動的界面の共焦点顕微鏡可視化のためのマイクロテンシオメータ

この方法は、共焦点顕微鏡と毛細管圧マイクロテンシオメーターを組み合わせて、高い空間分解能と時間分解能で曲線流体界面を研究するために使用できる強力なツールを作成します。この技術は、表面特性の同時測定と高湾曲界面の表面形態の共焦点画像を同時に行うことにより、表面活性材料の構造と機能の関係を調べることができます。炎症の産物が肺サーファクタントを抑制し、呼吸障害を引き起こすと仮定します 正確な呼吸窮迫症候群に関連する。

このドアは、そのような材料にさらされた肺サーファクタントの特性および形態および肺の安定性を調べることができる。まず、キャピラリーの大きな側をセルの下側に押し込むまでセルの上部に配置して、CPMセルを組み立てます。ピークコネクタをゆっくりと締めてキャピラリーを固定し、マイクロ流体ポンプからキャピラリーの大きな側にチューブを取り付けます。

必要に応じて、溶媒交換リザーバーおよび/または温度制御バスをCPMセル上のそれぞれの入口および出口に取り付ける。それ以外の場合は、未使用の入口と出口を塞いでください。CPMセルを共焦点顕微鏡ステージに取り付け、CFM対物レンズ、CPMカメラ、CPM光源とほぼ位置合わせします。

ポンプの推奨動作圧力でマイクロ流体ポンプへのガス流を開き、キャピラリーへの流れが開いていることを確認します。CPM仮想インターフェイスの実行を開始し、ベースライン圧力を25ミリバールに設定し、圧力制御モードに切り替えます。次に、ピペットを使用してCPMセルに水を入れます。

マイクロテンシオメーターカメラを使用して毛細管先端に焦点を合わせ、気泡と重なるようにアヌを配置します。共焦点顕微鏡の液浸対物レンズを細胞内の流体と接触させ、共焦点顕微鏡を使用して気泡に焦点を合わせます。[バブルのリセット]をクリックして、新しいバブルが形成されていることを確認します。

バブルが飛び出さない場合は、表示ウィンドウの下のバブルリセットタブでリセット圧力を上げるか、リセット遅延時間を増やします。セルシリンジに直接水を取り出し、空にして再度取り付けます。セルに目的のサンプルを充填します。

オートクレーブピペットを使用してCPMソフトウェアを圧力制御モードに保ち、新しい気泡界面が作成されたときに初期表面張力が約73ミリニュートン/メートルであることを確認します。新しく形成された気泡の半径を決定したら、その値を中心線エリアコントロールに入力し、[エリアコントロール]タブをクリックしてコントロールタイプをエリアコントロールに変更します。共焦点ビデオの録画を開始し、[バブルのリセット]をクリックして、すぐに[データの収集]をクリックします。

バーをスライドさせて、サンプルの総吸収時間に応じてデータ記録速度を調整します。実験終了後。正しいファイルパスを選択し、保存ボタンをクリックしてファイルを保存します。

記録を停止して CFM にも保存します。目的のベースライン値の振動率と発振周波数を入力し、発振を圧力振動、エリア振動、曲率振動のいずれにするかを決定して、適切なタブを選択します。共焦点ビデオの録画を開始し、CPMソフトウェアで[データの収集]をクリックします。

各発振サイクルに適切な数のデータポイントを与えるために、データ集録レートを選択します。他の振動振幅または周波数が必要な場合は、実験中に値を変更し、結果を保存します。まず、蠕動ポンプの入口チューブを目的の交換溶液のボトルに挿入し、出口チューブを廃棄物容器に挿入します。

共焦点ソフトウェアでビデオの録画を開始し、CPMソフトウェアで[データの収集]をクリックします。次に、蠕動ポンプ速度を設定します。複数の流体を交換する必要がある場合は、蠕動ポンプを停止し、入口を別の交換溶液に接続します。

交換が完了したら、前に示したように結果を保存します。一定の圧力吸収に関するマイクロテンシオメーターの結果は、気泡の表面積が研究全体を通して大幅に増加し、一定の表面積の場合よりもはるかに遅い吸収をもたらすことを示しました。吸収プロセス中、界面からの蛍光シグナルは低く始まり、界面活性剤が界面に吸収するにつれて増加しました。

界面活性剤が表面ドメインを形成する場合、これらのドメインは形成および成長を観察することができる。振動スタディを実行する場合、振動は制御されているパラメータに対してのみ真正弦波です。表面積制御スタディでここに示すように、面積の振動は正弦波でなければならないため、表面拡張係数を計算するときにこれが重要です。

振動研究から収集された表面張力と面積のデータを使用して、界面活性剤層の界面拡張弾性率を直接計算しました。リン酸化脂質単層を振動させると、連続着色液膨張相全体にわたって黒色液体凝縮ドメインの動きが観察できる。界面上の異なるドメインは、湾曲したバブル上で振動が起こるにつれて界面をカバーするように成長する分岐ネットワークに再編成されました。

これは、表面張力と表面拡張弾性率の同時変化によって裏付けられています。緩衝溶液となげなわPC溶液を用いた肺サーファクタント単層の溶媒交換研究中に、交換が行われるにつれてドメインの形態が大幅に変化しました。気泡の振動とピン留めを視覚的に追跡して、毛細管が正方形であり、気泡がその球形を維持していることを確認することが重要です。

空気-水界面に加えて、油-水界面も研究して、エマルジョンの安定性と特性を決定することができます。この手法は、カーブインタフェースの構造プロパティ関係を構築するための単一の変更アプローチを提供します。これにより、以前はフラットインターフェースでのみ研究されていた異人種間の形態を支配する要因の新しい調査が可能になります。