$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Tutte le procedure che coinvolgono campioni di animali sono state esaminate e approvate dal comitato di revisione etica degli animali appropriato.
- Indentazione dell'impatto
- Calibrare il nanoindentatore strumentato e regolare le impostazioni predefinite per consentire esperimenti di impatto dinamico su tessuti cerebrali idratati secondo le istruzioni del produttore.
- Montare una sonda sferica facendola scorrere sul pendolo con una pinzetta.
- Incollare un campione di quarzo fuso sul perno del campione, che viene avvitato nel tavolino traslazionale.
- Vai al menu Calibrazione e seleziona "Cella liquida". Seguire le istruzioni del software per entrare in contatto con il campione di quarzo fuso.
- Selezionare "Normale" per il tipo di penetratore e utilizzare il valore predefinito di 0,05 mN per il carico del penetratore. Fare clic su "Continua" per eseguire la calibrazione per la configurazione normale del penetratore.
- Spostare indietro il tavolino di campionamento di almeno 5 mm. Montare il braccio di leva, che consente di abbassare la sonda nella cella liquida, e ripetere la calibrazione della cella liquida nella nuova configurazione selezionando "Cella liquida" per il tipo di penetratore. Fare clic su "Continua" per ottenere il fattore di calibrazione della cella liquida.
- Attiva l'opzione del software Liquid Cell andando al menu Esperimento e selezionando "Opzioni speciali". Utilizzare il valore di calibrazione più recente.
- Aumentare la spaziatura della piastra del condensatore, in quanto ciò porterà a una maggiore profondità massima misurabile, necessaria quando si testano materiali altamente conformi.
- Nel menu Sistema, selezionare "Impostazioni non protette" e "Parametri macchina" per modificare la velocità di carico del test del pendolo, la velocità di carico zero e l'offset della rampa di standby rispettivamente a 0,5 mN/sec, 0,1 mN/sec e 3 V.
- Con una chiave, ruotare i tre dadi che controllano la spaziatura della piastra del condensatore in senso orario con piccoli incrementi.
- Dopo ogni giro completo in senso orario, selezionare "Regolazione della scatola del ponte" nel menu Manutenzione e ottenere un buon test del pendolo, che richiederà lo spostamento del contrappeso lontano dal pendolo.
- Ripetere i passaggi 1.1.7.2-1.1.7.3 fino a quando la calibrazione approssimativa della profondità non legge un valore di 70.000 nm/V o superiore.
- Posizionare un nuovo finecorsa nella parte inferiore del pendolo che può essere acceso e spento tramite un alimentatore. Ritrarre il finecorsa originale che si trova dietro il pendolo per rimuovere una potenziale ostruzione del movimento del pendolo e consentire velocità di impatto più elevate e profondità di penetrazione più elevate in campioni conformi.
- Lasciare che l'armadio raggiunga l'equilibrio termico (richiede circa 1 ora).
- Mentre l'armadio è in equilibrio, tornare al menu Sistema e selezionare "Impostazioni non protette" e "Parametri macchina". Impostare la velocità di contatto della calibrazione della profondità (dcal) su 1 μm/sec, la velocità del contatto di indentazione primaria su 3 μm/sec e la velocità di contatto del carico ultra-basso su 1 μm/sec.
- Nel menu Calibrazione, eseguire una calibrazione della profondità standard in questa nuova configurazione.
- Accendere l'alimentazione del solenoide e impostarla su 10 V. Vai al menu Esperimento e seleziona "Impatto" e "Regola spostamento impulso". Seguire le istruzioni del software (istruzioni automatiche) per calibrare la distanza di oscillazione del pendolo.
- Montare il tessuto cerebrale del topo nella cellula liquida.
- Dopo aver raccolto l'intero cervello, conservarlo immediatamente in un mezzo nutritivo indipendente dal CO2 per il tessuto neurale adulto su ghiaccio.
- Quando l'impostazione dell'indentazione dell'impatto è completamente completa, trasferire con cura il cervello in una capsula di Petri insieme a un mezzo indipendente da CO2. Taglia il cervello in sezioni spesse 6 mm con superfici piatte su entrambi i lati.
- Far aderire il tessuto affettato al perno del campione in alluminio con un sottile strato di adesivo cianoacrilato.
- Far scorrere la cella liquida sul secondo O-ring sul perno del campione e riempire la cella liquida con 5 ml di terreno indipendente da CO2 per immergere completamente il tessuto. Questo perno campione viene quindi montato con cura sullo stadio traslazionale all'interno del nanopenetratore strumentato.
- Misurare la risposta all'impatto del tessuto cerebrale.
- Se necessario, rimuovere la sonda sferica e sostituirla con la sonda di interesse senza rimuovere il braccio di leva.
- Nel menu Sistema, selezionare "Impostazioni non protette" e "Parametri macchina". Modificare la velocità del contatto di impatto primario a 5 μm/sec.
- Con il bagno di campionamento basso (direzione -z) e lontano dal pendolo (+direzione x), spostarsi nella direzione -x fino a quando la punta del braccio di leva non è posizionata correttamente sopra il bagno. Muoversi nella direzione +z fino a quando la punta non è completamente immersa nel bagno e davanti al campione.
- Utilizzando la finestra di controllo dello stadio di campionamento, stabilire un contatto con cautela e quindi allontanare lo stadio dalla superficie del campione di circa 30 μm.
- Nel menu Esperimento, fare clic su "Impatto" per impostare un esperimento di impatto. Scegli un carico impulsivo specifico che si riferisca direttamente alla velocità di impatto risultante in base alla calibrazione della distanza di oscillazione. Esegui l'esperimento pianificato.
- Quando il pendolo oscilla all'indietro e la superficie del campione continua a muoversi verso il piano di misurazione, spegnere l'interruttore di finecorsa inferiore.
- Osservare come il pendolo oscilla in avanti per colpire il campione. Lo spostamento della sonda in funzione del tempo verrà registrato dal software.
- Quando viene visualizzata la finestra del tavolino xyz, riattivare l'interruttore di finecorsa.
- Ripetere i passaggi 3.4-3.8 per testare tutti i carichi e le posizioni diverse necessarie.
- Analizza lo spostamento acquisito rispetto alla risposta temporale del pendolo utilizzando script MATLAB personalizzati per determinare la profondità di penetrazione massima xmax, la capacità di dissipazione di energia K e il fattore di qualità della dissipazione Q.
- Vai al menu Analisi ed esporta i dati in un file di testo.
- Prendi la derivata temporale del profilo di spostamento per ottenere la velocità in funzione del tempo. Imposta lo spostamento zero come punto di contatto xo1.
NOTA: La velocità d'impatto vin è la velocità massima immediatamente prima del contatto. xmax corrisponde alla deformazione alla quale la velocità della sonda diminuisce per la prima volta a zero. xo2, che è equivalente a xr, è la posizione richiesta per riprendere il contatto con il campione deformato nel ciclo successivo. Velocità di rimbalzo vout è la velocità allo spostamento xr. - Definisci K (senza unità) come l'energia dissipata dal campione normalizzata dalla somma delle energie del campione recuperate e dissipate durante il primo ciclo di impatto. Calcola K in base alle proprietà intrinseche del pendolo (come la rigidezza rotazionale e il coefficiente di smorzamento), xo1, xmax, xr, vin e vout.
- Poiché lo spostamento può essere descritto come un moto oscillatorio armonico smorzato, adattare una funzione di decadimento esponenziale ai massimi della curva di spostamento rispetto al tempo.
- Calcola Q (senza unità) π moltiplicato per il numero di cicli necessari affinché l'ampiezza dell'oscillazione diminuisca di un fattore di e. Un valore più alto di Q significa un tasso di dissipazione di energia più basso.