Indagare singola molecola di adesione da Atomic Spectroscopy Forza

L'obiettivo generale di questa procedura è quello di accoppiare un singolo polimero a una punta a sbalzo A FM per eseguire più volte quattro esperimenti spettroscopici di desorbimento superficiale con una delle stesse molecole. Ciò si ottiene attivando prima il plasma sulla superficie della punta per formare gruppi ossidrilici come secondo passaggio. La punta a sbalzo è amminizzata siloizzata da una soluzione di test verso l'alto, che forma gruppi amminici sulla superficie della punta.

Il terzo passo consiste nell'accoppiare le molecole di polietilenglicole ai gruppi amminici. Prevengono interazioni non specifiche tra la punta e il substrato e fungono da molecole linker per i polimeri. Infine, i polimeri vengono coniugati alle molecole di polietilenglicole per formare una sonda.

Le misurazioni suggeriscono che questa procedura rende effettivamente possibile l'utilizzo di una stessa sonda di forza polimerica per un set sperimentale completo, o allo stesso modo, molte centinaia di curve di distanza della forza. I principali vantaggi degli esperimenti su singole molecole rispetto ai metodi d'insieme sono che possono essere studiate conferme rare e stati poco frequenti, che altrimenti sarebbero nascosti nella media d'insieme. A causa delle loro piccole dimensioni, questi esperimenti possono essere direttamente paragonati alle simulazioni di dinamica molecolare.

Il primo passo consiste nell'attaccare in modo covalente le molecole della sonda alla punta del cantilever. Inizia con nitruro di silicio fresco. Chip a sbalzo, impiegano chip con una costante elastica da 10 a 100 pico newton per nanometro.

Usa le pinzette per posizionarli su un vetrino pulito o su una capsula di Petri. Quindi, metti il vetrino con i chip in una camera al plasma da 100 watt dopo aver evacuato la camera e averla lavata con ossigeno azionato a 0,25 millibar e 20 watt per 15 minuti. Nelle fasi successive, utilizzare una cappa per evitare l'inalazione di vapori organici durante la lavorazione al plasma.

Preparare la siloizzazione amminica dei cantilever in una capsula di Petri di vetro, posta 2,5 millilitri di soluzione per l'up test. Inoltre, riparare un recipiente contenente acetone. Recuperare i cantilever subito dopo il completamento della lavorazione al plasma.

Procedere all'immersione di ogni cantilever nell'acetone per un secondo, quindi posizionarlo nella soluzione Optus. Incubare i cantilever per 15 minuti a temperatura ambiente prima di procedere. Durante l'incubazione dei cantilever, iniziare la preparazione per la pegilazione in modo da ridurre al minimo gli effetti dell'acqua e dell'aria sui componenti.

Iniziare con tubi di eph precedentemente preparati, uno contenente m peg, NHS e l'altro colorante. NHS Peg. Determinare il peso del contenuto di ciascun tubo.

Successivamente, lavorare con il tubo contenente EG NHS e prepararsi ad aggiungere il cloroformio. Versare il cloroformio per ottenere una concentrazione finale di 25 millimolari e una soluzione sufficiente a coprire i cantilever nei passaggi successivi. Posizionare il tubo su un miscelatore a vortice per assicurarsi che la polvere si dissolva.

Metti da parte il tubo con l'EG NHS per lavorare con la dieta. Peg del NHS. Aggiungere un cloroformio per raggiungere una concentrazione finale di 0,25 millimolari.

Utilizzare un miscelatore a vortice per assicurarsi che la polvere si sia sciolta. Quindi, mescola le soluzioni per regolare il rapporto tra il peg NHS della dieta e le molecole NHS del peg metilico. Questo rapporto è in genere di uno a 500.

Procuratevi una piccola pirofila di vetro con coperchio per limitare l'evaporazione e riempitela con il composto come i cantilever. Terminare l'incubazione. Nella soluzione di test APT, avere due contenitori con circa 10 millilitri di acetone e uno con cloroformio pronti per il risciacquo.

Immergere ciascuno di essi nell'acetone due volte e una volta nel cloroformio e metterli nella soluzione di polietilenglicole. Coprite il piatto e tenete i cantilever nella soluzione. Per un'ora, prepararsi per l'accoppiamento covalente di una molecola di sonda, in questo caso poliamminoacido politirosina.

Iniziare con il volume di un idrossido di sodio molare sciogliere in questo, la molecola della sonda a una concentrazione di un milligrammo per millilitro. Per la poli-D tirosina, scambiare l'idrossido di sodio con un foro di sodio da otto a 8,5 pH. Otto tamponi immediatamente prima della funzionalizzazione.

Quando i cantilever completano la loro incubazione in soluzione di polietilenglicole, preparare tre contenitori per il risciacquo e un contenitore del foro di politirosina. La soluzione a otto tamponi per il risciacquo è di cinque millilitri di cloroformio, cinque millilitri di etanolo, cinque millilitri del tampone del foro. Utilizzare circa 300 microlitri della soluzione tampone del foro della politirosina.

Recupera i cantilever e immergili prima nel cloroformio, poi nell'etanolo e infine nel tampone otto. Prima di metterli nella politirosina borare otto soluzione tampone. Lascia che i trucioli a sbalzo incubino per un'ora dopo un'ora di prontezza, circa cinque millilitri di tampone di bate in un contenitore e cinque millilitri di acqua ultrapura in un altro per risciacquare i cantilever hanno anche 20 millilitri di acqua ultrapura per conservarli.

Prendi i cantilever e immergili nel tampone Boite, seguito da acqua ultrapura per il risciacquo. Quindi immergerlo in acqua ultrapura per la conservazione. I cantilever possono ora essere utilizzati per l'acquisizione dei dati.

Una volta che la punta FM A è stata funzionalizzata e una superficie è stata preparata e montata, iniziare i passaggi per l'acquisizione dei dati FM. Per prima cosa posizionare il cantilever funzionalizzato in un supporto a sbalzo A FM adatto per la misurazione di liquidi. Quindi, collegare il supporto del cantilever alla testa A FM.

Procedere versando acqua nella cella del fluido per immergere il cantilever e la superficie. Quindi abbassare la testina A FM sulla cella liquida. Lasciare equilibrare il sistema per almeno mezz'ora.

Dopo l'equilibratura. Posizionare il cantilever lontano dalla superficie, quindi registrare spettri di rumore termico Sono necessari 10 o più spettri per ottenere un rapporto segnale/rumore sufficiente per escludere gli effetti di smorzamento della superficie. Quindi, avvicinarsi con cautela alla superficie per effettuare una misurazione della sensibilità della leva ottica inversa.

Ciò comporta la spinta della punta a sbalzo contro una superficie dura per registrare la forza rispetto alla distanza di corsa del pizo. Misurare la pendenza durante il contatto e capovolgerla per determinare la sensibilità della leva ottica inversa. Prossimo lavoro, la sensibilità della leva ottica inversa e gli spettri del rumore termico Determinare la costante elastica del cantilever adattando un oscillatore armonico allo spettro del rumore termico.

Ora imposta i parametri appropriati per la raccolta dei dati. Registrare numerose curve di distanza forzata per ogni condizione sperimentale al termine della raccolta dei dati. Determinare nuovamente la sensibilità e la costante della molla, per verificare la consistenza e la stabilità del sistema.

Questo esempio di una traccia di distanza forzata in rosso proviene dalla retrazione della politirosina da un'acqua impura monostrato autoassemblata di metile. La caduta a zero di un singolo passo indica il distacco di una singola molecola. L'adattamento sigmoidale è mostrato in nero.

La lunghezza del plateau estratto e la forza del plateau sono indicate con frecce. La velocità di retrazione dell'estensione del cantilever era di 0,5 micron al secondo e il tempo di permanenza sulla superficie era di un secondo. Diversi ambienti liquidi per la misurazione hanno causato cambiamenti nella forza di plateau estratta.

Questi istogrammi riflettono la forza di plateau estratta per le misurazioni in acqua pura e per le misurazioni in acqua. Miscele di etanolo sono state registrate almeno 300 tracce di forza e distanza per ogni soluzione con una nello stesso singolo polimero. Qui sono mostrati istogrammi analoghi per la lunghezza del plateau estratto per miscele di etanolo in acqua pura e in acqua.

L'aggiunta di etanolo indebolisce l'interazione idrofobica tra la politirosina e la superficie, portando a una minore forza di plateau e a una diminuzione della lunghezza del plateau. Questo è riassunto in questa tavola della lunghezza del plateau di picco rispetto alla forza del plateau di picco. Una volta padroneggiato, il protocollo di funzionalizzazione può essere eseguito in circa quattro ore dopo lo sviluppo.

Questa tecnica ha permesso ai ricercatori nel campo della fisica e della chimica di esplorare l'adesione dell'infrazione dei polimeri alle interfacce.