Microtensiometer voor confocale microscopie visualisatie van dynamische interfaces

De methode combineert een confocale microscoop met een capillaire druk micro-tensiometer en creëert een krachtig hulpmiddel dat kan worden gebruikt om curvevloeistofinterfaces met een hoge ruimtelijke en temporele resolutie te bestuderen. Deze techniek kan structuur- en functierelaties voor oppervlakteactieve materialen onderzoeken door gelijktijdige metingen van oppervlakte-eigenschappen en confocale beelden van oppervlaktemorfologieën op sterk gekromde interfaces uit te voeren. We veronderstellen dat ontstekingsproducten longsurfactant remmen en ademhalingsproblemen veroorzaken die verband houden met het nauwkeurige respiratory distress-syndroom.

Deze deur kan de eigenschappen van longsurfactanten en morfologie en longstabiliteit die aan dergelijke materialen worden onderworpen, onderzoeken. Om te beginnen, assembleer de CPM-cel door de grote kant van het capillair in de bovenkant van de cel te plaatsen totdat deze doordringt naar de onderkant van de cel. Draai de piekconnector voorzichtig vast om het capillair vast te zetten en bevestig vervolgens de buis van de microfluïdische pomp aan de grote kant van het capillair.

Bevestig indien nodig het oplosmiddeluitwisselingsreservoir en of het temperatuurregelaarbad aan de respectieve in- en uitgangen op de CPM-cel. Sluit anders de ongebruikte in- en uitgangen aan. Bevestig de CPM-cel aan de confocale microscooptrap en lijn deze ruwweg uit met het CFM-objectief, de CPM-camera en de CPM-lichtbron.

Open de gasstroom naar de microfluïdische pomp bij de aanbevolen bedrijfsdruk van de pomp en zorg ervoor dat de stroom naar het capillair open is. Begin met het uitvoeren van de virtuele CPM-interface door de basislijndruk in te stellen op 25 millibar en over te schakelen naar de drukregelingsmodus. Vul vervolgens de CPM-cel met water met behulp van een pipet.

Focus op de capillaire punt met behulp van de micro tensiometer camera en rangschik de annus om de bel te overlappen. Breng het onderdompelingsdoel van de confocale microscoop in contact met de vloeistof in de cel en concentreer je op de bel met behulp van de confocale microscoop. Klik op reset bubble en zorg ervoor dat er een nieuwe bubbel wordt gevormd.

Als de bel niet verschijnt, verhoogt u de resetdruk of verhoogt u de resetvertragingstijd op het tabblad voor het opnieuw instellen van de bel onder het weergavevenster. Haal het water eruit via de direct to cell spuit leeg het en bevestig het opnieuw. Vul de cel met het gewenste monster.

Met behulp van een geautoclaveerde pipet wordt de CPM-software in de drukregelingsmodus gehouden, zodat de initiële oppervlaktespanning ongeveer 73 milli Newton per meter is wanneer een nieuwe belleninterface wordt gemaakt. Nadat u de straal van de nieuw gevormde bel hebt bepaald, voert u die waarde in het besturingselement voor het middellijngebied in en wijzigt u het besturingstype in gebiedsbesturingselement door op het tabblad gebiedsbesturingselement te klikken. Begin met het opnemen van de confocale video, klik vervolgens op resetbubbel en klik onmiddellijk op gegevens verzamelen.

Pas de gegevensregistratiesnelheid aan de totale absorptietijd van het monster aan door de balk te schuiven. Na het einde van het experiment. Sla het bestand op door het juiste bestandspad te kiezen en op de knop Opslaan te klikken.

Stop en sla de opname ook op de CFM op. Voer het gewenste oscillatiepercentage van de basiswaarde en de oscillatiefrequentie in en selecteer het juiste tabblad door te beslissen of oscillatie een drukoscillatie, gebiedsoscillatie of krommingsoscillatie zal zijn. Begin met het opnemen van de confocale video en klik op gegevens verzamelen op de CPM-software.

Kies een data-acquisitiesnelheid om een voldoende aantal gegevenspunten aan elke oscillatiecyclus te geven. Als andere oscillatieamplitudes of frequenties gewenst zijn, wijzigt u de waarden tijdens het experiment en slaat u de resultaten op. Plaats eerst de inlaatbuis van de peristaltische pomp in de fles met de gewenste uitwisselingsoplossing en plaats de uitlaatbuis in de afvalcontainer.

Begin met het opnemen van de video in confocale software en klik vervolgens op gegevens verzamelen op de CPM-software. Stel vervolgens de peristaltische pompsnelheid in. Als er meerdere vloeistoffen moeten worden uitgewisseld, stopt u de peristaltische pomp en sluit u de inlaat aan op een andere uitwisselingsoplossing.

Nadat de uitwisseling is voltooid, slaat u de resultaten op zoals eerder aangetoond. Microtensiometerresultaten voor een constante drukabsorptie toonden aan dat het bubbeloppervlak gedurende het onderzoek aanzienlijk toeneemt en leidt tot een veel langzamere absorptie dan het geval van het constante oppervlak. Tijdens het absorptieproces begon het fluorescerende signaal van de interface laag en nam het toe naarmate de oppervlakteactieve stof de interface absorbeerde.

Als de oppervlakteactieve stof oppervlaktedomeinen vormt, kunnen deze domeinen worden waargenomen die zich vormen en groeien. Bij het uitvoeren van een oscillatiestudie is de oscillatie alleen echt sinusoïd voor de parameter die wordt gecontroleerd. Zoals hier getoond voor een oppervlaktegecontroleerde studie is dit belangrijk bij het berekenen van de oppervlaktedilatatiemodulus, omdat de oscillatie in het gebied sinusoïdaal moet zijn.

De oppervlaktespannings- en oppervlaktegegevens verzameld uit een oscillatiestudie werden gebruikt om de interfaciale dilatatiemodulus van de oppervlakteactieve laag direct te berekenen. Bij het oscilleren van een fosfolipide monolaag kan de beweging van de zwarte vloeistof gecondenseerde domeinen worden waargenomen gedurende de continu gekleurde vloeistofexpande fase. De verschillende domeinen op de interface reorganiseerden zich in een vertakkingsnetwerk dat groeide om de interface te dekken terwijl de oscillaties plaatsvonden op de gebogen bel.

Dit wordt bevestigd door een gelijktijdige verandering in oppervlaktespanning en oppervlaktedilatatiemodulus. Tijdens een oplosmiddeluitwisselingsstudie voor een long surfactant monolaag met bufferoplossing en vervolgens lasso PC-oplossing veranderde de morfologie van de domeinen drastisch naarmate de uitwisseling plaatsvond. Het is belangrijk om visueel de oscillatie en het pinnen van de bel te volgen om ervoor te zorgen dat het capillair vierkant is en de bel zijn bolvorm behoudt.

Naast lucht-water interfaces kunnen ook olie-water interfaces worden bestudeerd om de stabiliteit en eigenschappen van emulsies te bepalen. Deze techniek biedt een single changes-benadering voor het construeren van structuureigenschapsrelaties van curve-interfaces. Het maakt nieuwe verkenning mogelijk van factoren die de interraciale morfologie beheersen die eerder alleen op platte interfaces werd bestudeerd.