Name: Sıvı Hücre Transmisyon Elektron Mikroskobu kullanarak Sıvılarda Malzemelerin Dinamik Süreçler Revealing (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-12-20T12:55:00.000+00:00
Duration: 7 min 37 s
Description: Keşfedin, sıvı hücre transmisyon elektron mikroskobu kullanarak sıvılarda nanopartiküllerin dinamik büyüme süreçlerini gerçek zamanlı ve alt-nanometre çözünürlükle nasıl görüntüleyebilirsiniz.

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

Zheng EM erken gelişimi sıvı hücreleri sırasında Prof A. Paul Alivisatos ve yararlı tartışmalar için Dr Ulrich Dahmen teşekkürler. O Bilim Erken Kariyer Araştırma Programı DOE Office destek için minnettar olduğunu.

1. Sıvı Hücre Mikro ve <ol><li> Silikon gofret (p-katkılı, kalınlığı 100 mikron çapında ve 4 inç) hazırlayın ve temizlik prosedürü standart bir gofret banyo kullanarak gofret temizleyin. </li><li> Düşük basınç kimyasal buhar biriktirme (LPCVD) yöntemi ile silikon gofret her iki tarafında Yatırma düşük stres silisyum nitrür ince filmler (kalınlık 20 nm). Özel bir gelişmiş tarif silisyum nitrür-zengin büyüme (sin x, x &lt;4/3) verir depozisyonu için kullanılır. </li><li> Bir görüntüleme penceresi (1 × 50 mikron), bir görüntüleme penceresi (1 × 50 mikron) ve üst çip (3 mm çapında 2.6 × 2.6 mm) ile; alt çip (3 mm çapında 2.6 × 2.6 mm) Fabrikasyona ve iki barajdaki (0.6 × 1.2 × 0.1 mm) fotolitografik desenlendirme dahil standart fabrikasyon süreçleri, SiN x zarının plazma aşındırması (aktif gaz olarak SF 6 kullanarak), KOH ıslak etchin dizisi izleyerekmaruz silikon gofret g, vb Biz böyle bir fotorezist spin kaplama olarak, en yaygın fotolitografik işlemi kullanın (1 dk için 3.000 rpm dönüş hızı ile pozitif foto, foto kalınlığı yaklaşık 1 mm olan), UV ışınlarına maruz kalma geliştirici ve fixer (deiyonize su), vb kullanarak sıvı hücreleri, litografik desenlendirmenin Cr maskesi altında spin kaplama ve desenler için geliştirici için fotorezist farklı seçenekler vardır. Ve, süreçler için ilgili parametrelere de değişebilir. Desen ® (mikron veya daha büyük yüzlerce) nispeten daha büyük olduğundan, işlem yerine getirilmesi kolaydır. 1:2 su ağırlık oranı: KOH solüsyonu potasyum hidroksit ile deiyonize su içine potasyum hidroksit güç çözülmesi ile hazırlanır. KOH solüsyonu gravür boyunca 80 ° C &#39;de muhafaza edilir. Dakika başına 1 mikron bir gravür oranı elde edilebilir. SiN x membran silikon KOH gravürü için ideal bir koruyucu maske. Etchin yanag satırları kullanılır, bireysel cips KOH dağlama sonra kazınmış gofret ince hatları ile bağlanır. Cips Parçalar kolayca sonraki süreçler için keskin cımbız kullanarak gofret ayrılabilir. Resim dicing işlem gereklidir. </li><li> Alt çip düz tarafında Mevduat indiyum boşluk. İlk olarak, 1.3 Benzer bir süreç izleyerek cips litografik desenleme yapmak. Fiş işleme yardımcı olmak üzere, fotorezist kullanarak ince bir cam levha üzerine bireysel yongaları (birkaç cips bir parçası olabilir) sopa ve spin kaplama, UV ışınlarına maruz kalma öncesinde 5 dakika, vb İkincisi için kuru hava izin ile desenli cips temizlemek O 2 plazma 1 dakika için 50 Watt temizleme; bir evaporatör kullanılarak çip üzerinde 100 nm kalınlığında Üçüncü olarak, tortu indiyum ince film; Üçüncü olarak, havalanma işlem indiyum boşluk oluşturmak için yapılır. </li><li> Birlikte Bond alt ve üst cips. Biz ilk optik microsco altında alt ve üst cips iki silisyum nitrür izleme pencereleri hizalamakPE ve bir kelepçe ile 0.1 MPa arasında bir basınç uygulanır. Bu tam birbirlerinin üstüne pencere hizalamak için pratik gerektirir. Daha sonra, hücreler sıvı, 1 saat boyunca 120 ° C &#39;de vakumlu bir fırın içinde pişirilmektedir. Son olarak, hücreler toplamak ve gelecekteki kullanım için bir vakumlu desikatör içinde olduğu gibi hazırlanmış hücreler saklayın. </li></ol> Tüm üretim süreci Şekil 1 &#39;de gösterilmiştir. Biz, Berkeley&#39;deki California Üniversitesi Nanofabrikasyona Lab&#39;de tüm üretim süreçlerini yürütmek. 2. Reaksiyon Çözeltilerin Hazırlanması Bir örnek olarak büyüme Pt 3 Fe nanoçubuklar için reaksiyon çözüm hazırlayın. Platinyum (II) asetilasetonat (20 mg / ml) ve demir (II) asetilasetonat (20 mg / ml) ve pentadekan oleylamine (7:3 hacim / hacim) ya da pentadekan, oleylamine bir karışımı bir çözücü karışımı içinde eritildi ve edildi oleik asit (06:03:01 hacim / hacim / hacim) surfaktan karşılaştırılması için kullanılırt etkiler. 3. Reaksiyon Çözümleri yükleyin <ol><li> Reaksiyon çözeltisi, yaklaşık 50 nl bir şırınga ve Teflon nanotüpler (Cole-Parmer, IL firmasından satın alınmıştır) kullanılarak bir sıvı hücre içinde rezervuarı içine yüklenir. Daha sonra, diğer rezervuar aynı şekilde doldurulur. </li><li> Reaksiyon çözeltisi, yaklaşık 30 pl kılcal kuvvet ile bir hücresine çizilir ve görüntüleme penceresi içinde iki silisyum nitrür membran arasına sıkıştırılmış bir sıvı tabaka (~ 100 nm) oluşturur. </li><li> Sıvı hücre daha sonra ince bir bakır kapak (Tedd Pella, Inc satın alınmıştır tek slot 0.6 mm çapında bir delik ile ~ 50 mikron TEM grid) kullanılarak kapatılır. Vakum yağ kapağının bir tarafı üzerinde uygulandı ve epoksi sıvı hücre kenarından mühürlemek için kullanılmıştır. Nihai sıvı hücrenin toplam kalınlığı yaklaşık 250-300 mikron. </li></ol> 4. TEM içine Sıvı Hücreleri yükleyin <ol><li> 300 kV ve FEI çalıştırılır bir JEOL 3010 TEM F20 UT Tec monochromatednai yerinde görüntülemede kullanılan 200 kV çalıştırılmıştır. </li><li> Sıvı hücre görüntüleme için bir standart TEM örnek olarak mikroskop yüklenir. </li></ol> 5. Gerçek Zamanlı TEM Görüntüleme <ol><li> Mükemmel bir yüksek çözünürlüklü TEM görüntüleme durumu mikroskop ve 1-8 bir demet akımı yoğunluğu × 10 5 A / m 2, gerçek zamanlı görüntüleme sırasında korunur ayarlayın. </li><li> PTFE sistemi için, çekirdeklenme ve nanopartiküller büyüme sıvı tabakası üzerindeki elektron ışını döküm tarafından başlatılabilir. </li><li> Gatan DigitalMicrograph yazılımı ile birlikte VirtualDub yazılım nanoparçacık dinamik kaydetmek için kullanılmaktadır. </li></ol>

<ol><li>de Jonge, N., Ross, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electron+microscopy+of+specimens+in+liquid%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Electron microscopy of specimens in liquid.</a> Nature Nanotechnology. 6, 695-704 (2011).</li>
<li>Sun, Y. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Watching+nanoparticle+kinetics+in+liquid%5BTitle%5D)+AND+%22Mater.+Today%22%5BJournal%5D)">Watching nanoparticle kinetics in liquid.</a> Mater. Today. 15, 140-147 (2012).</li>
<li>Tao, F., Salmeron, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+Situ+Studies+of+Chemistry+and+Structure+of+Materials+in+Reactive+Environments%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">In Situ Studies of Chemistry and Structure of Materials in Reactive Environments.</a> Science. 331, 171-174 (2011).</li>
<li>de Jonge, N., Poirier-Demers, N., Demers, H., Peckys, D. B., Drouin, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanometerresolution+electron+microscopy+through+micrometers-thick+water+layers%5BTitle%5D)+AND+%22Ultramicroscopy%22%5BJournal%5D)">Nanometerresolution electron microscopy through micrometers-thick water layers.</a> Ultramicroscopy. 110, 1114-1119 (2010).</li>
<li>Zheng, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Observation+of+Single+Colloidal+Platinum+Nanocrystal+Growth+Trajectories%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Observation of Single Colloidal Platinum Nanocrystal Growth Trajectories.</a> Science. 324, 1309-1312 (2009).</li>
<li>Williamson, M. J., Tromp, R. M., Vereecken, P. M., Hull, R., Ross, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+microscopy+of+nanoscale+cluster+growth+at+the+solid-liquid+interface%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Dynamic microscopy of nanoscale cluster growth at the solid-liquid interface.</a> Nature Materials. 2, 532-536 (2003).</li>
<li>Liao, H. -G., Cui, L., Whitelam, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-Time+Imaging+of+Pt3Fe+Nanorod+Growth+in+Solution%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Real-Time Imaging of Pt3Fe Nanorod Growth in Solution.</a> Science. 336, 1011-1014 (2012).</li>
<li>Mirsaidov, U. M., Zheng, H., Casana, Y., Matsudaira, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+Protein+Structure+in+Water+at+2.7+nm+Resolution+by+Transmission+Electron+Microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">Imaging Protein Structure in Water at 2.7 nm Resolution by Transmission Electron Microscopy.</a> Biophysical Journal. 102, L15-L17 (2012).</li>
<li>Yin, Y. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formation+of+hollow+nanocrystals+through+the+nanoscale+Kirkendall+Effect%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Formation of hollow nanocrystals through the nanoscale Kirkendall Effect.</a> Science. 304, 711-714 (2004).</li>
<li>Kan, S., Mokari, T., Rothenberg, E., Banin, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+size-dependent+properties+of+zinc-blende+semiconductor+quantum+rods%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Synthesis and size-dependent properties of zinc-blende semiconductor quantum rods.</a> Nature Materials. 2, 155-158 (1038).</li>
<li>Peng, X. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shape+control+of+CdSe+nanocrystals%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Shape control of CdSe nanocrystals.</a> Nature. 404, 59-61 (2000).</li>
<li>Skrabalak, S. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gold+Nanocages%3A+Synthesis%2C+Properties%2C+and+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Accounts+of+Chemical+Research%22%5BJournal%5D)">Gold Nanocages: Synthesis, Properties, and Applications.</a> Accounts of Chemical Research. 41, 1587-1595 (2008).</li>
<li>Zhang, Q. B., Xie, J. P., Yang, J. H., Lee, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monodisperse+Icosahedral+Ag%2C+Au%2C+and+Pd+Nanoparticles%3A+Size+Control+Strategy+and+Superlattice+Formation%5BTitle%5D)+AND+%22Acs+Nano%22%5BJournal%5D)">Monodisperse Icosahedral Ag, Au, and Pd Nanoparticles: Size Control Strategy and Superlattice Formation.</a> Acs Nano. 3, 139-148 (2009).</li>
<li>Xin, H. L., Zheng, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+Situ+Observation+of+Oscillatory+Growth+of+Bismuth+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">In Situ Observation of Oscillatory Growth of Bismuth Nanoparticles.</a> Nano Letters. 12, 1470-1474 (2012).</li>
<li>Murray, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Watching+Nanocrystals+Grow%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Watching Nanocrystals Grow.</a> Science. 324, 1276-1277 (2009).</li>
<li>Xin, H. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Revealing+Correlation+of+Valence+State+with+Nanoporous+Structure+in+Cobalt+Catalyst+Nanoparticles+by+In+Situ+Environmental+TEM%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Revealing Correlation of Valence State with Nanoporous Structure in Cobalt Catalyst Nanoparticles by In Situ Environmental TEM.</a> ACS Nano. 6, 4241-4247 (2012).</li>
<li>Daulton, T. L., Little, B. J., Lowe, K., Jones-Meehan, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+situ+environmental+celltransmission+electron+microscopy+study+of+microbial+reduction+of+chromium%28VI%29+using+electron+energy+loss+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Microscopy+and+Microanalysis%22%5BJournal%5D)">In situ environmental celltransmission electron microscopy study of microbial reduction of chromium(VI) using electron energy loss spectroscopy.</a> Microscopy and Microanalysis. 7, 470-485 (2001).</li>
<li>Mohanty, N., Fahrenholtz, M., Nagaraja, A., Boyle, D., Berry, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impermeable+Graphenic+Encasement+of+Bacteria%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Impermeable Graphenic Encasement of Bacteria.</a> Nano Letters. 11, 1270-1275 (2011).</li>
<li>Yuk, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-Resolution+EM+of+Colloidal+Nanocrystal+Growth+Using+Graphene+Liquid+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">High-Resolution EM of Colloidal Nanocrystal Growth Using Graphene Liquid Cells.</a> Science. 336, 61-64 (2012).</li>
<li>Zheng, H., Claridge, S. A., Minor, A. M., Alivisatos, A. P., Dahmen, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanocrystal+Diffusion+in+a+Liquid+Thin+Film+Observed+by+in+Situ+Transmission+Electron+Microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Nanocrystal Diffusion in a Liquid Thin Film Observed by in Situ Transmission Electron Microscopy.</a> Nano Letters. 9, 2460-2465 (2009).</li>
<li>Park, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+Observation+of+Nanoparticle+Superlattice+Formation+by+Using+Liquid+Cell+Transmission+Electron+Microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Acs+Nano%22%5BJournal%5D)">Direct Observation of Nanoparticle Superlattice Formation by Using Liquid Cell Transmission Electron Microscopy.</a> Acs Nano. 6, 2078-2085 (2012).</li>
</ol>

Çıkar çatışması ilan etti.

Tüm üretim süreçleri yarı iletken cihazlar yapılır temiz oda içinde yapılmıştır. Indiyum ve depozisyonu önce, fiş O 2 plazma temizleme yüzeyi üzerinde organik kalıntı ortadan kaldırmak için gereklidir. Bu nedenle, yüksek kaliteli bir indiyum boşluk üst ve alt yongaları bağ ve serbest sıvı sızıntı hücre verimi geliştirmek olabilir ki, elde edilebilir. Kalınlığında yaklaşık 13 nm ultra ince zar ile pencereleri görüntülerken silisyum nitrür yüksek uzaysal...

Kendi doğal ortamında gerçek zamanlı ve görüntüleme biyolojik materyallerden sıvıların kimyasal reaksiyonlar çalışmada araştırma alanlarında 1-5 genelinde önemli çıkarları olmuştur. Transmisyon elektron mikroskobu (TEM), TEM kullanarak sıvı yoluyla görüntüleme yüksek uzaysal çözünürlüğü nedeniyle 4,5 ilgi çok çekti. Konvansiyonel mikroskop yüksek vakumlu ortamda çalıştırıldığında bu yana Ancak,, TEM kullanarak görüntü sıvı örnekler için büyük bir meydan okuma olmuştur. Buna ek olarak, sıvı örneklerin elektron ışın geçmesine izin için yeterince ince olmak zorunda. Williamson ve ark. 6 Cu elektrokimyasal çökelme görüntüleme TEM işletilen bir elektrokimyasal sıvı hücre kullanarak 5 nm çözünürlük ile elde edilebileceğini bildirdi. Jonge ark. 1. Bir tarama (S) TEM kullanarak serveral mikrometre kalınlığında su ile görüntü biyolojik örnekler başardı. Biyolojik numunelerin düşük kontrast değildialtın nanopartiküller görüntüleme için belirteç olarak kullanılan bu yana bir sorun olarak ortaya. KÖK görüntüleme modu kullanılmış ve nanometre çözünürlük elde beri kalın sıvı numune ya da bir sorun değildi. Biz son zamanlarda subnanometer çözünürlüklü 5,7 ile sıvı kolloidal nanoparçacıkların gerçek zamanlı TEM görüntüleme sağlayan bir kendi kendine yeten bir sıvı hücresi geliştirdi. Geliştirilmiş çözünürlük ve daha hızlı TEM görüntüleme (yüksek çözünürlüklü KÖK görüntüleme ile elde edilmemiştir saniyede 30 kare), mümkün sıvı kolloidal nanoparçacık dinamiklerini incelemek için yapılan teklif bu yeni geliştirilen sıvı hücreleri,. Sıvı hücreleri standart TEM tutucuya sığacak ve düzenli TEM örnekleri olarak çalıştırılabilir. Sıvı (30 pikolitre hakkında) küçük bir miktar uzun bir kimyasal reaksiyon altında yerinde incelenebilir. Çeşitli görüntüleme ve analitik (yani, enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi) teknikleri uygulanabilir. Görüntüleme penceresi (membran dahil toplam kalınlığı yanave sıvı tabaka) altında 100 nm ya da daha için kontrol edilebilir, altın nanoparçacık belirteçler olmadan, sıvı su içinde biyolojik örnekler (örneğin, protein) doğrudan görüntüleme da 8 elde edilmiştir. Son yirmi yılda, kolloidal nanokristal 9-11 sentez ve uygulamaları üzerinde önemli başarılar olmuştur. Ancak, sıvıların birbiri ile büyümek ve nasıl etkileşimde nanopartiküller çekirdek, anlayışı büyük ölçüde deneyseldir ve çoğunlukla 11-13 ex-situ analizleri dayanmaktadır. Sıvı hücre TEM Bizim gelişimi yerinde 5,7,14,15 sıvıların nanoparçacıkların dinamik süreçleri incelemek için eşsiz bir platform sağlar. Biz bir sıralı mikroimalat işlem tarafından ultra ince silikon gofret (100 mikron) kullanarak kendi kendine yeten bir sıvı hücre imal. Bu silisyum nitrür membran birikimi, fotolitografik desenlendirme, dağlama, spacer birikimi ve hücre içerirbağ, reaksiyon çözeltisi, vs yaklaşık 50 nanolitre kılcal kuvvet ile bir hücresine çizilir; bir rezervuar içine yerleştirilir. Bu sıvı bir başka 50 nanolitre ile diğer rezervuar doldurun. Daha sonra, hücre in situ görüntüleme için mikroskop içine mühürlenmiş ve yüklenir. Mikroskop içinde, sıvı iki silisyum nitrür membranların (30 pikolitre hakkında toplam) incelenebilir arasında sıkışmış. Elektron ışını ince sıvı tabakası geçerken, sıvı nanoparçacıkların dinamik süreçleri gerçek zamanlı olarak izlenebilir. Çekirdeklenme ve nanopartiküller büyüme bazı durumlarda 5,7 veya tepkileri harici bir ısı kaynağı 14,16 tetiklenebilir elektron ışını ile indüklenen olabilir. Elektron demeti hasarı bir endişe olduğunda, düşük elektron demet akımı (doz) kullanılmalıdır. Sıvı hücreleri silikon mikroimalat süreçlerden ve büyük gruplar, membran veya sıvı değişimleri üretilmektedir yanabireysel sıvı hücreler arasındaki kalınlık Smal l6 olabilir. Temel mikroimalat eğitimi olan herhangi bir araştırmacı başarıyla sıvı hücreleri yapabilirsiniz. Sıvı işleme tekniği ve yerinde TEM operasyonda da uygulama sonrasında hakim olabilir. Bu görüntüleme pencereleri gibi silisyum nitrür membranlar kullanılarak yanı sıra, bu tür silikon dioksit, silikon ya da karbon (grafen da dahil olmak üzere) gibi diğer malzemeler zar pencere ve 17-19 olarak kullanılabilir olduğu belirtilmiştir. Yana hiçbir membranların şişkin küçük görüş pencereler, yani, 1 x 50 mikron, kullanarak bizim sıvı hücreleri gözlenmiştir. Ve, sıvı hücre de çalışmaya sağlamdır, sıvı hücrelerin% 1 deneyler sırasında pencereleri kırılmış aşağıda yani. Buna ek olarak, sıvı tabakanın kalınlığı aynı zamanda esnek bir şekilde biriken indiyum spacer kalınlığı değiştirilerek ayarlanabilir. Örnek hazırlama sırasında, mühürlü bir sıvı hücre hiçbir sızıntı ile birkaç gün sıvı koruyabilirsiniz. Sıvı küçük bir miktar olabilirGerçek zamanlı olarak genişletilmiş bir kimyasal tepkime çalışma sağlar elektron ışını altında birkaç saat için incelenebilir. Şimdiye kadar, örneğin, sıvı nanoparçacıkların görüntülenmiştir birçok benzersiz dinamik süreçleri, Pt büyümesi ve birleşmesini ince sıvı 20,21, Bi nanopartiküller 14 büyüme dalgalanma ve Pt 3 büyüme nanoparçacıkların difüzyon, 5,15 nanopartiküller nanoparçacık yapı taşları 7, vs Ayrıca gelen Fe nanoçubuklar, biz de 2.7 nm çözünürlük 8 ile sıvı su içinde, örneğin, diğer alanlarda görüntüleme proteinler bu yöntemi uyguladık. Özetle, bizim sıvı hücre TEM tekniği malzeme bilimi, fizik, kimya ve biyoloji temel konuların geniş bir çalışma için çok değerli bir gelişme olduğu kanıtlanmıştır. Biz sıvı TEM gelecekteki teknik gelişmeler ve uygulamalar için geniş oda hala var olduğuna inanıyorum ve kesinlikle yüksek bir impa olacakbilimsel araştırma, geniş bir spektrum üzerinde ct.

<table border="1"><tbody><tr><td></td><td></td><td></td><td> Reaktifler </td></tr><tr><td> Platinyum (II) asetilasetonat </td><td> Aldrich </td><td> 523038 </td><td></td></tr><tr><td> Demir (II) asetilasetonat </td><td> Aldrich </td><td> 413402 </td><td></td></tr><tr><td> pentadekan </td><td> Aldrich </td><td> P3406 </td><td></td></tr><tr><td> oleylamine </td><td> Aldrich </td><td> O7805 </td><td></td></tr><tr><td> oleik asit </td><td> Sigma </td><td> O4137 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Ekipman </td></tr><tr><td> TEM </td><td> JEOL </td><td> JEOL 3010 </td><td></td></tr><tr><td> Monochromated TEM </td><td> FEI </td><td> F20 UT Tecnai </td><td></td></tr></tbody></table>

sıvı hücre transmisyon elektron mikroskobu kullanarak sıvılarda malzemelerin dinamik süreçler revealing

Revealing Dynamic Processes of Materials in Liquids Using Liquid Cell Transmission Electron Microscopy

Uzaysal çözünürlüğü yüksek olan sıvıları yoluyla görüntüleme sağlayan yerinde transmisyon elektron mikroskobu, en çok yeni bir gelişme malzeme bilimi, fizik, kimya ve biyoloji araştırma alanları arasında anlamlı bir ilgi çekti. Teknolojisini etkinleştirme anahtar bir sıvı hücredir. Biz düzenli TEM ızgara boyutları ile bir sıvı hücre herhangi bir standart TEM numune tutucu sığabilecek silisyum nitrür membran birikimi, fotolitografik desenlendirme, dağlama, hücre yapıştırma, vb dahil olmak üzere, sıralı bir mikroimalat sürecinde ince izleme pencereleri ile sıvı hücreleri imal . Yaklaşık 100 nanolitre reaksiyon çözeltisi rezervuar içine yerleştirilmiş ve yaklaşık 30 pikolitre sıvı kılcal kuvvet görüntüleme pencereleri içine çekilir. Daha sonra, hücre in situ görüntüleme için bir mikroskop içine mühürlenmiş ve yüklenir. TEM içinde, elektron demeti, iki silisyum nitrür membranların arasında sıkışmış ince sıvı tabakası geçer. Dinamik procgibi çekirdeklenme ve nanokristaller, difüzyon ve nanopartiküller, vb montaj büyüme gibi sıvıları nanoparçacıkların memuresi, alt-nanometre çözünürlükte gerçek zamanlı görüntülü edilmiştir. Biz de diğer araştırma alanları, örneğin, su görüntüleme proteinler için bu yöntemi uyguladık. Sıvı hücre TEM çalışma ortamlarında malzemelerin dinamik süreçleri ortaya önemli bir rol oynamaya hazırlanıyor. Aynı zamanda kendi doğal ortamında biyolojik süreçlerin çalışmada yüksek darbe getirebilir.

Sıvı hücre TEM yöntemi kullanarak, biz nanoparçacık bloğundan Pt 3 Fe nanoçubuklar çözümü büyüme görüntülendi oylandı. Şekil 2 farklı çözüm koşullarda bir Pt 3 Fe nanorod büyüme yörüngesini gösteren ardışık görüntüler gösterir. Photoshop kullanarak False boyama işlemi nanopartiküller vurgulamak için kullanılmıştır. Pentadekan ve oleylamine (7:3 hacim / hacim) bir çözücü karışımı kullanıldığında, büyüme üç farklı aşamada (Şekil 2A) tespi...

Biz bir transmisyon elektron mikroskobu kullanılarak sıvı yoluyla görüntüleme sağlayan bir kendi kendine yeten bir sıvı hücre, geliştirdik. Sıvılarda nanoparçacıkların Dinamik süreçleri alt nanometre çözünürlükte gerçek zamanlı olarak ortaya çıkabilmektedir.

Sıvı Hücre Transmisyon Elektron Mikroskobu kullanarak Sıvılarda Malzemelerin Dinamik Süreçler Revealing

The recent development for in situ transmission electron microscopy, which allows imaging through liquids with high spatial resolution, has attracted ...

Aşağıdaki deneyin amacı, transmisyon elektron mikroskobu kullanarak sıvılardaki malzemelerin dinamik süreçlerini gerçek zamanlı olarak yüksek uzamsal çözünürlükle incelemektir. Bu, ilk olarak ultra ince silikon gofretlerden bir sıvı hücrenin mikro üretilmesiyle elde edilir. İkinci adım olarak, bir şırınga ve Teflon nanotüpler kullanarak hücrenin rezervuarına 100 nanolitre reaksiyon çözeltisi enjekte edin.Ardından sıvı hücreyi bir kapakla kapatın. Ardından, sıvı hücreyi standart bir TEM numunesi olarak TEM numune tutucusuna yükleyin ve yerinde TEM deneyleri için numune tutucuyu mikroskoba yerleştirin. Bu işlem, nanometre altı çözünürlüğe sahip gerçek zamanlı görüntüleme kullanılarak platin üç demir bileşiği nanotellerin oluşumu gibi sıvılardaki nanopartiküllerin dinamik büyümesini gösterir.Bu bağımsız sıvı hücre tekniğinin ana avantajı, ince bir sıvı tabakasının, uzun bir kimyasal reaksiyonun meydana gelmesine izin verecek kadar uzun süre görüntüleme penceresinde tutulabilmesidir. Bu yöntem, sıvılardaki malzemelerin büyüme ve dönüşüm dinamikleri gibi malzeme bilimi ve fiziksel kimyanın temel yönlerini aydınlatabilir. Bu yöntem, nano kristal büyümesi ve montaj mekanizmaları hakkında bilgi sağlayabilir.Biyolojik materyalleri kendi doğal ortamlarında görüntülemek için de kullanılabilir. Genel olarak, bu yönteme yeni olan bireyler mücadele edecektir çünkü sıvı hücreleri yapmak için bir dizi üretim işlemi gerektirir ve enstitü için küçük sıvı hücreleri işlemek zordur. TM deneyleri.Özellikle kristalin nano ölçekte nasıl büyüdüğü ve dönüştüğü beni her zaman büyülemiştir. Sıvılarda meydana gelen bu işlemlerin birçok gizemi vardır. Sıvı hücre yöntemimiz, yalnızca kolloidal nano kristal büyümesi değil, aynı zamanda sıvılarda yüksek uzamsal ve zamansal çözünürlük gerektiren çeşitli işlemler üzerinde de tam bir çalışma alanı açmıştır.Bu prosedürü göstermek, laboratuvarımda iki doktora sonrası olacak. Nu ve Hong Sıvı hücrelerin mikrofabrikasyonu temiz bir odada gerçekleşir, ultra ince silikon gofretler kullanarak sıvı hücrelerin mikrofabrikasyonuna başlar. Bu gofretler 100 mikrometre kalınlığında, dört inç uç tipi silikon gofretlerdir.Silikon gofretin her iki tarafına 20 nanometre düşük gerilimli silikon nitrür film yerleştirin. Alt çipin ortasındaki bir sonraki fabrikatör görüntüleme penceresi. Üst çip, bir görüntüleme penceresi depozitosu ile birlikte iki rezervuar içerir.Optik bir mikroskop kullanarak alt çip üzerindeki indiyum boşlukları, üst ve alt çiplerin görüntüleme pencerelerini hizalayın ve bunları birbirine bağlayın. İlk olarak, 20 miligram platin, iki asetil asetat ve 20 miligram IN iki asetil sekiz tartın. Platin ve iyon reaksiyonu çözeltisi daha sonra platin ve iyonun bir mililitre Penta on yılı ve Ola'nın yedi ila üç hacim / hacim oranında hedeflenerek birleştirilmesiyle hazırlanır.Daha sonra, reaksiyon çözeltisini bir Teflon nano tüp ile donatılmış bir şırıngaya yükleyin. Ardından, yaklaşık 50 nanolitre reaksiyon çözeltisini sıvı haznesine enjekte etmek için şırıngayı kullanın. Elektron iletim penceresini kirletmemeye özen göstererek, reaksiyon çözeltisi kılcal kuvvet ile hücre içine çekilir ve iki silikon nitrür görüntüleme penceresi arasında yaklaşık 100 nanometrelik bir sıvı tabakası oluşturur.Diğer rezervuarı ek 50 nanolitre çözelti ile doldurmak için enjekte etmeye devam edin. Sıkı bir sızdırmazlık sağlamak için sıvı hücreyi vakum gresi kullanarak ince bir bakır TEM ızgarası ile örtün. Hazırlanan sıvı hücreyi TEM numune tutucusuna yükleyerek transmisyon elektron mikroskobu veya TEM ile görüntülemeye başlayın.Numune tutucuya yerleştirildikten sonra, sıvı hücreyi TEM'e yerleştirin. Burada gösterilen A-J-E-O-L 30 10 TEM, 300 kilovoltta çalıştırılıyor. Numune yerindeyken, mikroskobu, metre kare başına bir ila sekiz kez 10 ila beş amper arasında bir ışın akımı yoğunluğu kullanarak mükemmel bir yüksek çözünürlüklü TEM görüntüleme durumuna ayarlayın.Bu, sıvı tabakadaki nanopartiküllerin çekirdeklenmesini ve büyümesini başlatır, sanal dub ve gatan dijital mikrograf programlarını kullanarak nanopartikül dinamiklerinin gerçek zamanlı olarak izlenmesini başlatır. Elektron demetine maruz kaldığında, platin üç demir bileşiği nanopartiküllerinin çekirdeklenmesi ve büyümesi meydana gelir. Nanopartiküller, monomer bağlanması veya küçük nanopartiküller arasındaki birleşme ile dört ila beş nanometreye kadar büyür.Zamanla reaksiyonda, şekle yönelik nanoparçacık bağlanması meydana gelir ve nanoteller oluşur. Bu durumda, platin üç demir bileşiği nanotellerin büyümesi, yüzey aktif maddeler tarafından değiştirildi. Reaksiyon çözeltisine ilave bir yüzey aktif madde oleik asit eklendiğinde, sadece pento, dekan ve ole amin içeren bir çözücüdekilerden daha ince ve daha düz nanotellerle sonuçlanır.Daha kısa nanotellerin birleşmesi ve daha uzun olanları oluşturması mümkündür Bir kez takıldıktan sonra, teller zamanla düzleşme eğilimindedir. Bu prosedürü denerken, numuneyi geliştirildikten sonra mikroskoba yüklemeden önce LI hücresini iyice kapatmayı unutmamak önemlidir. Bu teknik, malzeme bilimi ve kimya alanındaki araştırmacıların sıvılarda ve nano ölçekte kristal büyümesi ve malzeme dönüşüm dinamiklerini keşfetmelerinin yolunu açtı.Reaktif çözümlerle çalışmanın tehlikeli olabileceğini unutmayın. Her zaman önlem alınmalıdır. Deneylerinizi yaparken eldiven giyin, koruyucu gözlük takın ve laboratuvar önlüğü giyin ve malzemelerinizi uygun şekilde atın.

revealing-dynamic-processes-materials-liquids-using-liquid-cell

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Burada, viral kompleksleri bir iletim elektron mikroskobu kullanarak nanometre çözünürlüğünde sıvı olarak görüntüleme prosedürünü açıklıyoruz.

Yerinde Sıvıda Biyolojik Montajlar TEM

Bu protokol, nano ölçekli dinamik süreçleri gözlem için kullanıldığı şekilde, su içinde AuNPs transmisyon elektron mikroskobu için bir sıvı akımı numune tutucu çalışmasını açıklar.

Tarama Transmisyon Elektron Mikroskobu kullanılarak Sıvı Nano-ölçekli Nesnelerin dinamik Süreçlerinin İncelenmesi

Birçok protein, zar yüzeylerine bağlandığında işlevlerini yerine getirir. Ekstrinsik proteinlerin nanodisk membranları üzerindeki bağlanması, transmisyon elektron mikroskobu ile dolaylı olarak görüntülenebilir. Negatif leke sodyum fosfotungstat tarafından indüklenen nanodisklerin karakteristik istiflenmesinin (rouleau), ekstrinsik proteinin bağlanmasıyla önlendiğini gösteriyoruz.

Yöntem gözünüzde canlandırın ve Transmisyon Elektron Mikroskobu Membran Etkileşen Proteinler Analiz için

Burada deneysel protokoller gerçek zamanlı gözlem kendinden montajlı işlem için tanıtmak sıvı hücreli transmisyon elektron mikroskobu kullanarak.

Hücre içi sıvı iletim elektron mikroskobu nano tanecikleri, kendinden montajlı takibi için

Grafen sıvı hücre elektron mikroskopi nanocrystal dynamics sıvı ortamda diğer sıvı hücre elektron mikroskobu teknikleri daha büyük uzaysal çözünürlük ile gözlemlemek için kullanılabilir. Gravür nanocrystals ve graphene sıvı hücre iletim elektron mikroskobu kullanarak onların şekli getirebilecek birini nanopartikül dönüşümleri hakkında önemli mekanik bilgi erken.

Situ Nanocrystal gravür çalışmaya Graphene sıvı hücre iletim elektron mikroskobu kullanarak

Haucl4 habercisi çözeltisi altın nanokrystals In situ elektron mikroskobu için grafen destekli mikrowell sıvı hücrelerin hazırlanması için bir protokol sunulmuştur. Ayrıca, gözlenen dağlama ve büyüme dinamiklerini ölçmek için bir analiz rutini sunulmaktadır.

Situ şanzıman elektron mikroskobu Için Graphene destekli Mikrowell sıvı hücrelerinin hazırlanması

Bakteri hücrelerinin görüntülenmesi, büyük makromoleküler makinelerin işlevini belirleyen statik ve dinamik süreçleri tanımlamaya odaklanmış yeni ortaya çıkan bir sistem biyolojisi yaklaşımıdır. Burada Lejyonella pnömophila tip IV salgı sistemi mimarisi ve fonksiyonlarını incelemek için kantitatif canlı hücre görüntüleme ve kriyo-elektron tomografisi entegrasyonu kullanılmaktadır.

Legionella pnömophila Dot/Icm Salgı Sisteminin Spatiotemporal Özelliklerini Çözmek İçin Canlı Hücre Görüntüleme ve Kriyo-Elektron Tomografisi Uygulama

Sıvı fazlı elektron mikroskopi deneyleri sırasında sıcaklık kontrolü, nanopartiküllerin oluşumunu veya uygulama ortamlarını taklit eden sıvı ortamlardaki dinamiği incelemenin yeni perspektiflerini açar. Yakın zamanda geliştirilen ısıtma sıvısı hücrelerini kullanarak, sıcaklığın sudaki altın nanopartiküllerin çekirdeklenme ve büyüme süreçleri üzerindeki etkisini doğrudan gözlemledik.

Sıvı Hücreli İletim Elektron Mikroskopisi ile Sıcaklığın Nanopartiküllerin Çekirdeklenmesi ve Büyümesi Üzerindeki Etkilerinin Incelenmesi

Mevcut protokol, bir ışık aydınlatma sistemi ile iletim elektron mikroskobu (TEM) modifikasyonlarını, sıvı hücrelerin üretimini ve bakteri hücreleri ile bir fotosensitizör arasındaki ışık kaynaklı etkileşimlerin yerinde TEM gözlemlerini açıklamaktadır. Numune hazırlama yöntemleri, elektron ışını hasarı ve görüntüleme de tartışılmaktadır.

Sıvı-Yumuşak Madde Etkileşiminin Gözlemlenmesi için Işık Kaynaklı In Situ İletim Elektron Mikroskobu

Burada, transmisyon elektron mikroskobu kullanılarak nano ölçekte sıvı-EM ve kriyo-EM analizi için uygun virüs düzenekleri hazırlamak için protokoller açıklanmaktadır.

Sıvı ve Buzdaki Virüs Düzeneklerinin Yüksek Çözünürlüklü Görüntülenmesinin İlerlemesi

Burada, TEM görüntüleme sırasında dinamik süreçleri stabilize etmek için yapay görme yazılımını kullanmak için bir protokol sunarken, aynı anda her görüntüye birden fazla meta veri akışını gezilebilir bir zaman çizelgesine dizine ekliyoruz. Bu platformun bir deney boyunca elektron dozunun otomatik kalibrasyonunu ve haritalanmasını nasıl sağladığını gösteriyoruz.

İletim elektron mikroskobu iş akışlarına, sonuç analizine ve veri yönetimine bir makine görüşü yaklaşımı

Keşfedin, sıvı hücre transmisyon elektron mikroskobu kullanarak sıvılarda nanopartiküllerin dinamik büyüme süreçlerini gerçek zamanlı ve alt-nanometre çözünürlükle nasıl görüntüleyebilirsiniz.

Sıvı Hücre Transmisyon Elektron Mikroskobu kullanarak Sıvılarda Malzemelerin Dinamik Süreçler Revealing

Daha fazla video keşfet