבירה את הביטחון החזוי בשלבים המוקדמים של הגילוי על ידי אספקת פלטפורמה לזיהוי חלבונים ספציפיים והסרת סיכונים מכניסטיים. שילוב של מערכות ננו-סיבים אלו בתהליכי מו"פ יכול להאיץ את תיקוף הסממנים הביולוגים התרגומיים ולהכווין החלטות תיק השקעות מותאמות סיכון.
שיטה זו לייצור ננו-סיבים מתאימה לממשק שבין שלבי הגילוי המוקדמים לפיתוח בדיקות (assays), ומאפשרת מעבר מבדיקת השערות לסריקה כמותית ומחקר תרגומי.