Name: התקנים כוללים מסנן אוויר משתלב לא ארוג של חלבונים קורי עכביש רקומביננטי electrospun (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-05-08T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 51 s
Description: למד לייצור רשתות לא ארוגות מחלבון עכביש רקומביננטי eADF4 באמצעות אלקטרוספינינג לשיפור יעילות סינון אוויר. השיטה משפרת סינון חלקיקים קטנים ומציעה יישומים בתחומי הסביבה והרפואה.

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

אנו בתודה להכיר תמיכה הטכנית ומדעית של אניה לאוטרבך (Lehrstuhl Biomaterialien), לורנץ Summa (סנדלר AG) וארמין Boeck (B / S / H / G). SEM-ההדמיה בוצעה על ידי יוהנס דיהל (Lehrstuhl Biomaterialien). מימון נבע מBMBF (01RB0710).

1. ספינינג הכנת סמים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח lyophilized eADF4 (C16) חלבון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שוקל 20 מ&quot;ג של eADF4 (C16) בכלי 1 מיליליטר תגובה על ידי שימוש בסולם ברמת דיוק גבוה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 200 μl של hexafluoroisopropanol (HFIP) ולאטום את הכלי עם Parafilm. הערה: HFIP תנודתי ומזיק ביותר. כפי שהוא יכול לגרום לפגיעה במסלול הנשימה, העבודה מתחת למכסת מנוע בטיחות, פיפטה בזהירות, ומכסה את הצינור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבולת ההשעיה דקות 1 ועוד לנער אותו כדי לנקות את הפתרון. על מנת להבטיח, שכל הכמות של חלבון הוא נמס לגמרי, לחכות במשך הלילה. </li></ol> 2. Electrospinning <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את מכשיר electrospinning (איור 1): מקום החומר המסנן על גבי האלקטרודה הנגדית וקבע מראש את המתח של שניהם האלקטרודה (-22.5 קילו וולט) ואת האלקטרודה הנגדית (2.5 קילו וולט). הגדר את זרימת הנפח עד 315 μl / שעה. הערה: wHile electrospinning, HFIP הרעיל תהיה התאדה. ודא שמכשיר electrospinning שלך מחובר למכסת מנוע קטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח 20 זמינה מסחרי G מחט ולטחון את הקצה החד עם יד למטחנת אורך שייר של 30 מ&quot;מ. חבר את המחט למזרק 1 מ&quot;ל. הערה: קצה מחט מטוס נדרש על מנת לייצר קונוס טיילור מוגדר היטב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען את הסמים מסתובבים כולו (200 μl) לתוך המזרק. כיסוי הסמים עם 100 μl של אוויר, על מנת לאפשר פתרון המלא להיות נמתח במהלך תהליך ספינינג. הערה: על מנת למנוע סתימה של המחט, לוודא שאין חלקיקים (אגרגטים או זיהומים) בסמי ספינינג. לעבוד תחת מנדף! </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף את המזרק המלא למשאבת המזרק של מכשיר electrospinning ובזהירות לחץ על הבוכנה המזרק עד טיפה מופיעה בקצה המחט. לנעול את הבוכנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את המרחקבין קצה המחט והאלקטרודה הנגדית ל8-20 ס&quot;מ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל את מזרק המשאבה ולהסיר אגל (בדרך כלל יבש) מפתיחתו של המחט. הפעל את כל מתקני הבטיחות של מכשיר electrospinning מייד ולהתחיל את מקור המתח הגבוה ברגע שאגל חדש מופיע. Electrospinning של הסמים ספינינג יתחיל לאחר מכן. השתמש בשעון עצר כדי לשלוט משך ספינינג. הערה: על מנת למנוע התייבשות של תמיסה ובכך סתימה של המחט, יש צורך להתחיל בתהליך ספינינג מייד לאחר הסרת הטיפה מיובשת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מאז electrospinning של חלבונים רקומביננטיים משי עכביש תלוי בלחות וטמפרטורה, עיבוד של תהליך פרמטרים לכיוון תנאי מעבדה בודדים עשוי להיות נחוץ (איור 2). הערה: כדי למנוע מהתייבשות אגל (איור 2) לאפשר לקצב זרימה מספיק. אם יש humidi נמוךטיי באווירה שמסביב, להתאים את הלחות היחסית או להעלות את קצב הזרימה. מנמיכים את המתח עד לקונוס טיילור תקין מתרחש (איור 2 א). כאשר אין פתרון בקצה (איור 2 ג), להעלות את קצב הזרימה ולהפחית את המתח עד טיפה מתרחשת. לאחר מכן להתאים מתח כדי להקים טיילור קון קבוע והיציב (איור 2 א). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר 30 שניות / 60 שניות / 90 שניות של electrospinning לכבות את משאבת המזרק. על מנת להימנע מטיפין נופלות, לחכות 10 שניות לפני כיבוי מקור המתח הגבוה כדי לשחרר את הלחץ שיורית במזרק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צעדי 6 עד 8 יכולים להתבצע על סוגים שונים של חומרי סינון, כגון פוליאמיד, פוליפרופילן ומשתלב ארוגים פוליאסטר, כמו גם נייר שחור להשוואה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לייצר רשת לא ארוג לניסויי יציבות שלאחר מכן, השתמש בנייר שחור במקום חומר מסנן ולבצע שלבים 5 עד 7. לאחר 5 דקות של electrospinning, להפסיקהתהליך כפי שתואר בשלב 8. </li></ol> 3. לאחר הטיפול של meshes לא ארוגים משי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מראש לחום תנור ל -60 מעלות צלזיוס </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את מצעי הסינון עם eADF4 (C16) אנכי משתלב וארוג במרחק מינימאלי של 2 ס&quot;מ במכל זכוכית הניתנת לנעילה. המכל צריך להיות שני פתחים שישמשו כדי להציג אתנול ומים לאחר מכן. הערה: כשתקן את חומרי הסינון, ודא שהאזור הדרוש לניסויי חדירות לא ניזוק על ידי מהדק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את שני מזרקים 60 מ&quot;ל, אחד מלא באתנול ואחד מלא במים, עם צינורות סיליקון המצביעים לתוך החלק התחתון הפנימי של המכל לאחר הטיפול (איור 3). הערה: על מנת להיות מסוגל להסיר את הנוזל מהמכל לאחר הטיפול, למקם את הפתחים של הצינורות הקרובים ככל האפשר לתחתית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח את המכל שלאחר הטיפול בOVצמוד ולהוסיף 60 מ&quot;ל של אתנול על ידי extruding המזרק. השתמש בשעון עצר כדי לשלוט משך טיפול. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר 90 דקות של טיפול באדי אתנול, להסיר אתנול עם המזרק מהזכוכית, ולהוסיף 60 מ&quot;ל של מים מהמזרק השני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחכות לעוד 90 דקות, ולאחר מכן להסיר את המים ולכבות את התנור. על מנת להימנע מטיפין על ידי עיבוי, להשאיר את המכל בתנור עד שהוא מתקרר לחלוטין. </li></ol> 4. ניתוח של meshes לא ארוגים קורי העכביש <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את משתלב ארוגים משי לבדיקות יציבות על נייר שחור או כל תמיכה נשלף אחרת. לחתוך שתי מסגרות מקרטון ולהתאים את הסרט דביק כפול דביק. לחץ פריים אחד על הרשת ארוג משי שהופקד על נייר שחור ולהשתמש אזמל כדי לחתוך את עודף סיבי משי (לשמור את הסיבים העודפים להמשך SEM הדמיה). להסיר את המסגרת בזהירות כדי לנתק את ארוג מהנייר. חזור על פעולה זו עם המסגרת השנייה(איור 4). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מבחן מעשי טבילה: חותכי חתיכה (1 ס&quot;מ 2) של כל אחד, רשת ארוג משי לאחר שטופלה ולא טופל ולטבול אותו לתוך המים deionized. הרשת ארוג המשי שאינו המטופל באופן מיידי תתמוסס, ואילו הרשת לא ארוגים המטופלים תהיה יציבה (איור 5). לאחר הטבילה, לייבש המדגם טבל ולהכין אותו להדמית SEM. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התמרת אינפרא אדום ספקטרוסקופיה (FTIR), מדידה ופורה deconvolution עצמי (FSD) הבאה: העברה: על מנת לקבל מידע על השינויים המבניים של חלבוני משי על שלאחר הטיפול של משתלב ארוגים, ניתן ליישם FTIR באמצעות הפרמטרים מצב, סריקה מ 800 עד 4,000 ס&quot;מ -1, 60 הצטברויות נמדדות בממוצע עבור כל ספקטרום, התייחסות אחת נמדדת לספקטרום. לניתוח כמותי של הנתונים, יכול להיות מועסק FSD (איור 6, איור 7). וכך, את הקימורים מופחתים לAR נתוניםEA בין 1590 ו 1705 ס&quot;מ -1 ותיקון בסיסי הוא מבוצע. כושר לפחות כיכר מקומית מחושב על פי עמדות השיא שנלקחו ממחקרים קודמים (1611, 1619, 1624, 1630, 1640, 1650, 1659, 1666, 1680, 1691, 1698 ס&quot;מ -1) 22. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> SEM הדמיה: SEM יכולה להיות מיושמת לחקור קטרי סיבים ומורפולוגיה של סיבי משי על מצעי סינון שונים ולנתח את ההשפעה של שלאחר הטיפול במורפולוגיה הסיבים (איור 8). השתמש בהגדלה של 5,000 x 25,000 X על מנת לקבל תמונות מפורטות במידה מספקת. </li></ol> 5. קביעת חדירות האוויר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח חלק הולם נכון של החומר המסנן באזור המדידה של מכשיר חדירות אוויר Akustron. הערה :: אם אתה משתמש בסוג אחר של מכשיר חדירות אוויר, לוודא שהוא עומד בדרישות של DIN 53 887, 120 53 DIN, ISO 9237 וסטנדרטים ASTM D 737-96. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl">מעסיק מכשיר חדירות אוויר Akustron (או כל דבר אחר כמתואר ב5.1). אם יש צורך לחשב את נתוני normed [L / (מ &#39;X 2 שניות)]. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבי 1 ו -2 לפחות 10 פעמים בחלקים שונים של המדגם שלך ולחשב את אמצע אריתמטי (איור 9). הערה: חדירות אוויר מדידה דורשת מגע של המכשיר ורשת לא ארוג. לפיכך, טיפול זהיר של הדגימות הוא חיוני כדי למנוע קרע של הרשת ארוג משי העדין. </li></ol> 6. קביעת יעילות סינון <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במכונה נכונה עם שליטה בלחץ נגדי וחלקיקים, כגון חלקיק סייזר אוניברסלי (Palas GmbH, קרלסרוהה, גרמניה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את דגימות הסינון בהחזקת המכשיר ולמדוד חלקיקים (איור 10). תרסיס: Di-אתיל-hexyl-sebacat (DEHS); גודל חלקיקים: 0.3-3 מיקרומטר, משך: 30 שניות; מהירות נוזל: 2350 ס&quot;מ / שניות; זרימת אוויר: 3,400 מ &#39;3 / שעה. <br/&gt; שים לב: ידית המדגם בזהירות ולא לגעת במשטח, כדי למנוע הרס של הרשת ארוג ולהימנע מכל זיהום. הקפד ליצור מספיק דוגמאות של איכות שווה למדידות ביצועים. </li></ol>

<ol><li>Gosline, J. M., Guerette, P. A., Ortlepp, C. S., Savage, K. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+mechanical+design+of+spider+silks%3A+From+fibroin+sequence+to+mechanical+function%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Biol%22%5BJournal%5D)">The mechanical design of spider silks: From fibroin sequence to mechanical function.</a> J. Exp. Biol. 202, 3295-3303 (1999).</li>
<li>Vollrath, F., Basedow, A. B. P., Engström, W., List, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Local+tolerance+to+spider+silks+and+protein+polymers+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22In+Vivo%22%5BJournal%5D)">Local tolerance to spider silks and protein polymers in vivo.</a> In Vivo. 16, 229-234 (2002).</li>
<li>Allmeling, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spider+silk+fibres+in+artificial+nerve+constructs+promote+peripheral+nerve+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Prolif%22%5BJournal%5D)">Spider silk fibres in artificial nerve constructs promote peripheral nerve regeneration.</a> Cell Prolif. 41, 408-420 (2008).</li>
<li>Huemmerich, D., Helsen, C. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Primary+structure+elements+of+spider+dragline+silks+and+their+contribution+to+protein+solubility%5BTitle%5D)+AND+%22Biochemistry%22%5BJournal%5D)">Primary structure elements of spider dragline silks and their contribution to protein solubility.</a> Biochemistry. 43, 13604-13612 (2004).</li>
<li>Huemmerich, D., Slotta, U., Scheibel, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Processing+and+modification+of+films+made+from+recombinant+spider+silk+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+a-Mater%22%5BJournal%5D)">Processing and modification of films made from recombinant spider silk proteins.</a> Appl. Phys. a-Mater. 82, 219-222 (2006).</li>
<li>Leal-Egana, A., Lang, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interactions+of+Fibroblasts+with+Different+Morphologies+Made+of+an+Engineered+Spider+Silk+Protein%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Eng.+Mater%22%5BJournal%5D)">Interactions of Fibroblasts with Different Morphologies Made of an Engineered Spider Silk Protein.</a> Adv. Eng. Mater. 14, 67-75 (2012).</li>
<li>Wohlrab, S., Spiess, K., Scheibel, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Varying+surface+hydrophobicities+of+coatings+made+of+recombinant+spider+silk+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem%22%5BJournal%5D)">Varying surface hydrophobicities of coatings made of recombinant spider silk proteins.</a> J. Mater. Chem. 22, 22050-22054 (2012).</li>
<li>Hermanson, K. D., Huemmerich, D., Scheibel, T., Bausch, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineered+microcapsules+fabricated+from+reconstituted+spider+silk%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Engineered microcapsules fabricated from reconstituted spider silk.</a> Adv. Mater. 19, 1810-1815 (2007).</li>
<li>Spiess, K., Wohlrab, S., Scheibel, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+characterization+and+functionalization+of+engineered+spider+silk+films%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Structural characterization and functionalization of engineered spider silk films.</a> Soft Matter. 6, 4168-4174 (2010).</li>
<li>Slotta, U. K., Rammensee, S., Gorb, S., Scheibel, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+engineered+spider+silk+protein+forms+microspheres%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.-Int.+Edit%22%5BJournal%5D)">An engineered spider silk protein forms microspheres.</a> Angew. Chem.-Int. Edit. 47, 4592-4594 (2008).</li>
<li>Schacht, K., Scheibel, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlled+hydrogel+formation+of+a+recombinant+spider+silk+protein%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Controlled hydrogel formation of a recombinant spider silk protein.</a> Biomacromolecules. 12, 2488-2495 (2011).</li>
<li>Exler, J. H., Hummerich, D., Scheibel, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+amphiphilic+properties+of+spider+silks+are+important+for+spinning%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.-Int.+Edit%22%5BJournal%5D)">The amphiphilic properties of spider silks are important for spinning.</a> Angew. Chem.-Int. Edit. 46, 3559-3562 (2007).</li>
<li>Sundaray, B., Subramanian, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrospinning+of+continuous+aligned+polymer+fibers%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Electrospinning of continuous aligned polymer fibers.</a> Appl. Phys. Lett. 84, 1222(2004).</li>
<li>Van Hulle, S. W. H., Bjorge, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performance+assessment+of+electrospun+nanofibers+for+filter+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Desalination%22%5BJournal%5D)">Performance assessment of electrospun nanofibers for filter applications.</a> Desalination. 249, 942-948 (2009).</li>
<li>Zhou, S. B., Peng, H. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+and+characterization+of+a+novel+electrospun+spider+silk+fibroin%2Fpoly%28D%2CL-lactide%29+composite+fiber%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+B%22%5BJournal%5D)">Preparation and characterization of a novel electrospun spider silk fibroin/poly(D,L-lactide) composite fiber.</a> J. Phys. Chem. B. 112, 11209-11216 (2008).</li>
<li>Stephens, J. S., Fahnestock, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+electrospinning+and+solution+casting+protocols+on+the+secondary+structure+of+a+genetically+engineered+dragline+spider+silk+analogue+investigated+via+fourier+transform+Raman+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Effects of electrospinning and solution casting protocols on the secondary structure of a genetically engineered dragline spider silk analogue investigated via fourier transform Raman spectroscopy.</a> Biomacromolecules. 6, 1405-1413 (2005).</li>
<li>Greiner, A., Wendorff, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrospinning%3A+a+fascinating+method+for+the+preparation+of+ultrathin+fibers%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.-Int.+Edit%22%5BJournal%5D)">Electrospinning: a fascinating method for the preparation of ultrathin fibers.</a> Angew. Chem.-Int. Edit. 46, 5670-5703 (2007).</li>
<li>Smit, E., Buttner, U., Sanderson, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuous+yarns+from+electrospun+fibers%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer%22%5BJournal%5D)">Continuous yarns from electrospun fibers.</a> Polymer. 46, 2419-2442 (2005).</li>
<li>Teo, W. E., Ramakrishna, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+on+electrospinning+design+and+nanofibre+assemblies%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">A review on electrospinning design and nanofibre assemblies.</a> Nanotechnology. 17, 89-106 (2006).</li>
<li>Greiner, A., Wendorff, J. H., Yarin, A. L., Zussman, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biohybrid+nanosystems+with+polymer+nanofibers+and+nanotubes%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Microbiol.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Biohybrid nanosystems with polymer nanofibers and nanotubes.</a> Appl. Microbiol. Biotechnol. 71, 387-393 (2006).</li>
<li>Spiess, K., Lammel, A., Scheibel, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recombinant+spider+silk+proteins+for+applications+in+biomaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecular+Biosciences%22%5BJournal%5D)">Recombinant spider silk proteins for applications in biomaterials.</a> Macromolecular Biosciences. 10, 998-1007 (2010).</li>
<li>Hu, X., Kaplan, D., Cebe, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determining+beta-sheet+crystallinity+in+fibrous+proteins+by+thermal+analysis+and+infrared-+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Determining beta-sheet crystallinity in fibrous proteins by thermal analysis and infrared- spectroscopy.</a> Macromolecules. 39, 6161-6170 (2006).</li>
</ol>

יש לנו מה למסור.

מכשירי סינון חדשים אמורים לאפשר הפחתת צריכת האנרגיה הכוללת בסינון אוויר ביעילות סינון קבוע או גבוהה יותר. הנה, מכשירים כאלה נוצרו באמצעות בדים לא ארוגים עשויים קורי עכביש. בשל מתח הפנים הנמוך שלה ותנודתיות גבוהה, HFIP נבחר כממיס מתאים לתהליך electrospinning. יתר על כן, פתרונות משי מימיים נבדקו בניסויים קודמים, אך לא סיבים יכולים להיות שנוצרו. הנה, זה יהיה חיוני לשימוש תוספים על מנת להוריד את מתח פנים ובכך לשפר את מאפייני ספינינג של הפתרון. השלב הקריטי ביותר הוא להתאים את התנאים ואת ריכוז החומר המשמש וממס של פתרון ספינינג, ספינינג גובה, מתח ומהירות שחול. במהלך הופעה, למשל סתימה של הקצה ניתן למנוע על ידי אספקת קצה המחט עם לחות בצורה של אדי מים, אך כל סוג של תוספות בהתקנת electrospinning עלול להפריע בהמשךתהליך רגיש ושדה חשמלי. תהליך פרמטרים חיוניים (ריכוז, מתח, מרחק, לחות) בנפרד נקבעו ביצוע סדרת ניסויים נפרד (מידע לא מוצג). אם ניקח את כל הפרמטרים בחשבון זה הוא חיוני כדי לטפל בקונוס טיילור רציף ותהליך ספינינג כדי ליצור סיבים אחידים. יעילות המסנן היא אחד הפרמטרים החשובים ביותר של חומרי סינון. פרמטר זה מושפע בעיקר מהמבנה של החומר המסנן. Wovens יירש גודל נקבובית אחיד וחדירות אוויר לאחר מכן עולות בקנה אחד. זה חיוני כדי ליצור משתלב ארוגים הומוגניות על חומרי תבניות אלה כדי למלא את הנקבוביות וליצור מסנן אפס פגם. יעילות המסנן במסננים שלנו מציגה את תלות ישירה על משך ספינינג (של חלבוני המשי), ולכן, במספר שכבות רשת ארוגים. הפערים בין סיבים בודדים מלאים באופן עקבי, מה שמאפשר השמירה of חלקיקים קטנים יותר. בעבודה זו אנו הצגנו שיטה לייצור חומר מסנן רומן עם משתלב לא ארוגים קורי העכביש, המציגים את יעילות סינון גבוהה. לכן, מסננים אלה הם מועמדים מבטיחים לשימוש בעתיד במערכות סינון אוויר.

בשל השילוב של כוח ויכולת הרחבה שלהם, סיבי משי עכביש יכולים לספוג אנרגיה קינטית יותר ממה שרוב הסיבים טבעיים או סינטטיים 1 אחרים. יתר על כן, בניגוד לחומרים פולימריים הסינתטיים ביותר חומרים רעילים ומשי הם ביולוגית ולא לגרום לתגובה אלרגית כאשר שולבו 2,3. ניתן למנוע סיכונים בריאותיים המשוערת על ידי שימוש בקורי עכביש. תכונות אלו הופכות את קורי עכביש אטרקטיבי ביותר עבור מגוון רחב של יישומים רפואיים וטכניים. מאז עכבישים אינם יכולים להיות מעובדים בשל התנהגות הקניבלית שלהם, שיטות ביוטכנולוגיות פותחו כדי לייצר חלבוני משי עכביש, הן עלות ביעילות ובכמויות מספיקות 4. חלבון רקומביננטי משי eADF4 (C16) תוכנן על בסיס הרצף הטבעי של Araneus diadematus fibroin 4 (ADF4). eADF4 (C16) יש משקל מולקולרי של 5 48kDa והוא מסיס בממסים שונים (hexafluoroisopropanol (HFIP) 6, חומצה פורמית 7 ומאגרים מימיים) 8. eADF4 (C16) יכול להיות מעובד לתוך מורפולוגיות שונות כגון 9 סרטים, כמוסות 8, חלקיקים 10, 11 הידרוג, ציפויי 7, 12 סיבים ארוגים ומשתלב 6. בשל היציבות הכימית שלהם, שהאחרון לספק פוטנציאל גבוה ביישומי סינון. כאן, אנו מציגים פרוטוקול כדי להמציא מכשירי סינון אוויר, כולל רשת ארוג של חלבוני משי עכביש רקומביננטי electrospun. ספינינג electrospinning או אלקטרוסטטי הוא טכניקה מועסקות בדרך כלל לייצור סיבים פולימריים בקטרים ​​בטווח של 10 ננומטר -10 מיקרומטר 13, ומשתלב ארוגים כבר נחקר ליישומי סינון -14. בעבר, electrospinning יושמה בהצלחה לעיבוד של 15 מחדש, כמו גם הפיק recombinantly קורי עכביש 16 כחלבונים. בדרך כלל מתח חשמלי גבוה (ק 5-30) מוחל על מזרק והאלקטרודה נגדית (0-20 קילו וולט) ממוקמת במרחק של 8-20 ס&quot;מ. השדה אלקטרוסטטי החזק גורם לכוחות דחייה בתוך פתרון העמלה. אם מתח הפנים חריגה, קונוס טיילור נוצר, וסילון דק מתפרץ מהקצה 17,18. לאחר היווצרות, אי יציבות כיפוף להתרחש בתוך המטוס גורם למתיחה נוספת כמו מתאדה הממס, וסיבים מוצקים נוצר. לבסוף, הסיבים מופקדים באופן אקראי על האלקטרודה הנגדית כמו רשת לא ארוג 19. מאפייני סיבים כמו קוטר והמשטח טופולוגיה (חלק, נקבובי) הם בעיקר תלויים בפרמטרי פתרון כגון ריכוז, צמיגות, אנרגיה חופשית פני השטח ומוליכות החשמלית הפנימית של הממס וחדירות 20. Electrospinning של eADF4 (C16) מומס בתוצאות HFIP בסיבים חלקים עם קטרים ​​מ80-1,100 ננומטר, בהתאם לריכוז החלבון בתמיסה.eADF4 electrospun (C16) מHFIP מציג מבנה המשני בעיקר α-סליל ואת הסיבים הם מסיסים במים 6. על מנת לייצב את סיבי משי, מבני β גיליונות צריכים להיגרם על ידי טיפול שלאחר מכן עם אתנול. בניגוד לשיטות שנקבעו בעבר שלאחר טיפול 21, במחקר זה eADF4 (C16) בדים לא ארוגים טופלו עם אדי אתנול במטרה לשמר את המורפולוגיה של סיבי משי. ניתוח מבנה המשני בוצע באמצעות התמרת אינפרא אדום ספקטרוסקופיה (FTIR) ופורה שלאחר מכן deconvolution עצמי (FSD) כפי שמתואר בספרות 22. FSD הוא כלי עיבוד אותות המאפשר רזולוציה של FTIR ספקטרום בהיקף של כמה להקות חופפות. ובכך, ניתן לצמצם את הלהקות המטושטשות שלי רחב בתוך האזור באמצעות לעבור סינון גבוה כדי לקבל ספקטרום deconvoluted עם החלטות שיא משופרות. על מנת להעריך את EFFiciency של מצעי סינון השלימו עם משתלב ארוגים משי, בדיקות חדירות האוויר בוצעו באמצעות מכשיר Akustron פי פרוטוקולים סטנדרטיים. שיעורים בתצהיר נמדדו באמצעות סייזר חלקיק אוניברסלי Palas.

התקנים כוללים מסנן אוויר משתלב לא ארוג של חלבונים קורי עכביש רקומביננטי electrospun

Air Filter Devices Including Nonwoven Meshes of Electrospun Recombinant Spider Silk Proteins

המבוסס על הרצף הטבעי של Araneus diadematus fibroin 4 (ADF4), חלבון משי עכביש רקומביננטי eADF4 (C16) תוכנן. יש חלבון זה חוזר על עצמו מאוד במשקל מולקולרי של 48kDa והוא מסיס בממסים שונים (hexafluoroisopropanol (HFIP), חומצה פורמית ומאגרים מימיים). eADF4 (C16) מספק פוטנציאל גבוה עבור יישומים טכניים שונים כאשר מעובד למורפולוגיות כגון סרטים, כמוסות, חלקיקים, הידרוג, ציפויים, סיבים ורשתות ארוגים. בשל יציבותם הכימית ומורפולוגיה מבוקרת, ניתן להשתמש באפשרות השנייה כדי לשפר את חומרי סינון. בפרוטוקול זה, אנו מציגים הליך כדי לשפר את היעילות של מכשירי סינון אוויר שונים, על ידי תצהיר של משתלב ארוגים של חלבוני משי עכביש רקומביננטי electrospun. Electrospinning של eADF4 (C16) מומס בתוצאות HFIP בסיבים חלקים. וריאציה של ריכוז החלבון (5-25% w / v) תוצאות בקטרי סיבים שונים (80-1,100 ננומטר) וכך גדלים נקבוביות של הרשת ארוג. לאחר הטיפול של eADF4 (C16) electrospun מHFIP הוא הכרחי שכן החלבון מציג מבנה המשני בעיקר α-סליל בסיבים טרי הסתובבו, ולכן את הסיבים הם מסיסים במים. טיפול שלאחר מכן עם אתנול אדים גורם להיווצרות עמידה במים, מבני β גיליונות יציבים, שמירה על המורפולוגיה של סיבי משי ורשתות. ניתוח מבנה המשני בוצע באמצעות התמרת אינפרא אדום ספקטרוסקופיה (FTIR) ופורה שלאחר מכן deconvolution עצמי (FSD). המטרה העיקרית הייתה לשפר את יעילות הסינון של מצעי מסנן קיים על ידי הוספת שכבות לא ארוגות משי על העליונה. כדי להעריך את ההשפעה של electrospinning משך ועובי שכבת ארוגים וכך על יעילות הסינון, ביצענו בדיקות חדירות אוויר בשילוב עם מדידות בתצהיר של חלקיקים. הניסויים בוצעו על פי תקןפרוטוקולים.

Electrospinning של פתרונות עכביש משי רקומביננטי בריכוזים של 10% W / V מHFIP הביאה סיבים חלקים עם קטרים ​​הנעים 80-120 ננומטר, מה שמאפשר את היווצרות משתלב ארוגים. לאחר הטיפול עם אתנול אדים לא הוביל לשינויים מורפולוגיים בולטים, מה שהיה, אם כן, שהוקם כדרך נאותה של משי שלאחר טיפול לא ארוג (איור 8). שינויים מבניים התגלו באמצעות FT-IR וFSD הבא שלי בין להקות בוצעו לנתח פסגות תרומה יחידה (איור 6). זה יכול להיות הראה כי לאחר הטיפול מוביל לעלייה במבני β גיליונות, ואילו התוכן של מבני סליל האקראיים α-und סליל יורד (איור 7). תוצאה זו יכולה להיות מוכחת על ידי טבילה כמעט הודעה שטופלה-ארוג לתוך מים (איור 5). גם לאחר שבוע אחד, לא פירוק של הרשת ארוג יתרחש. ספינינג duמנה היא הפרמטר החשוב ביותר הנוגע ליישום של בדים לא ארוגים משי בחומרי סינון בשל ירידה בלחץ המבוססת על הצפיפות הגוברת של סיבי electrospun. und המורחב ספינינג המשכים כך מספר גבוה יותר של תוצאת שכבות סיבים בירידה הדרגתית של חדירות אוויר. השפעה זו ניתן הייתה לזהות עבור כל חומרי מצע הסינון שונים לפני ואחרי שלאחר הטיפול (איור 9). כמו כן, את יעילות הסינון של חומרי הסינון המכילים משי של עליות חלקיקים תת מיקרומטר (איור 10). בעוד משכים ספינינג קצר (30 שניות) להשיג יעילות נמוכה סינון, משכי ספינינג גבוהים יותר (90 שניות) להוביל יעילות גבוהה יותר. <img alt="איור 1" fo:content-width="5.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50492/50492fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50492/50492fig1.jpg" /> איור 1. מתח חשמלי גבוה (0-30 קילו וולט) אני<html> ים יחול על מזרק מלא בפתרון ממשי, והאלקטרודה נגדית (0-20 קילו וולט) ממוקמת במרחק של 8-20 ס&quot;מ. הגדרה זו מובילה לשדה אלקטרוסטטי חזק, גרימת כוחות דחייה בתוך פתרון העמלה. אם מתח הפנים חריגה, קונוס טיילור נוצר, וסילון דק מתפרץ מהקצה. לאחר היווצרות, אי יציבות כיפוף להתרחש בתוך המטוס גורם למתיחה נוספת כמו מתאדה הממס, וסיבים מוצקים נוצר. לבסוף, הסיבים מופקדים באופן אקראי על האלקטרודה הנגדית בצורה של רשת ארוג. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/50492/50492fig2.jpg" /> איור 2. תצלומים של טיילור קונוס רגיל (), טיפה יבשה (ב &#39;), והתקנה ללא אגל (C). iles/ftp_upload/50492/50492fig3highres.jpg &quot;src =&quot; / files/ftp_upload/50492/50492fig3.jpg &quot;/&gt; הליך סכמטי 3. איור במהלך אדים שלאחר טיפול. בשלב הראשון, התא מתמלא אתנול, והמדגם מאודה על 60 מעלות צלזיוס למשך 90 דקות. כדי לרכך את משתלב לא ארוג לטיפול שלאחר מכן, אתנול מוסר ואת הסיבים מאודים עם אדי מים עבור 90 דקות ב 60 ° C. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50492/50492fig3large.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה.</a> <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/50492/50492fig4.jpg" /> איור 4. תצלום של מסגרת קרטון עם משתלב ארוגים משי מצורף שישמש שללאחר טיפול. <img alt="איור 5" src="/files/ftp_upload/50492/50492fig5.jpg" /> איור 5. Electrospהאו&quot;ם ולאחר מכן הודעה שטופל-nonwoven במצב יבש () ומתחת למים (ב &#39;). <img alt="איור 6" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/50492/50492fig6highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50492/50492fig6.jpg" /> איור 6. ספקטרום הספיגה עצמי deconvoluted פורייה של האמידה להקה של מטופל (א) ולאחר שטופל (ב &#39;) עכביש משי ארוג רשת. הקו המוצק מציג את הלהקה כתוצאה מספיגת פסגות התרומה יחידה (קווים מקווקווים) כפי שנגזר לאחר deconvolution. המשימה של עקומות בהתאמה התבססה על ערכים שפורסמו בעבר מהספרות 22. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50492/50492fig6large.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה.</a> <img alt="איור 7" fo:conten<html> T-width = &quot;5IN&quot; עבור: src = &quot;/ files/ftp_upload/50492/50492fig7highres.jpg&quot; src = &quot;/ files/ftp_upload/50492/50492fig7.jpg&quot; /&gt; איור 7. תוכן מבנה שניוני של משתלב ארוגים שאינם מטופלים ולאחר שטופל eADF4 (C16). <img alt="איור 8" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/50492/50492fig8highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50492/50492fig8.jpg" /> איור 8. תמונות SEM של electrospun eADF4 (C16) סיבים על מצעי סינון שונים: פוליאמיד (PA), סיבי פוליאסטר (PE), פוליפרופילן (PP) והטהור eADF4 (C16) לפני (S1) ואחרי (S2) שלאחר טיפול עם אדי אתנול. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50492/50492fig8large.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה.</a> / Ftp_upload/50492/50492fig9.jpg &quot;/&gt; 9. בדיקות חדירות אוויר איור, לפני () ואחרי שלאחר הטיפול (ב) לחוק משתלב ארוגים המשי עם אדי אתנול, פעמים ספינינג הגדלת להוביל לשכבות ארוגים יותר לאחר מכן מורידות את חדירות האוויר. <img alt="איור 10" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50492/50492fig10highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50492/50492fig10.jpg" /> איור 10. יעילות סינון של אירוסול di-אתיל-hexyl-sebacat במשתלב electrospun עכביש משי ארוג על חומרי סינון פוליאמיד במשכי זמן שונים, המשפיעים על ספינינג כמות שכבת משי, לאחר שלאחר טיפול עם אתנול.

סיבי משי עכביש להציג תכונות מכאניות יוצאות דופן. תכנון הנדסי<em&gt; Araneus diadematus</emיכול להיות מעובד&gt; fibroin 4 (eADF4) למשתלב ארוגים באמצעות electrospinning. הנה, את eADF4 משתלב ארוגים המשמשים כדי לשפר את הביצועים של מכשירי סינון אוויר.

Based on the natural sequence of Araneus diadematus Fibroin 4 (ADF4), the recombinant spider silk protein eADF4(C16) has been engineered. This highly ...

המטרה הכללית של הניסוי הבא היא לשפר חומרי סינון מסחריים באמצעות שיקוע של רשתות ממרות של משי עכביש לסינון חלקיקים קטנים. ראשית, המיסו את חלבוני משי העכביש הרקומביננטיים שעברו ליופיליזציה ב-HFIP כדי להכין תמיסת טבילה מתאימה לטבילה. לאחר מכן, בצעו אלקטרו-ספינינג (electrospin) של התמיסה על חומרי סינון שונים, אשר יצופו בכך בשכבת משי ובשכבה לא ארוגה.בשלב הבא, יש לחשוף את סיבי המשי התת-מיקרומטריים לאדי אתנול כדי להשרות מבנים יציבים של מים ומבנים מסיסים, במטרה לרכך את הבדי הנון-וובן (nonwovens) לצורך טיפול ע후. תוצאות של הלחת הדגימות באדי מים מצביעות על תלות ברורה של משך הטריקה, ולפיכך של עובי השכבה, ביעילות המסנן על בסיס מדידות סינון חלקיקים. בהשוואה לנשיפת ממס (melt blowing) של פולימרים סינתטיים, טריקה חשמלית (electrospinning) מספקת סיבים שקוטרם קטן פי 10 בערך, עם התפלגות גדלים צרה יותר.חשוב לציין כי השימוש בננו-סיבים מתכלים של משי עכביש מפחית את הסיכון הבריאותי המשוער הנלווה לסיבים פולימריים אחרים. לכן, שיטה זו יכולה לספק פיתוח משמעותי בתחום הסינון הטכני. ניתן ליישמה גם במערכות רפואיות, כגון התקנים לכיסוי פצעים, שבהם רשתות לא-ארוגות של משי עכביש יכולות לתמוך בריפוי הפצע.הרעיון לשיטה זו עלה לראשונה כאשר ניסינו לייצר סיבי משי של עכביש בטכניקות שונות. הקטריים הנמוכים שהושגו באמצעות טכניקת electro spinning עוררו את הרעיון להשתמש בהם במכשירי סינון אוויר. ל-20 milligrams של חלבון ליופיליזציה (lyophilized protein) הוסיפו 200 microliters של HFIP ואטמו את הכלי עם perfil vortex; נערנערו את ת сусפנזיית ה-spinning dope למשך דקה אחת כדי להמיס את התמיסה באופן מלא, והדגירו בטמפרטורת החדר למשך לילה. להכנת מכשיר ה-electro spinning, הניחו את חומר הסינון מעל האלקטרודה הנגדית, וקבעו מראש את המתח של האלקטרודה ושל האלקטרודה הנגדית.לאחר מכן הגדירו את ספיקת הנפח. מכיוון ש-HFIP רעיל יתאדה, ודאו שמכשיר האלקטרו-ספינינג מחובר למנדף כימיים. כדי ליצור קונוס טיילור (Taylor cone) מוגדר היטב, שחקו את הקצה החד של מחט בכילייב 20 עד לאורך שיורי של 30 מילימטרים.לאחר מכן, חברו את המחט למזרק של 1 ml. טענו את כל תמיסת הטווה למזרק, ולאחר מכן הוסיפו מעל התמיסה 100 µL של אוויר כדי לאפשר דחיפה מלאה של התמיסה במהלך תהליך הטווייה. לבסוף, חברו את המזרק המלא למשאבת המזרקים של מכשיר האלקטרו-ספינינג.לחץ בזהירות את הבוכנה אל תוך המזרק עד שטיפה תופיע בקצה המחט. כעת נעל את הבוכנה. קבע את המרחק בין קצה המחט לאלקטרודה הנגדית לטווח שבין 8 ל-20 סנטימטרים.לאחר חיבור מקור המתח הגבוה, הפעל את משאבת המזרק והסר את הטיפה מפיית המחט. הפעל מיד את כל התקני הבטיחות של מכשיר האלקטרו-ספינינג והפעל את מקור המתח הגבוה. ברגע שטיפה חדשה מופיעה.השתמשו בסטופר כדי לשלוט במשך הסיבוב, מכיוון שהטspinning חשמלי (electro spinning) של חלבוני משי עכביש רקומביננטיים תלוי בלחות ובטמפרטורה, וייתכן שיהיה צורך בהתאמה של פרמטרי התהליך לתנאי המעבדה הספציפיים. לאחר זמן מוגדר של electro spinning, כבו את משאבת המזרק. לאחר 10 שניות, כבו את מקור המתח הגבוה כדי להפיק רשת לא ארוגה.עבור ניסויי יציבות עוקבים. השתמשו בנייר שחור במקום בחומר סינון. לאחר חמש דקות של אלקטרו-ספינינג (electro spinning), הפסיקו את התהליך כפי שהודגם קודם לכן בתנור שחומם מראש ל-60 °C.מקמו באופן אנכי את תשתיות הסינון עם רשתות שאינן ארוגות. השאירו מרחק מינימלי של שני סנטימטרים בין הדגימות לבין דפנותיו של מכל זכוכית הניתן לנעילה ובעל שני פתחים. להחדרת הממס, חברו שתי מזרקים של 60 מיליליטר, אחד מלא באתנול ואחד מלא במים, באמצעות צינורות סיליקון המכוונים אל תחתיתו הפנימית של מכל טיפול לאחר העיבוד.הנח את מכל לאחר-הטיפול בתנור והוסף 60 milliliters של ethanol על ידי דחיסה של המזרק. השתמש בשעון עצר כדי לשלוט במשך הטיפול. הסר את ה-ethanol באמצעות המזרק מהזכוכית, וכעת הוסף 60 milliliters של מים מהמזרק השני במשך 90 דקות נוספות.לאחר מכן יש להסיר את המים ולכבות את התנור. כדי למנוע היווצרות טיפות עקב עיבוי, יש להוציא את המכל מהתנור רק לאחר שהתקרר לחלוטין. עבור בדיקות יציבות, יש להשתמש ברשתות משי לא-ארוגות שנסרקו על נייר שחור או על כל תמיכה נשלפת אחרת.כווננו את סרט ההדבקה הדו-צדדי. לאחר מכן, גזרו שתי מסגרות מקרטון. הצמידו מסגרת אחת אל רשת המשי הבלתי ארוגה שהונחה על נייר שחור.לאחר מכן גזרו את עודפי הרשת הבלתי ארוגה והסירו בזהירות את המסגרת. לאחר מכן חברו את המסגרת השנייה, באותו אופן.עבור בדיקת הטבילה המעשית, קחו את הדגימות של רשת המשי הלא-סרוגה לאחר הטיפול המקדים ואת הדגימות של רשת המשי הלא-סרוגה ללא הטיפול, וטבלו אותן במים דה-יוניים. שימו לב כי רשת המשי הלא-סרוגה ללא הטיפול נמסה באופן מיידי. בעוד שרשת הלא-סרוגה שעברה טיפול נותרת יציבה, ייבשו אותה באוויר.עבור הדגימה לדימות SEM, יש להשתמש בספקטרוסקופיית אינפרא-אדום בטרנספורמציה של פורייה (FTIR) כדי לקבל מידע על שינויים מבניים בחלבוני המשי לאחר הטיפול הפוסט-עיבודי של רשתות הבלתי-ארוגות. יש לבחור במצב נבליות (transmittance) ולהגדיר סריקה בטווח של 800 עד 4,000 cm⁻¹. יש לבצע 60 צבירות (accumulations) עם ממוצע עבור כל ספקטרום ומדידת ייחוס אחת לכל ספקטרום.עבור M, לצורך ניתוח כמותי של הנתונים, השתמש בדקונבולוציה עצמית של פורייה (Fourier self deconvolution). הגדר את העקומות למספרי גל שבין 1,590 ל-1,705 סמ"ק⁻¹, וכלול גם תיקון קו בסיס. לאחר מכן, חשב התאמה מקומית בריבועים פחותים (local lease square fit) כפי שפורט על ידי schu ועמיתיו בשנת 2006.בשלב הבא, השתמשו בדימות SEM כדי לחקור את קטרי הסיבים ואת המורפולוגיה של סיבי המשי על תשתיות סינון שונות, ונתחו את השפעת הטיפול שלאחר העיבוד על מורפולוגיית הסיבים. השתמשו בהגדלות של 5,000 עד 25,000 x כדי לקבל תמונות מפורטות מספיק. ראשית, הניחו חלק מתאים מחומר הסינון על אזור המדידה של המכשיר.השתמש במכשיר Acutron למדידת חדירות אוויר בהתאם להוראות היצרן, ורשום את הנתונים הנורמליים. לאחר איסוף נתונים מ-10 חלקים שונים לפחות של הדגימה, חשב את הממוצע האריתמטי כדי לקבוע את יעילות המסנן. השתמש במכונה מתאימה עם בקרת לחץ ומונה חלקיקים, כגון Universal Particle Sizer.טפלו בדגימה בזהירות והימנעו מנגיעה במשטח כדי למנוע הרס של הרשת הבלתי-ארוגה ולהימנע מכל זיהום. ודאו שאתם יוצרים מספיק דגימות באיכות אחידה לצורך מדידות ביצועים. אלקטרו-ספינינג (Electro spinning) של משי עכביש רקומביננט בריכוזים של 10% weight per volume ב-HFIP על חומרי סינון שונים כגון פוליאמיד, פוליפרופילן ופוליאסטר, הניב סיבים חלקים בעביים שבין 80 ל-120 nanometers, מה שאפשר יצירת רשתות בלתי-ארוגות על חומרי סינון שונים.טיפול משלים באמצעות אדי אתנול לא הוביל לשינויים מורפולוגיים בולטים, ובכך ביסס אותו כדרך נאותה לטיפול משלים בבד לא ארוג ממשי. שינויים מבניים זוהו באמצעות FTIR, ולאחר מכן בוצעה FSD של פסי Amid IB כדי לנתח שיאי תרומה בודדים. באופן מעניין, הטיפול המשלי מוביל לעלייה במבני beta sheet, בעוד שהתוכן של מבני alpha helical ו-random coil פוחת.ניתן להוכיח תוצאה זו באופן מעשי על ידי טבילה של רשת לא-ארוגה שעברה טיפול מקדים במים. כפי שהודגם בעבר, משך הטריקה הוא הפרמטר החשוב ביותר בנוגע ליישום של רשתות משי לא-ארוגות בחומרי סינון; משכי טריקה ממושכים יותר, ובעקבותיהם מספר גבוה יותר של שכבות סיבים, מובילים לירידה מעריכית של זרימת האוויר. באופן דומה, יעילות הסינון של חומרי סינון המכילים משי עבור חלקיקים בסדר גודל של סוב-מיקרומטר עולה לאחר פיתוחם.טכניקה זו סללה את הדרך עבור חוקרים בתחום החומרים בהשראת הביולוגיה לבחון את הפוטנציאל הגבוה שלהם ביישומים טכנולוגיים. לאחר צפייה בסרטון זה, תרכשו הבנה טובה לגבי אופן עיבודם של חלבוני משי עכביש רקומביננטיים לרשתות לא-ארוגות במימדים סוב-מיקרומטריים. שיטה זו שימושית לסינון של חלקיקים קטנים.אל תשכחו שעבודה עם HFIP עלולה להיות מסוכנת ביותר, ויש תמיד לשקול נקיטת אמצעי זהירות, כגון שימוש במנדף, בעת ביצוע הפרוצדורה.

air-filter-devices-including-nonwoven-meshes-electrospun-recombinant

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

כאן אנו מתארים אסטרטגיה יעילה להסיר את משי לייצור בלוטות מהבטן של הנקבה עכבישים אלמנה שחורה. הליך זה מאפשר בידוד מהיר של משי לייצור שבע ברורים בלוטות באופן מטוהרים, תהליך חשוב עבור החוקרים ללמוד ייצור והרכבה עכביש המשי סיבים.

Microdissection של האלמנה השחורה עכביש המשי לייצור בלוטות

למרות תכונות מכניות ביוכימי הבולטים של משי עכביש, חומר זה לא ניתן לקצור בכמויות גדולות באמצעים קונבנציונליים. כאן אנו מתארים אסטרטגיה יעילה לטוות קורי עכביש מלאכותיים סיבי, שהוא תהליך חשוב עבור החוקרים הלומדים ייצור עכביש המשי ואת השימוש בהם הדור הבא של biomaterials.

ייצור סינתטי קורי עכביש בקנה מידה מעבדה

ההתקדמות בטכנולוגיות ביו-חומרים מאפשרת פיתוח מבנים תלת מימדיים מרובי תאים. פיתחנו פרוטוקולי אלקטרו-ספינינג לייצור שלושה פיגומים בודדים לתרבית התאים המבניים העיקריים של דרכי הנשימה כדי לספק מודל תלת מימדי במבחנה של דופן הסימפונות של דרכי הנשימה.

התאמת תהליך Electrospinning לספק שלוש סביבות ייחודיות לTri-שכבתי<em&gt; במבחנה</em&gt; דגם של חומת Airway

פרוטוקול microfluidic ספינינג, מיקרו אפיון מחדש fibroin משי monofilament מוצג.

Microfluidic יבש-ספינינג ואפיון של סיבי Fibroin משי מחדש

פרוטוקול זה מדגים את היכולת להשתמש בהדפסת הזרקת דיו תגובתית כדי להדפיס מיקרו-שטירים עצמאיים וידידותיים לסביבה ידידותי לשימוש ביישומים רפואיים וסביבתיים.

הדפסת הזרקת דיו וניתוח הנעה של משי מבוסס עצמית הנעה מיקרו-שטירים

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לייצר מסיסים במים רקומביננטי עכביש משי פתרונות חלבון וצורות חומרים שניתן ליצור מאותם פתרונות.

היווצרות חומר של משי רקומביננטי עכביש באמצעות מימית Solvation באמצעות חום ולחץ

תוספות תרבית רקמה עם ממברנות פלסטיק הן תקן הזהב במעבדות תרביות תאים כתומכות חדירות לביסוס שכבות תאים ומודלים של רקמות מחסום. במאמר זה אנו מציגים שיטה פשוטה להחלפת קרום הפלסטיק בקרום רלוונטי יותר מבחינה ביולוגית העשוי מחלבון משי עכביש רקומביננטי מתפקד.

חיקוי קרום מרתף ננופיברילרי עשוי ממשי עכביש פונקציונלי רקומביננטי בתוספות תרבית רקמה בהתאמה אישית

סרטי משי הם קבוצה חדשה של biomaterials בקלות להתאמה אישית עבור מערך של יישומים ביו. הסרט הציג משי מערכת התרבות ניתנת להתאמה ביותר למגוון...

סרט משי תרבות מערכת במבחנה ניתוח ביולוגי עיצוב

פיגומים Electrospun יכול להיות מעובד הייצור עבור יישומים הנדסת רקמות. כאן אנו מתארים שיטות ספינינג פיגומים מורכבים (על ידי ספינינג רצופים), להכנת פיגומים עבים יותר (על ידי שכבות רב באמצעות אדי חום או חישול), להשגת עקרות (ייצור מזוהם או פירסום הייצור עיקור) ו להשגת תכונות ביומכניים המתאימים.

Postproduction עיבוד Fibres Electrospun עבור הנדסת רקמות

מיזוג הוא גישה יעילה ליצירת חומרים ביולוגיים עם מגוון רחב של מאפיינים ותכונות משולבות. על ידי חיזוי האינטראקציות מולקולריות בין חלבוני משי טבעי השונים, פלטפורמות סגסוגת חלבון חדשות משי משי עם גמישות מתכונן מכאנית, תגובה חשמלית, שקיפות אופטית, processability הכימי, פריקות ביולוגית, או יציבות תרמית יכולות להיות מתוכננות.

עיצוב פרוטאין משי משי חומרי סגסוגת עבור יישומים ביו

למד לייצור רשתות לא ארוגות מחלבון עכביש רקומביננטי eADF4 באמצעות אלקטרוספינינג לשיפור יעילות סינון אוויר. השיטה משפרת סינון חלקיקים קטנים ומציעה יישומים בתחומי הסביבה והרפואה.

התקנים כוללים מסנן אוויר משתלב לא ארוג של חלבונים קורי עכביש רקומביננטי electrospun

גלה סרטונים נוספים