Name: מולקולרי הסתבכות וElectrospinnability של Biopolymers (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-09-03T15:45:00.000+00:00
Duration: 7 min 59 s
Description: חקור הערכת יכולת אלקטרוספינינג של ביופולימרים כמו עמילן ופולולן באמצעות בדיקות ראולוגיה. השיטה מאפשרת לבנות מפת יכולת אלקטרוספינינג ולחזות הצלחת תהליך הסיבים.

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

עבודה זו ממומנת בחלקו על ידי המוסד למשרד החקלאות האמריקנית הלאומי למזון וחקלאות, תכנית מענקים תחרותיים לאומית, הלאומית למחקר תכנית יוזמה 71.1 2,007 פ.י. כגרנט 2007-35503-18392 מס, והמכונים הלאומיים לבריאות, מכון לאלרגיה ומחלות זיהומיות , R33AI94514-03.

.1 סמים הכנת ספינינג <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן טווח ריכוזי biopolymer להיחקר (0.1% ל30%, w / v) ולהיות בטוחים לשקול תכולת לחות של אבקת biopolymer בחישובים האלה. עבור כל ריכוז, לשקול את biopolymer (עמילן או pullulan) אבקה לתוך מבחנת 50 מ"ל. הוספת sulfoxide דימתיל המימית פתרון (DMSO) ובר ומערבב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את הצינור לתוך מים רותחים עם ערבוב מתמיד על פלטה חמה בוחש מגנטית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר כ 1 שעות, לכבות את החום ולאפשר הפיזור להתקרר לטמפרטורת חדר. הפיזור הוא אז מוכן לבדיקה וelectrospinning rheological. </li></ol> .2 שאר Rheology היציב <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחמם את rheometer ולהגדיר את טמפרטורת הבמה ב20 מעלות צלזיוס. כייל את הפער בין (קונוס 25 מ"מ בשימוש) בדיקה והשלב (צלחת). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עומס 0.41 מ"ל של פיזור biopolymer על מרכז הבמה ולהפחית את הבדיקה כדי לקבוע את positiב( פער 0.053 מ"מ לקונוס 25 מ"מ). לוודא כי הפיזור באופן שווה מתפשט בתוך הפער. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע את בדיקת rheological עם הפרמטרים הניסיוניים הבאים: מצב לטאטא: להתחבר, שיעור ראשוני: 100 שניות -1, שיעור סופי: 0.1 שניות -1, ממוצע נקודות לעשור: 10, עיכוב לפני מידה: 5 שניות, למדוד זמן: 10 שניות, וכיוונים למידה: שני (שניהם עם כיוון השעון ונגד כיוון שעון). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנתח נתונים rheological להעריך ריכוזי פיזור מתאימים לelectrospinning ניסויים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עלילה צמיגויות גזירה לכאורה נגד שיעורי גזירה כפונקציה של ריכוזי פולימר. לכל עקומת זרימה, צמיגויות אפס גזירה משוערת, η 0, על ידי הערכים בפועל או אקסטרפולציה (למשל, בריכוזים נמוכים שבו נתונים שיעור גזירה נמוכים הם לא אמינים) לצמיגות לכאורה ב0.1 שניות - 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חישוב צמיגות מסוימת: η sp = (η 0 - η ים)/ Η של, שבו η s הוא הצמיגות של הממס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עלילה צמיגויות מסוימות כפונקציה של ריכוז. לזהות משטרי unentangled והסבוכים semidilute. משטר unentangled semidilute מתחיל מסוף הריכוז הנמוך עם שיפוע קטן, ויש לו את המשטר semidilute הסתבך מדרון גדול הבא משטר unentangled. מודלים של רגרסיה כוח חוק Fit בשני המשטרים. ערכי הכח הם המדרונות (תלות ריכוז) במשטרי unentangled והסבוכים semidilute על מגרש log-log. ההצטלבות של שני קווים מצוידים היא ריכוז ההסתבכות, דואר ג. </li></ol></li></ol> .3 Electrospinning פרמטר וריאציה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרכיב את התקנת electrospinning כפי שמוצג באיור 1. טען את המזרק עם פיזור של הרכב מתאים, למשל, 15% (w / v) עמילן או pullulan ב100% DMSO, על משאבת המזרק. קליפ חוט מתח הגבוה (מניחive) למחט. חבר את האמבטיה הקרישה המכילה אתנול טהור לקרקע על ידי טבילת חוט הקרקע (שלילי) לאמבטיה. השתמש בשקע מעבדה כדי להתאים את המרחק בין מחט המזרק ואמבטית קרישה. לטבול את רשת מתכת באמבטיה כדי לאסוף את שטיח הסיבים לאחר electrospinning. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספין biopolymer בפרמטר הבא נע: שיעור הזנה 0.1-.4 מ"ל / שעה, מרחק ספינינג בין 5 ל 10 סנטימטר, ומתח 0-15 ק. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל עם מרחק ספינינג של 5 סנטימטר. לשיעור הראשון הזנה (0.1 מ"ל / שעה), כבש את המתח לאט לאט משים לב 0 V. לצורה של הפיזור נמתחים בקצה המחט ושים לב כאשר הפיזור המטפטף מואץ ולאחר מכן מוארך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שים לב למתח שבו מטוס זעיר שיזם ממשטח הירידה, המצביע על electrospinnability של הפתרון. רשום את המתח שבו סילון רציף יוזם, אם בכלל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבחון את הטווח המלא לכל אחד מparamete שלושrs ותנאי ספינינג מוצלחים פתק. לאסוף את הסיבים רק כאשר יש סילון רציף מהקצה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אחרי כמה איסוף דקות, לשטוף את שטיח סיבים עם אתנול טהור. הנח את מחצלת הסיבים לייבוש המכיל יבוש תחת ואקום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על פעולה עבור כל ריכוז biopolymer לאפיון מלא. </li></ol><img alt="איור 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51933/51933fig1highres.jpg" width="500"> איור 1 ציור סכמטי של ההתקנה חשמלית מסתובב רטובה. פיזור biopolymer נמתח ממשאבת מזרק. אספקת חשמל במתח גבוה DC מספקת מתח גבוה למחט הקהה וטענת האמבטיה הקרישה. סילון הפולימר מקצה המחט עובר דרך דרך ישרה ולאחר מכן מפתחת דרך הצלפה מהירה (aka מצליפה חוסר יציבות). .4 מורפולוגי אפיון<ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותכי פיסת שטיח סיבים מיובשים ולשתק אותו על בדל SEM באמצעות קלטת פחמן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען את בדל המדגם לתוך מכשיר SEM ולהשיג תמונות לניתוח. </li></ol>

<ol><li>Greiner, A., Wendorff, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+self-assembled+nanofibers+by+electrospinning%5BTitle%5D)+AND+%22Self-aseembled+nanomaterials%22%5BJournal%5D)">Functional self-assembled nanofibers by electrospinning.</a> Self-aseembled nanomaterials. 1, 107-171 (2008).</li>
<li>Ramakrishna, S., Fujihara, K., Teo, W. E., Lim, T. C., Ma, Z. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRamakrishna%2C+S+%22An+Introduction+to+Electrospinning+and+Nanofibers%22">An Introduction to Electrospinning and Nanofibers</a>. , World Scientific. Singapore. (2005).</li>
<li>Klossner, R. R., Queen, H. A., Coughlin, A. J., Krause, W. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Correlation+of+Chitosan%E2%80%99s+Rheological+Properties+and+Its+Ability+to+Electrospin%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Correlation of Chitosan’s Rheological Properties and Its Ability to Electrospin.</a> Biomacromolecules. 9 (10), 2947-2953 (2008).</li>
<li>McKee, M. G., Wilkes, G. L., Colby, R. H., Long, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Correlations+of+Solution+Rheology+with+Electrospun+Fiber+Formation+of+Linear+and+Branched+Polyesters%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Correlations of Solution Rheology with Electrospun Fiber Formation of Linear and Branched Polyesters.</a> Macromolecules. 37 (5), 1760-1767 (2004).</li>
<li>McKee, M. G., Hunley, M. T., Layman, J. M., Long, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solution+rheological+behavior+and+electrospinning+of+cationic+polyelectrolytes%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Solution rheological behavior and electrospinning of cationic polyelectrolytes.</a> Macromolecules. 39 (2), 575-583 (2006).</li>
<li>Kong, L., Ziegler, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+pure+starch+fibers+by+electrospinning%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Hydrocolloids%22%5BJournal%5D)">Fabrication of pure starch fibers by electrospinning.</a> Food Hydrocolloids. 36, 20-25 (2014).</li>
<li>Singh, R. S., Saini, G. K., Kennedy, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pullulan%3A+microbial+sources%2C+production+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Carbohydrate+Polymers%22%5BJournal%5D)">Pullulan: microbial sources, production and applications.</a> Carbohydrate Polymers. 73 (4), 515-531 (2008).</li>
<li>Leathers, T. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biotechnological+production+and+applications+of+pullulan%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Microbiology+and+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Biotechnological production and applications of pullulan.</a> Applied Microbiology and Biotechnology. 62 (5), 468-473 (2003).</li>
<li>Karim, M. R., Lee, H. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+and+characterization+of+electrospun+pullulan%2Fmontmorillonite+nanofiber+mats+in+aqueous+solution%5BTitle%5D)+AND+%22Carbohydrate+Polymers%22%5BJournal%5D)">Preparation and characterization of electrospun pullulan/montmorillonite nanofiber mats in aqueous solution.</a> Carbohydrate Polymers. 78 (2), 336-342 (2009).</li>
<li>Stijnman, A. C., Bodnar, I., Hans Tromp, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrospinning+of+food-grade+polysaccharides%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Hydrocolloids%22%5BJournal%5D)">Electrospinning of food-grade polysaccharides.</a> Food Hydrocolloids. 25 (5), 1393-1398 (2011).</li>
<li>Kong, L., Ziegler, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+molecular+entanglements+in+starch+fiber+formation+by+electrospinning%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Role of molecular entanglements in starch fiber formation by electrospinning.</a> Biomacromolecules. 13 (8), 2247-2253 (2012).</li>
<li>Kong, L., Ziegler, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rheological+aspects+in+fabricating+pullulan+fibers+by+electro-wet-spinning%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Hydrocolloids%22%5BJournal%5D)">Rheological aspects in fabricating pullulan fibers by electro-wet-spinning.</a> Food Hydrocolloids. 38, 220-226 (2014).</li>
<li>Han, C. D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHan%2C+CD+%22Fiber+Spinning+Rheology+and+Processing+of+Polymeric+Materials%3A+Volume+2%3A+Polymer+Processing%22">Fiber Spinning Rheology and Processing of Polymeric Materials: Volume 2: Polymer Processing</a>. , 257-304 (2007).</li>
<li>Morris, E. R., Cutler, A. N., Ross-Murphy, S. B., Rees, D. A., Price, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Concentration+and+shear+rate+dependence+of+viscosity+in+random+coil+polysaccharide+solutions%5BTitle%5D)+AND+%22Carbohydrate+Polymers%22%5BJournal%5D)">Concentration and shear rate dependence of viscosity in random coil polysaccharide solutions.</a> Carbohydrate Polymers. 1 (1), 5-21 (1981).</li>
<li>Thompson, C. J., Chase, G. G., Yarin, A. L., Reneker, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+parameters+on+nanofiber+diameter+determined+from+electrospinning+model%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer%22%5BJournal%5D)">Effects of parameters on nanofiber diameter determined from electrospinning model.</a> Polymer. 48 (23), 6913-6922 (2007).</li>
</ol>

החוקרים מצהירים כי אין להם שום דבר לגלות.

Rheology הוא כלי חיוני כדי ללמוד את העיבוד של פולימרים, הכוללים סיבים ספינינג קונבנציונלי וelectrospinning 13. מהמחקרים יציבים גזירת rheological, קונפורמציה פולימר ויחסי הגומלין שלהם בממסים שונים ניתן לפתור (איורים 2 ו -3). בריכוזים לא גבוהים מספיק למולקולות biopolymer חפיפה אחד עם השני, תלות הריכוז שלהם הייתה בסביבות 1.4 (איור 3), שהייתה בהסכם טוב עם ערכים מדווחים של פולימרים אחרים ב3,4 ממס טוב. לאחר מולקולו...

Electrospinning היא טכניקה שהוא מסוגל לייצר מיקרו הרציף לסיבים בקנה מידה ננו ממגוון רחב של חומרים. היא צברה עניין גובר אקדמי ותעשייתי 1. למרות שההתקנה והתרגול של electrospinning נראים פשוט, היכולת לחזות electrospinnability ולשלוט במאפייני סיבים עדיין מהווה אתגר. הסיבה נעוצה בעובדה שיש גורמים רבים המשפיעים על תהליך electrospinning 2 ותהליך, במיוחד בדרך נסעה בסיבים, הוא כאוטי 1. לעתים קרובות גישה &quot;לבשל ו-להיראות&quot; אמפירית משמשת לסינון חומרי electrospinnable פוטנציאליים. עם זאת, כדי להשיג שליטה טובה יותר על תהליך electrospinning ומאפייני סיבים כתוצאה, הבנתנו את המנגנונים ששולטים electrospinnability נדרש מלאה יותר. מספר חוקרים מצאו כי הסתבכות מולקולרית של פולימרים בסמי ספינינג היא Essentiaתנאי מוקדם לליטר electrospinning המוצלח 3 5. Rheology הוא כלי רב עוצמה כדי לחקור מבנה ואינטראקציה מולקולריים בתפוצות פולימר. לדוגמא, מקי et al. חקר את קונפורמציה המולקולרית של יניארי ופולי מסועפים (isophthalate terephthalate שיתוף אתילן אתילן) קופולימרים בממס המכיל כלורופורם / terephthalate דימתיל (7/3, V / V), וקבע כי ריכוז הפולימר היה צריך להיות 2-2.5x ריכוז ההסתבכות לelectrospinning המוצלח 4. יש עניין מחודש כעת בסיבים מbiopolymers בגלל היתרונות שלהם בפריקות ביולוגיות, biocompatibility, וrenewability כלפי מול עמיתיהם סינטטיים. עם זאת, מתרגלים להתמודד עם אתגרים רבים הנובעים בדרך כלל מהמורכבות המבנית שלהם, הקושי בעיבוד תרמי ותכונות מכאניות נחותות. עמילן, נמצא ברקמות צמח, הוא אמוןגרם biopolymers השפע ולא יקר ביותר על פני כדור הארץ. סיבי עמילן טהורים מפוברקים באמצעות מנגנון אלקטרו הרטוב ספינינג תואר 6 לאחרונה. Pullulan הוא פוליסכריד ליניארי מיוצר extracellularly על ידי חיידקים מסוימים. ההתחלפות הקבועה של (1 → 4) ו( 1 → 6) הם האמינו אג&quot;ח glucosidic להיות אחראי על מספר מאפיינים ייחודיים של pullulan, כוללים סיבים מצוינים / סרט להרכיב 7,8 היכולת. Electrospinning של סיבי pullulan מפיזור מימיים כבר דווח על ידי מספר החוקרים 9,10. בפרסומים הקודמים שלנו, electrospinnability של שני biopolymers, עמילן 11 וpullulan 12, כבר דן. דו&quot;ח זה מתמקד בהוכחת הפרוטוקול לניצול עקרונות rheological בחקירה של electrospinnability של שני biopolymers אלה.

<table><tbody><tr><td>Gelose 80 עמילן</td><td>Ingredion</td><td></td><td>משמש כפי שהוא</td></tr><tr><td>Pullulan</td><td>Hayashibara Co. Ltd</td><td></td><td>משמש כפי שהוא</td></tr><tr><td>דימתיל סולפוקסיד</td><td>BDH כימיקלים</td><td>BDH1115-4LP</td><td></td></tr><tr><td>אתנול</td><td>VWR International</td><td>89125-172</td><td>200 הוכחה</td></tr><tr><td>ריאומטר</td><td>TA מכשירים</td><td>ARES&nbsp;</td><td>גיאומטריית חרוט וצלחת 50 מ"מ</td></tr><tr><td>מזרק (10 מ"ל)</td><td>מזרק Becton, Dickinson and Company</td><td>309604</td><td>עם Luer-Lok&reg; טיפ</td></tr><tr><td>מחולל מתח גבוה</td><td>Gamma High Voltage Research, Inc.</td><td>ES40P</td><td></td></tr><tr><td>משאבת מזרק</td><td>המילטון חברה</td><td>81620</td><td></td></tr><tr><td>מיקרוסקופ אלקטרונים סריקת סביבתי</td><td>FEI החברה</td><td>Quanta 200</td><td>עבור סיבי עמילן</td></tr><tr><td>מיקרוסקופ אלקטרונים סריקה סביבתית</td><td>Phenom-World</td><td>Phenom G2 Pro</td><td>עבור סיבי pullulan</td></tr></tbody></table>

מולקולרי הסתבכות וelectrospinnability של biopolymers

Molecular Entanglement and Electrospinnability of Biopolymers

Electrospinning היא טכניקה מרתקת לפברק מיקרו לסיבים בקנה מידה ננו ממגוון רחב של חומרים. לbiopolymers, הסתבכות מולקולרית של הפולימרים המרכיבים בסמי ספינינג נמצאה תנאי הכרחי לelectrospinning המוצלח. Rheology הוא כלי רב עוצמה כדי לחקור את המבנה ואינטראקציה המולקולריים של biopolymers. בדוח זה, אנחנו מדגימים את הפרוטוקול לניצול rheology להעריך electrospinnability של שני biopolymers, עמילן וpullulan, מsulfoxide דימתיל (DMSO) / תפוצות מים. סיבי עמילן וpullulan בנויים היטב בקטרים ​​ממוצע בsubmicron לטווח מיקרון התקבלו. Electrospinnability הוערך על ידי תצפית ויזואלית ומיקרוסקופית של הסיבים שנוצרו. באמצעות התאמת מאפייני rheological של תפוצות לelectrospinnability, אנו מראים כי קונפורמציה המולקולרית, הסתבכות מולקולרית, וצמיגות גזירה כל להשפיע נבחריםrospinning. Rheology הוא לא שימושי רק בבחירת מערכת ממס ואופטימיזציה של תהליך, אלא גם בהבנת מנגנון היווצרות סיבים ברמה מולקולרית.

עקומות זרימת תפוצות biopolymer כפונקציה של ריכוז biopolymer וריכוז DMSO בממס התקבלו. שתי דמויות נציג להראות זרימת העקומות של עמילן (איור 2 א) וpullulan (איור 2 ב) כפונקציה של ריכוזם בממס DMSO טהור. צמיגויות מסוימות היו זממו נגד ריכוז biopolymer (איור 3 א לעמילן ואיור 3 ב לpullulan). מחלקות אלה, ריכוזי הסתבכות התקבלו כיירוט של הקווים מצוידים בsemidilute unentangled ומשטרי semidilute הסתבך. <p class="jove_conten...

Electrospinning היא טכניקה מרתקת נהגה לפברק מיקרו לסיבים בקנה מידה ננו ממגוון רחב של חומרים. הסתבכות מולקולרית של הפולימרים המרכיבים בסמי ספינינג היא חיונית לelectrospinning המוצלח. אנו מציגים פרוטוקול לניצול rheology להעריך electrospinnability של שני biopolymers, עמילן וpullulan.

מולקולרי הסתבכות וElectrospinnability של Biopolymers

Electrospinning is a fascinating technique to fabricate micro- to nano-scale fibers from a wide variety of materials. For biopolymers, molecular ...

המטרה הכוללת של הליך זה היא להשתמש במחקרים רדיולוגיים כדי להעריך את יכולת הספין האלקטרוני של ביופולימרים. זה מושג על ידי הכנת פיזור ביופולימר בממס. השלב השני הוא לבצע בדיקות רדיולוגיה טהורות על הפיזורים.לאחר מכן, הפיזורים כפופים לספינינג אלקטרו ונצפית יכולת הסיבוב האלקטרו שלהם. השלב האחרון הוא לתאם את נתוני הצמיגות העצומה עם יכולת הספין האלקטרו. בסופו של דבר, ניתן לבנות מפת יכולת אלקטרו ספין כפונקציה של ריכוז הביופולימר והרכב הממס.למרות שהשיטה יכולה לספק תובנה לגבי ההשפעה של אינטראקציה מולקולרית על יכולת הספין האלקטרו של עמילן ומזהם, ניתן ליישם אותה גם על ספינינג אלקטרו של מערכות פולימרים אחרות. התחל את הפרוטוקול על ידי הכנת מגוון ריכוזי מסה ביופולימרים. לייצר דגימות עם ריכוזי מסה של 0.1 עד 30% על ידי שקילה ראשונה של אבקת הביופולימר למבחנה של 50 מיליליטר.לסרטון זה משתמשים בעמילן המוצג כאן או בפולן, קחו בחשבון את תכולת הלחות של האבקה לפני הוספת תמיסת דימתיל סולפוקסיד מימית. לאחר שזה נעשה, הכניסו מוט ערבוב לתמיסת הביופולימר. הנח את המבחנה בכוס המכילה מספיק מים כדי לטבול את הדגימה.הניחו את זה על ערבוב מגנטי או פלטה חמה והתחילו לערבב כל הזמן תוך כדי הבאת המים לרתיחה. שמור על זה כשעה. בסיום השעה, כבו את האש והניחו לפיזור להתקרר לטמפרטורת החדר.לאחר טמפרטורת החדר, הפיזור מוכן לבדיקה רדיולוגית וספינינג אלקטרו. לפני בדיקה רדיולוגית, יש לחמם את ה-TER ולכוון את טמפרטורת הבמה ל-20 מעלות צלזיוס. הגדר בדיקה חרוט 25 מילימטר וכיול את הפער בינו לבין השלבמה.כשיהיה מוכן. טען 0.41 מיליליטר מפיזור הביופולימר על מרכז הבמה. היו בטוחים שהפיזור נמצא במרכז הבמה.הורד את הגשושית כדי להגדיר את המיקום. ודא שהפיזור מתפשט באופן שווה בתוך הפער. בצע את הבדיקה הרדיולוגית במצב לוגריתמי, החל מקצב גזירה של 100 לשנייה וכלה ב-0.1 לשנייה.בצע מדידות עם כיוון השעון ונגד כיוון השעון לאחר בדיקת ריכוזי פולימרים שונים. שרטט את הצמיגות המוחלטת לכאורה כנגד קצב הגזירה עבור כל ריכוז באותו גרף כמו בתרשים זה עבור עמילן ג'לו 80 ב-DMSO טהור ב-20 מעלות צלזיוס. זו העלילה המקבילה לפולן.השתמש בנתונים כדי להעריך את צמיגות הגזירה האפסית מכך, לקבוע ולשרטט את הצמיגות הספציפית של הממס כפונקציה של ריכוז באמצעות עלילת העמילן JELLOS 80. כדוגמה, האזור עם השיפוע הקטן יותר הוא המשטר הלא שזור המדולל למחצה. האזור עם השיפוע הגדול יותר הוא המשטר השזור המדולל למחצה.ההצטלבות של שני הקווים המותאמים היא שריכוז ההסתבכות של עמילן ב-DMSO טהור נמצא כ-6.88%ריכוז ההסתבכות בפולן ב-DMSO טהור הוא 4.3%השלב הבא הוא הרכבת מערך הספינינג האלקטרו, הנעשה במכסה אדים לבטיחות. זה מורכב ממשאבת מזרק על תומך הניתן לכוונון אנכית. המשאבה מתאימה למזרק עם מחט קהה המכוונת אנכית.אלה ממוקמים מעל אמבט קרישה המכיל אתנול טהור. השתמש בספק כוח DC במתח גבוה וחבר חוט למסוף ההארקה שלו והאריך אותו לאמבט הקרישה. לקרקע את אמבט הקרישה.טבלו את הקצה השני של החוט באתנול ואבטחו אותו. לאחר מכן, הסר את המזרק למשאבה ומלא אותו בהרכב פיזור מעל ריכוז ההסתבכות שזוהה. בניסויים הרדיולוגיים, הרכיב את המזרק על המשאבה.לאחר מכן הארך חוט מהמסוף החיובי של ספק הכוח במתח גבוה והצמד אותו למחט המזרק לפני סיבוב אלקטרו. הכנס רשת מתכת לאמבטיה כדי לאסוף את מחצלת הסיבים. הגדר גם את המרחק בין קצה המחט למשטח אמבט הקרישה.מרחק הסיבוב מתחיל במרחק סיבוב של שבעה סנטימטרים. הגדר את קצב ההזנה של משאבת המזרק ל-0.1 מיליליטר לשעה. ואז החל מאפס וולט, הגבירו לאט את המתח עד למקסימום של 15 קילו-וולט.שימו לב לצורת הפיזור המוחצן בקצה המחט, כאשר פיזור הטפטוף מואץ ולאחר מכן מוארך. המשך את הניסוי על ידי בחינת טווח קצבי הזנת המתח בין 0.1 ל-0.4 מיליליטר לשעה ומרחקי סיבוב בין חמישה ל-10 סנטימטרים. אם מתחיל סילון רציף מהקצה, הושגה סיבוב אלקטרו, אפשר לסיבים להצטבר באמבטיה.הקפד לתעד את הפרמטרים ולאסוף את הסיבים. שוטפים את מחצלת הסיבים שנאספה באתנול טהור. לאחר מכן הניחו אותו בחומר ייבוש המכיל חומר ייבוש בוואקום.לאחר שהוכחה יכולת הסיבוב של האלקטרו, עברו לפיזור אחר וחזרו על השלבים עד לבדיקת כל ריכוז ביופולימר. זוהי תמונת מיקרוסקופ אלקטרונים סורק של סיבים מעוצבים היטב המיוצרים מסיבוב אלקטרו של פיזור פולין. הפיזור יצר סילון יציב ורציף, והביא לסיבים חלקים ללא טיפות.לעומת זאת, מדובר בסיבי ספון שנוצרו בצורה גרועה. שימו לב לטיפות הזעירות הנובעות מהפיזור שאינו מסוגל ליצור סילון יציב. תוצאות דומות התקבלו עם עמילן ג'לו 80.שימו לב שהסיבים העבים עם המשטח המחוספס נובעים מפיזור צמיג מכדי לפתח חוסר יציבות הקצפה. נעשה ניסיון לספינינג אלקטרו למגוון של פיזור פולן ועמילן. תרשימים אלה מסכמים את הערכת יכולת הספין האלקטרוני כפונקציה של DMSO, ריכוז בממס וריכוז ביופולימר בפיזור.יכולת סיבוב אלקטרונית טובה מסומנת במעגלים. יכולת סיבוב אלקטרונית ירודה מסומנת על ידי יהלומים. ה-X הוא פיזורים מסומנים שעבורם לא ניתן היה להשיג ספינינג אלקטרו.ריכוזי השזירה מסומנים בערך. האזורים המוצלים מייצגים בערך אזורי אלקטרו ספין. אל תשכח שעבודה עם כרך גבוהtage של ספינינג אלקטרו עלולה להיות מסוכנת ביותר.אז בזמן ביצוע ההליך נקוט באמצעי זהירות, כגון לוודא שהאפליקציה מתרגלת כראוי מקורקעת, הפעלת מכסה המנוע והימנעות מעמדות סיבוב קצרות.

molecular-entanglement-and-electrospinnability-of-biopolymers

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

Electrospinning טכניקות יכולים ליצור מגוון של nanofibrous פיגומים להנדסת רקמות או יישומים אחרים. אנו מתארים כאן הליך כדי לייעל את הפרמטרים של הפתרון electrospinning ומכשירים להשיג סיבים עם מורפולוגיה הרצוי ויישור. בעיות נפוצות טכניקות לפתרון בעיות מוצגים גם.

יסודות Electrospinning: פתרון אופטימיזציה פרמטרים Apparatus

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.

הליך לבודת Nanofibers Biofunctional

סיבי משי עכביש להציג תכונות מכאניות יוצאות דופן. תכנון...

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

חומרים פולימריים סופר-הידרופוביים דו-ממדיים ותלת-ממדיים מוכנים על ידי אלקטרו-ספינינג או ריסוס אלקטרו פולימרים מתכלים מעורבבים עם פולימר בעל אנרגיית פני שטח נמוכה יותר בעל הרכב דומה.

בודה חומרים פולימריים עבור יישומים ביו-הידרופובי

פרוטוקולים מתוארים להרכבת מתכלה thermoresponsive hydrogels מבוסס על hydrazone cross-linking של oligomers פולימריים על הסולם בתפזורת, microscale, ו ננו, והשני עבור הכנת ג'ל חלקיקים והן nanofibers.

בדיית Thermoresponsive Hydrogels מתכלה-פיסיקליות מרובים באמצעות שחול תגובתי, מיקרופלואידיקה, הרכבה עצמית, Electrospinning

שיטה לשילוב עצמי מושרה-הייבוש של biopolymers megamolecular על ממשק הגבישים-נוזלי אוויר מסופקת כאן. מתודולוגיה זו תהיה שימושית לא רק להבנת הפוטנציאלים מקרוסקופית של biopolymers, אלא גם כשיטת הערכה לחומרים רכים בתחומי ביו וסביבתיים.

שיטות העצמי הוא השילוב של Biopolymers Megamolecular על ממשק האוויר-LC הייבוש

פולימרים semiflexible להציג תכונות מכניות ייחודי המוחלות בהרחבה על ידי מערכות החיים. עם זאת, מחקרים שיטתיים על biopolymers מוגבלות מאז מאפיינים כגון הפולימר קשיחות אינם נגישים. כתב יד זה מתאר איך מגבלה זו הוא מצויין לתכנות צינוריות דנ א, הפעלת ניסיוני מחקרים על ההשפעה של פילמנט קשיחות.

ה-DNA צינוריות כמו כלי רב-תכליתי ללמוד פולימרים Semiflexible

פרוטוקול זה משמש כקו מנחה מקיף כדי לבדות פיגומים ויה electrospinning עם הפולימר נמס במצב כתיבה ישירה. אנו באופן שיטתי המתווה את התהליך, להגדיר את הגדרות הפרמטר המתאים להשגת ארכיטקטורות יישוב לגרדום.

להמיס Electrospinning הכתיבה של פיגומים Poly(ε-caprolactone) תלת מימדי עם מורפולוגיות לשליטה עבור יישומי הנדסת רקמות

מאמר זה מתאר טכניקה פשוטה לציפוי ננו-סיבי PAN אלקטרו-ספוניים בפולימרים אלקטרואקטיביים באמצעות שקיעת אדים. ההשפעות של חומר החמצון FeCl₃ על שקיעת ציפויי פולי (3,4-אתילנדיוקסיתיופן) על PAN נחקרו כדי להבין ולייעל את צמיחת הפולימרים, קוטר הסיבים והחוזק המכני הכולל של מחצלות הננו-סיבים.

תצהיר שלב אדים של פולי אלקטרואקטיבי (3,4-ethylenedioxythiophene) על ננו-סיבים פולימריים של סחורות אלקטרוסקופיות

דימות פלואורסצנטי חיים (FLIM) התפתחה הטכניקה מפתח לתמונה הסביבה ואינטראקציה של חלבונים ספציפיים צבעים בתאים חיים. FLIM של רוטורים מולקולאריים ניאון מאפשר מיפוי של צמיגות בתאים חיים.

חיים דימות פלואורסצנטי של הרוטורים מולקולרית בתאים חיים

חקור הערכת יכולת אלקטרוספינינג של ביופולימרים כמו עמילן ופולולן באמצעות בדיקות ראולוגיה. השיטה מאפשרת לבנות מפת יכולת אלקטרוספינינג ולחזות הצלחת תהליך הסיבים.

מולקולרי הסתבכות וElectrospinnability של Biopolymers

גלה סרטונים נוספים