Name: יישום מתח בניתוח מידת החלקיקים של פיזור אור דינמי (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-01-24T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 51 s
Description: חקור את השפעת המתח על פולימרים רגישים לגירוי כמו poly-NIPAM באמצעות פיזור אור דינמי. שיטה זו מאפשרת לעקוב אחר דינמיקת הצבירה בחיישנים אלקטרוכימיים ורובוטיקה רכה.

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

המחברים רוצים להכיר בתמיכה הפיננסית מ-NSF (CBET 1638893), (CBET 1638896), NIH (P20 GM113131), ומרכז האמל למחקר לימודי לתואר ראשון. יתר על כן, המחברים רוצים להכיר את הסיוע של דארסי פורנייר לסיוע בכבלים ו סקוט גרינווד עבור גישה DLS.

1. ההכנות לדוגמה פולימר
<ol><li>pNIPAM סינתזה פולימר הערה: הכנה זו מייצרת 10 מ"ל של 1 g/L פתרון, אשר מספיק עבור 3-4 ניסויים.<ol>
<li>. הכן את מכשיר הקווים השלנק ודא שהמלכודת הקרה מלאה בבקבוקון של קרח יבש ואצטון, או אם נעשה שימוש במלכודת קירור מכנית, וודא כי המלכודת הגיעה לטמפרטורה המתאימה.</li>
		<li>בבקבוקון באורך 50 מ ל, הוסף 0.566 g של N-איזוצילאמיד (ניפם) מונומר, 0.016 g של הפיך בתוספת פיצול העברת שרשרת פולימור (רפסודה) סוכן (phthalimidomethyl בוטיל trithiocarbonate), 0.0008 g של 2, 2-azobis (2-methylpropionitrile) (aibn) ו-10 מ"ל של 1, 4-dioxane. . שים בר-מהומה בבקבוקון לאטום את הבקבוקון עם מחיצת הגומי, לעטוף בקלטת ויניל, ולפזר את המונמרים ב-1, 4-dioxane.</li>
		<li>בצע הקפאה-משאבת הפשרה הקפאת כדלקמן: להקפיא את הפתרון על ידי הפשרת הבקבוקון עגול-תחתון בבקבוקון Dewar המכיל שלווה של קרח יבש מתנול. ברגע שכל החומר מוקפא, השתמשו ביריעה ואקום של קו שלנק כדי לפנות את הבקבוקון ללחץ פנימי תחת 100 kPa. לבודד את הבקבוקון, ולהפשיר תחת ואקום סטטי, באמצעות מים חמים. החזר את הבקבוקון ללחץ אטמוספרי באמצעות סעפת החנקן של קו שלנק.</li>
		<li>חזור על השלב 1.1.3 שלוש פעמים כדי למזער את ריכוז החמצן הפנימי.</li>
		<li>Sparge הפתרון עם חנקן כדי לאזן את הלחץ לאטמוספירה. מחממים את התערובת ל 85 ° c באמצעות אמבט שמן ומערבבים ב-200 סל ד עבור 36 h.</li>
		<li>לגביע 50 מ ל, הוסיפו 40 מ ל של הקסאן. לאחר מכן להוסיף את התערובת פולימר ההקאן dropwise. הפניפם צריכה להיות. מחייבת להיות לבנה הערה: NIPAM מונומר הוא מסיס ב הקסאן, אבל pNIPAM יש מסיסות המסכן בהקאן.</li>
		<li>יוצקים את תערובת מעונן לתוך משפך Büchner כדי לאסוף את אבקת pNIPAM לבן. להעביר את האבקה ל 20 מ ל בקבוקון ולשים אותו בתנור ואקום ללילה כדי להסיר את שאריות הממס. אחסן במיכל אטום בטמפרטורת החדר עד לצורך.</li>
	</ol></li>
	<li>מחסום מגנטי (p (NIפם-b-fmma) סינתזה של פניפם-בלוק-קופולימר הערה: הכנה זו מייצרת 10 מ"ל של 1 g/L פתרון, אשר מספיק עבור 3-4 ניסויים.<ol>
<li>. הכן את מכשיר הקווים השלנק ודא שהמלכודת הקרה מלאה בבקבוקון של קרח יבש ואצטון, או אם נעשה שימוש במלכודת קירור מכנית, וודא כי המלכודת הגיעה לטמפרטורה המתאימה.</li>
		<li>ב 50 mL בבקבוקון עגול, להוסיף 0.057 g של פרוסנלמתיל מתיונין (FMMA) monomer, 0.016 g של הסוכן רפסודה, 0.0008 g של AIBN ו 10 מ ל 1, 4-dioxane. . שים בר-מהומה בבקבוקון לאטום את הבקבוקון עם מחיצת הגומי, לעטוף בקלטת ויניל, ולפזר את המונמרים ב-1, 4-dioxane.</li>
		<li>בצע הקפאה-משאבת הפשרה הקפאת כדלקמן: להקפיא את הפתרון על ידי הפשרת הבקבוקון עגול-תחתון בבקבוקון Dewar המכיל שלווה של קרח יבש מתנול. ברגע שכל החומר מוקפא, השתמשו ביריעה ואקום של קו שלנק כדי לפנות את הבקבוקון ללחץ פנימי תחת 100 kPa. לבודד את הבקבוקון, ולהפשיר תחת ואקום סטטי, באמצעות מים חמים. החזר את הבקבוקון ללחץ אטמוספרי באמצעות סעפת החנקן של קו שלנק.</li>
		<li>חזור על השלב 1.2.3 שלוש פעמים כדי למזער את ריכוז החמצן הפנימי.</li>
		<li>Sparge הפתרון עם חנקן כדי לאזן את הלחץ לאטמוספירה. מחממים את התערובת ל85 מעלות צלזיוס באמצעות אמבט שמן ומערבבים במשך 10 שעות.</li>
		<li>לפזר 0.543 g של NIPAM ו 0.0002 g של AIBN ל 3 מ ל 1, 4-dioxane. להוסיף את הפתרון לתוך הבקבוקון תחת חנקן ו sparge עבור 30 דקות. מחממים את התערובת עד 85 ° c באמצעות אמבט שמן ומערבבים אותו ב 200 rpm עבור עוד 36 h.</li>
		<li>להוסיף 40 mL של הקסאן לגביע 50 mL. לאחר מכן להוסיף את התערובת פולימר ההקאן dropwise. P (nipam-b-fmma) צריך לזרז כמו אבקה חום כי ה-fmma מונומר יש צבע צהוב כהה. הערה: nipam ו-fmma ונומרים מסיסים ב הקסאן, אבל p (nipam-b-fmma) יש מסיסות העניים ב הקסאן.</li>
		<li>יוצקים את תערובת מעונן צהובה לתוך משפך Büchner לאסוף חום p (NIPAM-b-fmma) אבקה. להעביר את האבקה ל 20 מ ל בקבוקון ולשים אותו בתנור ואקום לילה כדי להסיר את שאריות הממס. אחסן במיכל אטום בטמפרטורת החדר עד לצורך.</li>
	</ol></li>
</ol>2. DLS לדוגמא והכנה לקובט
הערה: סעיף זה מכין את הקובט עבור מתח מיושם ומדגם עבור מדידות DLS.
<ol><li>מדידה 10 מ ג של אבקת פולימר ולפזר 10 מ ל של מים מסוננים (DI) מסונן. הניחו את התערובת במקרר למשך הלילה. כאשר מוכנים להתחיל את הניסוי, לשמור את המדגם על קרח. הערה: הריכוז הפולימרי המשמש בניסויים אלה היה 1 g/L, אך הטווח האופטימלי של ריכוזי עבור כל מדגם יהיה ייחודי. גם, השיטה הטובה ביותר היא לשמור את הפולימר מתחת LCST עד שהוא מוכן לבדיקה.</li>
	<li>חותכים שתי חתיכות של 6.3 mm x 7 ס מ של קלטת נחושת חד צדדית (איור 1). השתמש בפינצטה כדי לתקוע כל חתיכה לצדדים מנוגדים של החלק הפנימי של DLS לדוגמה קובט, בניצב לנתיב האור. החלק התחתון של הקלטת אמור להגיע לתחתית הקובט. מקפלים את הקצוות של קלטת הנחושת מעל החלק העליון של קובט. ודא שהקלטת הנחושת קרובה/עטופה בחלק העליון של המדגם קובט כדי להבטיח מגע חשמלי טוב. כמו כן, ודא כי קלטת הנחושת אינה מתחברת עם אנשי הקשר המתכת הקשורים לציוד DLS המשמש למדידות פוטנציאליות של זטה.</li>
	<li>רוחצים את הקובט עם מים די שלוש פעמים, ואז לטפוח על המים העודפים עם Kimwipe.</li>
</ol>3. DLS בקרות כלי נגינה והגדרת
הערה: מומלץ לבצע שלושה פקדים לפני הפעלת כל ניסוי DLS: (1) מענה למים ריקים; (2) בגודל סטנדרטי; (3) מדידה של הפולימר לפני תחילת כבש הטמפרטורה או מתח מיושם. נא עיין במדריך ההדרכה לפני הפעולה להדרכה על הכנת מדגם, בחירת הגדרות והערכת דגימה ואיכות נתונים.
<ol><li>העברת 1.5 mL של הממס מסוננים קובט. . תשתמש במים של די</li>
	<li>הכנס את הקובט למחזיק הקובט, וודא שהחץ הקטן שבראש הקובט מיושר עם בעל הקובט. . סגור את המכסה</li>
	<li>בתוך תוכנת Zetasizer, בחר מדידה בסרגל הכלים. מדידות ידניות הוגדרו עבור הפקדים. הגדר את הטמפרטורה לנקודת ההתחלה הניסיונית. בחר 20 ° c עבור ניסוי זה.</li>
	<li>לאחר הטקסט בתחתית החלון אומר, להוסיף תא ולחץ להתחיל כאשר מוכן, ללחוץ על כפתור ההתחלה המשולש הירוק בחלק העליון של המסך. זה מתחיל את הניסוי, ואת המחזיק קובט לא צריך להיפתח אחרי זה.</li>
	<li>לחץ על הכרטיסיה ריבוי תצוגות כדי להתבונן בתוצאות בזמן אמת. נטר ברציפות את המדגם ואיכות הנתונים על-ידי התבוננות בקצב הספירה ובפונקצית המתאם. כי המדגם הזה הוא רק ממיס, לא אות ברור המתאים לנוכחות של חלקיקים צריך להיות נצפתה.</li>
	<li>הוסיפו שתי טיפות של פתרון סטנדרטי לקובט או פשוט השתמשו בבקרת המים וחזרו על שלבים 3.2-3.6. השתמש בסטנדרט בגודל של. פוליסטירן מוקצף לניסוי הזה הערה: אם בקרת התקן המים או הפתרון הסטנדרטי מציגים נתונים שאינם עקביים עם התוצאות הצפויות, פתור את השגיאה וחזור על כך עד שהפקדים יקראו כמצופה.</li>
	<li>שטפו את הקובט והוסיפו את פתרון הפולימר/בדיקה המסונן. חזור על שלבים 3.2-3.5. יש להקפיד על מדידה ברורה של פתרון הבדיקה הראשונית. מומלץ לעשות זאת לפני כל מכבש הטמפרטורה או מתח שהוחל על מדידה בסיסית.</li>
</ol>4. DLS SOP הגדר
הערה: סעיף זה מתייחס במיוחד לפעולת הטמפרטורה של מלוורן זטפצר DLS המכשיר. לפני התחלת ניסויים, מומלץ מאוד להתייעץ עם המכשיר באופן מקיף להדרכה על בחירת תא, הכנת מדגם, בחירת הגדרות מדידה, והערכת דגימה ואיכות נתונים.
<ol><li>בתוך תוכנת Zetasizer (גירסה 7.11), בחר קובץ, ולאחר מכן לחץ על חדש כדי להגדיר SOP חדש (איור 2).</li>
	<li>לחץ על סוג מדידה כדי לבחור מגמה &Gt; טמפרטורה > גודל.</li>
	<li>בחומר, בחר את החומר המתאים ואת מדד השבירה. בחר חלבון ואת מדד השבירה (RI) של 1.450 עבור ניסוי זה. אם הערכים המדויקים עבור מדד השבירה רצוי לחישוב מדויק יותר של הפצת נפח, הניסויים צריכים לקבוע את מדד השבירה של המדגם שלהם.</li>
	<li>בשנת דיסנט, בחר את הממס המתאים. לבחור מים כממס בניסוי זה.</li>
	<li>בתא, בחר את הקובט שבשימוש. השתמש בכלי כלים חד פעמיים (DTS0012) לניסוי זה.</li>
	<li>ברצף, הגדר את טמפרטורת ההתחלה וטמפרטורת הקצה. לניסויים בחימום, קבעו את טמפרטורת ההתחלה ב -20 ° c וקבעו את טמפרטורת הקצה כ-40 ° c. לניסויים מצוננים, בחרו בהיפך. בטל את הסימון של תיבת החזרה אל הטמפרטורה ההתחלתית .</li>
	<li>בחר מרווח עבור כל שינוי בשלב הטמפרטורה. לניסויים אלה, בחרו 1.5 ° c.</li>
	<li>במידה מדידה , קבע את זמן הequiציה. עבור ניסויים אלה, לקבוע את המשך ל 120 s. בחר במספר המידות. בחר 3 מדידות ואוטומטי למשך מדידה.</li>
	<li>הצילי את SOP ולאחר מכן סגור את הקובץ.</li>
	<li>אם יש להשתמש במתח מיושם, הגדר את הפוטנציאל (סעיף 5) לפני שתמשיך.</li>
	<li>לאחר הגדרת הפוטנציאל, או אם לא נעשה שימוש במתח שהוחל, חזור לתוכנת Zetasizer ולחץ על מדידה בסרגל הכלים ולאחר מכן לחץ על התחל SOP.</li>
	<li>לאחר הטקסט בחלק התחתון של החלון SOP אומר, להוסיף תא ולחץ להתחיל כאשר מוכן, ללחוץ על כפתור ההתחלה המשולש הירוק בחלק העליון של המסך. זה מתחיל את הניסוי, ואת המחזיק קובט לא צריך להיפתח אחרי זה.</li>
	<li>לחץ על הכרטיסיה ריבוי תצוגות כדי להתבונן בתוצאות בזמן אמת. נטר ברציפות את המדגם ואיכות הנתונים על-ידי התבוננות בקצב הספירה ובפונקצית המתאם. ראה איורים 3-5 לקבלת תוצאות נסיוניות.</li>
</ol>5. התקנה בפוטנציאל
הערה: מומלץ להשתמש באותו מחשב עבור גודל החלקיקים ופעולות מתח שהוחלו על הזמן לסנכרן את הנתונים ובכך להקל על ההערכה מאוחר יותר. נא להתייעץ עם מדריכים מכשיר מתח יישומי להדרכה על החיווט להגדיר, ייעוץ תוכנה, ובחירת פרמטרים מתאימים. . שימש בניסויים אלה
<ol><li>הכן שני חוטים דקים מספיק כדי להתאים דרך הסדק הקטן בקצה הימני העליון של אזור המחזיק קובט DLS (איור 6). בקצה אחד של החוט המוכן, להסיר את הבידוד כדי לאפשר חיבור לפוטנציאל. בקצה הנגדי, הלחמה מלחציים תנין קצר לחוט ולהתחבר לקובט. ודא שמכסה המדגם של DLS סגור.</li>
	<li>הצמד את ההפניה הלבנה להוביל והפוטנציאל האדום מוביל יחד לאחד החוטים המוכנים. קלאמפ להוביל את פוטנציאל העבודה הירוק ולגרום לחוש הצבע הכחול להוביל לחוט האחר המוכן. עבור ניסוי זה, לא להשתמש בחוש הדלפק הכתום ופוטנציאל הקרקע השחורה מוביל ולהשאיר אותם צף. כדי להבטיח כי המעגל אינו קצר, החוטים האלה לא צריכים לגעת כל העופרת או משטח מוליך אחר. הערה: אין זה משנה באיזה צד כל הפניה מחובר.</li>
	<li>בתוך סרגל הכלים של התוכנה, לחץ על ניסויולאחר מכן לחץ על אפשרות E אלקטרוכימיה פיזית, ובחר Chronoamperometry. לצורך פרוטוקול זה, השתמש במתח מיושם פשוט על-ידי החלת מתח בודד עם התגובה הנוכחית הנמדדת לאורך זמן (כלומר, chronoamperometry). מומלץ לנטר את תגובת המערכת לאורך זמן.<ol>
<li>הגדר לפני שלב, שלב 1 והפניה לעומת מתח שלב 2. זה יהיה מתח מיושם על פני השדה כולו/קובט. הגדר מתח 1 V לעומת הפניה לכל שלושת השלבים.</li>
		<li>הגדר זמן השהיה לפני שלב. עבור ניסויים אלה, מוגדר ל 0.5 s כדי לוודא שהמערכת יציבה במתח הרצוי לפני הקלטת אות.</li>
		<li>קבע את הזמן עבור שני השלבים פעם אחת ולשלב 2 זמן. פעולה זו שולטת במשך זמן המתח שיוחל. הגדר הן ל-14,400 s כדי לוודא שהמתח המוחל יימשך לאורך כל הניסוי DLS.</li>
		<li>הגדר תקופה לדוגמה. זוהי התדירות שבה הגרף יקרא וירשום ערכי זרם ומתח. השתמש 10.0 s בניסוי זה. הערה: ההגדרות האחרות אינן משמעותיות עבור הנתונים המוצגים כאן. ערכי ברירת המחדל במערכת שימשו.</li>
	</ol>
</li>
	<li>לחץ על אישור. סרגל הכלים העליון יציג סימן פעיל , המציין את המתח המוחל. הזרם צריך לתת תגובה מתונה (μA), ולא להעמיס על הפוטנציאל. אם לא נצפתה אות או אות מוגזמת, המערכת עשויה להיות מחוברת באופן שגוי ולכן, לפתור את השגיאה ולחזור על כך עד שהזרם הצפוי נצפה.</li>
	<li>חזור לשלב 4.10 כדי להפעיל את ה-DLS SOP.</li>
</ol>6. ניתוח נתונים
הערה: סעיף זה מפרט ניתוח ראשוני כדי להבין את הנתונים שהושגו.
<ol><li>יבא נתונים לתוך ניתוח נתונים מועדף ותוכנת גרפים.</li>
	<li>עבור כל הפעלה בתוך ערכת מדידות בטמפרטורה נתונה, קבע את גודל עוצמת החלקיקים של השיא באחוז הנפח הגדול ביותר.</li>
	<li>חשב את סטיית הממוצע והתקן של גודל אמצעי האחסון מעל שלוש המידות המוקלטות בטמפרטורה נתונה.</li>
	<li>עבור כל ניסוי, התווה גודל ממוצע של ± סטיית תקן בציר-y (קנה המידה של יומן הרישום) לעומת הטמפרטורה בציר ה-x (קנה מידה ליניארי).</li>
	<li>יבא את הנתונים הנוכחיים של Gamry לניתוח. התווה נתונים נוכחיים עם זמן על ציר ה-x והנוכחי (במיקרו-אמפר) על ציר ה-y.</li>
	<li>על מנת לקשר בין הנתונים הנוכחיים לנתוני גודל החלקיקים, השווה את חותמת הזמן של נתוני Zetasizer לחותמת הזמן הנוכחית של Gamry. הדבר אפשרי אם שני סוגי הנתונים נאספים מאותו מחשב. אחרת, התאם את הזמנים הנרשמים הטובים ביותר האפשריים.</li>
</ol>

<ol><li>Xu, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Particuology+Light+scattering+%3A+A+review+of+particle+characterization+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Particuology%22%5BJournal%5D)">Particuology Light scattering : A review of particle characterization applications.</a> Particuology. 18, 11-21 (2015).</li>
<li>Szczubiałka, K., Nowakowska, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Response+of+micelles+formed+by+smart+terpolymers+to+stimuli+studied+by+dynamic+light+scattering%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer%22%5BJournal%5D)">Response of micelles formed by smart terpolymers to stimuli studied by dynamic light scattering.</a> Polymer. 44 (18), 5269-5274 (2003).</li>
<li>Kotsuchibashi, Y., Ebara, M., Aoyagi, T., Narain, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+Advances+in+Dual+Temperature+Responsive+Block+Copolymers+and+Their+Potential+as+Biomedical+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Polymers%22%5BJournal%5D)">Recent Advances in Dual Temperature Responsive Block Copolymers and Their Potential as Biomedical Applications.</a> Polymers. 8, 380(2016).</li>
<li>Lanzalaco, S., Armelin, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Poly%28N-isopropylacrylamide%29+and+Copolymers%3A+A+Review+on+Recent+Progresses+in+Biomedical+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Gels%22%5BJournal%5D)">Poly(N-isopropylacrylamide) and Copolymers: A Review on Recent Progresses in Biomedical Applications.</a> Gels. 3, 36(2017).</li>
<li>Lessard, D. G., Ousalem, M., Zhu, X. X., Eisenberg, A., Carreau, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Study+of+the+phase+transition+of+poly%28N%2CN-diethylacrylamide%29+in+water+by+rheology+and+dynamic+light+scattering%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Polymer+Science+Part+B%3A+Polymer+Physics%22%5BJournal%5D)">Study of the phase transition of poly(N,N-diethylacrylamide) in water by rheology and dynamic light scattering.</a> Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics. 41, 1627-1637 (2003).</li>
<li>Garner, B. W., Cai, T., Hu, Z., Neogi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electric+field+enhanced+photoluminescence+of+CdTe+quantum+dots+encapsulated+in+poly+%28N-isopropylacrylamide%29+nano-spheres%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+express%22%5BJournal%5D)">Electric field enhanced photoluminescence of CdTe quantum dots encapsulated in poly (N-isopropylacrylamide) nano-spheres.</a> Optics express. 16, 19410-19418 (2008).</li>
<li>Gallei, M., Schmidt, B. V. K. J., Klein, R., Rehahn, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Defined+Poly%5Bstyrene-+block+-%28ferrocenylmethyl+methacrylate%29%5D+Diblock+Copolymers+via+Living+Anionic+Polymerization%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecular+Rapid+Communications%22%5BJournal%5D)">Defined Poly[styrene- block -(ferrocenylmethyl methacrylate)] Diblock Copolymers via Living Anionic Polymerization.</a> Macromolecular Rapid Communications. 30, 1463-1469 (2009).</li>
<li>Grenier, C., Timberman, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+Affinity+Binding+by+a+Fluorescein+Templated+Copolymer+Combining+Covalent%2C+Hydrophobic%2C+and+Acid-Base+Noncovalent+Crosslinks%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors%22%5BJournal%5D)">High Affinity Binding by a Fluorescein Templated Copolymer Combining Covalent, Hydrophobic, and Acid-Base Noncovalent Crosslinks.</a> Sensors. 18, 1330(2018).</li>
<li>Chiefari, J., Chong, Y. K. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Living+Free-Radical+Polymerization+by+Reversible+Addition%E2%88%92Fragmentation+Chain+Transfer%3A+The+RAFT+Process%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Living Free-Radical Polymerization by Reversible Addition−Fragmentation Chain Transfer: The RAFT Process.</a> Macromolecules. 31, 5559-5562 (1998).</li>
<li>Perrier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((50th+Anniversary+Perspective+%3A+RAFT+Polymerization-A+User+Guide%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">50th Anniversary Perspective : RAFT Polymerization-A User Guide.</a> Macromolecules. 50, 7433-7447 (2017).</li>
</ol>

המחברים אינם מצהירים על ניגודי אינטרסים.

החלת מתח על pNIPAM או p (NIפם-b-fmma) פתרונות שינו את התנהגות הצבירה של הפולימר בתגובה לטמפרטורה. עם שני החומרים, כאשר היה מתח מיושם, גודל נפח הפולימרים נשאר גבוה גם כאשר הפתרונות התקררו מתחת LCST שלהם. זו הייתה תוצאה לא צפויה, מאחר והמבחנים ללא מתח הראו את הפולימרים חוזרים לגודלם המקורי. ניסויים אלה מאפשרים לנו להסיק כי עבור טווח הטמפרטורה שלנו, ועם מתח מיושם, צבירה פולימר אינו הפיך באופן מלא, ללא קשר מונמרים אלקטרואקטיביים הוסיף pNIPAM.
תוצאה מעניינת נוספת ניתן לראות על בדיקה נוספת ...

פיזור אור דינמי (DLS) הוא טכניקה כדי לקבוע את גודל החלקיקים באמצעות שינויים אקראיים באינטנסיביות של אור הפזורים באמצעות פתרון1. DLS מסוגל למדוד את צבירת הפולימרים באמצעות קביעת גודל החלקיקים. עבור ניסוי זה, DLS היה בשילוב עם שינויי טמפרטורה מבוקרת להתבונן כאשר אגרגטים פולימר אשר מעיד על חריגה טמפרטורת הפתרון הקריטי נמוך (lcst)2,3. מתחת ל-LCST קיים שלב אחד של נוזל הומוגנית; מעל LCST, הפולימר הופך פחות מסיסים, אגרגטים, ו מתעבה מתוך הפתרון. מתח מיושם (כלומר, מיושם פוטנציאל או שדה חשמלי) הוצג על פני שדה הפיזור כדי לבחון את ההשפעות של השדה החשמלי על התנהגות הצבירה ו-LCST. היישום של מתח במידות שינוי החלקיקים מאפשר תובנות חדשות להתנהגות החלקיקים והיישומים הבאים בתחומים של חיישנים, אחסון אנרגיה, מערכות אספקת סמים, רובוטיקה רכה, ועוד.
בפרוטוקול זה, נעשה שימוש בשני פולימרים לדוגמה. פולי (N-איזופרופיל), או pniפם, הוא פולימר רגיש למדי, אשר מכיל גם קבוצה הידרופילי amide ו קבוצה הידרופובי איזופרופילי בשרשרת macromolecular4,5. חומרים פולימריים לתגובה תרמית כמו pnipam היו בשימוש נרחב שחרור סמים מבוקרת, הפרדה ביוכימית, וחיישנים כימיים בשנים האחרונות3,4. ערך הספרות LCST של pNIPAM הוא סביב 30-35 ° c4. . בדרך כלל לא פעיל באלקטרוכימית לכן, כמו פולימר לדוגמה השני בלוק הפעיל אלקטרוכימית-כימית נוספה הפולימר. באופן ספציפי, שימש ליצירת מיתרבלוק(N-איזוסטטים)-גוש-פולי (מתיונין) בלוק-קופולימר, או p (nipam-b-fmma)6,7. שני פולימרים לדוגמה היו מסונתז על ידי פיצול תוספת הפיך שרשרת העברת העברה עם אורך שרשרת מבוקרת8,9,10. הפולימר הפעיל בלתי כימית, pNIPAM, היה מסונתז כמו 100 mer הטהורה pNIPAM. פולימר פעיל אלקטרו כימית, p (NIPAM-b-fmma), היה גם 100 mer אורך שרשרת, אשר מכיל 4% פרומטמתיל מתיונין (fmma) ו 96% nipam.
במאמר זה, פרוטוקול ומתודולוגיה לחקר האפקט של מתח מיושם על צבירת פולימר מוצג. שיטה זו יכולה גם להיות מורחבת ליישומים אחרים של DLS, כגון ניתוח של קיפול חלבון/התפתחות, חלבון חלבונים האינטראקציות, והוצאת חלקיקים טעונים אלקטרוסטטית על שם כמה. הדגימה הייתה מחוממת מ-20 ° צ' עד 40 ° צ' כדי לזהות את ה-LCST בהעדר ובנוכחות של שדה מוחל של 1 V. לאחר מכן, הדגימה הייתה מקורר מ-40 ° c עד 20 ° c מבלי לשבש את השדה שהוחל על מנת לחקור היסטריה או השפעות שיווי משקל.

<table><tbody><tr><td>N-Isopropylacrylamide</td><td>טוקיו כימית תעשייה ושות', בע"מ</td><td>I0401-500G</td><td></td></tr><tr><td>1,4-Dioxane</td><td>Alfa Aesar</td><td>39118</td><td></td></tr><tr><td>2,2"-Azobis (2-methylpropionitrile)</td> <td>SIGMA-ALDRICH</td><td>441090-100G</td><td></td></tr><tr><td>Cuvette</td><td>Malvern</td><td>DTS0012</td><td></td></tr><tr><td>דינמי אור פיזור</td><td>Malvern</td><td>Zetasizer NanoZS</td><td></td></tr><tr><td>Ferrocenylmethyl methacrylate</td><td>ASTATECH</td><td>FD13136-1G</td><td></td></tr><tr><td>Phthalimidomethyl butyl trithiocarbonate</td><td>SIGMA-ALDRICH</td><td>777072-1G</td><td></td></tr><tr><td>Potentiostat</td><td>Gamry</td><td>Reference 600</td><td></td></tr></tbody></table>

יישום מתח בניתוח מידת החלקיקים של פיזור אור דינמי

Application of Voltage in Dynamic Light Scattering Particle Size Analysis

פיזור אור דינמי (DLS) הוא שיטה נפוצה לאפיון התפלגות הגודל של פולימרים, חלבונים וננו-מיקרוחלקיקים אחרים. מכשור מודרני מאפשר מדידה של גודל החלקיקים כפונקציה של זמן ו/או טמפרטורה, אבל כרגע אין שיטה פשוטה לביצוע מדידות התפלגות גודל DLS בנוכחות של מתח שיושם. היכולת לבצע מדידות כאלה תהיה שימושית בפיתוח של פולימרים אלקטרואקטיביים, מגיבים גירויים ליישומים כגון חישה, רובוטיקה רכה ואחסון אנרגיה. כאן, טכניקה באמצעות מתח מיושם בשילוב עם DLS ושיפוע הטמפרטורה כדי להתבונן שינויים מצבור וגודל החלקיקים בפולימרים התרמותרמיים עם ובלי מונמרים אלקטרואקטיבית מוצג. השינויים בהתנהגות הצבירה שנצפו בניסויים אלה היו אפשריים רק באמצעות היישום המשולב של מתח ובקרת טמפרטורה. כדי להשיג את התוצאות הללו, היה מחובר לקובט שונה כדי להחיל מתח על פתרון. שינויים בגודל חלקיקים פולימריים היו במעקב באמצעות DLS בנוכחות מתח קבוע. בו בזמן, הנתונים הנוכחיים יוצרו, שניתן להשוותו לנתוני גודל החלקיקים, כדי להבין את הקשר בין התנהגות הזרם הנוכחי לבין החלקיקים. (Pniפם) הפולימר הפולימרי (שימש כפולימר לטכניקה זו), כמענה לטמפ ' של pniפם לטמפרטורה הוא לומד היטב. שינויים באופן הפעולה הגבוה ביותר בטמפרטורת הפתרון הקריטי (LCST) של pNIPAM ו-pvc (N-איזופסילאמיל)-בלוק-פולי (מתיונין מתיל), בלוק אלקטרו-כימית פעיל, בנוכחות מתח מיושם נצפו. הבנת המנגנון מאחורי שינויים כאלה תהיה חשובה כאשר מנסים להשיג מבנים פולימריים הפיך בנוכחות מתח מיושם.

פלט קובץ בזמן אמת של כל הפעלה בשיפוע הטמפרטורה מוצג כטבלה, כפי שנראה באיור 3. כל רשומה יכולה להיבחר באופן עצמאי כדי לראות את גודל אמצעי האחסון (איור 4) ומקדם המתאם (איור 5). התפלגות גודל חלקיק הנפח (PSD) היא הנתונים המדויקים ביותר כדי לפרש את ההתפלגות הכוללת LCST, אבל את איכות הנתונים צריך להיות מוערך באמצעות גרף המתאם (איור 5) כדי לקבוע אם יש נקודות כלשהן צריך להיות נשל...

כאן, פרוטוקול להחיל מתח על פתרון במהלך פיזור אור דינמי מדידות גודל החלקיקים עם כוונה לחקור את ההשפעה של מתח שינויי טמפרטורה על צבירת פולימר מוצג.

Dynamic light scattering (DLS) is a common method for characterizing the size distribution of polymers, proteins, and other nano- and microparticles. ...

הפרוטוקול שלנו בוחן שינויים בפולימרים מגיבים לגירויים המשמשים בחיישנים אלקטרוכימיים תחת מתח מיושם בת פתרון ומאפשרים בחינה של השפעות בפולימרים מגיבים לגירויים. היתרונות של טכנולוגיה זו הם שזה פשוט והוא יכול לשמש כדי לבחון את הדינמיקה של poly-NIPAM עם מתח יישומי. הניתוח של פולימרים וחלקיקים תחת מתח יישומי יש יישומים חיישנים, רובוטיקה רכה ואחסון אנרגיה.חניכים חדשים צריכים לדאוג להכין את המדגם בזהירות כדי למנוע בועת אוויר עם cuvette לרכישת נתונים אופטימלית. קל להיות רשלני עם טכניקות אנליטיות פשוטות אז לטפל כמו שינויים קטנים בפרוטוקול יכול להוביל נתונים משתנים. כדי להכין דגימות לניתוח DLS, להמיס 10 מיליגרם של אבקת פולימר ב 10 מיליליטר של מים מסוננים deionized ולאחסן את התערובת בארבע מעלות צלזיוס לילה.כדי להכין את cuvette DLS, לחתוך שני 6.3 מילימטר על ידי 7 חתיכות ס"מ מקלטת נחושת חד צדדית ולהשתמש פינצטה דביק כל פיסת קלטת לצדדים מנוגדים של החלק הפנימי של דובדבן מדגם DLS בניצב לנתיב האור עם החלק התחתון של הקלטת ליד החלק התחתון של cuvette. מקפלים את הקצוות של סרט הנחושת מעל החלק העליון של cuvette לוודא כי סרט הנחושת הוא ליד החלק העליון של cuvette כדי להבטיח מגע חשמלי טוב. ואז לשטוף את cuvette שלוש פעמים עם מים deionized dabbing את המים העודפים עם לנגב מעבדה לאחר הכביסה האחרונה.כדי להגדיר את פקדי מכשיר DLS, למחרת בבוקר, להוסיף 1.5 מיליליטר של מים deionized כדי cuvette מוכן ולהוסיף שתי טיפות של פתרון סטנדרטי cuvette. הכנס את cuvette למחזיק cuvette דואג כי החץ הקטן על גבי cuvette מיושר עם מחזיק cuvette ולסגור את המכסה. בחר מדידה בתוכנת המכשיר והגדר את הטמפרטורה לנקודת ההתחלה הניסיונית.לאחר המדידה, לשטוף את cuvette ולסנן את פתרון בדיקת פולימר מוכן לתוך cuvette. ואז לטעון ולמדוד את cuvette כפי שהוכח רק. יש לצפות במדידה ברורה של פתרון הבדיקה הראשונית.כדי להגדיר את פרוטוקול המדידה DLS, בתוכנת המכשיר, בחר קובץ וחדש כדי להגדיר הליך פעולה סטנדרטי חדש ולחץ על סוג המדידה כדי לבחור את המגמה, הטמפרטורה והגודל. תחת חומר, בחר את החומר המתאים ואת אינדקס הש שבירה. תחת פיזור, בחר את הממס המתאים.תחת רצף, הגדר את טמפרטורת ההתחלה ואת טמפרטורת הקצה הן לניסויי החימום והן לקירור. לאחר מכן בטל את סימון תיבת החזרה לטמפרטורה ההתחלתית. בחר מרווח זמן עבור כל שינוי שלב טמפרטורה ותחת מידת גודל הגדר את זמן שיווי המשקל.בחרו שלוש מידות אוטומטיות למשך המדידה. לאחר מכן שמור את הפרוטוקול וסגור את הקובץ. אם יש להשתמש במתח מוחל, בחר שני חוטים דקים מספיק כדי להתאים דרך הנקיק הקטן בקצה הימני העליון של אזור מחזיק הקובט של DLS.להסיר את הבידוד מקצה אחד של חוט אחד כדי להקל על חיבור potentiostat. בקצה הנגדי של אותו חוט, הלחמת מהדק aligator קצר לחוט ולחבר את המהדק ל cuvette. מהדקים את עופרת ההתייחסות הלבנה potentiostat ואת הנגד-potentiostat אדום להוביל לאחד החוטים מוכנים ומהדקים את עופרת potentiostat עובד ירוק ואת חוש העבודה הכחול potentiostat להוביל חוט מוכן השני.השאירו את חוש הדלפק הכתום ואת הקרקע השחורה potentiostat מוביל צף מבלי לגעת בכל ציוד או חומרים אחרים. בתוך סרגל הכלים של תוכנת Gamry, לחץ על ניסוי ואלקטרוכימיה פיזיקלית E ובחר כרונואמפרומטריה. הגדר מתח טרום-שלב, שלב ראשון ושטח שני לעומת התייחסות למתח המוחל לאורך כל השדה של הקובט.הגדר מתח לוולט אחד לעומת הייחוס לכל שלושת השלבים. הגדר הן את השלב פעם אחת והן את השלב השני כדי לשלוט במשך הזמן שבו המתח יוחל ולהגדיר את תקופת הדגימה כדי לבחור באיזו תדירות הגרף יקרא ויתזמן את ערכי הזרם והמתח. לחץ על אישור. יוצג סימן פעיל המציין כי המתח מוחל.בתוכנת Malvern DLS, לחץ על מידה ולחץ על הפעל SOP. כאשר הטקסט בתחתית חלון פרוטוקול ההפעלה הרגיל קורא תא הוספה ולחץ על התחל כאשר הוא מוכן, לחץ על לחצן התחל כדי להתחיל את הניסוי. כל פלט קובץ בזמן אמת של כל ריצה ברמפת הטמפרטורה ניתן לבחור באופן עצמאי כדי להציג את גודל עוצמת הקול ואת מקדם המתאם.גרפי מתאם בעלי עקומה חלקה בדרך כלל נחשבים לאיכותיים יותר, בעוד שיש לקחת בחשבון גרפים לא חלקים או נתונים באיכות נמוכה להחרגה מהניתוח. כפי שנצפה, פולי-NIPAM מציג LCST ב 30 מעלות צלזיוס, טמפרטורה קרוב לספרות תיאר ערכים. ללא מתח, poly-NIPAM מסוגל לצבור ולפרק בתוך טווח הטמפרטורה שנבדק חוזר לגודלו המקורי ומדגים את ההפיכה הצפויה.עם מתח, פולי-NIPAM משתנה מלהיות מסיסים כדי צבירה לגודל של 2, 000 ננומטר ואז מקטין לגודל של סביב 1,000 ננומטר במהלך הקירור, ולא חוזר למצב מסיס המקורי. כאן מוצגים הנתונים הנוכחיים מפולי-NIPAM עם ניסויי המתח והחימום והקירור המיושמים המתאימים לנתונים קודמים. עבור ניסוי זה, 26 מעלות צלזיוס היה נקודת מעבר מפתח של poly-NIPAM שבו שינוי פאזה נצפתה עם DLS.בטמפרטורה של 40 מעלות צלזיוס, הטמפרטורה המרבית במדידה הושגה לפני מחזור הקירור. אם הזרם אינו מנוטר בקפידה, ניתן לפרש את הנתונים באופן שגוי וייתכן שלא יובנו כהלכה. לדוגמה, בניתוח זה, המתח יושם רק באופן אקראי וספורדי וכתוצאה מכך מגמה דומה יותר למצב ללא מתח.התקן הוא מחוון שימושי להגדרת הנתונים ולאיכותם. תוצאות סטנדרטיות נקיות מראות שניתן להשלים את הניסוי עם סיכוי גבוה יותר להצלחה. חוקרים יכולים להשתמש בהליך זה כדי לבדוק התנהגות צבירה של פולימרים או פולימרים אחרים מגיבים אלקטרוכימיים עם מתח מוחל.אנו חוקרים כעת מדוע מתרחשת תזוזת LCST ומדוע מתרחשת התנהגות הצבירה הבלתי הפיכה. אנו מצפים שאלה מדעית זו כדי לספק תובנה גדולה יותר על התנהגות LCST.

application-voltage-dynamic-light-scattering-particle-size

Research

JoVE Journal

Chemistry

כימיה

Source: Moore, M. D., et al. Alternative In Vitro Methods for the Determination of Viral Capsid Structural Integrity. J. Vis. Exp. (2017)The video demonstrates a protocol for monitoring the heat-induced aggregation of virus-like particles using dynamic light scattering (DLS). It begins with preparing a monodisperse suspension of purified particles. The sample is then loaded into a preheated DLS instrument. As the capsid proteins denature with heat, exposed hydrophobic regions cause particle...

Tracking Aggregation of Virus-Like Particles Using Dynamic Light Scattering

שיטה לבידוד אקסוזומים מדם מלא וניתוח נוסף על ידי מעקב אחר ננו-חלקיקים באמצעות מכשיר חצי אוטומטי מוצגת במאמר זה. הטכנולוגיה המוצגת מספקת שיטה רגישה ביותר להדמיה וניתוח חלקיקים בתרחיף נוזלי.

שיטה חדשנית לExosome כימות ומדידה גודל

פילמור ממטרים ללא עוררה מספק גישה אבי טיפוס ודגמים, לשחזור לסינתזה של פולי גירויים רגיש (-isopropylacrylamide N) microgels של התפלגות גודל הצרה. בסינתזה בפרוטוקול זה, אפיון פיזור אור ומעקב קרינת חלקיק בודד של microgels אלה או בהתקנה של מיקרוסקופיה רחב בתחום הם הפגינו.

סינתזה מבוקרת מעקב הקרינה של פולי אחיד מאוד (<em&gt; N</em&gt; -isopropylacrylamide) Microgels

פרוטוקול עבור המדידה הישירה של התפלגות גודל חלקיקי תמיסות מרוכזות באמצעות מיקרוסקופ פיזור אור דינאמי מוצג.

מדידת הפצת החלקיקים גודל פתרונות דלוחים ידי Dynamic Light פיזור מיקרוסקופי

שיטה אנלוגי השפעול נגיש עבור לימוד תהליכי hydrodynamic מולקולרית צפופה נוזלים מוצג. הטכניקה משתמשת חלקיקים velocimetry תמונה של ערימות התבואה זז, גבוהה-פיצוי ומאפשר תצפית ישירה, מאקרוסקופית של תהליכים דינמיות ידוע והוא ניבא קיימת אינטראקציה חזקה, גבוהה צפיפות גזים ונוזלים.

טכניקת מאקרוסקופית אנלוגי לימוד תהליכי Hydrodynamic מולקולרית צפופה גזים ונוזלים

פרוטוקול זה מתאר את הסינתזה של חלקיקים מגנטיים והערכה של תכונותיהם מחייב הדנ א באמצעות פיזור אור דינאמי ו electrophoretic. שיטה זו מתמקדת ניטור שינויים גודל החלקיקים, polydispersity שלהם, פוטנציאל זטה משטח החלקיקים אשר משחק מייג'ור תפקיד הכריכה של חומרים כגון ה-DNA.

חלקיקים מגנטיים-DNA מחייב ניתוח לפי פיזור אור דינאמי, Electrophoretic

כאן אנו מציגים פרוטוקול לייצור מבוקרת של חלבונים microcrystals. התהליך משתמש מכשיר אוטומטי המאפשר מניפולציה מבוקרת של מספר פרמטרים התגבשות. התגבשויות חלבון הוא נשא החוצה על ידי תוספת מבוקרת ואוטומטיים של התגבשות פתרונות תוך ניטור של חוקרים את רדיוס ההפצה של חלקיקי ה-droplet התגבשות.

גידול גבישים חלבון עם ממדים ברורים באמצעות כלים אוטומטיים התגבשות בשילוב עם בחיי עיר פיזור אור דינאמי

פרוטוקול זה מתאר את השימוש בשבר שדה זרימה-זרימה אסימטרי בשילוב עם זיהוי UV-vis לקביעת הגודל של מדגם חלקיקי זהב לא ידוע.

שבר זרימה א-סימטרי שדה זרימה לשינוי גודל של חלקיקי זהב בהשעיה

אנו מדגימים כיצד להשתמש במכשיר ניתוח ננו-חלקיקים חדשני כדי להעריך את התפלגות הגודל ואת ריכוז החלקיקים הכולל של שלל חוץ תאי מבודד רקמת שומן perigonadal עכבר ופלזמה אנושית.

ניתוח מעקב חלקיקים לכימות וקביעת גודל של שלל חוץ-תאי

ניתוח מעקב ננו-חלקיקים (NTA) היא שיטה נפוצה לאפיון שלפוחיות חוץ-תאיות. מאמר זה מדגיש פרמטרים ובקרות ניסיוניים של NTA בתוספת שיטה אחידה של ניתוח ואפיון של דגימות ודילולים הדרושים כדי להשלים את ההנחיות המוצעות על ידי MISEV2018 ו- EV-TRACK לשחזור בין מעבדות.

שיפור רבייה כדי לענות על מידע מינימלי למחקרים של שלפוחיות חוץ-תאיות 2018 הנחיות בניתוח מעקב חלקיקים

פיזור אור דינמי (DLS) התגלה כבדיקה מתאימה להערכת גודל החלקיקים והתפלגותם של קומפלקסים של ברזל-פחמימות הניתנות תוך ורידי. עם זאת, הפרוטוקולים חסרים סטנדרטיזציה ויש לשנות אותם עבור כל קומפלקס ברזל-פחמימות שנותחו. הפרוטוקול הנוכחי מתאר את היישום ואת השיקולים המיוחדים לניתוח סוכרוז ברזל.

ניתוח פיזור אור דינמי לקביעת גודל החלקיקים של קומפלקסים ברזל-פחמימות

חקור את השפעת המתח על פולימרים רגישים לגירוי כמו poly-NIPAM באמצעות פיזור אור דינמי. שיטה זו מאפשרת לעקוב אחר דינמיקת הצבירה בחיישנים אלקטרוכימיים ורובוטיקה רכה.

יישום מתח בניתוח מידת החלקיקים של פיזור אור דינמי

גלה סרטונים נוספים