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Chemistry

Esame quantitativa e qualitativa delle interazioni particella-particella colloidale Uso Probe Nanoscopia

Published: July 18, 2014 doi: 10.3791/51874

Introduction

Microscopia a forza atomica (AFM) è una tecnica che permette l'imaging qualitativa e quantitativa e preciso di una superficie del materiale. 4-6 Tradizionalmente, AFM è utilizzato per la valutazione della topografia della superficie, morfologia e struttura dei materiali multi-fasiche. AFM ha la capacità di valutare quantitativamente le interazioni nano-scala, come carica, attrazione, repulsione e di adesione forze tra una sonda specifica e del substrato in aria e mezzi liquidi. 7,8 L'AFM originariamente sviluppato da Binning, Quate e Gerber 9 usi una sonda di nota sensibilità / determinato e costante elastica di avvicinarsi e / o la scansione di un campione. A causa delle interazioni fisiche tra la sonda e il campione, il cantilever viene deflesso durante il contatto o la vicinanza e seconda della modalità di funzionamento, tali deviazioni può essere tradotto per acquisire la topografia delle forze presenti tra la sonda e il campione o campione di misura. Modifiche al tecnico AFMque, come sonda colloidale nanoscopia, 10 hanno permesso scienziato per valutare direttamente le interazioni nano-forza tra due materiali presenti in un sistema colloidale di interesse.

In colloidale sonda nanoscopia, una particella sferica di scelta è fissato al vertice di un cantilever, in sostituzione delle punte coniche e piramidali tradizionali. Una particella sferica è l'ideale per permettere il confronto con i modelli teorici, come la Johnson, Kendal, Roberts (JKR) 11 e Derjaguin, Landau, Vervwey, Overbeek (DLVO) 12-14 teorie e ridurre al minimo l'influenza della rugosità superficiale sulla misura. 15 Queste teorie vengono utilizzati per definire i meccanismi di contatto e le forze fra le particelle previsti all'interno di un sistema colloidale. La teoria DLVO combina le attraente forze di van der Waal e forze elettrostatiche repulsive (a causa di doppi strati elettrici) per spiegare quantitativamente il comportamento di aggregazione dei sistemi colloidali acquose, mentre la JTeoria KR incorpora l'effetto della pressione di contatto e l'adesione al modello di contatto elastico tra due componenti. Una volta che una sonda appropriata viene prodotto, viene usato per rivolgersi a qualsiasi altro materiale / particella per valutare le forze tra le due componenti. Utilizzando uno standard fabbricato punta sarà in grado di misurare le forze di interazione tra punta e che un materiale di scelta, ma il vantaggio di utilizzare una sonda colloidale su misura permette la misurazione delle forze presenti tra materiali presenti all'interno del sistema studiato. Interazioni misurabili includono:.. Adesivo, attraente, repellenti, carica, e anche forze elettrostatiche presenti tra le particelle 16 Inoltre, la tecnica sonda colloidale può essere utilizzato per esplorare forze tangenziali presenti tra le particelle e l'elasticità del materiale 17,18

La capacità di effettuare misurazioni in vari media è uno dei principali vantaggi di sonda colloidale nanoscopia. Condizioni ambientali, liquido media, o condizioni di umidità controllata possono essere utilizzati per simulare condizioni ambientali del sistema studiato. La capacità di effettuare misurazioni in un ambiente liquido consente lo studio di sistemi colloidali in un ambiente che si trova in natura; pertanto, essere in grado di acquisire dati quantitativamente che è direttamente traducibile al sistema nel suo stato naturale. Ad esempio, le interazioni delle particelle presenti all'interno inalatori (MDI) possono essere studiate usando un modello di propellente liquido con proprietà simili al propellente utilizzato in MDI. Le stesse interazioni misurati in aria, non siano rappresentativi del sistema esistente all'interno dell'inalatore. Inoltre, il mezzo liquido può essere modificato per valutare l'effetto di infiltrazioni di umidità, un tensioattivo secondario, o temperatura sulle interazioni delle particelle in un MDI. La capacità di controllare la temperatura può essere utilizzato per simulare alcuni passi nella produzione di sistemi colloidali di valutare come temperatura sia nella produzione di omemorizzazione dei sistemi colloidali può avere un impatto sulle interazioni delle particelle.

Misurazioni che possono essere ottenuti utilizzando sonde colloidali includono; Scansione Topografia, singole curve forza-distanza, le mappe di adesione forza-distanza, e dimorare misure di forza-distanza. I parametri fondamentali che vengono misurati con il metodo della sonda nanoscopia colloidale presentata in questo documento includono i valori di energia separazione snap-in, carico massimo, e. Snap-in è una misura delle forze di attrazione, max caricare il valore della forza massima adesione, e l'energia di separazione trasmette l'energia necessaria per ritirare la particella da contatto. Questi valori possono essere misurati mediante misure istantanee o forza di sosta. Due diversi tipi di misurazioni dwell includono deflessione e rientro. La lunghezza e il tipo di misura di permanenza può essere specificamente scelti per imitare interazioni specifiche che sono presenti all'interno di un sistema di interesse. Un esempio sta usando deflessione di sosta - che detienei campioni in contatto ad un valore desiderato deflessione - valutare i legami adesivi che si sviluppano in aggregati formati in dispersioni. I legami adesivo formato può essere misurata come una funzione del tempo e possono fornire una conoscenza delle forze necessarie amalgamare aggregati dopo stoccaggio prolungato. La pletora di dati che possono essere ottenuti con questo metodo è un testamento alla versatilità del metodo.

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Protocol

1. Preparazione della sonda colloidale e AFM substrato

  1. Per preparare sonde colloidali, utilizzare un metodo sviluppato precedentemente dagli autori. 19
    1. In breve, utilizzare un supporto angolo di 45 ° di apporre un cantilever tipless allo specifico angolo di 45 ° (Figura 1A).
    2. Preparare un vetrino epossidica da spalmare uno strato sottile di resina epossidica su un vetrino da microscopio. Utilizzare una spatola pulita o un lento flusso di azoto per assicurare che lo strato di resina epossidica aggiunto al vetrino è di altezza minima.
    3. Fissare il vetrino resina epossidica ad un ottico di lente del microscopio zoom 40X con un supporto progettato su misura (Figura 1B). Quindi utilizzare il cantilever avvicinarsi al vetrino epossidica e acquisire una piccola quantità di resina epossidica sulla cantilever.
    4. Ripetere questi passaggi per allegare anche una singola particella di interesse all'apice del cantilever (Figura 1C).
  2. Preparare il substrato AFM apponendo par colloidaleticelle su un vetrino AFM utilizza un adesivo di montaggio termoplastico.
    1. Scaldare una copertura antiscivolo rotondo 35 mm a 120 ° C, e applicare una piccola quantità di adesivo per il coprioggetto. L'alta temperatura è necessaria per fondere l'adesivo termoplastico per applicazione.
    2. Poi raffreddare, il coprioggetto a 40 ° C prima di spolverare le particelle colloidali sulla colla. NOTA: A 40 ° C la colla è sufficientemente impostato che le particelle non si sono inseriti nella colla, ma la colla è abbastanza appiccicosa per assicurare che le particelle aderiscono al substrato.
    3. Ulteriori raffreddare il vetrino di RT e utilizzare una leggera corrente di azoto per soffiare via eventuali particelle libere in eccesso.
    4. Lavare le substrato più volte con il mezzo liquido che verrà utilizzato per misurazioni sonda colloidali per garantire che tutti particelle libere vengono rimossi dal substrato. NOTA: Questo è importante per ridurre gli effetti di particelle a flusso libero nel corso della misura, che può tra l'agire con la mensola e introdurre errori nei risultati.

2. Montaggio della sonda colloidale, Allineamento Laser, e riequilibranti del sistema

  1. Montare il vetrino coprioggetto con le particelle colloidali nella metà inferiore di una cella di liquido, facendo in modo che l'O-ring sia posizionato correttamente per evitare perdite.
  2. Posizionare un foglio trasparente idrofobo sul palco microscopio per premunirsi contro qualsiasi liquido che può fuoriuscire durante l'esperimento, soprattutto se solo con la metà inferiore di una cella liquido per la misura, e posizionare la cella liquido sul palco microscopio. NOTA: per semplicità si può utilizzare solo la metà inferiore di una cella liquido, dato che il sistema può essere equilibrato adeguatamente; punta - l'evaporazione cambia lo stato della misurazione e impatti / lettura dei risultati.
  3. Fissare la sonda colloidale alla testa di scansione AFM e assemblare sul AFM. Con il software dello strumento AFM, utilizzare le manopole sulscansione testa per portare la punta a sbalzo a fuoco. NOTA: Tutte le fasi procedurali e le misure sono state completate utilizzando un MFP-3D-Bio AFM con il software Asylum Research.
  4. Per massimizzare l'intensità, allineare il laser sulla punta del cantilever usando le manopole di regolazione appropriati sulla testa di scansione.
  5. Lasciare che il sistema si riequilibri per 5-10 minuti o fino a quando il valore di deflessione stabilizza. Utilizzare la manopola di regolazione deflessione per portare la deformazione a zero o leggermente negativa.
  6. Dopo che il sistema è equilibrata in aria, utilizzare il software AFM (Pannello termica nella finestra Master Panel) per calcolare le termicamente InvOLS (sensibilità) e la costante elastica della sonda colloidale. NOTA: Questa sensibilità sarà utilizzato temporaneamente fino alla vera sensibilità è misurata al termine della misura (vedi punto 4).
    1. Selezionare "Cal Costante molla" o "Cal InvOLS" e quindi fare clic su "Capture dati termici".
    2. Una voltaun picco significativo è evidente, interrompere l'acquisizione dei dati e fare clic per ingrandire il picco principale.
    3. Clicca su "Inizializza Fit" seguito da "Fit dati termici," per avere la costante elastica calcolati automaticamente o valori InvOLS.
  7. Aggiungere lentamente 2 ml di terreno liquido alla cella liquido con una siringa e accertarsi che non siano presenti bolle intorno cantilever. Riallineare il laser, poiché l'indice di rifrazione del mezzo è cambiata, e ancora una volta equilibrare il sistema che consente il valore della freccia di stabilizzarsi prima di regolare la deformazione a zero. NOTA: Se una grande differenza di temperatura esistente tra l'ambiente e il liquido, in equilibrio richiederà più tempo.

3. Imaging and Data Acquisition

  1. Impostare il formato di scansione iniziale a 20 micron, velocità di scansione a 1 Hz, angolo di scansione di 90 °, set point a 0,2 V e di ottenere una scansione del campione. Regolare il guadagno come necessario per ottenere la traccia sovrappostae ripercorrere le curve.
  2. Una volta trovata una particella di interesse, zoom subito su quella particella di limitare le interazioni sonda estesi con il substrato prima di ottenere misurazioni del volume forza.
  3. Una volta ingrandita, acquisire un'immagine sufficiente di una singola particella o porzione di una singola particella. Poi passare al Pannello di forza nel software. Portare la barra di posizione rossa nella posizione più alta, impostare la distanza di forza per 5 micron, velocità di scansione di 0,1 Hz, il canale di trigger a nessuno e condurre una singola misura della forza. Assicurarsi che la sonda non contatta il substrato.
  4. Dal grafico singola misura ottenuta, calcolare la linea di deflessione virtuale facendo clic destro sulla finestra del grafico, e selezionando l'opzione "Calcola virtuale Def Line". Questo calcolerà automaticamente la deformazione virtuale e aggiornare il valore come necessario all'interno del software.
  5. Cambiare il canale di trigger a flessioni e impostare il punto di trigger a 20 nm. Impostare il dist forzazione a 1 micron e regolare la velocità di scansione come desiderato in base alle forze misurate di interesse.
  6. Regolare manualmente il valore per la deflessione Inverse Optical Leva Sensibilità (InvOLS) nel pannello di rassegna Forza dopo aver condotto 2-3 consecutivi preliminari misure di forza unico.
    1. Condurre una misura della forza sola, quindi fare clic sul pulsante "Review" sul pannello di Forza che apre un Master Panel Forza.
    2. Evidenziare la misurazione della forza più recentemente completato. Sotto l'intestazione "Asse" garantire che solo "DeflV" sia selezionata. Modificare il campo di immissione "X-Axis" a "Settembre" utilizzando il menu a tendina e cliccare su "make grafico."
    3. Fare clic sulla scheda "Parm" nel Pannello di Forza Maestri e regolare il valore di "InvOLS" fino alla regione di contatto del grafico è completamente verticale. Poi popolare questo valore nel campo "DEFL InvOLS" che si trova sotto il Cal60; sub-tab nella scheda Forza situato sulla finestra Pannello Maestro principale.
    4. Ripetere questo 2-3 volte per assicurare che il valore InvOLS non cambia significativamente.
  7. Ora che tutti i parametri sono stati istituiti, assicurarsi che il livello del liquido è ancora sufficiente e che la flessione è ancora stabile. NOTA: In questo momento, forza unica curve o le mappe di forza possono essere ottenuti. Se si desiderano misure di forza di sosta, le opzioni di sosta è possibile accedere nel pannello di Forza.

4. Post-tuning di sensibilità per l'analisi

  1. Dopo il completamento dell'acquisizione misurazione, misurare la vera sensibilità della sonda colloidale. A tale scopo, effettuare una misurazione della forza utilizzando una relativamente grande deflessione / forza con la sonda colloidale nello stesso mezzo liquido contro un "infinitamente" superficie dura come mica. NOTA: La sensibilità è stata ottenuta dopo il completamento degli esperimenti, perché il grande deflessione / force potrebbe danneggiare collosonde Idal preparati con colloidi porose o fragili.
  2. La pendenza della regione di contatto è utilizzato dal software per calcolare automaticamente la sensibilità (Figura 2). Utilizzare questo vero valore di sensibilità durante l'analisi dei dati di tutte le curve ottenute utilizzando quel particolare sonda colloidale.

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Representative Results

Sistemi colloidali liquidi sono utilizzati per diversi sistemi di drug delivery farmaceutiche. Per la somministrazione di farmaci per inalazione, un sistema colloidale comune è la sospensione pressurizzato (pMDI). Interazioni tra le particelle presenti nel pMDI svolgono un ruolo fondamentale nella formulazione stabilità fisica, lo stoccaggio e l'uniformità consegna della droga. In questo manoscritto, forze fra le particelle tra particelle a base di lipidi porosi (~ 2 micron ottica diametro particellare medio) in un modello di propellente (2H, 3H-perfluoropentane) sono stati valutati a RT per trasmettere la funzionalità e di possibili errori associati presentato procedura.

La figura 3 mostra due sonde rappresentativi colloidali preparati usando le particelle inalabili base di lipidi che possono essere utilizzati per colloidale sonda nanoscopia. E 'importante che una singola particella colloidale viene apposto all'apice del cantilever tale che è la caratteristica più importante e sarà il primo puntodi contatto durante la misurazione. Questo assicura che le interazioni misurate sono dovute unicamente alla particella colloide. Collegamento di più particelle o agglomerati di particelle in grado di produrre risultati errati (Figura 4) a causa di molteplici deviazioni sbalzo causati da entrambe le particelle di rilevamento contemporaneamente la stessa singola particella presente sul substrato. Utilizzando sonde colloidali opportunamente preparati, immagini topografiche di un substrato particelle come quelle mostrate in Figura 5 possono essere realizzati in un mezzo liquido.

Scansioni Topografia utilizzando una sonda colloidale saranno meno definiti rispetto a quelli ottenuti con una punta conica affilata; tuttavia, in CPN, lo scopo principale di una scansione topografico è quello di individuare una particella sul substrato che può essere utilizzato per valutare le interazioni fra le particelle. Figura 6 trasmette più curve di forza si possono incontrare fini della misura della sonda colloidali in un mezzo liquido . Misure liquidicontengono più fonti di errore durante la misurazione e si deve essere consapevoli di tutte le fonti di minimizzare adeguatamente il loro effetto sulla precisione della misura (Figura 6A).

I picchi rapidi e taglienti evidenti nella curva forza in Figura 6B sono indicativi di un improvviso disturbo al sistema durante la misurazione. Questo può essere attribuito al movimento AFM strumento o un rumore improvviso in background (es. porta sbattere, starnuti) che si traduce in un breve periodo di destabilizzazione istantanea e rapida. Nella Figura 6C la fluttuazione della linea di base nell'approccio e retrazione del cantilever consigliabile un problema con il mezzo liquido. Ciò può verificarsi se la cella liquido non è adeguatamente riempito consentendo l'evaporazione del fluido di avere un grande impatto sulla stabilità del sistema e misurazione. Una fonte alternativa di questa instabilità può essere da equilibrazione improprio del cantilever in Liquid mezzo prima dell'analisi. Il cantilever è sensibile ai cambiamenti di temperatura e le azioni come 'rabbocco' la cella di liquido richiedono un adeguato tempo di riequilibrio. Figura 6D rappresenta uno spostamento della linea di base durante l'avvicinamento e ritrarre ciclo. Questo cambiamento pulito è inesistente durante le misure di forza istantanee, ma è più evidente nelle misure di forza di sosta. Questo deriva è un effetto della deriva termica cantilever, che può verificarsi per diversi motivi, tra cui: lenta evaporazione del mezzo liquido che porta ad un cambiamento della temperatura del fluido, utilizzando un mezzo che è ancora equilibratura a temperatura circostante, o lo svolgimento misurazione in un ambiente non controllato idealmente. Minimi spostamenti costante della temperatura del mezzo liquido durante la misurazione producono tali derive. Questo tipo di variazione di misura è difficile da controllare per liquidi ad alta evaporazione, a meno che una cella chiusa liquido viene usato durante la misurazione; however, più software di analisi AFM può correggere tali derive.

Dopo che tutte le fonti controllabili errore sono stati attenuati e il sistema è opportunamente equilibrata, mappatura adesione può essere impiegato per ottenere un grande corpo statistica dei dati attraverso una determinata dimensione del campione. Mappatura forza può essere utilizzata in modo indipendente o in combinazione con scansione topografico per valutare l'effetto della topografia in particelle forze adesive (Figura 7). Mappatura forza fornirà due importanti grafici di interesse: una mappa topografica del campione in base all'altezza a cui i contatti sbalzo substrato (Figura 7A) e una mappa adesione trasmettere la forza di trazione massima di ogni singola curva di forza (Figura 7B). Il grafico nella Figura 7B può anche essere utilizzato per ottenere una deviazione media e standard di numerica di adesione e snap-in forze, e anche le energie di separazione attraverso l'intero campione. Questi grap dati grezzihs possono essere visti come rappresentazioni tridimensionali della topografia o diffusione di misurazioni adesione attraverso il campione (Figura 7C / D) e sovrapponendoli produrranno una illustrazione tridimensionale della distribuzione delle forze di adesione in funzione della topografia ( Figura 7E). Questo tipo di dati fornisce comprensione critica delle forze presenti tra colloidi e come la superficie dei colloidi ulteriori interazioni effetto.

Misurazioni Inoltre soffermarsi di forza possono essere utilizzati per valutare l'effetto della meccanica di contatto e la lunghezza di contatto con le forze adesive. Particelle lipidiche solide sono stati usati per trasmettere l'effetto della permanenza delle forze adesive misurate (Figura 8). Figura 8 indica che le forze adesive aumento in funzione del tempo usando una indentazione di sosta, mentre plateau utilizzando deflessione di sosta. Questa tendenza diventa più evidente in tempi di permanenza più lunghi (180 sec).

Figura 1
.. Figura 1 Rappresentazione del metodo utilizzato per produrre le sonde colloidali per colloidale sonda nanoscopia (A) AFM cantilever, collegato a un costume disegnato 45 ° titolare cantilever, (B) presentazione epossidico / Particle è apposto su un supporto secondario che viene fatto scorrere su la lente del microscopio; (C) Il cantilever viene lentamente portata a acquisire epossidica e una particella.

Figura 2
Figura 2. La sensibilità del cantilever è la pendenza della regione di contatto di una deformazione curva della z-distanza.

Figura 3. Adeguatamente preparato sonde colloidali che possono essere utilizzati per effettuare le misurazioni della sonda colloidali.

Figura 4
Figura 4. L'uso di una sonda colloidale con più particelle apposti può comportare la duplicazione erronea di una singola particella presente sul substrato durante la scansione topografico del substrato.

Figura 5
Figura 5. Scansioni Topografia ottenuti utilizzando una sonda colloidale adeguatamente preparato. (A) Una grandescansione rivelando più particelle di interesse, (B) una scansione più mirato rivelando una grande particella di interesse, (C) una scansione focalizzato sulla superficie di una singola particella.

Figura 6
.. Figura 6 curve forza ottenute con varie limitazioni che si deve essere consapevoli di (A) Esempio di una buona curva di forza, (B) Curva forza mostrando un disturbo sia dal movimento del AFM o dal rumore presente durante la misurazione; (C ) fluttuazione dovuta a sbalzo un-equilibrata può portare ad approccio instabile / retrazione; (D) deriva termica presente durante una misurazione, inesistente a causa della lenta evaporazione conduce al raffreddamento del mezzo o controllo ambientale instabile.


.. Mappatura Figura 7 forza di adesione che può essere ottenuto usando colloidale sonda nanoscopia (A) distribuzione topografica della superficie del campione;. (B) distribuzione della forza massima adesione attraverso il campione (C / D) rappresentazioni 3-dimensionali dei grafici mostrati in A e B rispettivamente; (E) sovrapposizione delle forze topografia e adesione producono una sola illustrazione tridimensionale delle forze di adesione in funzione della topografia.

Figura 8
Figura 8. Forze di adesione misurata in funzione del tempo di sosta utilizzando due misurazioni dwell variabili (n = 30), (◊) indsentazione (□) flessione; * Indica una differenza significativa tra i valori per il punto temporale specifico utilizzando un T-test a due code con un'affidabilità del 95% (P <0.05).

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Discussion

Diverse fonti di instabilità presenti durante liquido sonda nanoscopia colloidale sistema può essere facilmente mitigati attraverso procedure di equilibrazione corrette. Instabilità come discusso in precedenza producono risultati errati e le curve di forza che sono più difficili da analizzare obiettivamente. Se tutte le fonti di instabilità sono stati teso e grafici simili a quello mostrato in Figura 4 sono ancora presenti, un altro parametro di misura può essere la ragione. Altri parametri di misura che sono importanti da considerare durante colloidale sonda nanoscopia includono la velocità alla quale il cantilever è impegnato e retratto dal campione e il punto di scatto nella misura della forza. Inoltre, va notato che la posizione del centro della sonda colloidale può essere diversa da una punta AFM tradizionale. Quindi, si consiglia di posizionare il punto laser direttamente sopra il centro della particella di tastatura per massimizzare l'accuratezza di misura.

Iot è importante scegliere una velocità che è sufficiente per la forza si è interessati a misurare e uno che è adatto da utilizzare nel mezzo liquido. Se interessano solo le forze presenti tra le particelle di adesione, la velocità di approccio non è critica. Tuttavia, per attrattive e repulsive misure di forza tra le particelle, la scelta di un approccio e ritrarre la velocità che è abbastanza lento è importante. Una velocità approccio dovrebbe essere scelto per consentire le interazioni e non la velocità di dominare la deflessione del cantilever. Un approccio veloce stenderà la sua ombra e non lasciare il tempo per le interazioni interessanti per formare, mentre un approccio molto lento in un mezzo liquido produce linee di base instabili simili alla Figura 6C. L'instabilità causata da un approccio lento perché la spinta idrostatica del liquido sul cantilever è simile alla forza usata nell'approccio cantilever.

Un altro parametro di misura che dovrebbe essere considerata prima di datiacquisizione è la forza di trigger finale. Troppo grande forza di scatto può provocare grandi deformazioni durante la misurazione e può anche schiacciare la sonda o campione a seconda delle proprietà del materiale. In alternativa, troppo piccolo di una forza produrrà risultati imprecisi, come lo strato liquido tra la sonda e il campione può non essere sufficientemente spinto fuori da tra le particelle, così l'interazione misurato non è particella-particella. Ottimizzazione del metodo è importante sottoporre a screening correttamente e testare vari parametri di misura per garantire che i dati ottenuti è rappresentabile e preciso.

Forza mappe mostrato in figura 7 in grado di fornire grandi insiemi di dati facilmente ottenibili. La risoluzione della mappa topografica e rappresentazioni tridimensionali successivamente sovrapposti sono direttamente correlate al numero di misurazioni condotte. Tuttavia, anche se un maggior numero di punti di dati produce immagini ad alta risoluzione, tempi di scansione può essere notevolmente aumentato.Mantenere sistemi di misura di liquidi stabili durante vigore mappatura può essere impegnativo in base ai controlli medie e ambientali liquidi. Evaporazione del liquido, che è una delle maggiori preoccupazioni, può essere limitata da regolarmente 'rabbocco' del sistema con liquido aggiuntivo. Tuttavia, è imperativo che la scansione è in pausa e tempo sufficiente è data per riequilibrio del sistema prima di riprendere la misurazione. Un tempo di scansione va scelto per assicurare che il sistema può essere mantenuto stabile per garantire l'accuratezza delle misure.

La capacità di condurre le curve forza istantanea, dimorare forza curve e grandi insiemi di dati di mappe forza trasmette la versatilità della sonda colloidale nanoscopia nel valutare le interazioni presenti in sistemi colloidali in ambienti che riproducono naturalmente presenti. I dati sperimentali ottenuti con il metodo qui descritto può fornire conoscenze fondamentali nei stabilità colloidale, interazioni elettrostatiche, unnd cinetica della coagulazione. Questa informazione può essere utilizzata per lo screening e o migliorare gli attuali sistemi colloidali durante le varie industrie. Inoltre questo metodo può essere usato con linee cellulari biologiche per valutare l'effetto di alcuni farmaci o materiali (preparato su una sonda colloidale) sulle interazioni cellulari e funzioni. Questo può fornire grande intuizione in piccola molecola, scoperta di nuovi farmaci e la progettazione di formulazione. Inoltre, con i recenti progressi nella capacità di produrre submicron e le sonde anche nano-colloidale, si può usare il metodo presentato qui a studiare anche sistemi nano-colloidale.

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Acknowledgments

Gli autori riconoscono (1) sostegno finanziario del Dipartimento di Scienza e Nanobiomedical BK21 PLUS NBM Globale Centro di Ricerca di Medicina Rigenerativa in Dankook University e dal Priority Centri di Ricerca del programma (n ° 2009-0093829) finanziato dalla NRF, Repubblica di Corea, ( 2) le strutture e l'assistenza scientifica e tecnica, del Centro australiano per la microscopia e microanalisi presso l'Università di Sydney. HKC è grato al Australian Research Council per i supporti finanziari attraverso una sovvenzione Discovery progetto (DP0985367 e DP120102778). WCH è grato al Australian Research Council per i supporti finanziari attraverso una borsa di linkage progetto (LP120200489, LP110200316).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Double-Bubble Epoxy Hardman 4004
Veeco Tipless Probes Veeco NP-O10 
Porous Particles Pearl Therapeutics
Atomic Force Microscope (MFP) Asylum  MFP-3D
SPIP Scanning Probe Image Processor Software NanoScience  Instruments
35 mm Coverslips Asylum 504.003
Tempfix Ted Pella. Inc. 16030

DOWNLOAD MATERIALS LIST

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D'Sa, D., Chan, H. K., Kim, H. W.,More

D'Sa, D., Chan, H. K., Kim, H. W., Chrzanowski, W. Quantitative and Qualitative Examination of Particle-particle Interactions Using Colloidal Probe Nanoscopy. J. Vis. Exp. (89), e51874, doi:10.3791/51874 (2014).

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