Name: Preparação de amostras em medições de microequilíbrio de cristal de quartzo de adsorção de proteínas e mecânica de polímeros (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-01-22T12:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 21 s
Description: Aprenda a usar microbalança de cristal de quartzo para medir propriedades viscoelásticas de filmes finos em aplicações de sensoriamento biomédico e ciência de polímeros.

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

Este trabalho foi apoiado pelo NSF (DMR-1710491, OISE-1743748). J.R. e E.S. reconhecem o apoio da NSF (DMR-1751308).

Adsorção de colágeno QCM-D
1. Preparação da amostra e pré-limpeza do sensor
<ol><li>Prepare 20 mL de 0,1 M tampão de acetato, ajustando o pH com HCl e NaOH conforme necessário para alcançar pH = 5,6.</li>
	<li>Adicione a solução de colágeno da cauda de rato aos 20 mL de tampão de acetato em condições estéreis a uma concentração final de 10 μg/mL.</li>
	<li>Limpe o sensor de quartzo revestido a ouro para remover material orgânico e biológico25,26.<ol>
<li>Coloque o sensor ativo do lado para cima em uma câmara UV / Ozônio e tratar a superfície por aproximadamente 10 min.</li>
		<li>Aqueça uma mistura de 5:1:1 de água desionizada (dH2O), amônia (25%) e peróxido de hidrogênio (30%) a 75 °C. Coloque o sensor na solução por 5 min.</li>
		<li>Lave o sensor com dH2O e seque com um fluxo de gás nitrogênio.</li>
		<li>Coloque o sensor ativo do lado para cima em uma câmara UV / Ozônio e tratar a superfície por 10 min. NOTA: O procedimento de limpeza deve ser imediatamente realizado antes de uma medida para minimizar a contaminação ambiental na superfície do sensor.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Aquisição de dados de medição QCM-D
<ol><li>Ligue todos os equipamentos necessários para fazer uma medição, incluindo a bomba, unidade eletrônica e software de computador.</li>
	<li>Retire o módulo de fluxo da plataforma de câmara e desaparafusar os parafusos de polegar grande para abrir o módulo.</li>
	<li>Se o sensor foi deixado de fora após a limpeza inicial (etapas 1.3.1-1.3.4), lave o sensor com água desionizada (dH2O) e seque com um fluxo de gás nitrogênio para garantir que não haja contaminantes na superfície.</li>
	<li>Monte o sensor no módulo de fluxo no anel O exposto, primeiro secando a área com um fluxo de gás nitrogênio e verificando se o anel O está deitado. O sensor deve ser colocado com o lado da superfície ativa para baixo e eletrodo em forma de âncora orientado para o marcador no módulo de fluxo.</li>
	<li>Vire os parafusos do polegar para selar o módulo de fluxo e substituí-lo na plataforma de câmara. Anexe a tubulação necessária da bomba PTFE ao módulo de fluxo e à bomba externa.</li>
	<li>Usando o software de computador apropriado, defina a temperatura do módulo de fluxo para 37 °C. Monitorar a mudança de temperatura para 10-15 min para garantir que ele equilibra com o valor desejado.</li>
	<li>Encontre as frequências de ressonância inicial do sensor. Se alguma frequência de ressonância não for encontrada pelo software, verifique se o módulo de fluxo está corretamente posicionado na plataforma de câmara ou remontar o sensor no módulo de fluxo para garantir que ele seja centrado e fazer contato elétrico adequado.</li>
	<li>Coloque a tubulação da bomba de enseada na solução soline amorteceu de fosfato 1x (PBS). Inicie o fluxo de bomba externa a 25 μL/min e inspecione visualmente a tubulação para ter certeza de que o fluido está fluindo através do tubo. NOTA: O fluxo de fluidos pode ser mais fácil de ver aumentando momentaneamente a taxa de fluxo de fluidopara 100 μL/min ou maior. Se o fluido não parece estar se movendo através do tubo, é mais provável que as duas partes do módulo de fluxo não estão criando um selo adequado. Tente apertar os parafusos do polegar, apertando os conectores da tubulação à entrada e à tomada, ou remontando o sensor para ser certo que o O-anel é liso e centrado.</li>
	<li>Permitir o fluxo de fluido do PBS 1x através do módulo de fluxo por pelo menos 15 min para equilibrar corretamente.</li>
	<li>Comece a medição no software de computador para iniciar a aquisição de dados. Monitorar os valores de frequência e dissipação por pelo menos 5 min para garantir uma linha de base estável.</li>
	<li>Pare a bomba e mova a tubulação da entrada à solução do amortecedor do colágeno-acetato, e retome o fluxo fluido. Observe o momento deste evento para análise posterior.</li>
	<li>Permita que os novos valores de frequência e dissipação se equilibrem a um valor estável. Aqui, esperamos que essa estabilização ocorra após 8-12 h.</li>
	<li>Pare a bomba, mova a tubulação da entrada de volta à solução de 1x PBS, e retome o fluxo fluido. Observe o momento deste evento para análise posterior.</li>
	<li>Permita que os novos valores de frequência e dissipação se equilibrem a um valor estável. Aqui, essa estabilização ocorre após 30 min. NOTA: Os passos 2.13 e 2.14 podem ser repetidos para cada novo período de fluxo de fluidos em experimentos mais rigorosos com um maior número de etapas.</li>
	<li>Termine a aquisição de dados da medição e salve os dados.</li>
	<li>Limpe e desmonte o equipamento QCM.<ol>
<li>Aumentar a taxa de fluxo de fluidos da bomba externa para 500 μL/min ou maior e coloque a tubulação de entrada em uma solução de 2% solução de limpeza Hellmanex por pelo menos 20 min. NOTA: Para outros experimentos, se for desejada uma análise mais aprofundada do sensor, retire o sensor antes da etapa 2.16.1 e coloque outro sensor de limpeza no módulo.</li>
		<li>Pare a bomba e mova a tubulação da entrada ao dH2O, e retome o fluxo fluido para nivelar mais o sistema para pelo menos 20 min.</li>
		<li>Pare o fluxo de fluido e retire o sensor do módulo de fluxo. Seque o sensor e dentro do módulo de fluxo com um fluxo de gás nitrogênio. Desligue o software de computador, a unidade eletrônica e a bomba peristaltic. NOTA: Os sensores revestidos de ouro podem ser devidamente limpos, conforme detalhado nas etapas 1.3.1-1.3.4, e reutilizados para várias medições. As indicações de que um sensor não pode mais ser reutilizado para medições confiáveis podem incluir, mas não estão limitadas à grande variabilidade nas frequências de ressonância inicial e a desvios significativos nas medições de base com fluxo tampão. Os dados podem ser abertos e analisados no software preferido, incluindo aqueles fornecidos por empresas especializadas em equipamentos QCM-D.</li>
	</ol></li>
</ol>Inchaço complexo de polieletrólitos da QCM
3. Preparação da amostra
NOTA: Este experimento foi realizado usando um programa MATLAB desenvolvido dentro do grupo de pesquisa Shull para coleta e análise de dados.
<ol><li>Primeiro, posicione um sensor de cristal de quartzo nu em um suporte de amostra conectado ao analisador de rede vetorial e computador. Ligue o analisador para aplicar uma tensão oscilante ao sensor e colete um espectro de condução de referência para o sensor no ar.</li>
	<li>Submergir o suporte da amostra em um copo de 100 mL sem lábios cheio de água destilada e coletar um espectro de condução de referência para o sensor nu na água.</li>
	<li>Prepare uma solução de 0,5 M de brometo de potássio (KBr).<ol>
<li>Dissolva 1,79 g de KBr em 30 mL de água destilada. Agite até dissolver.</li>
		<li>Insira uma pequena bolacha de silício na solução KBr em um ângulo para criar um slide para o sensor de quartzo durante a etapa de annealing para evitar que o filme saia do sensor.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Prepare o sensor para o revestimento de rotação.<ol>
<li>Defina os parâmetros de revestimento de spin para 10.000 rpm, 8.000 aceleração e 5 s.</li>
		<li>Insira o sensor no coater da rotação e gire sobre o vácuo.</li>
		<li>Cubra a superfície do sensor com etanol e executar o coater spin para limpar a superfície do sensor.</li>
		<li>Adicione o PEC (PSS:PDADMA preparado da mesma forma que detalhado em Sadman et al. 22) para a superfície do sensor.<ol>
<li>Se o complexo está em duas fases (polímero rico e polímero pobre), lentamente inserir o pipet na solução. Evacue o pipet fundindo bolhas ao mover o pipet na fase rica do polímero mais densa.</li>
			<li>Depois de liberar um par de bolhas na fase rica em polímeros, elaborar 0,5-0,75 mL da solução rica em polímero para o pipet. Mantendo a pressão sobre a lâmpada pipet para não permitir que a fase polímera pobres para entrar no pipet, tirar o pipet fora da solução.</li>
			<li>Limpe o lado de fora do pipet usando um Kimwipe. Adicione bastante solução dropwise na superfície do sensor de quartzo para cobrir completamente a superfície. Certifique-se de que não há bolhas visíveis na solução na superfície do sensor.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>Revestir a amostra PEC e submergir imediatamente o sensor na solução de 0,5 M KBr para evitar a cristalização de sal no filme. NOTA: Esta etapa às vezes é difícil de coordenar. Libere o sensor logo acima da solução KBr para obter melhores resultados.</li>
	<li>Permita que o filme para anneal por pelo menos 12 h. NOTA: Para facilitar a realização do experimento, prepare o passo 4 à noite e permita que o filme anneal durante a noite.</li>
</ol>4. Medição do Filme em Ar e Água
<ol><li>Transfira o sensor para um copo cheio de água destilada para remover o excesso de KBr do filme e da parte traseira do sensor. Deixe o sensor na solução por 30-60 min.</li>
	<li>Faça uma medição do filme no ar. Referência ao sensor desencapado no ar. Permita que os dados do filme se equilibrem.</li>
	<li>Insira sulfato de cálcio seco em um copo sem lábios de 100 mL e medir a espessura do filme completamente seco. Retire o sulfato de cálcio do copo e lave o copo com água destilada.</li>
	<li>Encha o copo sem lábios de 100 mL com 30 mL de água destilada. Insira uma barra de agitação para garantir que a água está circulando ao redor do filme. Medir o filme em água por cerca de 30-45 min ou até que os dados do filme são equilibrados. Referência ao sensor desencapado na água.</li>
	<li>Prepare uma solução de 15 mL de 3 M KBr em água destilada. Medida 5,35 g de KBr em um cilindro graduado e preencher a 15 mL com água destilada. Redemoinho até dissolver.</li>
	<li>Adicione a solução KBr ao copo com água destilada em incrementos de 0,1 M. A Tabela 1 descreve os incrementos de 0,1 M na solução mL de 3 M KBr. Enfrente o filme longe de onde a solução KBr está sendo adicionada à água para que o filme não se dissolva. Certifique-se de que o sistema tenha se equilibrado antes de adicionar outra adição da solução KBr.</li>
	<li>Depois que todos os dados foram adquiridos, remova a película do suporte e coloc em um copo da água destilada. Deixe o sal deixar o filme (30-60 min) e secar o ar do filme.</li>
	<li>Para limpar o filme PEC do sensor, adicione KBr ao copo e gentilmente redemoinho a solução. Deixe descansar por 5-10 min. Repita este processo 2-3 vezes, em seguida, lave o sensor com água destilada. NOTA: O sensor pode ser limpo e reutilizado se a resposta do sensor ainda for boa. Isso pode ser verificado pelo sensor com pequenas leituras de largura de banda absoluta para os harmônicos de interesse (&lt;100 Hz).</li>
</ol>5. Análise de dados
<ol><li>Abra a análise de dados QCM-D MATLAB GUI criada por Sadman<a href="https://github.com/sadmankazi/QCM-D-Analysis-GUI" target="_blank">(https://github.com/sadmankazi/QCM-D-Analysis-GUI)</a>27. Abra o filme em arquivo de dados aéreos selecionando "Load QCM". NOTA: O grupo Shull desenvolveu um Python GUI semelhante para coleta e análise de dados para QCM<a href="https://github.com/shullgroup/rheoQCM" target="_blank">(https://github.com/shullgroup/rheoQCM).</a> Uma parte do código de análise é fornecida nas informações complementares para analisar os dados e gerar os números deste artigo.</li>
	<li>Selecione o cálculo desejado (3,5,3 ou 3,5,5), gama,e filme em ícones do ar. Clique na trama QCM.</li>
	<li>Determine a espessura do filme seco usando o ponto de dados mais equilibrado (normalmente o último ponto de dados) do experimento. Registre esse valor.</li>
	<li>Abra o filme em arquivo de dados de água. Selecione os mesmos parâmetros do passo 5.2, exceto para o filme em água em vez de filme no ar.</li>
	<li>Após cada etapa de equilíbrio do experimento inchaço, determinar a espessura do filme, modulus cisalhamento complexo, eo ângulo de fase viscoelástica. Registre esses valores junto com a força iônica (variando de 0 a 1 M em incrementos de 0,1 M).</li>
	<li>Determinar o inchaço percentual como <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/60584/60584eq3.jpg">(3) onde dp é a espessura do filme a partir da solução e dpseco é a espessura do filme seco.</li>
</ol>

<ol><li>Marx, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quartz+crystal+microbalance%3A+A+useful+tool+for+studying+thin+polymer+films+and+complex+biomolecular+systems+at+the+solution+-+Surface+interface%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Quartz crystal microbalance: A useful tool for studying thin polymer films and complex biomolecular systems at the solution - Surface interface.</a> Biomacromolecules. 4 (5), 1099-1120 (2003).</li>
<li>Kleber, C., Hilfrich, U., Schreiner, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+situ+QCM+and+TM-AFM+investigations+of+the+early+stages+of+degradation+of+silver+and+copper+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Surface+Science%22%5BJournal%5D)">In situ QCM and TM-AFM investigations of the early stages of degradation of silver and copper surfaces.</a> Applied Surface Science. 253 (7), 3712-3721 (2007).</li>
<li>Yeh, C. J., Hu, M., Shull, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oxygen+Inhibition+of+Radical+Polymerizations+Investigated+with+the+Rheometric+Quartz+Crystal+Microbalance%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Oxygen Inhibition of Radical Polymerizations Investigated with the Rheometric Quartz Crystal Microbalance.</a> Macromolecules. 51 (15), 5511-5518 (2018).</li>
<li>Sturdy, L. F., Yee, A., Casadio, F., Shull, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+characterization+of+alkyd+cure+kinetics+with+the+quartz+crystal+microbalance%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer%22%5BJournal%5D)">Quantitative characterization of alkyd cure kinetics with the quartz crystal microbalance.</a> Polymer. 103, 387-396 (2016).</li>
<li>Delgado, D. E., Sturdy, L. F., Burkhart, C. W., Shull, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Validation+of+quartz+crystal+rheometry+in+the+megahertz+frequency+regime%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Polymer+Science%2C+Part+B%3A+Polymer+Physics%22%5BJournal%5D)">Validation of quartz crystal rheometry in the megahertz frequency regime.</a> Journal of Polymer Science, Part B: Polymer Physics. , 1-9 (2019).</li>
<li>Bilchak, C. R., Huang, Y., Benicewicz, B. C., Durning, C. J., Kumar, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-Frequency+Mechanical+Behavior+of+Pure+Polymer-Grafted+Nanoparticle+Constructs%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Macro+Letters%22%5BJournal%5D)">High-Frequency Mechanical Behavior of Pure Polymer-Grafted Nanoparticle Constructs.</a> ACS Macro Letters. 8 (3), 294-298 (2019).</li>
<li>Hook, F., Rodahl, M., Brzezinski, P., Kasemo, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Energy+dissipation+kinetics+for+protein+and+antibody-antigen+adsorption+under+shear+oscillation+on+a+quartz+crystal+microbalance%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Energy dissipation kinetics for protein and antibody-antigen adsorption under shear oscillation on a quartz crystal microbalance.</a> Langmuir. 14, 729-734 (1998).</li>
<li>Liss, M., Petersen, B., Wolf, H., Prohaska, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+aptamer-based+quartz+crystal+protein+biosensor%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">An aptamer-based quartz crystal protein biosensor.</a> Analytical Chemistry. 74 (17), 4488-4495 (2002).</li>
<li>Felgueiras, H. P., Murthy, N. S., Sommerfeld, S. D., Brás, M. M., Migonney, V., Kohn, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Competitive+Adsorption+of+Plasma+Proteins+Using+a+Quartz+Crystal+Microbalance%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+and+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Competitive Adsorption of Plasma Proteins Using a Quartz Crystal Microbalance.</a> ACS Applied Materials and Interfaces. 8 (21), 13207-13217 (2016).</li>
<li>Keller, C. A., Kasemo, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+specific+kinetics+of+lipid+vesicle+adsorption+measured+with+a+quartz+crystal+microbalance%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">Surface specific kinetics of lipid vesicle adsorption measured with a quartz crystal microbalance.</a> Biophysical Journal. 75, 1397-1402 (1998).</li>
<li>Olsson, A. L. J., Quevedo, I. R., He, D., Basnet, M., Tufenkji, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+the+quartz+crystal+microbalance+with+dissipation+monitoring+to+evaluate+the+size+of+nanoparticles+deposited+on+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Using the quartz crystal microbalance with dissipation monitoring to evaluate the size of nanoparticles deposited on surfaces.</a> ACS Nano. 7 (9), 7833-7843 (2013).</li>
<li>Xu, X., Zhang, C., Zhou, Y., Cheng, Q. L. J., Yao, K., Chen, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quartz+crystal+microbalance+study+of+protein+adsorption+on+chitosan%2C+chitosan%2Fpoly%28vinyl+pyrrolidone%29+blends+and+chitosan-graft-poly%28vinyl+pyrrolidone%29+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Bioactive+and+Compatible+Polymers%22%5BJournal%5D)">Quartz crystal microbalance study of protein adsorption on chitosan, chitosan/poly(vinyl pyrrolidone) blends and chitosan-graft-poly(vinyl pyrrolidone) surfaces.</a> Journal of Bioactive and Compatible Polymers. 22, 195-206 (2007).</li>
<li>Weber, N., Pesnell, A., Bolikal, D., Zeltinger, J., Kohn, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Viscoelastic+properties+of+fibrinogen+adsorbed+to+the+surface+of+biomaterials+used+in+blood-contacting+medical+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Viscoelastic properties of fibrinogen adsorbed to the surface of biomaterials used in blood-contacting medical devices.</a> Langmuir. 23, 3298-3304 (2007).</li>
<li>Johannsmann, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Viscoelastic%2C+mechanical%2C+and+dielectric+measurements+on+complex+samples+with+the+quartz+crystal+microbalance%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Chemistry+Chemical+Physics%22%5BJournal%5D)">Viscoelastic, mechanical, and dielectric measurements on complex samples with the quartz crystal microbalance.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 10 (31), 4516-4534 (2008).</li>
<li>Denolf, G. C., Sturdy, L. F., Shull, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-frequency+rheological+characterization+of+homogeneous+polymer+films+with+the+quartz+crystal+microbalance%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">High-frequency rheological characterization of homogeneous polymer films with the quartz crystal microbalance.</a> Langmuir. 30 (32), 9731-9740 (2014).</li>
<li>Martin, E. J., Mathew, M. T., Shull, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Viscoelastic+properties+of+electrochemically+deposited+protein%2Fmetal+complexes%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Viscoelastic properties of electrochemically deposited protein/metal complexes.</a> Langmuir. 31 (13), 4008-4017 (2015).</li>
<li>Sturdy, L., Casadio, F., Kokkori, M., Muir, K., Shull, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quartz+crystal+rheometry%3A+A+quantitative+technique+for+studying+curing+and+aging+in+artists%27+paints%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer+Degradation+and+Stability%22%5BJournal%5D)">Quartz crystal rheometry: A quantitative technique for studying curing and aging in artists' paints.</a> Polymer Degradation and Stability. 107, 348-355 (2014).</li>
<li>Sadman, K., Wiener, C. G., Weiss, R. A., White, C. C., Shull, K. R., Vogt, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+Rheometry+of+Thin+Soft+Materials+Using+the+Quartz+Crystal+Microbalance+with+Dissipation%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Quantitative Rheometry of Thin Soft Materials Using the Quartz Crystal Microbalance with Dissipation.</a> Analytical Chemistry. 90 (6), 4079-4088 (2018).</li>
<li>Wasilewski, T., Szulczyński, B., Kamysz, W., Gębicki, J., Namieśnik, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+three+peptide+immobilization+techniques+on+a+qcm+surface+related+to+acetaldehyde+responses+in+the+gas+phase%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors+%28Switzerland%29%22%5BJournal%5D)">Evaluation of three peptide immobilization techniques on a qcm surface related to acetaldehyde responses in the gas phase.</a> Sensors (Switzerland). 18 (11), 1-15 (2018).</li>
<li>Lvov, Y., Ariga, K., Kunitake, T., Ichinose, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assembly+of+Multicomponent+Protein+Films+by+Means+of+Electrostatic+Layer-by-Layer+Adsorption%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Assembly of Multicomponent Protein Films by Means of Electrostatic Layer-by-Layer Adsorption.</a> Journal of the American Chemical Society. 117 (22), 6117-6123 (1995).</li>
<li>Sauerbrey, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Verwendung+von+Schwingquarzen+zur+W%C3%A4gung+d%C3%BCnner+Schichten+und+zur+Mikrow%C3%A4gung%5BTitle%5D)+AND+%22Zeitschrift+f%C3%BCr+Physik%22%5BJournal%5D)">Verwendung von Schwingquarzen zur Wägung dünner Schichten und zur Mikrowägung.</a> Zeitschrift für Physik. 155 (2), 206-222 (1959).</li>
<li>Sadman, K., Wang, Q., Chen, Y., Keshavarz, B., Jiang, Z., Shull, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+Hydrophobicity+on+Polyelectrolyte+Complexation%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Influence of Hydrophobicity on Polyelectrolyte Complexation.</a> Macromolecules. 50 (23), 9417-9426 (2017).</li>
<li>Sievers, P., Moß, C., Schröder, U., Johannsmann, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+torsional+resonators+to+monitor+electroactive+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22Biosensors+and+Bioelectronics%22%5BJournal%5D)">Use of torsional resonators to monitor electroactive biofilms.</a> Biosensors and Bioelectronics. 110, 225-232 (2018).</li>
<li>Ringberg, J. Q-Sense Explorer Operator Manual. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRingberg%2C+J+%22Biolin+Scientific%22">Biolin Scientific</a>. , Stockholm, Sweden. (2017).</li>
<li>Ringberg, J. Q-Sense User Guide: Instrument care and sensor pre-cleaning. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRingberg%2C+J+%22Biolin+Scientific%22">Biolin Scientific</a>. , Stockholm, Sweden. (2015).</li>
<li>Kern, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Evolution+of+Silicon+Wafer+Cleaning+Technology%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+The+Electrochemical+Society%22%5BJournal%5D)">The Evolution of Silicon Wafer Cleaning Technology.</a> Journal of The Electrochemical Society. 137 (6), 1887(1990).</li>
<li>Sadman, K. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSadman%2C+K+%22sadmankazi%2FQCM-D-Analysis-GUI%3A+QCMD-Analyze%22">sadmankazi/QCM-D-Analysis-GUI: QCMD-Analyze</a>. , (2018).</li>
</ol>

Os autores não têm nada a divulgar.

Os resultados da adsorção de colágeno abrangem os regimes sauerbrey e viscoelásticos. Ao traçar as mudanças de frequência normalizadas para o número harmônico correspondente, observamos que o limite de Sauerbrey é válido para aproximadamente os primeiros 2 h da medição. Com o aumento da adesão em massa ao sensor, no entanto, as mudanças de frequência normalizadas para o terceiro e quinto harmônicos começam a desviar-se um do outro(t &gt; 2 h), indicando uma capacidade de determinar propriedades viscoelásticas do...

O microequilíbrio de cristal de quartzo (QCM) aproveita o efeito piezoelétrico de um cristal de quartzo para monitorar sua frequência ressonante, que depende da massa aderida à superfície. A técnica compara a freqüência ressonante e largura de banda de um sensor de cristal de quartzo at corte (normalmente na faixa de 5 MHz)1 no ar ou um fluido para a freqüência e largura de banda do sensor após a deposição de um filme. Existem vários benefícios para o uso do QCM para estudar propriedades e interfaces de película fina, incluindo a alta sensibilidade à massa e potencialmente a mudanças de propriedade viscoelásticas (dependendo da uniformidade e espessura da amostra), a capacidade de realizar estudos in situ2,e a capacidade de sondar uma escala de tempo reológica muito mais curta do que a reologia tradicional da tesoura ou análise dinâmica mecânica (DMA). Sondar um curto calendário reológico permite a observação de como a resposta neste período de tempo muda tanto ao longo de durações extremamente curtas (ms)3 e longas (anos)4. Esta capacidade é benéfica para o estudo de uma variedade de processos cinéticos e também é uma extensão útil das técnicas rheométricas tradicionais5,6.
A alta sensibilidade do QCM também levou ao seu uso pesado em aplicações biológicas estudando as interações fundamentais de biomoléculas extremamente pequenas. Uma superfície de sensor não revestida ou funcionalizada pode ser usada para investigar a adsorção de proteínas; ainda mais, biosensoriar através de eventos de ligação complexos entre enzimas, anticorpos e aptamers pode ser examinado com base em mudanças na massa7,8,9. Por exemplo, a técnica tem sido usada para entender a transformação das vesículas em um bilayer lipídico planar como um processo de duas fases de adsorção de vesículas contendo fluidos para uma estrutura rígida, observando mudanças correlacionantes na frequência e viscoelasticidade10. Nos últimos anos, o QCM também ofereceu uma plataforma robusta para monitorar a entrega de drogas por vesículas ou nanopartículas11. Na interseção da engenharia de materiais e da biologia molecular e celular, podemos usar o QCM para elucidar as principais interações entre materiais e componentes bioativos, como proteínas, ácidos nucleicos, lipossomos e células. Por exemplo, adsorção de proteína a um biomaterial medeia respostas celulares a jusante, como inflamação e é frequentemente usada como um indicador positivo de biocompatibilidade, enquanto em outros casos o apego de proteína extracelular a revestimentos que a interface com o sangue pode induzir coagulação perigosa nos vasos12,13. O QCM pode, portanto, ser usado como uma ferramenta para selecionar candidatos ideal para diferentes necessidades.
Duas abordagens comuns para a realização de experimentos de QCM coletam dados análogos do experimento: a primeira abordagem registra a mudança de frequência e a meia largura de banda(Γ)do pico de condução. A segunda abordagem, O QCM com dissipação (QCM-D), registra a mudança de frequência e o fator de dissipação, que é diretamente proporcional ao Γ por meio da equação 1,14
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/60584/60584eq1.jpg">(1)
onde D é o fator de dissipação e dilema é a freqüência. Tanto D quanto Γ estão relacionados ao efeito de amortecimento que o filme tem no sensor, o que dá uma indicação da rigidez do filme. O subscript n denota o tom de freqüência ou harmônico, que são as freqüências ressonantes ímpares do sensor de quartzo (n = 1, 3, 5, 7...). Uma discussão mais adicional dos modelos que usam harmônicos múltiplos para obter as propriedades maciças e viscoelastic de uma película pode ser encontrada em uma revisão por Johannsmann14 e em papéis precedentes do grupo de Shull15,16,17,18.
Uma consideração fundamental para a preparação de amostras QCM é como aplicar a película fina na superfície do sensor. Alguns métodos comuns incluem revestimento de rotação, revestimento de mergulho, revestimento de gota ou adsorção do filme na superfície do sensor durante o experimento19,20. Há quatro regiões para amostras de QCM: o limite de Sauerbrey, o regime viscoelastic, o regime maioria, e o regime overdamped. Para filmes suficientemente finos, o limite sauerbrey se aplica, onde a mudança de freqüência(δ)fornece a densidade de massa superficial do filme. Dentro do limite sauerbrey, as escalas de deslocamento de freqüência linearmente com o harmônico ressonante, n, e as mudanças no fator de amortecimento (D ou Γ) são geralmente pequenas. Neste regime, não há informações suficientes para determinar exclusivamente as propriedades reológicas da camada sem fazer suposições adicionais. Os dados deste regime são usados para calcular a densidade de massa superficial (ou espessura se a densidade é conhecida a priori) do filme. No regime a granel, onde o meio em contato com o cristal é suficientemente grosso, a onda de cisalhamento evanescente se propaga para o meio antes de ser completamente atenuada. Aqui, nenhuma informação de massa pode ser obtida usando δ. No entanto, nesta região, as propriedades viscoelásticas são determinadas de forma confiável usando a combinação de Δdecidida e ΔΓ 15,18. No regime a granel, se o meio for muito rígido, o filme vai amortecer a ressonância do sensor, impedindo a coleta de quaisquer dados confiáveis do QCM. O regime viscoelástico é o regime intermediário onde o filme é fino o suficiente para ter a onda de cisalhamento totalmente propagar através do filme, bem como têm valores confiáveis para o fator de amortecimento. O fator de amortecimento e δpodem então ser usados para determinar as propriedades viscoelásticas do filme, bem como a sua massa. Aqui, as propriedades viscoelásticas são dadas pelo produto da densidade e da magnitude do complexo modulus cisalhamento | G*| G *| p e o ângulo de fase dado por Φ = arctan (G" / G'). Quando os filmes são preparados no limite de Sauerbrey, a massa por unidade pode ser calculada diretamente com base na equação sauerbrey mostrada abaixo de21,
<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/60584/60584eq2.jpg">(2)
onde Δn é a mudança na frequência ressonante, n é o tom de interesse, hidrobordo1 é a frequência ressonante do sensor, Δm/A é a massa por área do filme, e Z q é a impedância acústica de quartzo, que para o quartzo cortado at é Z q = 8,84 x 106kg / m2s. O regime viscoelástico é mais apropriado para o estudo de filmes de polímeros, e o limite de massa é útil para estudar polímero viscoso22 ou soluções proteicas16. Os diferentes regimes dependem das propriedades do material de interesse, com a espessura ideal para caracterização viscoelástica e em massa geralmente aumentando com a rigidez do filme. A Figura 1 descreve as quatro regiões com relação à densidade areal do filme, modulus cisalhamento complexo e ângulo de fase, onde assumimos uma relação específica entre o ângulo de fase e a rigidez do filme que se mostrou relevante para materiais deste tipo. Muitos filmes de interesse prático são muito grossos para estudar as propriedades viscoelásticas com QCM, como certos biofilmes, onde as espessuras estão na ordem de dezenas a centenas de mícrons23. Tais filmes grossos geralmente não são apropriados para estudar usando o QCM, mas podem ser medidos usando ressonadores de frequência muito mais baixa (como ressonadores torsionais)23,permitindo que a onda de cisalhamento se propague ainda mais no filme.
Para determinar qual regime é relevante para uma determinada amostra de QCM, é importante entender o parâmetro d/λ n, que é a razão da espessura do filme(d)para o comprimento de onda de cisalhamento da oscilação mecânica do sensor de cristal de quartzo (λn)15,16,18. O regime viscoelástico ideal é d / λn = 0,05 - 0,218, onde os valores abaixo de 0,05 estão dentro do limite sauerbrey e valores acima de 0,2 abordagem do regime a granel. Uma descrição mais rigorosa de d / λn é fornecido em outros lugares15,18, mas é um parâmetro quantitativo delineando o limite Sauerbrey e o limite viscoelástico. Os programas de análise usados abaixo fornecem esse parâmetro diretamente.
Existem algumas limitações adicionais para analisar filmes finos com o QCM. Os cálculos sauerbrey e viscoelásticos assumem que o filme é homogêneo tanto ao longo da espessura do filme quanto lateralmente na superfície do eletrodo do QCM. Embora essa suposição torne difícil estudar filmes que tenham vazios ou enchimentos presentes, houve algumas investigações da QCM em filmes que consistem em nanopartículas enxertadas6. Se as heterogeneidades são pequenas em comparação com a espessura geral do filme, propriedades viscoelásticas confiáveis do sistema composto ainda podem ser obtidas. Para sistemas mais heterogêneos, os valores obtidos a partir de uma análise viscoelástica devem ser sempre vistos com grande cautela. Idealmente, os resultados obtidos a partir de sistemas com heterogeneidade desconhecida devem ser validados contra sistemas que são conhecidos por serem homogêneos. Esta é a abordagem que tomamos no sistema de exemplo descrito neste artigo.
Um ponto importante que ilustramos neste artigo é a correspondência exata entre as medições de QCM feitas no domínio de frequência (onde o Γ é relatado) e os experimentos de domínio do tempo (onde D é relatado). Resultados de dois experimentos diferentes de QCM, domínio de uma vez e um domínio de frequência, são descritos, cada um envolvendo um sistema de modelo diferente, mas conceitualmente relacionado. O primeiro sistema é um exemplo simples de apego de colágeno ao sensor para ilustrar cinética sem ligarepresentativa e equilíbrio de adsorção ao longo do tempo durante uma medição de domínio de tempo (QCM-D). O colágeno é a proteína mais abundante no corpo, conhecida por sua versatilidade de comportamentos de ligação e morfologia. A solução de colágeno usada aqui não requer funcionalização adicional da superfície de ouro do sensor para induzir adsorção9. O segundo sistema experimental é um complexo de polieletrólito (PEC) composto por sulfona de poliestireno aniônico (PSS) e poli cationic (diallyldimethylammonium) (PDADMA) preparado da mesma forma que Sadman et al.22. Estes materiais incham e tornam-se macios em soluções de sal (KBr neste caso), oferecendo uma plataforma simples para estudar a mecânica de polímeros usando uma abordagem de domínio de frequência (QCM-Z). Para cada protocolo, o processo de preparação, tomada e análise de uma medição é mostrado na Figura 2. O esquema mostra que a principal diferença entre as abordagens QCM-Z e QCM-D está na etapa de coleta de dados e na instrumentação utilizada no experimento. Todas as técnicas de preparação de amostras mencionadas são compatíveis com ambas as abordagens, e cada abordagem pode analisar amostras nas três regiões descritas na Figura 1.
Nossos dados demonstram que a preparação das amostras, seja pelo revestimento do sensor antes ou durante uma medição, dita a capacidade de extrair as propriedades viscoelásticas de um sistema. Ao projetar os estágios iniciais de um experimento adequadamente, podemos determinar quais informações podemos coletar com precisão durante a etapa de análise.

<table><tbody><tr><td>Ácido acético</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A6283</td><td>Para adsorção de colágeno</td></tr><tr><td>Solução de hidróxido de amônio</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>221228</td><td>Para adsorção de colágeno</td></tr><tr><td>Sonda QCM aquosa</td><td>AWSensors</td><td>CLS 00050 A</td><td>Para inchaço de polieletrólitos</td></tr><tr><td>Colágeno I Proteína de rato, cauda</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>A1048301</td><td>Para adsorção</td></tr> <tr><td>de colágenoÁgua destilada</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>EM3234</td><td>Para inchaço de polieletrólitos; geralmente fácil de adquirir em laboratórios de pesquisa, mas há um número de catálogo caso não esteja acessível</td></tr><tr><td>Etanol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>793175-1GA-PB</td><td>Para inchaço de polieletrólitos</td></tr><tr><td>Gibco Phosphate Buffered Saline</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>20012-027</td><td>Para adsorção de colágeno</td></tr><tr><td>Hellmanex III</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Z805939</td><td>Para adsorção</td></tr><tr><td>de colágeno Solução de peróxido de hidrogênio</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>216763</td><td>Para adsorção de colágeno</td></tr><tr><td>Kimberly-Clark Professional Kimtech Science Kimwipes Limpadores de tarefas delicadas, 1 camada</td><td>Fisher Scientific</td><td>06-666A</td><td>Para inchaço de polieletrólitos</td></tr><tr><td>NP2K VNA</td><td>Makarov Instruments</td><td></td><td>Para inchaço de polieletrólitos</td></tr><tr><td>Poli (cloreto de dialildimetilamônio), MW 200.000</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>409022</td><td>Para inchaço de polieletrólitos; para o procedimento de síntese completo, consulte Sadman et al.</td></tr><tr><td>Sal de sódio poli(estireno-sulfonato) 30% em peso em água</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>561967-500G</td><td>Para inchaço de polieletrólitos; para o procedimento de síntese completa, consulte Sadman et al.</td></tr><tr><td>Brometo de potássio</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>793604-1KG</td><td>para inchaço de polieletrólitos</td></tr><tr><td>QSense QCM Explorer System</td><td>Biolin Scientific</td><td></td><td>para adsorção de colágeno</td></tr><tr><td>Acetato de sódio, anidro</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S2889</td><td>Para adsorção de colágeno</td></tr><tr><td>Revestidor de rotação, modelo WS-650MZ-23NPP</td><td>Tecnologias</td><td></td> Laurell <td>para inchaço de polieletrólitos</td></tr></tbody></table>

preparação de amostras em medições de microequilíbrio de cristal de quartzo de adsorção de proteínas e mecânica de polímeros

Sample Preparation in Quartz Crystal Microbalance Measurements of Protein Adsorption and Polymer Mechanics

Neste estudo, apresentamos vários exemplos de como a preparação fina do filme para experimentos de microequilíbrio de cristal de quartzo informa a modelagem adequada dos dados e determina quais propriedades do filme podem ser quantificadas. O microequilíbrio de cristal de quartzo oferece uma plataforma exclusivamente sensível para medir mudanças finas em propriedades de massa e/ou mecânicas de um filme aplicado, observando as mudanças na ressonância mecânica de um cristal de quartzo oscilando em alta freqüência. As vantagens dessa abordagem incluem sua versatilidade experimental, capacidade de estudar mudanças nas propriedades ao longo de uma ampla gama de comprimentos de tempo experimentais e o uso de pequenos tamanhos de amostra. Demonstramos que, com base na espessura e no modulus de cisalhamento da camada depositada no sensor, podemos adquirir informações diferentes do material. Aqui, este conceito é especificamente explorado para exibir parâmetros experimentais, resultando em cálculos em massa e viscoelásticos de colágeno adsorlado em complexos de ouro e polieletrólitos durante o inchaço em função da concentração de sal.

As mudanças de frequência com o tempo durante a adsorção de proteínas apresentam uma curva característica e platô mostrado na Figura 3A-B. A lavagem tampão inicial de 1x PBS através da superfície de sensato induz apenas mudanças insignificantes na frequência, oferecendo uma linha de base constante para atuar como referência para pontos de dados futuros. A introdução da solução de colágeno faz com que a adsorção de proteína saqueie, observada como uma diminuição constante na ...

O microequilíbrio de cristal de quartzo pode fornecer propriedades precisas de massa e viscoelásticas para filmes na faixa de mícrons ou submicron, o que é relevante para investigações em sensoriamento biomédico e ambiental, revestimentos e ciência de polímeros. A espessura da amostra influencia quais informações podem ser obtidas a partir do material em contato com o sensor.

Preparação de amostras em medições de microequilíbrio de cristal de quartzo de adsorção de proteínas e mecânica de polímeros

In this study, we present various examples of how thin film preparation for quartz crystal microbalance experiments informs the appropriate modeling of ...

O microequilípmo cristalino de quartzo é útil para detectar pequenas concentrações de outro composto e pode ser aplicado a questões relativas à mecânica da matéria macia e sistemas de biomateriais. A principal vantagem é que o microequilípmo de cristal de quartzo é capaz de obter informações altamente precisas para pequenos tamanhos de amostra. Ao extrair informações de propriedade mecânica, é necessário trabalhar com filmes de espessura adequada.Os pesquisadores devem ter o cuidado de aplicar a modelagem correta para um filme durante a análise. A técnica é adequada para estudar uma ampla gama de sistemas de materiais e para entender como as propriedades mecânicas dos materiais poliméricos respondem ao meio ambiente. Depois de ligar todos os equipamentos necessários, remova o módulo de fluxo da plataforma da câmara e desaparafusar os grandes parafusos para abrir o módulo.Seque o anel O no módulo de fluxo com um fluxo de gás nitrogênio e verifique se o anel O está deitado. Monte o sensor no o-anel O colocando o sensor com o lado ativo da superfície para baixo e um eletrodo em forma de âncora orientado para o marcador no módulo de fluxo. Encontre as frequências iniciais de ressonância do sensor.Coloque a tubulação da bomba de entrada no PBS 1X. Inicie o fluxo externo da bomba a 25 microlitros por minuto e inspecione visualmente o tubo para ter certeza de que o fluido está fluindo através do tubo. Deixe o fluxo de fluido equilibrar corretamente por pelo menos 15 minutos.No software, pressione a medição inicial para iniciar a medição e iniciar a aquisição de dados. Monitore os valores de frequência e dissipação por pelo menos cinco minutos para garantir uma linha de base estável. Pare a bomba e mova a tubulação de entrada para a solução de tampão de acetato de colágeno e retome o fluxo de fluidos.Observe o tempo deste evento para análise posterior. Permita que os novos valores de frequência e dissipação se equilibrem por oito a 12 horas até um valor estável, depois pare a bomba, mova a tubulação de entrada de volta para a solução 1X PBS e retome o fluxo de fluidos. Observe o tempo deste evento para análise posterior.Novamente, permita que os novos valores de frequência e dissipação se equilibrem por 30 minutos a um valor estável. Acabe com a aquisição de dados da medição e salve os dados. Primeiro, posicione um sensor de cristal de quartzo nu em um suporte de amostra conectado ao analisador de rede vetorial e ao computador.Ligue o analisador para aplicar uma tensão oscilante ao sensor e colete um espectro de condução de referência para o sensor no ar, em seguida, submerse o suporte da amostra em um béquer de 100 mililitros cheio de água destilada e colete um espectro de condução de referência para o sensor nu na água. Insira um pequeno wafer de silício em uma solução de brometo de potássio molar de 0,5 molar em um ângulo para criar um slide para o sensor de quartzo durante a etapa de ressarcimento para evitar que o filme saia do sensor. Prepare-se para adicionar a PEC à superfície do sensor.Se o complexo pec estiver em duas fases, elarmente cuidadosamente 0,5 mililitros da fase rica em polímeros na pipeta. Manter a pressão sobre a lâmpada pipeta para não permitir que a fase pobre do polímero entre na pipeta, tire a pipeta da solução. Limpe a parte externa da pipeta usando uma limpeza química.Adicione uma solução suficiente para cair na superfície do sensor de quartzo para cobrir completamente a superfície. Certifique-se de que não há bolhas visíveis na solução na superfície do sensor. Gire a amostra PEC e submerse imediatamente o sensor na solução de brometo de potássio molar 0,5 para evitar a cristalização do sal no filme.Deixe o filme se ressar por pelo menos 12 horas. Transfira o sensor para um béquer cheio de água destilada para remover o excesso de brometo de potássio do filme e a parte de trás do sensor. Deixe o sensor na solução por 30 a 60 minutos.Faça uma medição do filme aplicado à superfície do sensor em ar referenciado ao sensor nu no ar. Permita que os dados do filme se equilibrem. Em seguida, insira sulfato de cálcio seco em um béquer sem lábio de 100 mililitros e meça a espessura do filme completamente seco.Remova o sulfato de cálcio do béquer e enxágue o béquer com água destilada. Encha o béquer sem lábio de 100 mililitros com 30 mililitros de água destilada. Insira uma barra de meximento para garantir que a água esteja circulando ao redor do filme.Com relação ao sensor nu na água, meça o filme na água por cerca de 30 a 45 minutos ou até que os dados do filme sejam equilibrados. Prepare uma solução de 15 mililitros de três brometos de potássio molar medindo 5,35 gramas de brometo de potássio em um cilindro graduado e encha para 15 mililitros com água destilada. Redemoinho até dissolver.Encare o filme longe de onde a solução de brometo de potássio está sendo adicionada à água para que o filme não se dissolva. Adicione a solução de brometo de potássio ao béquer com água destilada em incrementos molares de 0,1. Certifique-se de que o sistema está equilibrado antes de adicionar outra adição da solução de brometo de potássio.Depois de todos os dados terem sido adquiridos, remova o filme do suporte e coloque em um béquer de água destilada. Deixe o sal sair do filme por 30 a 60 minutos e seque o filme. Neste estudo, a introdução da solução de colágeno fez com que a absorção de proteínas começasse como uma diminuição constante da frequência e aumento da dissipação ao longo do tempo até a densidade de platôs de colágeno aderidos em uma linha de base estável.As mudanças de frequência estão correlacionadas com a massa do filme e a dissipação está correlacionada com a dissipação de energia do filme. Um modelo teórico é necessário para obter as propriedades viscoelásticas quantitativamente. A análise viscoelástica do colágeno usando um modelo de lei de poder mostra a massa aérea, o módulo de cisalhamento complexo e o ângulo de fase viscoelástica, respectivamente.As primeiras 10 horas indicam o estágio principal de adsorção do colágeno para a superfície do sensor com o período entre 10 e 20 horas mostrando o estágio de equilíbrio antes da lavagem do buffer realizada às 20 horas. Aqui está o enredo do ângulo de fase viscoelástica e o complexo módulo de cisalhamento sobre a gama geral de amostras medidas usando o QCM. A linha verde indica a relação linear entre as duas propriedades.Este enredo mostra como uma PEC pode demonstrar uma ampla gama de propriedades mecânicas com base na razão de polímero, água e sal no sistema. A preparação da amostra afeta diretamente os resultados de um experimento QCM. Entender quais dados você deseja aprender com uma amostra informa o quão grossa a amostra deve ser.O QCM é muito útil para detectar processos ambientais e biológicos. Também pode sondar o comportamento reológico no regime de alta frequência para caracterizar a viscoelasticidade dos materiais.

sample-preparation-quartz-crystal-microbalance-measurements-protein

Research

JoVE Journal

Chemistry

Química

Este é um passo-a-passo mostrando o objetivo, funcionamento e resultados representativos do espectrômetro de força gravitacional romance.

Demonstrar os usos do Spectrometer Novel Força Gravitacional para esticar e Medida Proteínas fibrosas

Um método de usar solid-state nanoporos para monitorar a adsorção não-específica de proteínas em uma superfície inorgânica é descrita. O método emprega o princípio de pulso-resistivo, permitindo a adsorção a ser sondado em tempo real e ao nível de moléculas individuais. Porque o processo de adsorção de proteínas é única longe do equilíbrio, propomos o emprego de matrizes paralelas de nanoporos sintéticos, permitindo que para a determinação quantitativa da taxa de reação aparente de primeira...

Monitoramento adsorção de proteínas com Solid-state Nanoporos

Este vídeo demonstra uma técnica de microgravimetria dissipativa para investigar a ligação de proteínas a bicamadas lipídicas. Pequenas vesículas unilamelares são adicionadas para revestir a superfície do sensor de quartzo de uma microbalança. Utilizando a ligação dependente de íons cálcio da proteína alvo de ligação a fosfolipídios à bicamada, as mudanças na frequência de oscilação do sensor e a dissipação da oscilação são monitoradas para determinar a natureza da ligação da bicamada...

Técnica de Microgravimetria Dissipativa para Estudo da Interação Proteína-Bicamada Lipídica

Este vídeo demonstra um método para estudar as interações proteína-droga usando biopanning baseado em biossensor QCM da biblioteca de peptídeos T7 exibida por fago. O biopanning de fagos exibindo um peptídeo específico no biossensor QCM permite o isolamento específico de peptídeos de alta afinidade, seguido pelo sequenciamento de aminoácidos, que ajuda a identificar locais de interação específicos na proteína alvo.

Biopanning baseado em biossensor de microbalança de cristal de quartzo para estudar interações proteína-medicamento

A metodologia para realizar experimentos de microscopia de força de atrito para escovas de contato é apresentada: Duas escovas de polímero que são enxertadas de (a) substratos e (b) sondas coloidais são deslizadas para mostrar que, usando dois sistemas de escovas imiscíveis de contato, o atrito nos contatos deslizantes é reduzido em comparação com os sistemas de escovas miscíveis.

Preparação e Friction Microscopia de Força Medidas do Insolúvel, opondo-Polymer Brushes

&lt; class = 'jove_content '&gt; Um protocolo para acoplar uma grande variedade de moléculas individuais covalentemente em uma ponta AFM é apresentado. Procedimentos e exemplos para determinar a força de adesão e a energia livre dessas moléculas em suportes sólidos e bio-interfaces são fornecidos.

Investigando única molécula de adesão de Força Atômica Spectroscopy

Para obter informações básicas sobre a sorção e reciclagem de ouro de sistemas aquosos foi investigada a interação de nanopartículas de Au(III) e Au(0) em proteínas da camada S. A sorção de polímeros proteicos foi investigada por ICP-MS e a de monocamadas proteicas por QCM-D. O AFM subsequente permite a imagem latente das nanoestruturas.

Au-Interação de Slp1 Polímeros e monocamada de<em&gt; Lysinibacillus sphaericus</em&gt; JG-B53 - QCM-D, o ICP-MS e AFM como Ferramentas para Estudos biomolécula metal-

Este protocolo descreve a imobilização covalente de proteínas com um heterobifunctional agente de acoplamento silano para superfícies de óxido de silício projetado para a espectroscopia de força força atômica microscopia com base única molécula que é exemplificado a interação de RrgA (adesina pilus-1 ponta de S. pneumoniae) com fibronectina.

Imobilização covalente de proteínas para a espectroscopia de força única molécula

Aqui, apresentamos um protocolo experimental que pode ser empregado para determinar a afinidades de ligação e o modo de interação da etiqueta livre fosfolipídeo-proteína anexina A2 com imobilizado com suporte sólido bilayers (SLB), medindo-se simultaneamente a absorção de massa e as propriedades viscoelásticas da proteína anexina A2.

Microgravimetry dissipativo para estudar a dinâmica da vinculação do fosfolipídeo proteína anexina A2 para Bilayers do Lipid com suporte sólido usando um ressonador de quartzo

Fornecemos protocolos e dados representativos para projetar, montar e caracterizar micelas complexas de polieletrólito, nanopartículas de casca de núcleo formadas por polieletrólitos e copolímeros de blocos não carregados hidrofílicos.

Montagem e Caracterização de Micelis Complexos polieletrolitos

O presente protocolo descreve métodos para investigar a estrutura e a dinâmica de duas proteínas modelo que têm um papel importante na saúde humana. A técnica combina caracterização biofísica de bancada com espectroscopia de eco de giro de nêutrons para acessar a dinâmica em escalas de tempo e comprimento relevantes para movimentos interdomínios proteicos.

Estudo da Dinâmica da Proteína via Espectroscopia de Eco de Neutron Spin

Aprenda a usar microbalança de cristal de quartzo para medir propriedades viscoelásticas de filmes finos em aplicações de sensoriamento biomédico e ciência de polímeros.

Preparação de amostras em medições de microequilíbrio de cristal de quartzo de adsorção de proteínas e mecânica de polímeros

Explorar mais vídeos