Name: 결합 표면의 접목 및 Postmodification 과정에 의한 빛의 응답 멤브레인의 제조 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-03-21T16:00:00.000+00:00
Duration: 12 min
Description: 배우세요 플라즈마 유도 중합을 이용한 광반응성 폴리머 멤브레인 제조 방법을. 표면 개질 및 포스트모디피케이션으로 카페인 투과성을 조절하고 재현 가능한 코팅 기술을 확립합니다.

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이 작품은 재정적으로 스위스 국립 과학 재단 (National Science Foundation) (- 스마트 재료 NRP 62)에 의해 지원되었다. 또한 B. Hanselmann, K. 켈, U. 쉬츠와 B Leuthold의 지원이 있습니다 인정했다.

1. 플라즈마 개시 중합 <ol><li> 단량체 용액의 준비. <ol><li> 200 ml의 물과 분액 깔때기에 헥산 (100 ㎖)로 3 회 세척; HEMA (0.718 몰 100 ml)에 녹이고. 염화나트륨으로 포화 수성 상을 디 에틸 에테르 (50ml)로 HEMA를 추출한다. 황산 마그네슘, 유기 상을 건조하고, 진공에서 용매 (100 밀리바, 40 ° C)를 제거합니다. 감압 증류 HEMA (15 밀리바, 99 ° C). </li><li> 섹션 1.1.1에서 생성 억제제없는 HEMA의 0.62 M의 메탄올 용액을 준비합니다. 한 구 플라스크에 상기 용액 30 ㎖를 넣고 1 시간 동안 용액을 통해 아르곤을 버블 링하여 산소를 제거한다. </li></ol></li><li> 표면에 의한 중합. <ol><li> 포지션 서로 옆 플라즈마 챔버로이 폴리 카보네이트 막 (도 2). 기체 상태를 가리키는 멤브레인의 반짝이는면을 넣습니다. </li><li> 아 플라즈마 챔버를 연결5 분 동안 고등학교의 진공 (20 밀리바). 진공 밸브를 닫고 아르곤과 산소 가스에 연결하고 15 SCCM 아르곤 2.5 sccm의 산소와 2 시간 동안이 혼합물을 실을 제거하는 다른 밸브를 엽니 다. </li><li> 플라즈마를 시작하고 (폴리 카보네이트 멤브레인 : 12 W) 원하는 전원에 전력을 감소하고, 플라즈마와 4 분의 세포막을 취급합니다. 대응하는 밸브를 개방하여 챔버로 단량체 용액을 연결한다. 플라즈마 전원을 끄고 챔버 대피. </li><li> 해당 밸브를 개방하여 챔버와 단량체 용액을 연결하고 챔버에 솔루션을 붓는다. 막은 단량체 용액으로 덮여 있는지 확인합니다. 아르곤에 연결된 밸브를 열고 20 ° C (에어컨 룸)에서 12 시간 동안 반응 혼합물을 저장합니다. </li><li> 단량체 용액을 제거합니다. 5 분간 초음파 욕조에서 메탄올로 세포막을 씻으십시오. 물 세척 절차를 반복합니다. </li><li> 에서 멤브레인 건조진공 2 시간 동안 분 자체에. </li></ol></li></ol> 2. 코팅 막의 Postmodification <ol><li> 급 - butylmetylether 및 디메틸 아미노 피리딘 (DMAP) (33 ㎎, 0.27 밀리몰), N, N-디시 클로 헥실 카르 보디이 미드 (DCC) (0.27 밀리몰 55 MG) 스피로 벤조 피란 하나의 용액 (도 1) (0.27 밀리몰 100 ㎎)을 준비 (TBME) (12 ㎖). </li><li> 둥근 바닥 플라스크에 보호 교반기 바 및 보호 그리드를 배치합니다. 플라스크를 건조 아르곤 플라스크 홍수. </li><li> 도막이어서 플라스크에 상기 용액을 붓는다. </li><li> 실온에서 12 시간 동안 온화하게 교반 하였다. </li><li> 솔루션을 제거하고 5 분간 초음파 욕조에 급 butylmetylether를 가진 막을 씻는다. 에탄올과 물로 세척 절차를 반복합니다. </li><li> 2 시간 동안 분 자체에 진공에서 막을 건조. </li></ol> 3. 표면 장력 측정 <ol><l난&gt; 금속 O-링의 표준 테이프로 막 수정. O-링과 접촉하지 막 표면의 일부에 nanopure 물 (3.3 μL)의 드롭 위치를 지정합니다. 멤브레인의 5 가지 지점에서 접촉각 (CA)를 측정한다. </li><li> 샘플의 장기간 안정성을 테스트하기 위해, 세 가지 다른 공 후의 막의 스폿, 1, 2, 3, 7, 14, 21 일에 접촉각을 측정한다. </li></ol> 4. 광 변색 막 투과성 시험 <ol><li> 물 프란츠 확산 셀 (12 ㎖)의 수용체 챔버를 입력합니다. </li><li> 프란츠 확산 셀 멤브레인을 고정합니다. 막 수용체 실의 물과의 접촉에 있는지 확인합니다. 수성 카페인 용액 (; 3.0 ㎖를 20 ㎜)와 기증자 실 (막 위에 챔버)를 입력합니다. 백색광으로 도너 챔버 (도 3)의 상부로부터 분리막을 조사. 수용체 세포에서 샘플 (200 μL)를 수집, FO200 ㎚의 공경 R 트랙 진 폴리 카보네이트 멤브레인은, 샘플마다 10 분을 모은다. </li><li> 4.2 단계에 설명 된대로 실험을 반복합니다. 하지만 전체 투과성 시험 중 UV 광 (366 nm의, 80 W / m 2)를 가진 막을 조사. </li><li> 수집 된 샘플의 카페인 농도의 결정. <ol><li> UV / 비스 분광계를 사용하여 (ML 0.05 ㎎ / 1.5 밀리미터 / L 사이의) 15 다른 카페인 농도 보정 곡선을 그린다. 293 nm에서 보정합니다. </li><li> 검량선을 사용하여 수집 된 각각의 샘플의 농도를 결정. </li><li> 대 결정 농도를 그린다. 수집 된 샘플의 시간. 점을 선형 적합을 확인하고 기울기 ΔC를 결정합니다. </li></ol></li></ol>

<ol><li>d'Agostino, R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3ad%27Agostino%2C+R+%22Basic+Approaches+to+Plasma+Production+and+Control%22">Basic Approaches to Plasma Production and Control</a>. , Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. (2008).</li>
<li>Liston, E. M., Martinu, L., Wertheimer, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasma+surface+modification+of+polymers+for+improved+adhesion%3A+a+critical+review%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Adh.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Plasma surface modification of polymers for improved adhesion: a critical review.</a> J. Adh. Sci. Technol. 7 (10), 1091-1127 (1993).</li>
<li>Siow, K. S., Britcher, L., Kumar, S., Griesser, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasma+Methods+for+the+Generation+of+Chemically+Reactive+Surfaces+for+Biomolecule+Immobilization+and+Cell+Colonization+-+A+Review.+Process%5BTitle%5D)+AND+%22Polymers%22%5BJournal%5D)">Plasma Methods for the Generation of Chemically Reactive Surfaces for Biomolecule Immobilization and Cell Colonization - A Review. Process.</a> Polymers. 3 (6-7), 392-418 (2006).</li>
<li>Hossain, M. M., Hegemann, D., Herrmann, A. S., Chabrecek, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contact+angle+determination+on+plasma-treated+poly%28ethylene+terephthalate%29+fabrics+and+foils%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Polymer+Sci%22%5BJournal%5D)">Contact angle determination on plasma-treated poly(ethylene terephthalate) fabrics and foils.</a> Appl. Polymer Sci. 102 (2), 1452-1458 (2006).</li>
<li>Guimond, S., Hanselmann, B., Amberg, M., Hegemann, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasma+functionalization+of+textiles%3A+Specifics+and+possibilities%5BTitle%5D)+AND+%22Pure+Appl.+Chem%22%5BJournal%5D)">Plasma functionalization of textiles: Specifics and possibilities.</a> Pure Appl. Chem. 82 (6), 1239-1245 (2010).</li>
<li>Lymberopoulos, D. P., Economou, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modeling+and+simulation+of+glow+discharge+plasma+reactors%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Vacuum+Sci.+Technol.+A+Vacuum+Surf.+Films%22%5BJournal%5D)">Modeling and simulation of glow discharge plasma reactors.</a> Journal of Vacuum Sci. Technol. A Vacuum Surf. Films. 12 (4), 1229-1236 (1994).</li>
<li>Hegemann, D., Brunner, H., Oehr, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasma+treatment+of+polymers+for+surface+and+adhesion+improvement%5BTitle%5D)+AND+%22Nuclear+Instr.+Methods+Phys.+Res.+B+Interact.+Atoms%22%5BJournal%5D)">Plasma treatment of polymers for surface and adhesion improvement.</a> Nuclear Instr. Methods Phys. Res. B Interact. Atoms. 208 (0), 281-286 (2003).</li>
<li>Øiseth, S. K., Krozer, A., Kasemo, B., Lausmaa, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+modification+of+spin-coated+high-density+polyethylene+films+by+argon+and+oxygen+glow+discharge+plasma+treatments%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Surf.+Sci%22%5BJournal%5D)">Surface modification of spin-coated high-density polyethylene films by argon and oxygen glow discharge plasma treatments.</a> Appl. Surf. Sci. 202 (1-2), 92-103 (2002).</li>
<li>Choi, W. -K., Koh, S. -K., Jung, H. -J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+chemical+reaction+between+polycarbonate+and+kilo-electron-volt+energy+Ar%5Bsup+%2B+%5D+ion+in+oxygen+environment%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vacuum+Sci.+Technol.+A+Vacuum+Surf.+Films%22%5BJournal%5D)">Surface chemical reaction between polycarbonate and kilo-electron-volt energy Ar[sup + ] ion in oxygen environment.</a> J. Vacuum Sci. Technol. A Vacuum Surf. Films. 14 (4), 2366-2371 (1996).</li>
<li>Kitova, S., Minchev, M., Danev, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((RF+plasma+treatment+of+polycarbonate+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Optoelectron.+Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">RF plasma treatment of polycarbonate substrates.</a> Optoelectron. Adv. Mater. 7 (5), 2607-2612 (2005).</li>
<li>Friedrich, J. F., Mix, R., Schulze, R. D., Meyer-Plath, A., Joshi, R., Wettmarshausen, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+plasma+techniques+for+polymer+surface+modification+with+monotype+functional+groups%5BTitle%5D)+AND+%22Plasma+Process.+Polymers%22%5BJournal%5D)">New plasma techniques for polymer surface modification with monotype functional groups.</a> Plasma Process. Polymers. 5 (5), 407-423 (2008).</li>
<li>Baumann, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tuning+the+resistance+of+polycarbonate+membranes+by+plasma-induced+graft+surface+modification%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Surf.+Sci%22%5BJournal%5D)">Tuning the resistance of polycarbonate membranes by plasma-induced graft surface modification.</a> Appl. Surf. Sci. 268, 450-457 (2013).</li>
<li>Hegemann, D., Hossain, M. M., Balazs, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanostructured+plasma+coatings+to+obtain+multifunctional+textile+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Prog.+Org.+Coatings%22%5BJournal%5D)">Nanostructured plasma coatings to obtain multifunctional textile surfaces.</a> Prog. Org. Coatings. 58 (2-3), 237-240 (2007).</li>
<li>Gengenbach, T., Vasic, Z., Li, S., Chatelier, R., Griesser, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contributions+of+restructuring+and+oxidation+to+the+aging+of+the+surface+of+plasma+polymers+containing+heteroatoms%5BTitle%5D)+AND+%22Plasmas+Polymers%22%5BJournal%5D)">Contributions of restructuring and oxidation to the aging of the surface of plasma polymers containing heteroatoms.</a> Plasmas Polymers. 2 (2), 91-114 (1997).</li>
<li>Gengenbach, T. R., Chatelier, R. C., Griesser, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+the+Ageing+of+Plasma-deposited+Polymer+Films%3A+Global+Analysis+of+X-ray+Photoelectron+Spectroscopy+Data%5BTitle%5D)+AND+%22Interface+Anal%22%5BJournal%5D)">Characterization of the Ageing of Plasma-deposited Polymer Films: Global Analysis of X-ray Photoelectron Spectroscopy Data.</a> Interface Anal. 24 (4), 271-281 (1996).</li>
<li>Hirotsu, T., Nakajima, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Water+ethanol+permseparation+by+pervaporation+throught+the+plasma+graft+copolymeric+membranes+of+acrylic+acid+and+acrylamide%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Polymer+Sci%22%5BJournal%5D)">Water ethanol permseparation by pervaporation throught the plasma graft copolymeric membranes of acrylic acid and acrylamide.</a> Appl. Polymer Sci. 36 (1), 177-189 (1988).</li>
<li>Baumann, L., de Courten, D., Wolf, M., Rossi, R. M., Scherer, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Light-Responsive+Caffeine+Transfer+through+Porous+Polycarbonate%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Mater.+Interf%22%5BJournal%5D)">Light-Responsive Caffeine Transfer through Porous Polycarbonate.</a> Appl. Mater. Interf. 5 (13), 5894-5897 (2013).</li>
<li>Minkin, V. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photo-%2C+thermo-%2C+solvato-%2C+and+electrochromic+spiroheterocyclic+compounds%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Photo-, thermo-, solvato-, and electrochromic spiroheterocyclic compounds.</a> Chem. Rev. 104 (5), 2751-2776 (2004).</li>
<li>Berkovic, G., Krongauz, V., Weiss, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spiropyrans+and+spirooxazines+for+memories+and+switches%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Spiropyrans and spirooxazines for memories and switches.</a> Chem. Rev. 100 (5), 1741-1753 (2000).</li>
<li>Vlassiouk, I., Park, C. -D., Vail, S. A., Gust, D., Smirnov, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Control+of+Nanopore+Wetting+by+a+Photochromic+Spiropyran%3A+A+Light-Controlled+Valve+and+Electrical+Switch%5BTitle%5D)+AND+%22Lett%22%5BJournal%5D)">Control of Nanopore Wetting by a Photochromic Spiropyran: A Light-Controlled Valve and Electrical Switch.</a> Lett. 6 (5), 1013-1017 (2006).</li>
<li>Baumann, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+light-responsive+porous+polycarbonate+membranes+for+controlled+caffeine+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Adv%22%5BJournal%5D)">Development of light-responsive porous polycarbonate membranes for controlled caffeine delivery.</a> RSC Adv. 3 (45), 23317-23326 (2013).</li>
<li>Nicoletta, F. P., Cupelli, D., Formoso, P., De Filpo, G., Colella, V., Gugliuzza, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Light+Responsive+Polymer+Membranes%3A+A+Review%5BTitle%5D)+AND+%22Membranes%22%5BJournal%5D)">Light Responsive Polymer Membranes: A Review.</a> Membranes. 2 (1), 134-197 (2012).</li>
</ol>

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플라즈마 공정은 이온화 된 아르곤에 의해 야기되는 퍼플 가스를 생성한다. 오렌지 컬러는 누출 원하지 않는 질소의 존재를 나타냅니다. 플라즈마 처리는 표면에 라디칼을 형성 할뿐만 아니라, 막 7,12 에칭하지 않는다. 너무 많으면 에칭 막의 투과성에 영향을 미칠 것이다 이는 상당히 세공 직경을 변경할 수있다. 표시 설정의 제어 된 반응 조건은 상기 플라즈마 - 개시 래프팅 공정의 재현성을 향상 할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고, 플라즈마 챔버에서 세포막의 정확한 위치는 여전히 인해 플라즈마의 불균일에 표면에 형성된 라디칼의 밀도에 영향을 미칠 수있다. 에지 속도도 적용 전원 및 정확한 가스 조성에 따라 달라집니다. 이러한 얇은 코팅의 특성으로 인해 상용 막의 비교적 거친 표면으로 사소하지 않다. 12,21 전에 설명한 바와 같이, 계층두께는, 엘립 소메 트리 및 XPS 실험을 이용하여 결정 하였다. 평평한 표면을 분석하기 위해, 폴리 카...

재료의 플라즈마 변경은 많은 산업 분야에서 중요한 과정이되고있다. 물질의 대량 속성을 변경하지 않고 표면과 표면의 작용의 청소 플라즈마 처리 표면 과학 1-8에 필수적인 프로세스했다. 고분자의 플라즈마 처리 homolytic 채권 분열을 초래. 이 고분자 재료의 테두리에 라디칼이 풍부한 표면의 형성에 이르게한다. 산소 분자를 포함하는 플라즈마를 이용하여 표면이 산소 풍부되어, 9-11, 따라서 더 친수성. 그러나, 표면의 친수성 시간 ​​12 이상 안정되지 않습니다. 장기간 안정성을 향상시키기 위해, 플라즈마 처리 된 표면은 화학적으로 13-15 후 또는 플라즈마 공정 중에 수정 될 수있다. 이러한 처리는 일반적으로 플라즈마 처리시 기체 상으로 반응성 모노머 종을 첨가함으로써 수행된다, 이러한 단량체는 중합고분자 표면의 생성 라디칼로부터. 화학적 처리는 휘발성 단량체로 수행되는 경우, 중합체는 그라프 플라즈마 수정 후에 일어날 갖는다. 라디칼은 표면 상에 형성 한 후 그 래프팅 제어를 수행하기 위해, 플라즈마 셋업은 제어 된 조건 하에서 12,16 용액 표면에서 플라즈마 - 개시 표면 - 유도 중합을 허용하는 기술된다. 프리젠 테이션은 트랙 양날의 고분자막 12,17의 수정에 초점을 맞추고 있습니다. 이러한 멤브레인의 표면 장력을 수정하여 투과 속도는 12을 변화시킬 수있다. 이 깨끗하고 빠른 프로세스는 고분자막의 벌크 특성을 변경하지 않고 전체 막 표면을 덮 매우 얇은 층 (&lt;5 nm 정도)의 생성을 허용한다. 인하여 플라즈마 공정 동안 테두리에, 트랙 진 멤브레인의 기공 직경은 약간 12 보강. 테두리 비율은 dependi입니다폴리머에 겨와는 선형 동작을. 반응성 관능기를 가진 단량체를 사용하는 경우, 그래프트 폴리머는 추가로 작용 화 될 수있다. 이는 카복실산 작용 스피로 피란와 PHEMA 그래프트 막의 postmodification에 의해 증명된다. UV-광을 조사 할 때 스피로 피란은 메로시 아닌 종으로 변환하는 것으로 알려져 있기 때문에이, 광 변색 표면 초래한다. 스피로 피란 형태는 가시 광선 메로시 아닌 형태 (그림 1) (18, 19)를 조사하여 다시 설정 될 수있다. 메로시 아닌 포름 스피로 피란 상태보다 더 극성이기 때문에, 피막의 표면 장력은 광 (20)로 트리거 될 수있다. 표면 장력의 변화는 수용액쪽으로 막의 투과성 저항에 영향을 미친다. 방법이 빛에 반응 세포막의 투과성 시험을 수행하는 셋업이 표시됩니다 및 투자율 저항의 중요한 변화 (I가 감소97 %로 N 투과성 저항)를 보여줍니다. 이러한 멤브레인은 약물 전달 설정에서 또는 스마트 센싱 시스템에 통합 될 수있다. <img alt="그림 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51680/51680fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51680/51680fig1.jpg" /> 스피로 벤조 피란 화합물 1의 그림 1. 광 이성화.

<table><tbody><tr><td>2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 97%</td><td>시그마-알드리치</td><td>128635</td><td></td></tr><tr><td>헥산 99%</td><td>바이오솔브</td><td></td><td></td></tr><tr><td>마그네슘 설페이트 (MgSO4, 무수)</td><td>시그마-알드리치</td><td>M7506</td><td></td></tr><tr><td>메탄올, 99%&nbsp;</td><td>시그마 Aldrich</td><td>14262</td>는 <td>분 자체</td></tr><tr><td>N, N-Dicylcohexylcarbodiimide, 99 %</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>D8002</td><td></td></tr><tr><td>디메틸 아미노 피리딘, 99 %</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>107700</td><td></td></tr><tr><td>Tert-butylmethylether, 98 %</td> <td>Fluka</td><td>306975</td><td></td></tr><tr><td>폴리 카보네이트 멤브레인</td><td>Whatman에</td><td></td> <td>건조되었습니다.나노포어 트랙 에칭(TE) (1.0 & m, 0.2 &mu; m, 0.1 &mu; m, 50nm, 30nm 및 15nm 공극 직경; 47 mm 또는 25 mm 멤브레인 직경)</td></tr><tr><td>카페인(시약 플러스)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C0750</td><td></td></tr><tr><td>Franz 확산 셀(12ml)</td><td>SES-Analysesysteme</td><td>6C010015</td><td>15mm unjacheted Franz Cell, 12ml 수용체 용량, 평평한 바닥, 투명 유리, 교반기 및 클램프</td></tr><tr><td>UV-Lamp</td><td></td><td></td><td>UV 조사(366 nm, 15 W/m2)</td></tr><tr><td>백색광 램프</td><td></td><td></td><td>백색광 조사 (500 W 전구)</td></tr> <tr><td>UV / Vis 분광 광도계</td><td>Varian 50Bio / 50MPR</td><td></td><td></td></tr><tr><td>폴리 에스테르 멤브레인</td><td>Sterlitech</td><td>PET0225100</td><td>폴리 에스테르 멤브레인 필터, 0.2 &mu; m 기공 직경, 25 mm</td></tr><tr><td>직경 폴리비닐리덴 플루오라이드 막</td><td>Millipore</td><td></td><td>PVDF 막 Durapore (0.22 &mu; m 기공 직경; 47 mm 멤브레인 직경)</td></tr><tr><td>아르곤 (99.9995%)</td><td>Alphagaz</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dressler Cesar RF 발전기</td><td></td><td></td><td>플라즈마 챔버 설정</td></tr><tr><td>MKS 다중 가스 컨트롤러 647C</td><td></td><td></td><td>플라즈마 챔버 설정</td></tr><tr><td>MKS 질량 유량 컨트롤러</td><td></td><td></td><td>플라즈마 챔버 설정</td></tr><tr><td>Vacuubrand RE 2.5 로터리 베인 진공 펌프</td><td></td><td></td><td>플라즈마 챔버 </td></tr><tr><td>접촉각 측정 장치</td><td>설정 Kr&uuml; SS</td><td>G10</td><td></td></tr><tr><td>저울</td><td>Mettler Toledo</td><td>AB204-S 및 Mettler ME30</td><td></td></tr></tbody></table>

결합 표면의 접목 및 postmodification 과정에 의한 빛의 응답 멤브레인의 제조

Preparation of Light-responsive Membranes by a Combined Surface Grafting and Postmodification Process

상용 가능한 트랙 진 고분자막의 표면 장력을 수정하기 위해, 표면 개시 중합 절차가 제시된다. 막 표면에서 중합은 2 - 히드 록시 에틸 메타 크릴 레이트 (HEMA)의 메탄올 성 용액으로 막 표면을 반응시켜 다음 멤브레인의 플라즈마 처리에 의해 유도된다. 특별한주의 전에 표면에 중합에 플라즈마 처리를위한 처리 파라미터에 관련된다. 예를 들어, 멤브레인의 다른 유형 (예를 들면 폴리 에스텔, 폴리 카보네이트 (polycarbonate), 폴리 불화 비닐 리덴)의 플라즈마 처리의 영향이 연구된다. 또한, 표면 그래프트 막 시간 의존 안정성 접촉각 측정에 의해 도시된다. 이런 방식으로 폴리 (2 - 히드 록시 에틸 메타 크릴 레이트) (PHEMA)를 이식 할 때, 표면은 또한 원하는 물질 카복실산 기능을 가진 중합체의 알코올 잔기의 에스테르 화에 의해 변형 될 수있다.이들 반응 따라서 막 표면의 기능화를 위해 사용될 수있다. 예를 들어, 멤브레인의 표면 장력은 변화 될 수 있거나 제시 광 응답 성 등의 원하는 기능이 삽입 될 수있다. 이것은 광 반응성 막에 이르게 카복실산 작용 스피로 벤조 피란 유닛 PHEMA 반응에 의해 증명된다. 용매의 선택은 postmodification 단계에서 중요한 역할을하고이 글에서 자세히 설명합니다. 그러한 기능화 막의 투과도 측정은 외부 광원 프란츠 셀을 사용하여 수행된다. UV 범위에 가시에서 광의 파장을 변화시킴으로써 수성 카페인 해법의 투자율의 변화가 관찰된다.

에칭 속도는 시간의 다른 기간 후에 막을 계량 선행 될 수있다. 도 4로부터 알 수있는 바와 같이, 에칭 율은 폴리 에스테르, 폴리 불화 비닐 리덴에 대한 다음과 폴리 카보네이트 질량 손실 대 에칭 시간 선형 상관의 기울기로부터 결정될 수 선형 에칭 율을, 세포막. 도 4에 도시 된 바와 같이, 폴리 카보네이트 멤브레인은 모든 세 개의 폴리머 막의 낮은 에칭 속도를 나타낸다. 에칭의 결과 중 하나는 구멍 직경 변화이다. 약 20 % 12,17 의한 플라즈마 처리 후에 증가 세공의 직경. 후속 중합체는 그라프 한편 1-4 NM (12)의 매우 얇은 폴리머 층에 기인 세공 직경에 상당한 영향을 미치지 않는다. 가장 중요한 것은, 전체 프로세스는 막의 공극 구조에 영향을주지 않는다. 전체 코팅 공정으로 간단 MEAS를 따라 할 수있다접촉각 uring. 일본어 폴리 카...

플라즈마 유도 중합 조작은 고분자막의 표면에 중합 개시에 기술된다. 광 변색 물질과 이식 고분자의 추가 postmodification는 빛에 반응 세포막의 투과성 측정을 수행하는 프로토콜을 제시한다.

결합 표면의 접목 및 Postmodification 과정에 의한 빛의 응답 멤브레인의 제조

In order to modify the surface tension of commercial available track-edged polymer membranes, a procedure of surface-initiated polymerization is ...

다음 실험의 전반적인 목표는 포토크로믹 분자로 표면을 변형하여 UV 또는 백색광 하에서 트랙 엣지 폴리머 막의 투과성을 변화시키는 것입니다. 이는 먼저 폴리머 막을 플라스마로 처리하여 표면에 라디칼을 유도함으로써 수행됩니다. 두 번째 단계는 메탄올 단량체 용액을 첨가하여 막 상에서 표면 개시 중합을 수행하는 것입니다.다음으로, 그라프트된 폴리머를 광변색 물질로 후속 수정합니다. 최종적으로, 빛 응답성 막의 투과도 측정을 통해 UV 광이 막을 통한 카페인 투과도를 어떻게 변화시키는지 보여줍니다. 플라스마 유도 중합의 주요 장점은 막 위에 공유 결합된 코팅을 재현 가능한 방식으로 쉽고 균일하게 생성할 수 있다는 점입니다.우리의 ADE 설정에서와 같이 시각적 시연은 매우 중요합니다. 막은 플라즈마 처리 및 불활성 조건 직후에 중합되도록 합니다. 이 방법은 표면의 신속한 코팅에 관한 주요 질문들에 대한 답을 찾는 데 도움이 되며, 표면에 공유 결합된 기능화를 구현합니다.우리는 플라스마 코팅 분야의 전문가들과 논의하던 중 처음으로 이 방법의 아이디어를 얻었습니다. 그전에는 스핀 코팅(spin coating) 및 딥 코팅(dip coating)과 같은 고전적인 코팅 방법들을 시도했으나 성공하지 못했습니다. 일반적으로 이 방법이 처음인 분들은 어려움을 겪을 수 있는데, 이는 플라스마 기능화가 조정 가능한 파라미터가 많아 복잡한 기술이기 때문입니다.시연은 학생이자 기술자인 Karin Dreher와 저희 그룹의 과학자인 Karin ler가 진행하겠습니다. 먼저 2-Hydroxyethyl methacrylate(HEMA) 100 milliliters를 물 200 milliliters에 녹입니다. 혼합물을 분별 깔때기로 옮긴 후, hexane 100 milliliters로 3회 세척하고 hexane 세척액을 제거합니다. 수층을 sodium chloride로 포화시킨 다음, butyl ether 50 milliliters를 사용하여 HEMA를 추출합니다.수층을 제거한 후, 유기층을 500 milliliter 둥근 바닥 플라스크로 옮기고 황산마그네슘으로 건조합니다. 여과 후, 용매를 감압 증류하여 제거합니다.완료되면 감압 하에 hema를 증류합니다. 단구 플라스크에 Hema 2.3 milliliters를 메탄올 27.7 milliliters에 첨가하여 억제제가 없는 Hema의 0.62 molar 메탄올 용액을 조제합니다. 플라스크를 셉텀으로 밀봉한 후, 용액에 Argonne를 1시간 동안 버블링하여 산소를 제거합니다.다음으로, 플라스마 챔버 내에 두 개의 폴리카보네이트 막을 서로 나란히 배치합니다. 각 막의 광택이 있는 면이 기상(gas phase)을 향하게 한 뒤, 플라스마 챔버를 고진공 상태로 5분 동안 연결합니다. 진공 밸브를 닫은 후, 아르곤 및 산소 가스와 연결된 밸브를 열어 15 SCCM의 아르곤과 2.5 SCCM의 산소 혼합 가스로 2시간 동안 챔버를 퍼지합니다.플라즈마를 생성하고 폴리카보네이트 멤브레인에 맞게 출력을 12 watts로 낮춥니다. 그런 다음 멤브레인을 플라즈마로 4분 동안 처리한 후, 먼저 가스 혼합물에 연결된 밸브를 닫고 이어서 오일 펌프에 연결된 밸브를 닫아 플라즈마를 끄고 챔버를 진공 상태로 만듭니다. 다음 단계에서는 단량체 용액을 챔버에 연결합니다.해당 밸브를 열어 단량체 용액과 챔버를 연결하고, 용액을 챔버에 붓습니다. 막이 단량체 용액으로 완전히 덮였는지 확인한 후, 아르곤 가스와 연결된 밸브를 열고 반응 혼합물을 실온에서 12시간 동안 보관합니다. 단량체 용액을 제거한 후, 초음파 세척기에서 100 milliliters의 메탄올로 막을 5분 동안 세척합니다.완료되면 100 milliliters의 물로 세척 과정을 반복하십시오. 그 후, 분자체(molecular sieves) 위에서 membrane을 진공 상태로 2시간 동안 건조시키고, 100 milligrams의 Spiro benzoin compound 1, 55 milligrams의 nn cylo heyl carbo diamine, 그리고 33 milligrams의 four dimethyl am pyridine을 12 milliliters의 turt butyl methyl ether에 녹이십시오. 다음으로, 라운드 바텀 플라스크에 마그네틱 바와 보호 그리드를 넣으십시오.플라스크를 캡으로 닫고 아르곤 가스로 충전한 후 건조시킵니다. 스피로 벤조 피란 용액을 플라스크에 붓고, 이어서 코팅된 막을 넣습니다. 그런 다음 실온에서 혼합물을 12시간 동안 부드럽게 교반합니다.이어서, 플라스크에서 막을 꺼내어 초음파 세척기에서 50 milliliters의 turt beetle, methyl ether로 5분 동안 세척합니다. 에탄올과 물을 각각 100 milliliters씩 사용하여 세척 과정을 반복한 후, vao 내의 molecular thieves 위에서 2시간 동안 막을 건조합니다. 이때, 막을 거친 천 위에 놓습니다.멤브레인 표면에 나노 순수를 한 방울 떨어뜨립니다. 그런 다음, 샘플의 장기 안정성을 테스트하기 위해 멤브레인의 서로 다른 다섯 지점에서 접촉각을 측정합니다. 0, 1, 2, 3, 7, 14, 21일 후에 멤브레인의 서로 다른 세 지점에서 접촉각을 측정합니다.다음으로, Franz 확산 셀의 수용기 챔버에 물 12 milliliters를 채웁니다. 막이 수용기 챔버의 물과 접촉하도록 Franz 확산 셀에 막을 고정합니다. 공여자 챔버 또는 막 위의 챔버에 20 millimolar 수성 카페인 용액 3.0 milliliters를 채웁니다.공여자 챔버 상단에서 백색광을 이용하여 막에 조사합니다. 조사가 완료되면 수용기 셀에서 200 µL의 샘플을 수집합니다. 앞서 설명한 대로 실험을 반복하되, 투과성 테스트 전 과정 동안 막에 366 nm, 80 W/m²의 UV 광선을 조사합니다.수집된 시료의 카페인 농도를 결정하기 위해, UV-vis 분광광도계를 사용하여 0.05 millimolar per liter에서 1.5 millimolar per liter 사이의 15가지 서로 다른 카페인 농도로 검량선을 작성하십시오. 그 다음, 작성된 검량선을 이용하여 수집된 각 시료의 농도를 결정하십시오. 이후 결정된 농도를 수집 시료의 시간에 따라 도식화하십시오.데이터 포인트들을 통해 선형 회귀를 수행하고 기울기로부터 delta C를 결정합니다. 여기에서 볼 수 있듯이, 폴리에스테르, 폴리비닐, aine, 불소 및 폴리카보네이트 막의 에지 속도는 선형적이며, 이는 ET 시간 대비 질량 손실의 선형 상관관계 기울기로부터 결정할 수 있습니다. 폴리카보네이트 막은 세 가지 폴리머 막 중에서 가장 낮은 에지 속도를 나타냅니다.플라스마 유도 중합을 통해 다공성 폴리카보네이트 막에 poly hema를 코팅하면 물방울의 접촉각이 변합니다. 코팅되지 않은 막과 공극 직경이 0.2 µm 및 1 µm인 poly hema 그라프트 막 사이의 접촉각 차이가 여기에 제시되어 있습니다. poly hema가 코팅된 폴리카보네이트 막의 접촉각은 시간이 지나도 변하지 않으며, 이는 코팅이 장기적으로 안정적임을 나타냅니다.Spiro benzo pyran 화합물 1로 사후 수식을 진행하면 접촉각이 100도로 증가합니다. 하지만 Spiro benzo pyran은 UV 광 조사에 의해 더 극성인 marrow cyanide 종으로 전환될 수 있으며, 이러한 변환은 막 표면의 접촉각을 90도로 감소시킵니다. 막의 투과성은 friend's diffusion cell을 사용하여 측정합니다.백색광을 막에 조사하면 투과도 변화 저항이 97% 감소하며, 이는 막의 광 반응성이 존재함을 입증합니다. 이 기술을 숙달하고 적절히 수행한다면 수 시간 내에 완료할 수 있습니다. 이 절차를 통해 온도 또는 pH 반응성 코팅과 같은 다른 기능화를 표면에 구현할 수 있습니다. 이 영상을 시청하고 나면 플라스마 유도 광 반응성 코팅을 제작하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다.빛 응답성 막은 UI 및 백색광에서의 색 전환이나 착색 상태의 퇴색 속도와 같은 광학적 특성을 탐구하기에 흥미로운 시스템입니다. 중합 단계 동안 막의 투과성을 제어하기 위해서는 내부 분위기 내에서 작업하는 것이 중요합니다. 고전압 전극을 사용하는 작업은 매우 위험할 수 있으므로, 이 절차를 수행하는 동안 사용자와 플라스마 챔버 사이에 보호 차폐막을 설치하는 등의 예방 조치를 항상 취해야 함을 잊지 마십시오.

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Research

연구

JoVE Journal

Bioengineering

생명공학

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마이크로 광 및 전기 방사의 조합은 각막 재생을위한 틈새를 장착 멤브레인을 생산하는

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실란 코팅 나노다공성 구조를 기반으로 한 미끄러운 표면을 위한 광유도 패터닝 및 그래프트

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