방법 논문

콜로이드 프로브 Nanoscopy을 사용하여 입자 간 상호 작용의 양적 및 질적 시험

DOI:

10.3791/51874

⸱

2014년 7월 18일

 ,  ,  , 
1Faculty of Pharmacy, University of Sydney, 2Department of Nanobiomedical Science & BK21 PLUS NBM Global Research Center for Regenerative Medicine, Dankook University

이 논문에서

요약

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콜로이드 프로브 나노스코피는 다양한 분야에서 사용하여 콜로이드 시스템의 물리적 안정성과 응고 역학에 대한 통찰력을 얻고 생물학적 시스템을 사용하여 약물 발견 및 제형 과학을 지원할 수 있습니다. 에 설명된 방법은 이러한 시스템을 연구하기 위한 양적 및 질적 수단을 제공합니다.

초록

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Colloidal Probe Nanoscopy (CPN)는 원자력 현미경 (AFM)을 사용하여 특별히 준비된 콜로이드 프로브와 선택한 기판 사이의 나노 스케일 상호 작용 힘에 대한 연구로, 콜로이드 시스템 내에 존재하는 물리적 상호 작용에 대한 핵심 통찰력을 제공 할 수 있습니다. 콜로이드 시스템은 제약, 식품, 페인트, 종이, 토양 및 광물, 세제, 인쇄 등을 포함한 여러 응용 분야에 널리 존재합니다. 1-3 또한, 콜로이드는 에멀젼, 거품 및 현탁액과 같은 많은 상태로 존재할 수 있습니다. 콜로이드 프로브 나노스코피를 사용하면 접착 특성, 결합 에너지에 대한 주요 정보를 얻을 수 있으며 내부에 존재하는 콜로이드의 물리적 안정성 및 응고 역학에 대한 통찰력을 얻을 수도 있습니다. 또한 콜로이드 프로브 나노스코피는 생물학적 세포와 함께 사용하여 약물 발견 및 제형 개발을 지원할 수 있습니다. 이 논문에서는 콜로이드 프로브 나노스코피를 수행하는 방법을 설명하고, 측정 중에 고려해야 할 중요한 핵심 요소에 대해 논의하며, 이러한 측정에서 얻을 수 있는 정량적 및 정성적 데이터를 모두 보여줍니다.

서론

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원자 힘 현미경 (AFM)을 정량적 이미징을 가능하게하고 재료 표면의 프로빙 기술이다. 4-6 전통적, AFM은 표면 지형, 형태학 및 멀티 phasic 재료의 구조의 평가에 사용된다. AFM은 정량적으로 공기와 액체 매체 모두에서 특정 프로브와 기판 사이의 책임, 매력, 반발과 접착 힘으로 나노 크기의 상호 작용을 평가하는 기능을 가지고 있습니다. 7,8 원래 비닝, Quate에와 거버 9 용도로 개발 된 AFM 알려진 결정 / 감도와 샘플에 접근 및 / 또는 스캔 스프링 상수의 프로브. 인해 탐침과 시료 사이의 물리적 상호 작용, 캔틸레버가 접촉 또는 근접하는 동안 편향되며, 동작 모드에 따라, 이러한 편향은 탐침과 샘플 사이에 샘플 또는 계수의 힘의 지형을 취득 번역 될 수있다. AFM의 TECHNI에 대한 수정생각도, 콜로이드 프로브 nanoscopy로, (10)는 직접 그 콜로이드 시스템에있는 두 물질 사이의 나노 힘의 상호 작용을 평가하기 위해 과학자를 허용했다.

콜로이드 프로브 nanoscopy에서 선택의 구형 입자는 전통적인 원뿔과 피라미드 팁을 교체, 캔틸레버의 정점에 연결되어 있습니다. 구형 입자는 존슨, 켄달, 로버츠 (JKR) 11....

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프로토콜

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1. 콜로이드 프로브 및 AFM 기판을 준비

  1. 콜로이드 프로브를 준비하기 위해, 저자가 이전에 개발 된 방법을 사용합니다. 19
    1. 간단히, 45 ° (그림 1A)의 특정 각도로 tipless 캔틸레버를 부착하는 45 ° 각도 홀더를 사용합니다.
    2. 현미경 슬라이드 상에 에폭시를 얇게함으로써 번짐 에폭시 슬라이드를 준비한다. 현미경 슬라이드에 추가 에폭시의 층이 최소한의 높이가 있는지 확인하기 위해 깨끗한 주걱 또는 질소의 느린 스트림을 사용합니다.
    3. 맞춤 설계된 홀더 (그림 1B)를 사용하여 40 배 광학 줌 현미경 렌즈에 에폭시 슬라이드를 붙입니다. 이어서 에폭시 슬라이드 접근하고 캔틸레버에 에폭시의 소량을 취득하는 캔틸레버를 사용한다.
    4. 또한 캔틸레버 (그림 1C)의 정점이자의 단일 입자를 연결하는이 단계를 반복합니다.
  2. 콜로이드 파를 부착하여 AFM 기판을 준비열가소성 부착 접착제를 이용하여 커버 슬립의 AFM 상로 다칠.
    1. 120 ° C에 35mm 라운드 커버 슬립을 가열하고, 커버 슬립에 접착제의 작은 금액을 적용합니다. 높은 온도는 응용 프로그램....

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결과

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액체 콜로이드 시스템은 여러 가지 제약 약물 전달 시스템에 사용됩니다. 흡입 약물 전달, 일반적인 콜로이드 시스템은 정지 가압 정량 흡입기 (PMDI)입니다. PMDI 내에 존재하는 입자의 상호 작용 제제 ​​물리적 안정성, 저장 및 약물 전달의 균일 성에서 중요한 역할을한다. 이 논문에서는, 모델 추진체 (2H, 3H-퍼플 루오로 펜탄)에서 다공질 지질 계 입자 간의 입자 간 힘 (~ 2 ㎛의 광학 평균 입자 직경)의 기능 및 표시와 관련된 잠재적 인 오류를 전달하기 위해 RT에서 평가 하였다 절차.

도 3은이 대표 콜로이드 프로브 콜로이드 프로브 nanoscopy 사용될 수 지질 계 호흡 가능한 입자를 사용하여 제조를 나타낸다. 그것은 하나의 콜로이드 입자가 가장 두드러진 특징이고 첫 번째 포인트가 될 것이다되도록 캔틸레버의 꼭대기에 부착되는 것이 중요의 측정시에 문의하십시오. 이 측정의 상호 작용은 콜로이드 입자에 전적으로 기인 것을 보장한.......

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토론

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액 콜로이드 프로브 nanoscopy 동안 본 시스템 불안정의 여러 소스를 쉽게 적절한 평형 절차를 통해 완화 될 수 있습니다. 논의 된 바와 같이 불안정 이전 객관적으로 분석하기 더 어렵다 잘못된 결과 강제 곡선 초래한다. 불안정성의 모든 소스가 한 경향 및도 4에 도시 된 것과 유사한 그래프가 여전히 존재하는 경우, 다른 측정 파라미터는 이유가 될 수있다. 콜로이드 프로브 nanoscopy시 고려해야 할 중요한 다른 측정 파라미터가 캔틸레버가 결합하고 샘플로부터 후퇴되는 속도 및 힘 측정의 트리거 포인트를 포함한다. 또한,은 콜로이드 프로브의 중심의 위치가 기존의 AFM 팁과 다를 수 있다는 것을 주목해야한다. 따라서, 그것은 측정의 정확성을 극대화하기 위해 직접 프로빙 입자의 중심 위의 레이저 스폿의 위치를​​ 권장합니다.

나는T는 하나의 측정 및 액체 매질에 사용하기 적합 하나에 관심을 강제로 충분한 속도를 선택하는 것이 중요합니다. 단 .......

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공개 사항

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저자는 경쟁하는 금전적 이해관계가 없음을 선언합니다.

감사의 글

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저자는 인정 (1) Nanobiomedical 과학 & 단국대 학교의 재생 의료에 대한 BK21 PLUS NBM 글로벌 연구 센터 및학과에서 자금 지원 우선 순위에서 NRF, 대한민국, (재정 지원 연구 센터 프로그램 (제 2009-0093829) 2) 시설, 시드니 대학의 현미경과 미세 분석에 대한 호주 센터의 과학 및 기술 지원. HKC는 디스커버리 프로젝트 보​​조금 (DP0985367 & DP120102778)을 통해 금융 지원을위한 호주 연구위원회에 감사합니다. WCH 링키지 프로젝트 부여 (LP120200489, LP110200316)을 통해 금융 지원을위한 호주 연구위원회에 감사합니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
더블 버블 에폭시하드맨4004
Veeco 팁리스 프로브VeecoNP-O10 
다공성 입자Pearl Therapeutics
Atomic Force Microscope (MFP)Asylum MFP-3D
SPIP 스캐닝 프로브 이미지 프로세서 소프트웨어NanoScience  악기
35mm Coverslips망명504.003
TempfixTed Pella. Inc.16030
년

참고문헌

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  1. Sindel, U., Zimmermann, I. Measurement of interaction forces between individual powder particles using an atomic force microscope. Powder Technology. 117, 247-254 (2001).
  2. Ducker, W. A., Senden, T. J., Pashley, R. M. Direct measurement of colloid....

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재인쇄 및 허가

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