August 13th, 2019
Будучи всесторонне используется, сумма частоты генерации (SFG) вибрационная спектроскопия может помочь выявить цепной конформационного порядка и вторичных структурных изменений, происходящих на полимерных и биомакромолекулы интерфейсов.
Вибрационные спектры генерации sum установлены для исследования интерфейсов с межфациальной избирательностью. Однако метод коэффициента Френеля может помочь решить эффект интерференции при использовании другого интерфейса. Основным преимуществом SFG является межконфессиональная избирательность и чувствительность субмонолайера.
Этот неинвазивный оптический метод подходит для инвестирования различных интерфейсов, таких как твердо-жидкие, твердо твердые, жидко-жидкие, твердого газа и жидкого газа интерфейсов. Мы предлагаем новичкам получить много практики эксплуатации системы SFG с помощью экспертов в области оптики и SFG. Есть не ярлыки.
SFG не был в целом признан в качестве мощного метода, поэтому мы хотели бы привлечь больше интереса аудитории и поощрять больше исследователей применять этот метод. Для начала приготовьте около пяти миллилитров либо двух, либо 4% по весовому раствору поли-2-гидроксиетилметилового метакрилата или ПЕМА в ангидроузовом этаноле. Храните раствор в лаборатории за три дня до его использования.
Далее, замочить четыре ИК-класса фтора кальция право угловой призмы в аналитическом классе ангидрозола, по крайней мере 12 часов. Затем погрузите призмы в 30 миллилитров этанола и протрите поверхности обезжиривания хлопка в течение 10 минут. Промыть призму ультра чистой водой в течение двух минут и высушить их азотным газом.
Затем поместите призмы в очиститель плазмы кислорода и эвакуируйте камеру. Лечить призмы с кислородной плазмы в течение четырех минут и держать их в камере, пока они не используются. Подготовка пленки должна происходить в течение одного часа после плазменной обработки.
В этом исследовании для выборочного обнаружения барьерного интерфейса очень важно выбрать соответствующую толщину пленки в соответствии с расчетным результатом модели коэффициента Фресналя. Когда вы будете готовы подготовить пленки PHEMA, зафиксните чистую призму в держателе призмы на спиновом пальто и нанесите одну каплю раствора PHEMA в этаноле на призму. Запустите спин пальто на 1500 об /мин в течение одной минуты, чтобы подготовить фильм PHEMA.
Пальто дополнительных плазменных обработанных призм с PHEMA таким же образом. Аннеал пленки в вакуумной печи установлен до 80 градусов по Цельсию, по крайней мере 10 часов. Для проведения эксперимента поместите PHEMA покрытием лица призмы в деионизированной воде.
Подождите от 10 до 20 минут, а затем оцените межфашистскую структуру PHEMA в воде и интерфейсы призмы с некоторой спектроскопией генерации частоты. При работе системы FGS не позволяйте световой луч непосредственно прийти в глаза. Для начала подготовки раствора шелкового фиброина нагревают три литра 0,02 молярного карбоната натрия до кипения.
Отварить 7,5 граммов шелковых коконов Bombyx мори в этом растворе, помешивая в течение 30 минут. Перенесите волокнистое вещество в чистый контейнер и перемешайте его в два-три литра деионизированной воды в течение восьми-десяти минут три раза, чтобы смыть нежелательные молекулы серицина. Высушите волокнистое вещество в вакуумной духовке при температуре 60 градусов по Цельсию в течение не менее 15 часов.
Затем растворите один грамм сухого, degummed шелкового фиброина в четырех миллилтерах из 9,3 молярного акевого бромистого лития. Перемешать раствор при 60 градусах по Цельсию в течение двух часов. Затем поместите раствор шелкового фиброина в мешок диализа Далтона 3500.
Диализуть раствор против одного литра деионизированной воды в течение трех дней, меняя воду три раза в день. После завершения диализа храните раствор фиброина шелка при четырех градусах Цельсия. Далее, используйте ранее описанные методы для очистки призмы фтора кальция и покрыть его тонкой полистироловой пленкой из 3,5% по весу полистирола раствора.
Поместите призму с покрытием полистирола в контакт с раствором фиброина шелка и изучите интерфейс фиброина из полистирола с помощью спектроскопии SFG. Чтобы начать подготовку олигонуклеотидного дуплекса, растворите 10 наномолов соответствующего одностругового олигонуклеотида в 0,5 миллилтера ультрапурной воды. Сделай то же самое для бесплатного олигонуклеотида.
Объедините растворы, чтобы получить 10 наномол на миллилитр дуплексный раствор олигонуклеотида. Затем объединить два миллиграмма DPPC, два миллиграмма дейтетерированного DPPC, и один миллилитр хлороформа для получения липидного раствора. Далее, чистые и плазмы лечения фтора кальция призму, как описано ранее.
Прикрепите эту призму к образцу удержания корыта Лангмуир-Блоджетт. Заполните корыто с деионизированной водой и опустите одну сторону призмы в корыто на один миллиметр в минуту. Ввесни несколько микролитров липидного раствора на поверхность воды и подождите, пока поверхностное давление стабилизируется на уровне около 12 миллиневтонов на метр.
Затем начните сжимать липидный монослой со стороны пяти миллиметров в минуту. Когда поверхностное давление достигает 34 миллиневтонов на метр, поднимите призму из корыта на один миллиметр в минуту. Далее приготовьте 500 микролитров смеси раствора дуплексного олигонуклеотида и липидного раствора в соотношении 1 к 100 молар.
Затем замените корыто Лангмуир-Блоджетт цилиндрическим полиэтиленовым контейнером, наполненным деионизированной водой. Введите липидную смесь олигонуклеотида в воду до тех пор, пока поверхностное давление не достигнет 34 миллиневтонов на метр. Положите липидный монослой покрытием лицо призмы в контакте с липидной смесью олигонуклеотида, чтобы сформировать окончательный образец.
Оцените хиральные и ачиральные вибрационные сигналы воды с помощью спектроскопии FSG. В этом первом примере интерфейс между гидрогелями PHEMA и призмой фтора кальция показал явные резкие пики в спектре SFG. Это было связано с плавным интерфейсом между фтором кальция и гидрогелем.
Интерфейс между гидрогелем и окружающей водой имел более широкие, менее интенсивные функции, поскольку молекулы воды могли рассеиваться в основную часть гидрогеля. Здесь, когда концентрация фиброина шелка была выше критической перекрывающейся концентрации, были обнаружены хиральные вторичные структуры на интерфейсе раствора полистирола, если метанол не был добавлен в качестве индуцирующего агента. Ниже критической перекрывающейся концентрации, хиральные сигналы SFG были обнаружены даже без добавления метанола, указывая, что заказанные вторичные структуры образуются без посторонней помощи на интерфейсе раствора полистирола.
В дуплексе олигонуклеотид якорный образец липидного билейера, изменяющий концентрацию ионов кальция, не имел существенного влияния на хиральный водяной сигнал, который в первую очередь соответствует гидратации позже хирального позвоночника в незначительной канавке. В отличие от этого, концентрация кальция сильно влияет на ачирал водные сигналы, которые в первую очередь соответствуют водному слою, окружающему дуплексную цепь и билейер. При всем этом можно было сказать, что хиральный позвоночник водяного слоя может защитить олигонуклеотид от ионов кальция.
Расчет коэффициента Френеля и выбор соответствующей толщины пленки может решить проблемы с помехами. Если мультирефлексия и преломление считаются правильным распределением электрического поля на интерфейсах, можно отрегулировать. Существуют альтернативные методы, которые могут быть использованы для подготовки тонких пленок с желаемой толщины, такие как шаг покрытия и химического осаждения пара.
Обнаружение поверхностных и межфракционных структур, связанных с адгезией, смывом, трением и другими свойствами, может помочь исследователям понять основные механизмы и разработать новые функциональные материалы. Этот метод также может быть применен к другим системам, где необходимо изузнать различные интерфейсы. Тем не менее, среда, которую вы хотите световые лучи распространяются должны быть прозрачными.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Генерация суммарной частоты (SFG) колебательная спектроскопия - это мощная неинвазивная оптическая методика, которая обеспечивает представление о конформационном порядке цепей и структурных изменениях на поверхностях раздела. Этот метод особенно полезен для исследования различных типов поверхностей раздела, включая твердое-жидкость и жидкость-газ.
Sum frequency generation (SFG) vibrational spectroscopy provides interfacial selectivity and submonolayer sensitivity for probing polymer and biomacromolecule structures at buried interfaces. This capability supports target validation by revealing secondary structural changes and hydration layer dynamics in biomolecular systems. The method enables mechanistic de-risking in early discovery by clarifying how environmental factors such as ion concentration affect interfacial water structure and macromolecular conformation.
SFG spectroscopy fits within the discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical evaluation by providing label-free, quantitative interfacial structural data.