אפיון מאקרו-ריאולוגיה של ריר גיל רייקר בקרפיון הכסף, היפופתלמיכטיס מוליטריקס

המשמעות של פרוטוקול זה היא שהוא מאפשר אפיון ריאולוגי מדויק של נוזלים ביולוגיים שאינם ניוטונים, כגון ריר, במיוחד כאשר רק נפחי דגימה קטנים מאוד זמינים. טכניקה זו מקלה על אפיון מתח התפוקה והצמיגות לכאורה של נוזלים ביולוגיים מובנים מורכבים, כגון ריר מגרפת זימים. שיטה זו מאפשרת הערכת מתח תפוקה של ריר מגרפת זימים, ומאפשרת אפיון ריאולוגי ופיתוח פרוטוקול של נוזלים ביולוגיים דומים, כגון הפרשות אדם, בעלי חיים וצמחים.

מי שתדגים את ההליך עם קארטיק בולוסו תהיה סמנתה ראקאן, סטודנטית לתואר שני מהמעבדה שלנו. להכנת כשני מיליליטר של 100 מיליגרם לתמיסת ריר דגים מרוכזת במיליליטר, בצע דילול סדרתי של שני מיליליטר של 400 מיליגרם לריכוז מיליליטר על ידי הוספת מים נטולי יונים ביחס אחד לשניים פעמיים. הניחו את בקבוקון תמיסת הריר על שייקר עד שהתמיסה תהיה הומוגנית כראוי וכל הצטברות חלקיקי ריר הופחתה.

כדי לכייל את הריאומטר, הפעל את תוכנת בקרת מכשיר הראומטר ובחר את לשוניות הכיול והמכשיר. לחץ על כיול וכיול כדי לוודא שערכי הכיול נמצאים בטווח של 10% זה מזה ולחץ על קבל. סובב את הפיר על גבי הריאומטר כדי להתקין את גיאומטריית זווית החרוט.

התוכנה תזהה את גיאומטריית זווית החרוט בקוטר 40 מילימטר, מעלה אחת, דקה אפס, 11 שניות. כדי לבצע את כיול גיאומטריית הראומטר, לחץ על כיול תחת אינרציה ולחץ על כיול. לחץ על קבל כדי לקבל את הכיול.

לחץ על כיול תחת חיכוך ולחץ על כיול. לחץ על קבל כדי לקבל את הכיול. יש לרשום את ערכי האינרציה וכיול הגיאומטריה והחיכוך ביחידות המתאימות.

לביצוע אתחול אפס רווח, לחץ על רווח באפשרויות. בחלון המוקפץ, הגדר את הכוח הצירי לניוטון אחד ולחץ על אישור ולאחר מכן לחץ על סמל הפער האפס. האתחול הושלם כאשר הכוח הצירי שחווה הגאומטריה הופך גדול או שווה לניוטון אחד כשהוא נוגע בלוח פלטייר.

כדי להבטיח שפער הריאומטר מאופס כך שמיקום הייחוס שלו יהיה מדויק, השתמש בחצים למעלה ולמטה כדי להעלות את הגיאומטריה לכל גובה שרירותי. מסך הבקרה במכשיר הראומטר ולוח הבקרה של תוכנת בקרת מכשיר הראומטר יציגו שניהם את גובה הפער. כדי לבצע את הניסוי הריאולוגי ואת הטווח הויסקו-אלסטי הליניארי של תמיסת ריר מעניינת, טען כ-300 מיקרוליטר מתמיסת ריר הדגים לקצה פיפטה של מיליליטר אחד והעמיס את התמיסה על צלחת פלטייר.

לחץ על סמל Go to Trim gap כדי להוריד את הגיאומטריה על לוחית Peltier. השתמש בפיפטה כדי להסיר תמיסת ריר עודפת תוך הפעלת מהירות זוויתית קטנה על המנוע ולחץ על סמלי העצירה והחל עד שערך המומנט יגיע למינימום. כדי לבצע ניסויי משרעת תנודה, בתפריט הנהלים של לשונית הניסויים, הגדר את התנודה והמשרעת והגדר את הטמפרטורה ל -22 מעלות צלזיוס.

הגדר את זמן ההשריה ל-120 שניות ובדוק המתן לטמפרטורה. הגדר את התדר להרץ אחד, את המומנט ל-10 עד 10,000 מיקרוניוטון מטר, ואת הנקודות לעשור ל-10. לאחר מכן, לחץ על הוסף סמל שלב כפול.

שנה משרעת לתדר. הגדר את הטמפרטורה ל-22 מעלות צלזיוס והגדר את זמן ההשריה לאפס שניות. הגדר את אחוז המתח לאחד.

בתפריט הטאטא הלוגריתמי, הגדר את התדר ל-20 עד 1 הרץ ואת הנקודות לעשור ל-10. כדי להגדיר את הליך טאטוא הזרימה, לחץ על סמל הוסף שלב כפול ולאחר מכן שנה את התנודה לזרימה ובחר טאטא כדי להגדיר את הטמפרטורה ל-22 מעלות צלזיוס ולהגדיר את זמן ההשריה לאפס שניות. הגדר את קצב הגזירה ל-1 עד 10, 000 לשנייה ואת הנקודות לעשור ל-10 וסמן את תיבת החישה של המצב היציב.

לחץ על סמל הפער הגיאומטרי כדי להוריד את הגיאומטריה לפער המתאים שנקבע מראש לכל גיאומטריה ספציפית ולחץ על התחל בתוכנת המכשיר וצפה בתנועת גיאומטריית החרוט. תרשים בזמן אמת המדווח על אובדן מודולי האחסון ייווצר על ידי הריאומטר בחלון הראשי לאחר הגעה לזמן השריית הטמפרטורה. לחץ לחיצה ימנית כדי לבחור בכרטיסיית משתני הגרף והגדר את ציר ה-x של העלילה לאחוז מתח תנודה כדי להציג את הנתונים המעניינים.

כדי להציג את נתוני התדר הזוויתי, לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על ניקוי תדרים ובחר שלח לגרף חדש. כדי להציג את נתוני הצמיגות לכאורה לעומת מתח הגזירה בזמן אמת, לחץ לחיצה ימנית על טאטא הזרימה ובחר שלח לגרף חדש, ולאחר מכן שמור את הקובץ המכיל הן את הליך הניסוי והן את התוצאות בפורמט הקובץ המקורי של תוכנת בקרת מכשיר הראומטר עם סיום הניסוי. לניתוח גרפי, ייצא את נתוני ריאולוגיה רירית לגיליון אלקטרוני והפעל קודים משלימים עבור הצמיגות הנראית לעין עבור שיעורי מתח גזירה משתנים ומודול אובדן, מודול אחסון וזווית פאזה עבור מתחי תנודה משתנים כדי ליצור גרפים של התוצאות.

כפי שנצפה בנתוני משרעת תנודה דינמית, מודול האחסון של ריכוז 200 מיליגרם למיליליטר ירד וחצה את מודול ההפסד בטווח הלחץ. נתוני זווית הפאזה עבור ריכוז זה הראו מעבר יציב לנוזל ויסקו-אלסטי עם אזור מעבר של מתחי כניעה. נתוני מודולוס עבור ריכוז של 400 מיליגרם למיליליטר הדגימו תופעה מניבה עם נקודת הצלבה בין מודולי האחסון והאובדן שהתרחשה במתח התפוקה לכאורה של כ-0.27 פסקל.

נתוני זווית הפאזה עבור ריכוז של 400 מיליגרם למיליליטר הראו מעבר חד לנוזל ויסקו-אלסטי עם נקודת הצלבה בכ-0.27 פסקל. כפי שנצפה בנתוני קצב הגזירה הקבוע, ריכוז 100 מיליגרם למיליליטר הפגין צמיגות קבועה בעיקר מחוץ לאזורים המודגשים של מגבלת המכשיר, אזור שטוח זניח והתנהגות דמוית נוזל ניוטונית. ריכוז של 200 מיליגרם למיליליטר הפגין התנהגות לא ניוטונית עם שיעורי גזירה הולכים וגדלים ונטייה להניב עם אזור שטוח בולט.

ריכוז 400 מיליגרם למיליליטר הוא הקרוב ביותר להרכב ריר מגרפת הזימים, ומציג שינוי ברור במצב הריר מדמוי ג'ל לנוזל דליל גזירה לאחר שהניב כ-0.27 פסקל. כפי שמתואר בכתב היד של הפרוטוקול, חשוב לקבוע את ערך אחוז מתח התנודה בתוך המשטר הויסקו-אלסטי הליניארי של ריר מגרפת הזימים לפני הפעלת הסריקות הדינמיות. ניתן להשתמש בפרוטוקול שלנו כדי לברר את מתח התפוקה לכאורה של נוזלים ביולוגיים דביקים ודמויי ג'ל, וניתן להרחיב אותו לבדיקות הדבקה וקילוף לאפיון מלא של ההידבקות של חומרים דמויי ריר.

פרוטוקול זה סולל את הדרך לחקירה הידרודינמית של הזנת מסנן בחומרים דמויי ריר, יצירת מודלים אנליטיים וקידום טכנולוגיות סינון זרימה צולבת וממברנה.