בחינה כמותית ואיכותי של אינטראקציות חלקיקי חלקיקים באמצעות קולואיד Probe Nanoscopy

המטרה הכוללת של הליך זה היא להשיג מידע כמותי על האינטראקציות הננומטריות הקיימות בין חלקיקים במערכת קולואידית מבוססת נוזל. זה מושג על ידי הכנת בדיקה קולואידית פונקציונלית על ידי הצמדת חלקיק בודד לשלוחה של מיקרוסקופ כוח אטומי טיפיס. השלב השני הוא הרכבת הגשושית על מיקרוסקופ הכוח האטומי והכנת תא נוזלי עם מצע חלקיקים קולואידי.

לאחר מכן, קבוע הקפיץ והרגישות של הגשושית הקולואידית מכוילים תרמית באמצעות תוכנת המיקרוסקופ. השלב האחרון הוא להשתמש בבדיקה הקולואידית ולמדוד אינטראקציות עם מצע החלקיקים של החלק הקולואידי בנוזל לצורך כיול. מדידה ישירה של רגישות הבדיקה באמצעות מצע MICA בנוזל נעשית גם היא בסופו של דבר בדיקה קולואידית.

ניתן להשתמש במיקרוסקופיה כדי למדוד את הכוחות הבין-חלקיקיים שעשויים להיות אחראים לקינטיקה של קרישה וחוסר יציבות פיזיקלית של המערכת הקולואידית הנוזלית הנחקרת. שיטה זו יכולה לעזור לקבוע ולמדוד פרמטרים מרכזיים האחראים ליציבות הפיזית ולקינטיקה של קרישה של מערכות קולואידיות נוזליות שונות כגון אלה הקיימות במשאפי מינון מד בלחץ, תרופות, ניסוחים תוך ורידיים, מערכות ביולוגיות ומספר מערכות אחרות באמצעות מדידות מדויקות מאוד של כוחות משיכה, לכידות ודה לכידות של שני חומרים מוצקים. שיטה זו יכולה לספק תובנה עמוקה מאוד לגבי אינטראקציות כימיות ופיזיקליות שאינן בקנה מידה של שני המוצקים הללו.

ניתן להשתמש בידע זה כדי לחזות את היציבות של תכשירים פרמצבטיים, אך ניתן ליישם אותו גם על מערכת ביולוגית שונה מאוד כדי לחקור את הזיקה של חלקיקים או מוצקים שונים לתאים או לחיידקים. התחל בהכנת הגשושית הקולואידית באמצעות קצה מיקרוסקופ כוח אטומי, פחות שלוחה, הצמד את השלוחה למחזיק זווית של 45 מעלות כפי שניתן לראות כאן. המחזיק תומך בשלוחה ב-45 מעלות מעל האופקי.

השלב הבא הוא להניח אפוקסי על שקופית המיקרוסקופ כדי לעשות זאת. לאחר הכנת האפוקסי, השתמש במרית נקייה כדי למרוח שכבה דקה על השקופית. בעזרת דבק זמני, חבר את הצד הנגדי של השקופית למחזיק מותאם אישית המיועד להחליק על מעטפת עדשת המיקרוסקופ.

חזור למיקרוסקופ עם מכלול השקופיות והמחזיק והחלק את המחזיק על מעטפת העדשה בסיום. השקופית עם אפוקסי צריכה להיות מעל השלוחה על פלטפורמת הדגימה. כשהכל במקום, התבונן בשלוחה דרך המיקרוסקופ והתקרב לפלטפורמה ולשלוחה למגלשת האפוקסי.

לאחר שהשלוחה רוכשת כמות קטנה של אפוקסי, משוך את השלוחה עם האפוקסי במקום. השתמש באותה טכניקה כדי לחבר חלקיק שומן של שניים עד חמישה מיקרון בקודקוד השלוחה. כעת הכן את מצע מיקרוסקופ הכוח האטומי.

השתמש בהחלקת כיסוי עגולה של 35 מילימטר ובדבק הרכבה תרמופלסטי. מחממים את החלקת הכיסוי על פלטה חמה המצוידת בבדיקת הטמפרטורה. כאשר הפלטה החמה נמצאת בכ-120 מעלות צלזיוס, מרחו את הדבק התרמופלסטי, כבו את הפלטה החמה והמתינו לה, והמכסה יחליק להתקרר ל-40 מעלות צלזיוס.

בשלב זה, אבק את החלקת הכיסוי בכמות קטנה של חלקיקים קולואידים. כאשר החלקת הכיסוי התקררה לטמפרטורת החדר, העבירו אותה למחזיק ושטפו אותה על ידי פיפטינג מעליה. כמות קטנה של מדיום נוזלי כאן, שניים H 3 H לכל פלואורו PENTANE או HPFP.

עשה זאת מספר פעמים כדי להסיר חלקיקים לא מחוברים. השלב הבא הוא להרכיב את המצע לשימוש במיקרוסקופ הכוח האטומי או FM לשם כך, השתמש בחצי התחתון של תא נוזלי הרכיב את החלקת הכיסוי עם החלקיקים הקולואידים בחצי התחתון של התא. ודא שטבעת ה-O יושבת כהלכה כדי למנוע דליפה.

במיקרוסקופ הכוח האטומי, נקוט באמצעי זהירות מפני דליפות. הגן על שלב המיקרוסקופ עם יריעה הידרופובית שקופה. לאחר מכן הניחו את התא הנוזלי על הבמה.

לאחר חיבור הגשושית הקולואידית לראש הסריקה, הרכיבו אותה על ה-A FM. הפעל את תוכנת ה-A FM והמכשיר והשתמש בכפתורי כוונון ראש הסריקה כדי להביא את קצה השלוחה למיקוד וליישר את הלייזר. כדי ליישר את הלייזר, עקוב אחר עוצמת הלייזר ומקסם את ערכו. אפשר למערכת לאזן באוויר ולאחר מכן השתמש בכפתור כוונון הסטייה כדי להביא את הסטייה לאפס או לערך שלילי מעט.

לאחר מכן, מחלון הלוח הראשי של התוכנה, עבור ללוח התרמי. כדי למצוא את הרגישות של הגשושית הקולואידית, בחר חשב רגישות מנוף אופטי הפוכה ולאחר מכן לכוד נתונים תרמיים. כאשר נראה שיא בולט, הפסק לצלם נתונים.

לחץ/י כדי להגדיל את הפסגה הראשית ולאחר מכן בחר/י ״אתחול התאמה״. לאחר מכן נתונים תרמיים מתאימים, יחושב ערך רגישות. בצע הליך דומה כדי לקבוע את קבוע הקפיץ של הגשושית הקולואידית.

לאחר שנמצאו הרגישות וקבוע הקפיץ, הגיע הזמן להוסיף את המדיום לתא הנוזלי. השתמש במזרק המכיל לפחות שני מיליליטר HPFP כדי להוסיף לאט שני מיליליטר תוך הקפדה על היעדר בועות סביב השלוחה לאחר הוספת המדיום, יישר מחדש את הלייזר כדי להתחשב בשינוי במקדם השבירה.

אפשר לערך הסטייה להתאזן ב-HPFP למשך חמש עד 10 דקות. לאחר מכן התאם אותו בחזרה לאפס. כאשר אתה מוכן לסרוק בלוח הראשי, הגדר את גודל הסריקה הראשוני ל-20 מיקרון.

קצב סריקה להרץ אחד, זווית סריקה ל-90 מעלות ונקודת ההגדרה ל-0.2 וולט. גש לדוגמא וסרוק. כאשר נמצא חלקיק מעניין, התקרב אליו מיד כדי למנוע אינטראקציות בדיקה ממושכות עם סריקת המצע כדי לקבל תמונה מספקת כדי לאתר את החלקיק על המצע או לדעת את גובה התכונות העיקריות שלו.

לאחר מכן עבור ללוח הכוח בתוכנה, הזז את סרגל המיקום האדום למיקום הגבוה ביותר. הגדר את מרחק הכוח לחמישה מיקרון. קצב הסריקה ל-0.1 הרץ וערוץ ההדק ללא.

בצע מדידת כוח אחת וודא שהגשושית אינה יוצרת קשר עם המצע מהגרף שהתקבל. לחץ לחיצה ימנית על חלון הגרף ובחר חשב קו סטייה וירטואלי. פעולה זו תחשב ותעדכן אוטומטית את הסטייה האנכית.

כעת שנה את ערוץ ההדק לסטייה והגדר את נקודת ההדק ל-20 ננומטר. הגדר את מרחק הכוח למיקרון אחד. התאם את מהירות הסריקה ל-200 ננומטר לשנייה המתאימה לכוחות הקשורים לחלקיק זה.

לאחר מכן בצע את הראשונה מבין שתיים עד שלוש מדידות כוח בודדות עם השלמת המדידה. עבור ללוח הכוח ולחץ על סקירה. לפתיחת לוח כוח ראשי, סמנו את מדידת הכוח העדכנית ביותר ובדקו שמתחת לכותרת הציר בלבד מסומנת.

כמו כן, שנה את שדה הקלט של ציר x למרחק ההפרדה. לאחר מכן לחץ על צור גרף. עבור ללשונית הפרמטרים בלוח הכוח הראשי והתאם את הערך של רגישות הידית האופטית ההפוכה עד שאזור המגע של הגרף יהיה אנכי לחלוטין.

שימו לב לערך המוחזר ללוח Masterforce. פתח את לשונית הכוח ואת לשונית המשנה של הכיול. לאחר מכן הזן את הערך ההפוך של רגישות המנוף האופטי ההפוך בשדה לרגישות מנוף אופטי הפוך.

חזור על מדידת הכוח והתאמת הרגישות פעמיים או שלוש כדי להבטיח שהערך לא ישתנה באופן משמעותי עם הפרמטרים שנקבעו, בדוק את רמת המדיום הנוזלי ואת יציבות הסטיה. המשך במדידות של עקומות כוח או מפות כוח. לאחר השלמת המדידות, קבע את הרגישות האמיתית של הגשושית.

הסר את התא הנוזלי עם המצע והחלף אותו בתא הנוזלי. עם MICA או משטח קשה אחר, טבלו את ה-MICA באותו מדיום נוזלי. המשך על ידי ביצוע מדידת כוח עם הגשושית הקולואידית באמצעות סטייה גדולה יחסית כך שלעקומת הכוח יש אזור מגע ארוך.

התוכנה קובעת את הרגישות באמצעות שיפוע אזור המגע. השתמש ברגישות המחושבת של התוכנה במהלך ניתוח העקומות המתקבלות עם הבדיקה. תמונה טופוגרפית זו של מצע חלקיקים הושגה באמצעות בדיקה קולואידית בשני H 3 H לכל פלואורו פנטן.

התמונה פחות מוגדרת מאלה המתקבלות עם קצה חרוטי מחודד. המטרה, עם זאת, היא למצוא חלקיק סובסטרט להערכת אינטראקציות בין חלקיקים. סריקות יכולות להתמקד עוד יותר על פני השטח של מיפוי כוח חלקיק בודד עם חלקיקים מבוססי שומנים בשני H 3 H לכל פלואורו.

פנטן יכול לספק גם מפות טופוגרפיות של גובה המדגם וגם מפת הידבקות המעבירה את כוח הקוטב המרבי של כל עקומת כוח בודדת. ניתן לצפות בשני סוגי גרפים של נתונים גולמיים בייצוגים תלת מימדיים. שכבתם מייצרת המחשה תלת מימדית של התפלגות כוחות ההדבקה כפונקציה של הטופוגרפיה.

מדידות כוח השתהות מאפשרות לחקור את השפעת מכניקת המגע ואורך המגע על כוחות הדבק. נעשה שימוש בחלקיקי שומן מוצקים והמדידות מצביעות על כך שכוחות ההדבקה גדלים כפונקציה של זמן. באמצעות השתהות הזחה, הדבק מאלץ את הרמה באמצעות השתהות סטייה תוך כדי ניסיון הליך זה.

חשוב לאזן את המדיה הנוזלית לפני תחילת המדידה כדי להבטיח את התוצאות המדויקות ביותר.