Microtensiometro per microscopia confocale Visualizzazione di interfacce dinamiche

Il metodo combina un microscopio confocale con un microtensiometro a pressione capillare creando un potente strumento che può essere utilizzato per studiare le interfacce fluide curve ad alta risoluzione spaziale e temporale. Questa tecnica può esaminare le relazioni di struttura e funzione per i materiali tensioattivi effettuando misurazioni simultanee delle proprietà superficiali e delle immagini confocali delle morfologie superficiali su interfacce altamente curve. Ipotizziamo che i prodotti dell'infiammazione inibiscano il tensioattivo polmonare causando problemi respiratori associati alla sindrome da distress respiratorio accurato.

Questa porta può studiare le proprietà e la morfologia dei tensioattivi polmonari e la stabilità polmonare sottoposti a tali materiali. Per iniziare, assemblare la cella CPM posizionando il lato grande del capillare nella parte superiore della cella fino a quando non spinge attraverso la parte inferiore della cella. Stringere delicatamente il connettore di picco per fissare il capillare e quindi collegare il tubo dalla pompa microfluidica al lato grande del capillare.

Se necessario, collegare il serbatoio di scambio del solvente e/o il bagno di controllo della temperatura ai rispettivi ingressi e uscite sulla cella CPM. In caso contrario, collegare gli ingressi e le uscite inutilizzati. Collegare la cella CPM allo stadio del microscopio confocale allineandola approssimativamente con l'obiettivo CFM, la fotocamera CPM e la sorgente luminosa CPM.

Aprire il flusso di gas alla pompa microfluidica alla pressione di esercizio consigliata della pompa e assicurarsi che il flusso al capillare sia aperto. Avviare l'esecuzione dell'interfaccia virtuale CPM impostando la pressione di base su 25 millibar e passando alla modalità di controllo della pressione. Quindi riempire la cella CPM con acqua usando una pipetta.

Concentrati sulla punta capillare usando la fotocamera micro tensiometrica e disponi l'annus in modo che si sovrapponga alla bolla. Portare l'obiettivo di immersione del microscopio confocale a contatto con il fluido nella cellula e concentrarsi sulla bolla usando il microscopio confocale. Fai clic su ripristina bolla e assicurati che si formi una nuova bolla.

Se la bolla non si apre, aumentare la pressione di ripristino o aumentare il tempo di ritardo di ripristino nella scheda di ripristino della bolla sotto la finestra di visualizzazione. Estrarre l'acqua tramite la siringa diretta alla cellula, svuotarla e riattaccarla. Riempire la cella con il campione desiderato.

Utilizzando una pipetta autoclavata mantenendo il software CPM in modalità di controllo della pressione, assicurando che la tensione superficiale iniziale sia di circa 73 milli Newton per metro quando viene creata una nuova interfaccia a bolle. Dopo aver determinato il raggio della bolla appena formata, immettere tale valore nel controllo dell'area dell'asse di mezzeria e modificare il tipo di controllo in controllo dell'area facendo clic sulla scheda Controllo area. Inizia a registrare il video confocale, quindi fai clic su ripristina bolla e fai immediatamente clic su raccogli dati.

Regolare la velocità di registrazione dei dati in base al tempo di assorbimento totale del campione facendo scorrere la barra. Dopo la fine dell'esperimento. Salvare il file scegliendo il percorso corretto del file e facendo clic sul pulsante Salva.

Fermati e salva anche la registrazione sul CFM. Immettere il valore di base desiderato percentuale di oscillazione e frequenza di oscillazione e selezionare la scheda appropriata decidendo se l'oscillazione sarà un'oscillazione di pressione, un'oscillazione di area o un'oscillazione di curvatura. Inizia a registrare il video confocale e fai clic su raccogli dati sul software CPM.

Scegli una velocità di acquisizione dati per fornire un numero adeguato di punti dati a ciascun ciclo di oscillazione. Se si desiderano altre ampiezze o frequenze di oscillazione, modificare i valori durante l'esperimento e salvare i risultati. Innanzitutto, inserire il tubo di ingresso della pompa peristaltica nella bottiglia della soluzione di scambio desiderata e inserire il tubo di uscita nel contenitore dei rifiuti.

Inizia a registrare il video nel software confocale, quindi fai clic su raccogli dati sul software CPM. Quindi, impostare la velocità della pompa peristaltica. Se è necessario sostituire più fluidi, arrestare la pompa peristaltica e collegare l'ingresso a un'altra soluzione di scambio.

Al termine dello scambio, salvare i risultati come illustrato in precedenza. I risultati del microtensiometro per un assorbimento costante della pressione hanno dimostrato che l'area superficiale della bolla aumenta significativamente durante lo studio e porta ad un assorbimento molto più lento rispetto al caso dell'area superficiale costante. Durante il processo di assorbimento, il segnale fluorescente proveniente dall'interfaccia è iniziato basso e aumentato man mano che il tensioattivo viene assorbito dall'interfaccia.

Se il tensioattivo forma domini superficiali, questi domini possono essere osservati formarsi e crescere. Quando si esegue uno studio di oscillazione, l'oscillazione è veramente sinusoide solo per il parametro che viene controllato. Come mostrato qui per uno studio controllato dell'area superficiale, questo è importante quando si calcola il modulo dilativo della superficie poiché l'oscillazione nell'area deve essere sinusoidale.

I dati di tensione superficiale e area raccolti da uno studio di oscillazione sono stati utilizzati per calcolare direttamente il modulo dilativo interfacciale dello strato tensioattivo. Quando si oscilla un monostrato lipidico fosfo, il movimento dei domini condensati liquidi neri può essere osservato durante la fase continua di espansione del liquido colorato. I domini distinti sull'interfaccia si riorganizzarono in una rete ramificata che crebbe fino a coprire l'interfaccia mentre le oscillazioni avvenivano sulla bolla curva.

Ciò è corroborato da un cambiamento simultaneo della tensione superficiale e del modulo dilatatorio superficiale. Durante uno studio di scambio di solventi per un monostrato di tensioattivo polmonare con soluzione tampone e poi soluzione di lazo PC, la morfologia dei domini è cambiata drasticamente man mano che lo scambio ha avuto luogo. È importante seguire visivamente l'oscillazione e il bloccaggio della bolla per assicurarsi che il capillare sia quadrato e che la bolla mantenga la sua forma sferica.

Oltre alle interfacce aria-acqua, è possibile studiare anche le interfacce olio-acqua per determinare la stabilità e le proprietà delle emulsioni. Questa tecnica offre un unico approccio di modifica alla costruzione delle relazioni tra proprietà struttura delle interfacce delle curve. Permette una nuova esplorazione dei fattori che governano la morfologia interrazziale precedentemente studiata solo su interfacce piatte.