מעקב הכנה 3D של התקנים שחייה קטליטי

המטרה הכוללת של ניסוי זה היא למדוד את המסלול התלת-ממדי של מכשיר שחייה קטליטי. טכניקה זו יכולה לעזור להסביר מגוון תופעות עבור מכשירי שחייה, כגון כיצד הם מגיבים לשיפועים כימיים ושדות כבידה בזמן שהם נעים בתמיסות וולט. יתרון מרכזי לטכניקה זו הוא שניתן ליישם אותה באמצעות כל מיקרוסקופ פלואורסצנטי קונבנציונאלי.

טכניקה זו תודגם על ידי הדוקטורנט שלי, ריצ'רד ארצ'ר. עבור פרוטוקול זה, הכינו שקופיות זכוכית כמתואר בטקסט. לאחר מכן, הכן את הפיזור הקולואידי לתצהיר על השקופית.

ראשית, פיפטה עשרה מיקרוליטר של תמיסת קולואיד פלואורסצנטית מימית של 10% במשקל לתוך 990 מיקרוליטר אתנול עבור מיליליטר אחד, 0.1% לפי משקל. לאחר מכן, מערבבים את התערובת למשך עשר שניות. לאחר מכן, סובב את הפיזור הקולואידי על מצע שקופיות הזכוכית המוכן.

התכוננו להעמיס 100 מיקרוליטר מהתמיסה הקולואידית המדוללת על המגלשה. ברגע ש-2000 סל"ד, הפקידו בהדרגה את המתלה על מרכז המגלשה. סובב במשך 30 שניות מתחילת התצהיר.

העבירו את שקופית הזכוכית המצופה למיקרוסקופ אופטי וודאו כי פיזור אחיד של קולואידים נפרדים שאינם נוגעים בעיקר מכסה את האזור המרכזי של השקופית. לאחר מכן, אידוי מתכת פלטינה בוואקום על מגלשת הזכוכית במאייד מתכת. הקפד להעמיס את השקופית כשהקולואידים פונים למקור האידוי.

השתמש במקור אידוי מתכת פלטינה והפקיד 15 ננומטר פלטינה על המגלשה. לאחר יישום המתכת, אחסן את השקופית באווירה אינרטית. זה משלים את הייצור של חלקיקי יאנוס במלאי.

הצעד הראשון הוא להשעות את חלקיקי ג'אנוס בתמיסה. לשם כך, הכינו ריבוע של רקמת עדשה בזה אחר זה של סנטימטר אחד והרטיבו את קצהו בעשרה מיקרוליטר מים DI. לאחר מכן, החזק את הנייר בפינצטה, שפשף בעדינות את החלק הרטוב לאורך פני שקופית הזכוכית המעוטרת בקולואיד מצופה פלטינה.

לאחר מכן, טבלו את רקמת העדשה בצינור עם 1.5 מיליליטר מים DI. כסו את הצינור ונערו אותו ידנית למשך 30 שניות. לאחר מכן, הסר את רקמת העדשה ופיפטה מיליליטר אחד מהמים, המכילים כעת קולואידים, לתוך צינור קטן עם מיליליטר אחד של 30% משקל לפי נפח תמיסת מי חמצן.

מערבבים בעדינות את התמיסות. לאחר מכן, העבירו את הצינור לאמבט קולי בטמפרטורת החדר. אין לאטום את המיכל, מכיוון שייתכן שיהיה צורך לחמצן לברוח.

לאחר חמש דקות של סוניקציה, הניחו לתערובת לדגור במשך 25 דקות בטמפרטורת החדר ללא כל תסיסה. בינתיים, יבש 100 מיקרוליטר מהתמיסה הקולואידית המימית שנותרה ותעד אותה במיקרוסקופ אלקטרונים סורק כדי לאמת את מבנה הקולואיד של ג'אנוס. לאחר מכן, הוסף מיליליטר אחד של מי DI לשני מיליליטר התמיסה כדי להפחית את ריכוז מי החמצן לעשרה אחוזים, המהווה חוזק דלק מתאים להנעה מהירה של קולואידים של ג'אנוס.

לאחר מכן, מלאו קובטה מזכוכית קוורץ מלבנית בנפח נמוך בתמיסה המוכנה, והצמידו באופן רופף מכסה דחיפה פנימה כדי שהתמיסה תוכל לנשום. כעת, טען את הקובט למיקרוסקופ פלואורסצנטי כמתואר בפרוטוקול הטקסט. לפני שתתחיל בצילום וידאו, מקד במהירות את המיקרוסקופ כך שהחלקיק המעניין יפיק טבעת קונצנטרית עם החלקיק מתחת למיקום המיקוד.

אל תזיז את מישור המיקוד במהלך צילום וידאו. לאחר מציאת החלקיק המעניין, הקלט אותו בסרטונים של 30 שניות ב -30 פריימים לשנייה. כ-20 סרטונים מניסוי אחד יספקו מספיק פרטים לשחזור מסלול המתואר בפרוטוקול הטקסט.

קולואידים הונחו על מגלשת זכוכית נקייה. לפני הפקדת הפלטינה, נצפה פיזור של מיקרוספירות פוליסטירן על פני המגלשה באמצעות מיקרוסקופ אופטי. סרגל קנה המידה הוא 40 מיקרון.

לאחר הוספת פלטינה, צולמה תמונת SEM כדי לאשר את שכבת הפלטינה החצי כדורית הרצויה. סרגל קנה המידה הוא בשני מיקרון. שחייני יאנוס פלואורסצנטיים נראו בבירור כאשר הם מקובעים במסטיק גלן, טבעת סימטרית מופיעה בתנאים לא ממוקדים בצורה אופטימלית.

רדיוס הטבעת שימש לקביעת מיקום ה-Z היחסי של הקולואיד. מרכזי הקולואיד חושבו על ידי חילוץ סדרה של קווים אנכיים ואופקיים ומציאת נקודת האמצע הממוצעת בין הפסגות הבהירות. לאחר מכן, רדיוסי הטבעת חושבו מעוצמת השיא של השדרה המותאמת לערכי גל הפיקסלים הממוצעים המוקרנים ממרכז הטבעת.

לאחר מכן נעשתה עקומת כיול באמצעות דגימה קולואידית קבועה ומיקרוסקופ מכויל כדי לקשר בין גודל קולואיד לכאורה ומרחק מהמיקום הממוקד. לפיכך, המסלול התלת-ממדי של שחיין חלקיקי יאנוס פלואורסצנטי הושג מהנתונים. אחרי הצפייה בניסוי הזה, אתם אמורים להיות מסוגלים לעקוב אחר מכשירי שחייה בתלת מימד באמצעות מיקרוסקופ פלואורסצנטי קונבנציונלי.

שיטה זו שימשה חוקרים כדי לחקור תופעות כמו גרביטקסיס. ניסוי זה כולל שימוש במי חמצן שהוא כימיקל מסוכן וזה מסוכן במיוחד כאשר הוא משולב עם מכשירי השחייה הקטליטיים עקב התפתחות של הרבה גז חמצן. לכן בשלבים אלה, חשוב שהמיכל לא יהיה אטום היטב.