מיקרוטנסיומטר למיקרוסקופיה קונפוקלית הדמיה של ממשקים דינמיים

השיטה משלבת מיקרוסקופ קונפוקלי עם מיקרו-טנסיומטר לחץ נימי ויוצרת כלי רב עוצמה בו ניתן להשתמש כדי לחקור ממשקי נוזל עקומים ברזולוציה מרחבית וזמנית גבוהה. טכניקה זו יכולה לבחון יחסי מבנה ותפקוד עבור חומרים פעילים על פני השטח על ידי מדידות סימולטניות של תכונות פני השטח ותמונות קונפוקליות של מורפולוגיות פני השטח בממשקים מעוקלים מאוד. אנו משערים שתוצרי דלקת מעכבים פעילי שטח של הריאות וגורמים לבעיות נשימה הקשורות לתסמונת מצוקה נשימתית מדויקת.

דלת זו יכולה לחקור את תכונות פעילי השטח של הריאות ואת המורפולוגיה ואת יציבות הריאות הנתונות לחומרים כאלה. כדי להתחיל, הרכיבו את תא ה-CPM על ידי הנחת הצד הגדול של הנימי בחלק העליון של התא עד שהוא דוחף אותו לחלק התחתון של התא. הדקו בעדינות את מחבר השיא כדי לאבטח את הנימים ולאחר מכן חברו את הצינור מהמשאבה המיקרופלואידית לצד הגדול של הנימי.

לפי הצורך חבר את מאגר החלפת הממסים או אמבט בקרת הטמפרטורה לכניסות ולשקעים המתאימים בתא CPM. אחרת, חבר את הכניסות והשקעים שאינם בשימוש. חברו את תא ה-CPM לשלב המיקרוסקופ הקונפוקלי תוך יישורו הגס עם מטרת ה-CFM, מצלמת CPM ומקור האור CPM.

פתח את זרימת הגז למשאבה המיקרופלואידית בלחץ ההפעלה המומלץ של המשאבה וודא שהזרימה לנימים פתוחה. התחל להפעיל את הממשק הווירטואלי CPM המגדיר את הלחץ הבסיסי ל- 25 מיליבר ועובר למצב בקרת לחץ. לאחר מכן מלא את תא ה- CPM במים באמצעות פיפטה.

התמקדו בקצה הנימי באמצעות מצלמת המיקרו-טנסיומטר וסדרו את הטבעת כך שתחפוף את הבועה. הביאו את מטרת הטבילה של המיקרוסקופ הקונפוקלי במגע עם הנוזל בתא והתמקדו בבועה באמצעות המיקרוסקופ הקונפוקלי. לחץ על איפוס בועה וודא כי בועה חדשה נוצרת.

אם הבועה אינה מתפוצצת, הגדל את לחץ האיפוס או הגדל את זמן השהיית האיפוס בכרטיסיה איפוס הבועה שמתחת לחלון הצפייה. מוציאים את המים דרך המזרק הישיר לתא מרוקנים אותם ומחברים אותם מחדש. מלא את התא בדגימה הרצויה.

שימוש בפיפטה אוטומטית השומרת על תוכנת CPM במצב בקרת לחץ, ומבטיחה כי מתח הפנים הראשוני הוא סביב 73 מילי ניוטון למטר כאשר נוצר ממשק בועות חדש. לאחר קביעת הרדיוס של הבועה החדשה שנוצרה קלט את הערך הזה לתוך פקד אזור האמצע ושנה את סוג הבקרה לבקרת אזור על ידי לחיצה על הכרטיסייה בקרת אזור. התחל להקליט את הסרטון הקונפוקלי, ואז לחץ על איפוס הבועה ומיד לחץ על איסוף נתונים.

התאם את קצב הקלטת הנתונים בהתאם לזמן הקליטה הכולל של הדגימה על ידי החלקת הסרגל. לאחר סיום הניסוי. שמור את הקובץ על ידי בחירת נתיב הקובץ הנכון ולחיצה על כפתור השמירה.

עצור ושמור את ההקלטה גם ב- CFM. הזן את אחוז התנודות ואת תדירות התנודה הרצויים של ערך הבסיס ובחר את הכרטיסייה המתאימה על-ידי קביעה אם תנודה תהיה תנודת לחץ, תנודת שטח או תנודת עקמומיות. התחל להקליט את הסרטון הקונפוקלי ולחץ על איסוף נתונים בתוכנת CPM.

בחר קצב רכישת נתונים כדי לספק מספר מספיק של נקודות נתונים לכל מחזור תנודה. אם רוצים משרעת תנודות או תדרים אחרים, שנה את הערכים במהלך הניסוי ושמור את התוצאות. ראשית, הכנס את צינור הכניסה של המשאבה הפריסטלטית לבקבוק של תמיסת החליפין הרצויה והכנס את צינור היציאה למיכל הפסולת.

התחל להקליט את הסרטון בתוכנת confocal ולאחר מכן לחץ על איסוף נתונים בתוכנת CPM. לאחר מכן, הגדר את מהירות המשאבה הפריסטלטית. אם יש צורך להחליף מספר נוזלים, עצור את המשאבה הפריסטלטית וחבר את הכניסה לתמיסת החלפה אחרת.

לאחר סיום ההחלפה שמור את התוצאות כפי שהודגם קודם לכן. תוצאות מיקרוטנסיומטר לספיגת לחץ קבועה הראו כי שטח הפנים של הבועה גדל באופן משמעותי לאורך המחקר ומוביל לספיגה איטית בהרבה מזו של שטח הפנים הקבוע. במהלך תהליך הספיגה, האות הפלואורסצנטי מהממשק התחיל נמוך וגדל ככל שפעילי שטח נספגים לממשק.

אם פעילי השטח יוצרים תחומים על פני השטח ניתן לראות תחומים אלה נוצרים וגדלים. בעת ביצוע מחקר תנודה התנודה היא רק סינוסואיד אמיתי עבור הפרמטר הנשלט. כפי שמוצג כאן עבור מחקר מבוקר שטח פנים זה חשוב בעת חישוב מודולוס הרחבת פני השטח כמו תנודה באזור חייב להיות סינוסואידלי.

נתוני מתח הפנים והשטח שנאספו ממחקר תנודות שימשו לחישוב ישיר של מודולוס ההתרחבות הבין-פאזי של שכבת פעילי השטח. כאשר מתנדנדים שכבת מונו של ליפידים פוספו, ניתן לראות את התנועה של התחומים המעבים של הנוזל השחור לאורך כל הפאזה המורחבת של הנוזל הצבעוני הרציף. התחומים המובהקים בממשק התארגנו מחדש לרשת הסתעפות שגדלה כדי לכסות את הממשק כאשר התנודות התרחשו על הבועה המעוקלת.

זה מאושש על ידי שינוי בו זמנית במתח הפנים ובמודולוס הרחבת פני השטח. במהלך מחקר חילופי ממסים עבור מונולאייר פעילי שטח ריאה עם תמיסת חיץ ולאחר מכן פתרון לאסו PC המורפולוגיה של התחומים השתנתה באופן דרסטי עם התרחשות ההחלפה. חשוב לעקוב ויזואלית אחר התנודה וההצמדה של הבועה כדי לוודא שהנימים מרובעים והבועה שומרת על צורתה הכדורית.

בנוסף לממשקי אוויר-מים, ניתן לחקור גם ממשקי שמן-מים כדי לקבוע יציבות ותכונות של תחליבים. טכניקה זו מציעה גישה של שינויים בודדים לבניית יחסי תכונות מבנה של ממשקי עקומה. היא מאפשרת חקירה חדשה של גורמים השולטים במורפולוגיה הבין-גזעית שנחקרה בעבר רק בממשקים שטוחים.