실버 잉어, 하이포팔미치티스 몰리트리스의 길 레이크머 점액의 매크로-리로지 특성화

이 프로토콜의 중요성은 특히 매우 적은 양의 샘플만 사용할 수 있는 경우 점액과 같은 비뉴턴 생물학적 유체의 정확한 유변학적 특성화를 가능하게 한다는 것입니다. 이 기술은 아가미 갈퀴 점액과 같은 복잡한 구조의 생물학적 유체의 겉보기 항복 응력 및 점탄성의 특성화를 용이하게 합니다. 이 방법을 사용하면 아가미 갈퀴 점액의 항복 응력 추정을 가능하게 하고 인간, 동물 및 식물 분비물과 같은 유사한 생물학적 유체의 유변학적 특성화 및 프로토콜 개발을 용이하게 합니다.

Kartik Bulusu와 함께 절차를 시연하는 것은 우리 연구실의 대학원생인 Samantha Racan이 될 것입니다. 100밀리리터당 100밀리그램 농도의 어류 점액 용액을 약 2밀리리터 분량으로 준비하려면 탈이온수를 1-2 비율로 두 번 첨가하여 400밀리리터 농도 2밀리리터를 연속 희석합니다. 용액이 적절하게 균질화되고 점액 미립자 응집이 완화될 때까지 점액 용액이 담긴 바이알을 셰이커에 놓습니다.

레오미터를 보정하려면 레오미터 기기 제어 소프트웨어를 시작하고 보정 및 기기 탭을 선택합니다. calibration(보정) 및 calibrate(보정)를 클릭하여 보정 값이 서로 10% 이내인지 확인하고 accept(수락)를 클릭합니다. 레오미터 상단의 샤프트를 돌려 원뿔 각도 형상을 설치합니다.

이 소프트웨어는 40mm 직경, 1도, 0분, 11초 원뿔 각도 형상을 감지합니다. 레오미터 형상 보정을 수행하려면 inertia(관성)에서 calibration(보정)을 클릭하고 calibrate(보정)를 클릭합니다. 수락을 클릭하여 보정을 수락합니다.

friction(마찰)에서 calibration(보정)을 클릭하고 calibrate(보정)를 클릭합니다. 수락을 클릭하여 보정을 수락합니다. 형상 관성 및 마찰 교정 값은 적절한 단위로 기록되어야 합니다.

제로 갭 초기화를 수행하려면 options in gap을 클릭하십시오. 팝업 창에서 축력을 1뉴턴으로 설정하고 확인을 클릭한 다음 제로 갭 아이콘을 클릭합니다. 초기화는 형상이 받는 축력이 펠티에 플레이트에 닿을 때 1뉴턴보다 크거나 같아질 때 완료됩니다.

레오미터 간격이 0이 되어 참조 위치가 정확하도록 하려면 위쪽 및 아래쪽 화살표를 사용하여 형상을 임의의 높이로 올립니다. 레오미터 기기의 제어 화면과 레오미터 기기 제어 소프트웨어의 제어판에는 모두 간격 높이가 표시됩니다. 유변학적 실험과 관심 점액의 선형 점탄성 범위를 수행하려면 약 300마이크로리터의 생선 점액 용액을 1ml 피펫 팁에 로드하고 용액을 펠티에 플레이트에 로드합니다.

go to trim gap 아이콘을 눌러 형상을 펠티에 플레이트로 내립니다. 피펫을 사용하여 모터에 작은 각속도를 적용하면서 과도한 점액을 제거하고 토크 값이 최소에 도달할 때까지 정지를 클릭하고 아이콘을 적용합니다. 진동 진폭 실험을 수행하려면 실험 탭의 절차 메뉴에서 진동과 진폭을 설정하고 온도를 섭씨 22도로 설정합니다.

담금 시간을 120초로 설정하고 온도를 확인하십시오. 주파수를 1헤르츠로, 토크를 10에서 10, 000마이크로뉴턴 미터로, 10년당 포인트를 10으로 설정합니다. 그런 다음 중복 단계 삽입 아이콘을 클릭합니다.

진폭을 주파수로 변경합니다. 온도를 섭씨 22도로 설정하고 담금 시간을 0초로 설정합니다. 변형률 퍼센트를 1로 설정합니다.

로그 스윕 메뉴에서 주파수를 20-1헤르츠로 설정하고 10년당 포인트를 10으로 설정합니다. 흐름 스윕 절차를 설정하려면 중복 단계 삽입 아이콘을 클릭한 다음 진동을 흐름으로 변경하고 스윕을 선택하여 온도를 섭씨 22도로 설정하고 담금 시간을 0초로 설정합니다. 전단 속도를 1에서 10, 초당 000으로 설정하고 10년당 포인트를 10으로 설정하고 정상 상태 감지 상자를 선택합니다.

go to geometry gap 아이콘을 눌러 형상을 특정 형상에 따라 사전 설정된 적절한 간격으로 낮추고 기기 소프트웨어에서 시작을 클릭하여 원뿔 형상의 움직임을 관찰합니다. 저장 계수의 손실을 보고하는 실시간 플롯은 온도 담금 시간에 도달한 후 메인 창의 레오미터에 의해 생성됩니다. 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하여 그래프 변수 탭을 선택하고 플롯의 x축을 진동 변형률 백분율로 설정하여 관심 있는 데이터를 봅니다.

각 주파수 데이터를 보려면 주파수 스윕을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 새 그래프로 보내기를 선택합니다. 겉보기 점도 대 전단 응력 데이터를 실시간으로 보려면 흐름 스윕을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 새 그래프로 보내기를 선택한 다음, 실험 절차와 결과가 모두 포함된 파일을 실험이 종료될 때 레오미터 기기 제어 소프트웨어의 기본 파일 형식으로 저장합니다. 그래픽 해석을 위해 점액 유변학 데이터를 스프레드시트로 내보내고 다양한 전단 변형률 및 손실 계수, 저장 탄성률 및 다양한 진동 응력에 대한 위상각에 대한 겉보기 점도에 대한 추가 코드를 실행하여 결과 그래프를 생성합니다.

동적 진동 진폭 데이터에서 관찰된 바와 같이, 밀리리터당 200밀리그램 농도의 저장 탄성률이 감소하고 응력 범위 내에서 손실 탄성률을 넘었습니다. 이 농도에 대한 위상각 데이터는 항복 응력의 전이 영역이 있는 점탄성 액체로의 꾸준한 전이를 보여주었습니다. 밀리리터당 400밀리그램 농도에 대한 탄성률 데이터는 약 0.27파스칼의 겉보기 항복 응력에서 발생하는 저장 탄성률과 손실 탄성률 사이의 교차점과 함께 항복 현상을 보여주었습니다.

밀리리터당 400밀리그램 농도에 대한 위상각 데이터는 약 0.27파스칼에서 교차점을 가진 점탄성 액체로의 급격한 전이를 보여주었습니다. 정상 전단 속도 데이터에서 관찰된 바와 같이, 밀리리터당 100밀리그램 농도는 강조된 기기 제한 영역, 무시할 수 있는 평평한 영역 및 뉴턴 유체와 같은 거동을 벗어난 매우 일정한 점도를 나타냈습니다. 밀리리터당 200밀리그램 농도는 전단 속도가 증가하고 뚜렷한 평평한 영역에서 항복하는 경향을 보이는 비뉴턴 거동을 보여주었습니다.

밀리리터당 400밀리그램의 농도는 아가미 레이커 점액 조성에 가장 가까우며, 약 0.27파스칼에서 산출한 후 점액의 상태가 젤 모양에서 전단 희석액으로 뚜렷하게 변하는 것을 나타냅니다. 프로토콜 원고에 요약된 바와 같이, 동적 스윕을 실행하기 전에 아가미 레이커 점액의 선형 점탄성 영역 내에서 진동 변형률 백분율 값을 결정하는 것이 중요합니다. 당사의 프로토콜은 끈적끈적하고 젤과 같은 생물학적 유체의 명백한 항복 응력을 확인하는 데 사용할 수 있으며, 점액 유사 물질의 접착력에 대한 완전한 특성화를 위한 태크 및 박리 테스트로 확장될 수 있습니다.

이 프로토콜은 점액과 같은 물질을 사용한 필터 공급에 대한 유체역학적 조사, 분석 모델 생성, 교차 흐름 및 멤브레인 여과 기술의 발전을 위한 길을 열어줍니다.