Name: Moleculaire Verstrengeling en Electrospinnability van Biopolymeren (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-09-03T15:45:00.000+00:00
Duration: 7 min 59 s
Description: Leer de elektrospinbaarheid van biopolymeren zoals zetmeel en pullulan evalueren met reologische methoden. Dit protocol helpt onderzoekers de relatie tussen viscositeit en vezelforming in kaart te brengen.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dit werk wordt gedeeltelijk gefinancierd door de USDA Nationaal Instituut voor Voeding en Landbouw, National Competitive Grants Program, National Research Initiative Program 71,1 boekjaar 2007 als Grant No 2007-35503-18392 en National Institutes of Health, Instituut voor Allergie en Infectieziekten , R33AI94514-03.

1 Spinning Dope Voorbereiding <ol><li> Bereid een reeks biopolymeer concentratie te onderzoeken (0,1% tot 30%, w / v) en zeker vochtgehalte van het biopolymeer poeder in deze berekeningen verhelpen. Voor elke concentratie, wegen de biopolymeer (zetmeel of pullulan) poeder in een 50 ml reageerbuis. Voeg waterige dimethylsulfoxide (DMSO) oplossing en een roerstaafje. </li><li> Plaats de buis in kokend water onder voortdurend roeren op een magneetroerder kookplaat. </li><li> Na ongeveer 1 uur, zet vuur en laat de dispersie afkoelen tot kamertemperatuur. De dispersie is dan klaar voor reologische testen en elektrospinproces. </li></ol> 2 Steady Shear Rheology <ol><li> Verwarm de reometer en de weg geëffend temperatuur op 20 ° C. Kalibreer de kloof tussen de probe (25 mm kegel gebruikt) en de trap (plaat). </li><li> Load 0,41 ml van het biopolymeer dispersie op het midden van het podium en laat de probe om de positi stellenop (0,053 mm speling voor 25 mm conus). Zorg ervoor dat de spreiding gelijkmatig verspreidt in de kloof. </li><li> Voer de reologische test met de volgende experimentele parameters: sweep: log, initiële snelheid: 100 sec -1, uiteindelijke tarief: 0.1 sec -1, punten per decennium: 10, vertraging voordat maatregel: 5 sec, meten tijd: 10 sec, en aanwijzingen per maatregel: twee (zowel met de klok mee en tegen de klok in). </li><li> Analyseer reologische gegevens in te schatten geschikte dispersie concentraties voor electospinning proeven. <ol><li> Plot schijnbare afschuifsnelheid viscositeit tegen afschuifsnelheid als functie van polymeerconcentraties. Voor elke stroomsnelheid curve, bij benadering nul shear viscositeit, η 0, door de feitelijke of geëxtrapoleerde waarden (bijvoorbeeld bij lage concentraties waar de lage afschuifsnelheid gegevens onbetrouwbaar zijn) voor de schijnbare viscositeit bij 0,1 sec - 1. </li><li> Bereken specifieke viscositeit: η sp = (η 0 - η s)/ Η s, waarbij η s is de viscositeit van het oplosmiddel. </li><li> Plot specifieke viscositeit als functie van de concentratie. Identificeer semidilute unentangled en verstrikt regimes. De semidilute unentangled regime begint vanaf de lage concentratie einde met een kleine helling, en de semidilute verstrikt regime heeft een grotere helling na de unentangled regime. Fit power-law regressiemodellen in beide regimes. De vermogenswaarden zijn de pistes (afhankelijkheid van de concentratie) in semidilute unentangled en verstrengelde regimes op een log-log plot. Het snijpunt van de twee lijnen bevatten de verstrengeling concentratie c e. </li></ol></li></ol> 3 Electrospinning parametervariatie <ol><li> Monteer het electrospinning opstelling als weergegeven in figuur 1. Plaats de spuit met dispersie van geschikte samenstelling, bijvoorbeeld 15% (w / v) zetmeel of pullulan in 100% DMSO, op de spuitpomp. Klem de hoge spanning draad (ponerenive) om de naald. Sluit het coagulatiebad die zuiver ethanol grond door onderdompeling van de aarddraad (negatief) in het bad. Gebruik een lab uitgang met de afstand tussen de naald en coagulatiebad passen. Dompel een metalen gaas in het bad om de vezel mat verzamelen na electospinning. </li><li> Spin het biopolymeer in de volgende parameterbereiken: aanzet 0,1-0,4 ml / uur, spinning afstand van 5 tot 10 cm, en de spanning van 0 tot 15 kV. <ol><li> Begin met een draaiende afstand van 5 cm. Voor de eerste voeding (0,1 ml / uur), het opvoeren van de spanning langzaam op van 0 V. Let op de vorm van de dispersie geëxtrudeerd bij de naaldtip en noteer wanneer de druipende dispersie wordt versneld en dan langwerpig. </li><li> Let op de spanning waarbij een kleine straal geïnitieerd vanuit de onderstaande oppervlak vermelding electrospinnability van de oplossing. Noteer de spanning waarbij een continue jet initieert, indien aanwezig. </li><li> Onderzoeken het complete assortiment voor elk van de drie parameters en note succesvolle spinomstandigheden. Verzamel de vezels wanneer er een continue straal van de punt. </li></ol></li><li> Na een paar minuten van het verzamelen, spoel de vezel mat met pure ethanol. Leg de vezel mat in een exsiccator met droogmiddel onder vacuüm. </li><li> Herhaal dit voor elke biopolymeerconcentratie voor volledige karakterisering. </li></ol><img alt="Figuur 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51933/51933fig1highres.jpg" width="500" /> Figuur 1 Schematische weergave van de elektro-nat-spinning setup. Is het biopolymeer dispersie geëxtrudeerd uit een injectiepomp. Een hoog voltage DC voeding zorgt voor een hoge spanning aan de stompe naald en het terrein van het coagulatiebad. Het polymeer jet van de naald verplaatst zich via een rechte weg en dan ontwikkelt een snelle opzwepende pad (aka zweepslagen instabiliteit). 4 Morfologische karakterisatie<ol><li> Knip een stuk gedroogde vezel mat en immobiliseren het op een SEM stub met behulp van koolstof tape. </li><li> Laad het monster stomp in de SEM instrument en beelden te verkrijgen voor analyse. </li></ol>

<ol><li>Greiner, A., Wendorff, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+self-assembled+nanofibers+by+electrospinning%5BTitle%5D)+AND+%22Self-aseembled+nanomaterials%22%5BJournal%5D)">Functional self-assembled nanofibers by electrospinning.</a> Self-aseembled nanomaterials. 1, 107-171 (2008).</li>
<li>Ramakrishna, S., Fujihara, K., Teo, W. E., Lim, T. C., Ma, Z. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRamakrishna%2C+S+%22An+Introduction+to+Electrospinning+and+Nanofibers%22">An Introduction to Electrospinning and Nanofibers</a>. , World Scientific. Singapore. (2005).</li>
<li>Klossner, R. R., Queen, H. A., Coughlin, A. J., Krause, W. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Correlation+of+Chitosan%E2%80%99s+Rheological+Properties+and+Its+Ability+to+Electrospin%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Correlation of Chitosan’s Rheological Properties and Its Ability to Electrospin.</a> Biomacromolecules. 9 (10), 2947-2953 (2008).</li>
<li>McKee, M. G., Wilkes, G. L., Colby, R. H., Long, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Correlations+of+Solution+Rheology+with+Electrospun+Fiber+Formation+of+Linear+and+Branched+Polyesters%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Correlations of Solution Rheology with Electrospun Fiber Formation of Linear and Branched Polyesters.</a> Macromolecules. 37 (5), 1760-1767 (2004).</li>
<li>McKee, M. G., Hunley, M. T., Layman, J. M., Long, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solution+rheological+behavior+and+electrospinning+of+cationic+polyelectrolytes%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Solution rheological behavior and electrospinning of cationic polyelectrolytes.</a> Macromolecules. 39 (2), 575-583 (2006).</li>
<li>Kong, L., Ziegler, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+pure+starch+fibers+by+electrospinning%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Hydrocolloids%22%5BJournal%5D)">Fabrication of pure starch fibers by electrospinning.</a> Food Hydrocolloids. 36, 20-25 (2014).</li>
<li>Singh, R. S., Saini, G. K., Kennedy, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pullulan%3A+microbial+sources%2C+production+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Carbohydrate+Polymers%22%5BJournal%5D)">Pullulan: microbial sources, production and applications.</a> Carbohydrate Polymers. 73 (4), 515-531 (2008).</li>
<li>Leathers, T. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biotechnological+production+and+applications+of+pullulan%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Microbiology+and+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Biotechnological production and applications of pullulan.</a> Applied Microbiology and Biotechnology. 62 (5), 468-473 (2003).</li>
<li>Karim, M. R., Lee, H. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+and+characterization+of+electrospun+pullulan%2Fmontmorillonite+nanofiber+mats+in+aqueous+solution%5BTitle%5D)+AND+%22Carbohydrate+Polymers%22%5BJournal%5D)">Preparation and characterization of electrospun pullulan/montmorillonite nanofiber mats in aqueous solution.</a> Carbohydrate Polymers. 78 (2), 336-342 (2009).</li>
<li>Stijnman, A. C., Bodnar, I., Hans Tromp, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrospinning+of+food-grade+polysaccharides%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Hydrocolloids%22%5BJournal%5D)">Electrospinning of food-grade polysaccharides.</a> Food Hydrocolloids. 25 (5), 1393-1398 (2011).</li>
<li>Kong, L., Ziegler, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+molecular+entanglements+in+starch+fiber+formation+by+electrospinning%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Role of molecular entanglements in starch fiber formation by electrospinning.</a> Biomacromolecules. 13 (8), 2247-2253 (2012).</li>
<li>Kong, L., Ziegler, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rheological+aspects+in+fabricating+pullulan+fibers+by+electro-wet-spinning%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Hydrocolloids%22%5BJournal%5D)">Rheological aspects in fabricating pullulan fibers by electro-wet-spinning.</a> Food Hydrocolloids. 38, 220-226 (2014).</li>
<li>Han, C. D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHan%2C+CD+%22Fiber+Spinning+Rheology+and+Processing+of+Polymeric+Materials%3A+Volume+2%3A+Polymer+Processing%22">Fiber Spinning Rheology and Processing of Polymeric Materials: Volume 2: Polymer Processing</a>. , 257-304 (2007).</li>
<li>Morris, E. R., Cutler, A. N., Ross-Murphy, S. B., Rees, D. A., Price, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Concentration+and+shear+rate+dependence+of+viscosity+in+random+coil+polysaccharide+solutions%5BTitle%5D)+AND+%22Carbohydrate+Polymers%22%5BJournal%5D)">Concentration and shear rate dependence of viscosity in random coil polysaccharide solutions.</a> Carbohydrate Polymers. 1 (1), 5-21 (1981).</li>
<li>Thompson, C. J., Chase, G. G., Yarin, A. L., Reneker, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+parameters+on+nanofiber+diameter+determined+from+electrospinning+model%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer%22%5BJournal%5D)">Effects of parameters on nanofiber diameter determined from electrospinning model.</a> Polymer. 48 (23), 6913-6922 (2007).</li>
</ol>

De auteurs verklaren dat zij hebben niets te onthullen.

Reologie is een essentieel instrument om de verwerking van polymeren, met inbegrip van conventionele vezels spinnen en elektrospinnen 13 bestuderen. Van de constante afschuiving reologische studies, polymeerconformatie en hun interacties in verschillende oplosmiddelen kunnen worden opgelost (figuren 2 en 3). Bij concentraties niet hoog genoeg biopolymeer moleculen elkaar overlappen, de afhankelijkheid van de concentratie was ongeveer 1.4 (figuur 3), die in go...

Electrospinning is een techniek die kan produceren continue micro nano-schaal vezels uit een grote verscheidenheid aan materialen. Ze heeft opgedaan toenemende wetenschappelijke en industrieel belang 1. Hoewel de opzet en de praktijk van elektrospinnen lijkt eenvoudig, de mogelijkheid om electrospinnability vezels eigenschappen voorspellen en te beheersen blijft een uitdaging. De reden kan in het feit dat er veel factoren die de elektrospinproces 2 en het proces, met name de weg die de vezel, chaotisch 1 liggen. Vaak een empirische &quot;kook-en-kijk&quot; benadering wordt gebruikt voor het screenen van potentiële electrospinnable materialen. Echter, om een ​​betere controle over de elektrospinproces en resulterende vezels eigenschappen, een meer volledig begrip van de mechanismen die electrospinnability regeren nodig krijgen. Verschillende onderzoekers hebben ontdekt dat moleculaire verstrengeling van polymeren in de spindotering is een essential voorwaarde voor een succesvolle elektrospinnen 3 5. Reologie is een krachtig hulpmiddel om de moleculaire conformatie en interactie sonde in de polymeer dispersies. Bijvoorbeeld, McKee et al. onderzochten de moleculaire conformatie van lineaire en vertakte poly (ethyleentereftalaat-co-ethyleenisoftalaat) copolymeren in een oplosmiddel dat chloroform / dimethyltereftalaat (7/3, v / v), en vastgesteld dat de polymeerconcentratie moest 2-2.5x de verstrengeling concentratie voor een succesvolle elektrospinproces 4. Er is momenteel een hernieuwde belangstelling voor vezels uit biopolymeren vanwege hun voordelen in de biologische afbreekbaarheid, biocompatibiliteit en verduurzaming ten opzichte van hun synthetische tegenhangers. Toch beoefenaars geconfronteerd met vele uitdagingen in het algemeen als gevolg van hun complexe structuur, moeite met thermische verwerking en inferieure mechanische eigenschappen. Zetmeel, in plantenweefsels is among de meest overvloedige en goedkope biopolymeren op aarde. Pure zetmeel vezels vervaardigd met een elektro-natspinnen inrichting werden onlangs beschreven 6. Pullulan is een lineair polysaccharide extracellulair door bepaalde bacteriën. De regelmatige afwisseling van (1 → 4) en (1 → 6) glucosidebindingen worden verondersteld verantwoordelijk voor een aantal onderscheidende eigenschappen van pullulan, waaronder uitstekende vezel / film vormend vermogen 7,8 te zijn. Electrospinning van pullulan vezels uit waterige dispersie is gemeld door een aantal onderzoekers 9,10. In onze eerdere publicaties, de electrospinnability van twee biopolymeren, zetmeel 11 en pullulan 12, is besproken. Dit rapport richt zich op het aantonen van het protocol voor het gebruik van rheologische uitgangspunten in het onderzoek van de electrospinnability van deze twee biopolymeren.

<table><tbody><tr><td>Gelose 80 starch</td><td>Ingredion</td><td></td><td>Gebruikt zoals het is</td></tr><tr><td>Pullulan</td><td>Hayashibara Co. Ltd</td><td></td><td>Gebruikt zoals het is</td></tr><tr><td>Dimethyl sulfoxide</td><td>BDH Chemicals</td><td>BDH1115-4LP</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>VWR International</td><td>89125-172</td><td>200 proof</td></tr><tr><td>Rheometer</td><td>TA Instruments</td><td>ARES&nbsp;</td><td>50 mm kegel en plaat geometrie</td></tr><tr><td>Spuit (10 ml)</td><td>Becton, Dickinson and Company</td><td>309604</td><td>Spuit met Luer-Lok&reg; Tip</td></tr><tr><td>Hogespanningsgenerator</td><td>Gamma High Voltage Research, Inc.</td><td>ES40P</td><td></td></tr><tr><td>Spuitpomp</td><td>Hamilton Company</td><td>81620</td><td></td></tr><tr><td>Omgevingsscannende elektronenmicroscoop</td><td>FEI Company</td><td>Quanta 200</td><td>voor zetmeelvezels</td></tr><tr><td>Omgevingsscannende elektronenmicroscoop</td><td>Phenom-World</td><td>Phenom G2 Pro</td><td>voor pullulaanvezels</td></tr></tbody></table>

moleculaire verstrengeling en electrospinnability van biopolymeren

Molecular Entanglement and Electrospinnability of Biopolymers

Electrospinning is een fascinerende techniek om micro fabriceren nanoschaal vezels uit een grote verscheidenheid aan materialen. Voor biopolymeren, moleculaire verstrengeling van de samenstellende polymeren in de spindotering bleek een essentiële voorwaarde voor een succesvolle elektrospinproces zijn. Reologie is een krachtig hulpmiddel om de moleculaire conformatie en interactie van biopolymeren sonde. In dit verslag tonen we het protocol voor gebruik rheologie de electrospinnability twee biopolymeren, zetmeel en pullulan evalueren van hun dimethylsulfoxide (DMSO) / water dispersies. Goed gevormde zetmeel en pullulan vezels met een gemiddelde diameter van de sub-micron tot micron werden verkregen. Electrospinnability werd geëvalueerd door visuele en microscopische waarneming van de gevormde vezels. Door het correleren van de reologische eigenschappen van de dispersies om hun electrospinnability, dat de moleculaire conformatie, moleculaire verstrengeling en afschuifviscositeit tonen we allemaal van invloed uitverkorenenrospinning. Reologie is niet alleen bruikbaar oplosmiddelsysteem selectie en procesoptimalisatie, maar ook begrip van het mechanisme van de vorming vezel op een moleculair niveau.

Flow krommen van het biopolymeer dispersies als functie van biopolymeerconcentratie en DMSO concentratie oplosmiddel verkregen. Twee representatieve cijfers tonen de stromingskrommen zetmeel (figuur 2A) en pullulan (figuur 2B) als functie van de concentratie in zuiver DMSO oplosmiddel. De specifieke viscositeit werden uitgezet tegen biopolymeer concentratie (figuur 3A voor zetmeel en figuur 3B voor pullulan). Van deze percelen werden verstrengeling conc...

Electrospinning is een fascinerende techniek om micro nano-schaal vezels te vervaardigen uit een grote verscheidenheid aan materialen. Moleculaire verstrengeling van de samenstellende polymeren in de spindotering is essentieel voor een succesvolle elektrospinproces. We presenteren een protocol voor het gebruik van de reologie van de electrospinnability van twee biopolymeren, zetmeel en pullulan evalueren.

Moleculaire Verstrengeling en Electrospinnability van Biopolymeren

Electrospinning is a fascinating technique to fabricate micro- to nano-scale fibers from a wide variety of materials. For biopolymers, molecular ...

Het algemene doel van deze procedure is om radiologische studies te gebruiken om de elektros-spin-capaciteit van biopolymeren te evalueren. Dit wordt bereikt door eerst biopolymeerdispersies in oplosmiddel te bereiden. De tweede stap is om sheerröntgenonderzoek uit te voeren op de dispersies.Vervolgens worden de dispersies onderworpen aan elektrospinnen en hun elektrospin-capaciteit wordt waargenomen. De laatste stap is om de sheerviscositeitsgegevens te correleren met elektrospin-capaciteit. Uiteindelijk kan een elektrospin-capaciteitsmap worden geconstrueerd als functie van biopolymeerconcentratie en oplosmiddelsamenstelling.Hoewel de methode inzicht kan geven in het effect van moleculaire interactie op de elektrospin-capaciteit van zetmeel en verontreiniging, kan deze ook worden toegepast op het elektrospinnen van andere polymeersystemen. Begin het protocol door een reeks biopolymeermassaconcentraties te bereiden. Produceer monsters met massaconcentraties van 0,1 tot 30% door eerst het biopolymeerpoeder in een 50 milliliter testbuisje te wegen.Voor deze video wordt hier getoond zetmeel of polan gebruikt, houd rekening met het vochtgehalte van het poeder voordat u een waterige dimethylsulfoxide-oplossing toevoegt. Zodra dit is gebeurd, plaatst u een roerstaaf in de biopolymeeroplossing. Plaats de testbuis in een beker met voldoende water om het monster onder te dompelen.Plaats dit op een magnetische roer of hotplate en begin met constant roeren terwijl u het water aan de kook brengt. Houd dit ongeveer een uur aan. Wanneer het uur is verstreken, zet de verwarming uit en laat de dispersie afkoelen tot kamertemperatuur.Eenmaal op kamertemperatuur is de dispersie klaar voor radiologisch testen en elektrospinnen. Voor radiologisch testen, verwarm de TER op en stel de traptemperatuur in op 20 graden Celsius. Zet een 25 millimeter kegelsonde op en kalibreer de opening tussen deze en de trap.Wanneer u klaar bent, laadt u 0,41 milliliter van de biopolymeerdispersie op het midden van de trap. Zorg ervoor dat de dispersie zich in het midden van de trap bevindt.Laat de sonde zakken om de positie in te stellen. Zorg ervoor dat de dispersie zich gelijkmatig verspreidt binnen de opening. Voer de radiologische test uit in logaritmische modus, beginnend bij een schuifsnelheid van 100 per seconde en eindigend bij 0,1 per seconde.Maak zowel klokkenwijze als tegenklokkenwijze metingen na het testen van verschillende polymeerconcentraties. Plot de schijnbare sheerviscositeit tegen schuifsnelheid voor elke concentratie op dezelfde grafiek als in deze plot voor jellos 80 zetmeel in zuiver DMSO bij 20 graden Celsius. Dit is de analoge plot voor Polan.Gebruik de gegevens om de nulschuifsnelheidsviscositeiten te benaderen, bepaal en plot de specifieke viscositeit van het oplosmiddel als functie van concentratie met behulp van de JELLOS 80 zetmeelplot. Als voorbeeld is het gebied met de kleinere helling het semi-verdunde ongebonden regime. Het gebied met de grotere helling is het semi-verdunde gebonden regime.De intersectie van de twee aangepaste lijnen is de verstrengelingsconcentratie voor zetmeel in zuiver DMSO bedraagt 6,88%. De verstrengelingsconcentratie in Polan in zuiver DMSO is 4,3%. De volgende stap is om de elektrospinopstelling samen te stellen, wat uit veiligheidsoverwegingen in een afzuigkap wordt gedaan. Deze bestaat uit een spuitpomp op een ondersteuning die verticaal kan worden aangepast. De pomp kan een spuit met een stompe naald verticaal gepositioneerd aanpassen.Deze worden geplaatst boven een coagulatiebad met zuiver ethanol. Gebruik een hoogspanningsgelijkstroomvoeding en bevestig een draad aan de aardingsklem en verleng deze tot het coagulatiebad. Om het coagulatiebad te aarden.Dompel het andere uiteinde van de draad in het ethanol en bevestig het. Vervolgens verwijdert u de spuit voor de pomp en vult u deze met een dispersiesamenstelling boven de geïdentificeerde verstrengelingsconcentratie. Bij de radiologische experimenten monteert u de spuit op de pomp.Verleng vervolgens een draad van de positieve aansluiting van de hoogspanningsvoeding en bevestig deze aan de spuitnaald voordat u elektrospint. Plaats een metaalmaas in het bad om het vezelmatto op te vangen. Stel ook de afstand tussen de naaldtip en het oppervlak van het coagulatiebad in.De spinafstand begint met een spinafstand van zeven centimeter. Stel de spuitpompvoedingssnelheid in op 0,1 milliliter per uur. Begin dan bij nul volt, verhoog de spanning langzaam tot een maximum van 15 kilovolt.Let op de vorm van de dispersie die bij de naaldtip wordt uitgedrukt, let op wanneer de druppelende dispersie wordt versneld en vervolgens verlengd. Ga verder met het experiment door het bereik van spanningsvoedingssnelheden van 0,1 tot 0,4 milliliter per uur en spinafstanden van vijf tot 10 centimeter te verkennen. Als er een continue straal vanaf de tip wordt geïnitieerd, is elektrospinnen bereikt, laat de vezels zich in het bad verzamelen.Zorg ervoor dat u de parameters registreert en de vezels verzamelt. Spoel het verzamelde vezelmatto met zuiver ethanol. Plaats het vervolgens in een droogkast met droogmiddel onder vacuüm.Zodra de elektrospin-capaciteit is aangetoond, gaat u naar een andere dispersie en herhaalt u de stappen totdat elke biopolymeerconcentratie is getest. Dit is een scanning elektronenmicroscoopbeeld van goed gevormde vezels geproduceerd door elektrospinnen van Polendispersie. De dispersie vormde een stabiele en continue straal en resulteerde in gladde vezels zonder druppels.In tegenstelling hiermee zijn dit slecht gevormde spinvezels. Let op de kleine druppels die het gevolg zijn van het feit dat de dispersie niet in staat is om een stabiele straal te vormen. Vergelijkbare resultaten werden verkregen met jellos 80 zetmeel.Merk op dat de dikke vezels met ruw oppervlak het gevolg zijn van een dispersie die te viskeus is om whipping-instabiliteit te ontwikkelen. Elektrospinnen werd geprobeerd voor een reeks polan- en zetmeeldispersies. Deze grafieken vatten de evaluatie van elektrospin-capaciteit samen

molecular-entanglement-and-electrospinnability-of-biopolymers

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

Electrospinning technieken kan een verscheidenheid van nanofibrous scaffolds voor tissue engineering of andere toepassingen. We beschrijven hier een procedure om de parameters van de electrospinning oplossing en apparatuur te optimaliseren om vezels te verkrijgen met de gewenste morfologie en uitlijning. Veel voorkomende problemen en het oplossen van problemen technieken worden ook gepresenteerd.

Electrospinning Fundamentals: Het optimaliseren van Solution en Apparatuur Parameters

Een efficiënte aanpak voor het bereiden nanovezels ingericht met functionele groepen die specifiek interactie met eiwitten beschreven. De benadering vereist eerst de bereiding van een gefunctionaliseerd polymeer met geschikte functionele groep. De functionele polymeer wordt gefabriceerd in nanovezels door electrospinning. De effectiviteit van de binding van de nanovezels met een eiwitgehalte wordt onderzocht door confocale microscopie.

Procedure voor het vervaardigen van biofunctionele nanovezels

Spinnenzijde vezels geven buitengewone mechanische eigenschappen.

Air Filter apparaten Inclusief geweven Netten van Electrospun Recombinant Spider Silk Eiwitten

Twee- en driedimensionale superhydrofobe polymere materialen worden bereid door middel van elektrospinnen of elektrosprayen van biologisch afbreekbare polymeren vermengd met een polymeer met een lagere oppervlakte-energie van vergelijkbare samenstelling.

Fabriceren superhydrophobic polymere materialen voor biomedische toepassingen

Protocollen zijn beschreven voor de fabrikatie van afbreekbaar thermoresponsive hydrogels op basis van het hydrazon cross-linking van polymere oligomeren op de schaal van de bulk, microscale, en nanoscale, de laatste voorbereiding van zowel de nanofibers als de gel nanodeeltjes.

Fabriceren van afbreekbaar Thermoresponsive Hydrogels op meerdere lengte schalen via reactieve extrusie, Microfluidics, zelf-assemblage en Electrospinning

Een werkwijze voor het drogen geïnduceerde zelfintegratie van megamolecular biopolymeren op de lucht-vloeistof grensvlak kristallijn is hier voorzien. Deze methodologie zal niet alleen nuttig zijn voor het begrijpen van de macroscopische mogelijkheden van biopolymeren, maar ook als een evaluatiemethode voor de zachte materialen in biomedische en milieugebied.

Methoden voor de Self-integratie van Megamolecular Biopolymeren op de drooglucht-LC Interface

Semiflexible polymeren weer unieke mechanische eigenschappen die uitgebreid door levende systemen worden toegepast. Systematische studies over biopolymeren zijn echter beperkt omdat eigenschappen zoals polymeer rigiditeit niet toegankelijk zijn. Dit manuscript wordt beschreven hoe is deze beperking omzeild door programmeerbare DNA nanobuisjes, waardoor experimentele studies over de gevolgen van de stijfheid van de gloeidraad.

DNA Nanotubes als een veelzijdig instrument om te studeren van Semiflexible polymeren

Dit protocol fungeert als een uitgebreide richtsnoer te fabriceren steigers via electrospinning met polymeer in een directe schrijven-modus smelt. Wij systematisch overzicht van het proces en de juiste parameterinstellingen definiëren voor het bereiken van gerichte steiger platforms.

Electrospinning schrijven van driedimensionale Poly(ε-caprolactone) steigers met controleerbare Morphologies voor Tissue Engineering toepassingen smelten

Dit artikel beschrijft een eenvoudige techniek voor het coaten van elektrogesponnen PAN-nanovezels met elektroactieve polymeren met behulp van dampafzetting. De effecten van het oxidatiemiddel FeCl₃ op de afzetting van poly(3,4-ethyleendioxythiofeen) coatings op PAN werden onderzocht om de polymeergroei, vezeldiameter en algehele mechanische sterkte van de nanovezelmatten te begrijpen en te optimaliseren.

Dampfaseafzetting van elektroactief poly (3,4-ethyleendioxythiofeen) op elektrogesponnen polymeer nanovezels

Fluorescentie Lifetime Imaging (FLIM) heeft zich ontpopt als een belangrijke techniek om het imago van de omgeving en de interactie van specifieke eiwitten en kleurstoffen in levende cellen. FLIM van fluorescerende moleculaire rotoren laat in kaart brengen van de viscositeit in levende cellen.

Fluorescentie Lifetime Imaging voor Moleculaire Rotoren in levende cellen

Leer de elektrospinbaarheid van biopolymeren zoals zetmeel en pullulan evalueren met reologische methoden. Dit protocol helpt onderzoekers de relatie tussen viscositeit en vezelforming in kaart te brengen.

Moleculaire Verstrengeling en Electrospinnability van Biopolymeren

Meer video's verkennen