Name: Kolloidal Probe Nanoscopy kullanarak parçacık-parçacık Etkileşimleri Nicel ve Nitel Sınav (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-07-18T14:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 15 s
Description: Öğrenin kolloidal prob nanoskopi ile sıvı ortamdaki parçacık etkileşimlerini nicel ve nitel olarak incelemeyi. Bu yöntem ilaç formülasyonu ve biyolojik sistemlerde stabilite analizi için değerlidir.

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

Yazarlar kabul (1) Nanobiyomedikal Bilim ve Dankook Üniversitesi Rejeneratif Tıp BK21 PLUS NBM Küresel Araştırma Merkezi ve Bölümü&#39;nden mali destekler Öncelik gelen NRF, Kore Cumhuriyeti, (tarafından finanse Araştırma Merkezleri Programı (No 2009-0093829) 2) tesisleri ve Sydney Üniversitesi Mikroskopi ve Mikroanaliz Avustralya Merkezi&#39;nin bilimsel ve teknik yardım,. HKC Bir Keşif Projesi hibe (DP0985367 &amp; DP120102778) aracılığıyla mali destekler için Avustralya Araştırma Konseyi minnettar olduğunu. WCH bir bağlantı Projesi hibe (LP120200489, LP110200316) aracılığıyla mali destekler için Avustralya Araştırma Konseyi minnettar olduğunu.

1.. Kolloidal Probe ve AFM Yüzey Hazırlama <ol><li> Kolloidal sondalar hazırlamak için, yazarlar tarafından daha önce geliştirilen bir yöntemi kullanabilirsiniz. 19. <ol><li> Kısacası, 45 ° (Şekil 1A) belirli açıda bir uçsuz konsol tutturmak için 45 ° açılı tutucu kullanın. </li><li> Bir mikroskop lamı üzerine epoksi ince bir tabaka bulaşması ile bir epoksi slayt hazırlayın. Mikroskop lamı ilave epoksi katman minimum yüksekliğinin olduğundan emin olmak için temiz bir spatula ya da yavaş bir azot akışı kullanın. </li><li> Özel tasarlanmış tutucu (Şekil 1B) kullanılarak 40X optik zoom mikroskop lensi epoksi slayt yapıştırın. Sonra, epoksi slayt yaklaşım ve konsol üzerinde epoksi küçük bir miktar elde etmek için dirsekli kullanın. </li><li> Ayrıca konsol (Şekil 1C) tepesinde ilgi tek bir parçacık takmak için bu adımları tekrarlayın. </li></ol></li><li> Koloidal par koymak suretiyle AFM tabakayı hazırlayıntermoplastik bir yapışkan kullanılarak AFM lamel üzerine partikülleri. <ol><li> 120 ° C, 35 mm yuvarlak kapak kayma ısıtın ve lamel yapışkanın küçük bir miktar uygulanır. Yüksek sıcaklık uygulamaları için, termoplastik yapıştırıcı eritmek için gereklidir. </li><li> Daha sonra soğuk, tutkalın üzerine koloidal parçacıkları toz önce 40 ° C&#39;ye kadar lamel. NOT: 40 ° C &#39;de yapıştırıcı yeterince parçacıklar yapıştırıcı içine gömülü hale olmaz ayarlanır, ancak yapıştırıcı partikülleri, substrata yapışır sağlamak için yeterince yapışkan olmasıdır. </li><li> Bundan başka, oda sıcaklığına kadar soğumaya lamel ve fazla serbest parçacıkları darbe için hafif bir azot akışı kullanın. </li><li> Bütün serbest parçacıklar alt-tabakanın kaldırılır sağlamak için koloidal prob ölçümler için kullanılacak olan sıvı ortam ile alt-tabaka birkaç kez yıkayın. Not: Bu, ölçüm sırasında serbest akan parçacık etkilerini azaltmak için önemli olan olabilir arasıkonsol ile hareket ve sonuçları hataları tanıtmak. </li></ol></li></ol> 2.. Kolloidal Probe, hizalama Lazer ve değişikti Sistemi Montaj <ol><li> O-ring herhangi sızmasını önlemek için düzgün oturduğundan emin, bir sıvı hücrenin alt yarısında kolloidal parçacıkları ile lamel monte edin. </li><li> Özellikle sadece ölçüm için bir sıvı hücrenin alt yarısını kullanıyorsanız, deney sırasında sızabilecek herhangi bir sıvıya karşı korumak, ve mikroskop sahneye sıvı hücre yerleştirmek için mikroskop sahneye hidrofobik şeffaf levha yerleştirin. NOT: Basitlik için bir sistem yeterli dengelenmiş olabilir verilir, bir sıvı hücrenin yalnızca alt yarısını kullanabilirsiniz; ucu - buharlaşma ölçüm ve etkilerinin sonuçları / okuma durumunu değiştirir. </li><li> AFM tarama kafasına kolloidal sonda takın ve AFM üzerine monte. AFM enstrüman yazılımı ile, üzerinde düğmeleri kullanınodak haline konsol ucu getirmek için başını tararken. NOT: Tüm prosedürel adımlar ve ölçümler İltica Araştırma yazılımı ile bir MFP-3D-Bio AFM kullanılarak tamamlanmıştır. </li><li> , Yoğunluğu en üst düzeye tarama kafasına uygun ayar düğmeleri kullanarak konsolun ucuna lazer hizalamak için. </li><li> Sistem 5-10 dakika için ya da sapma değeri kararlı hale gelinceye kadar denge sağlaması için izin verin. Sıfır veya hafif negatif sapmasını getirmek için saptırma ayar düğmesini kullanın. </li><li> Sistem havada dengeye sonra InvOLS (duyarlılık) ve koloidal prob yay sabitini hesaplamak için termal AFM yazılım (Master Panel penceresinde Thermal Panel) kullanın. NOT: gerçek ölçümün hassasiyeti tamamlanmasından ölçülür kadar bu duyarlılık geçici olarak (adım 4) kullanılacaktır. <ol><li> &quot;Termal&quot; Yakalama Veri tıklayın ardından &quot;Cal Bahar Sabit&quot; veya &quot;Cal InvOLS&quot; ve birini seçin. </li><li> Bir zamanlarönemli bir zirve açıktır, veri yakalama durdurmak ve ana tepe üzerinde yakınlaştırmak için tıklayın. </li><li> Otomatik olarak hesaplanır yay sabiti veya InvOLS değerlerini elde etmek &quot;, Termal Veri Fit&quot; takip &quot;başlat Fit&quot; üzerine tıklayın. </li></ol></li><li> Yavaş yavaş bir şırınga kullanılarak sıvı hücreye sıvı ortam 2 ml ekleyin ve hava kabarcığı dirsek etrafında mevcut olduğundan emin olun. Ortamın kırılma indeksi şimdi değişti beri, lazer yeniden hizalamak, ve bir kez daha deplasman değeri sıfıra geri sapmasını ayarlayarak önce stabilize sağlayan sistemin dengelenmesi. NOT: Büyük bir sıcaklık farkı çevre ve sıvı arasındaki varsa, dengeleme uzun sürer. </li></ol> 3.. Görüntüleme ve Veri Toplama <ol><li> 1 Hz, 90 ° tarama açısı, 0.2 V set noktası tarama hızı, 20 um ilk tarama boyutunu ayarlayın ve örnek bir tarama edinin. Çakışan iz elde etmek için gerektiği gibi kazanç ayarlayınve eğrileri kökenine. </li><li> Ilgi çekici bir parçacık bulunduğunda, hemen önce kuvvet hacmi ölçümlerini elde etmek için alt-tabaka ile uzun bir prob etkileşimi sınırlamak için bu parçacığı üzerine zoom. </li><li> Yakınlaştırdıktan sonra, tek bir parçacığın bir tek parçacığın ya da bir kısmının yeterli görüntü kazanır. Sonra yazılım Kuvvet Panel geçmek. , En yüksek konuma kırmızı konum çubuğunu getirmek 5 um, tarama hızı 0.1 Hz, hiçbiri tetik kanala kuvvet mesafeyi ayarlamak ve tek bir kuvvet ölçüm yapmak. Prob substratı temas etmez emin olun. </li><li> Elde tek ölçüm grafikten, grafik penceresinin sağ tıklayarak sanal sapma hattı hesaplamak ve &quot;Sanal Def Hattı Hesapla&quot; seçeneğini seçerek. Bu, otomatik olarak sanal sapmasını hesaplamak ve yazılımı içinde gerektiği gibi değer güncellenir. </li><li> 20 nm tetik nokta sapmaya ve ayarlamak için tetik kanalını değiştirin. Kuvvet dist ayarlayın1 um mesafeler ve ilgi ölçülen güçlerine bağlı olarak arzu edildiği gibi tarama hızını ayarlayın. </li><li> Elle 2-3 ardışık ön tek kuvvet ölçümleri yapıldıktan sonra İnceleme Kuvvetleri Paneli&#39;nde saptırma Ters Optik Kolu Hassasiyet (InvOLS) için değerini ayarlayın. <ol><li> Tek bir kuvvet ölçüm Davranış, sonra Master Kuvvet Masası açılır hangi Kuvvetleri Panelinde &quot;Değerlendirme&quot; butonuna tıklayın. </li><li> En son tamamlanan kuvvet ölçümü vurgulayın. &quot;Eksen&quot; başlığı altında sadece &quot;DeflV&quot; işaretli olduğundan emin olun. &quot;Eylül&quot; açılır menüsünü kullanarak &quot;X-Eksen&quot; Girdi alanını değiştirmek ve tıkırtı &quot;grafik yapmak.&quot; </li><li> Usta Kuvvet Panelinde &quot;Parm&quot; sekmesine tıklayın ve grafiğin temas bölgesi tamamen dik kadar &quot;InvOLS&quot; değerini ayarlayın. Sonra Cal altında bulunan &quot;Defl InvOLS&quot; alanına bu değeri doldurmak60; ana Master Panel penceresinde bulunur Kuvvet sekmesinde alt-tab. </li><li> InvOLS değeri önemli ölçüde değişmemesini sağlamak için bu 2-3 kez tekrarlayın. </li></ol></li><li> Şimdi tüm parametreler kurulmuş olması, sıvı ortam seviyesi hala yeterli ve saptırma hala stabil olduğunu emin olun. NOT: Şu anda, tek kuvvet eğrileri veya kuvvet haritaları elde edilebilir. Bekleme kuvvet ölçümleri istenirse, bekleme seçenekleri Kuvvet Masası ulaşılabilir. </li></ol> Analiz için Duyarlılık 4. Post-ayarlama <ol><li> Ölçüm satın tamamlanmasından sonra, koloidal probun gerçek duyarlılığını ölçer. Bunu yapmak için, örneğin mika gibi, bir &quot;sonsuz&quot; sert bir yüzeye karşı aynı sıvı ortam içinde koloidal probu ile nispeten büyük bir sapma / kuvvet kullanarak bir kuvvet ölçüm yapmak. Not: büyük sapma / kuvvet collo hasar verebileceği için duyarlılık Deneylerin tamamlanmasından sonra elde edildigözenekli veya kırılgan kolloidler ile hazırlanan idal sondalar. </li><li> Temas bölgesinin bir eğimi hassasiyeti otomatik olarak (Şekil 2) hesaplamak için yazılımı tarafından kullanılır. Bu özel koloidal prob kullanılarak elde edilen tüm eğrilerin veri analizi sırasında bu hassasiyet gerçek değerini kullanın. </li></ol>

<ol><li>Sindel, U., Zimmermann, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+interaction+forces+between+individual+powder+particles+using+an+atomic+force+microscope%5BTitle%5D)+AND+%22Powder+Technology%22%5BJournal%5D)">Measurement of interaction forces between individual powder particles using an atomic force microscope.</a> Powder Technology. 117, 247-254 (2001).</li>
<li>Ducker, W. A., Senden, T. J., Pashley, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+measurement+of+colloidal+forces+using+an+atomic+force+microscope%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Direct measurement of colloidal forces using an atomic force microscope.</a> Nature. 353, 239-241 (1991).</li>
<li>Israelachvili, J. N., Adams, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+forces+between+two+mica+surfaces+in+aqueous+electrolyte+solutions+in+the+range+0%E2%80%93100+nm%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Chemical+Society%2C+Faraday+Transactions%22%5BJournal%5D)">Measurement of forces between two mica surfaces in aqueous electrolyte solutions in the range 0–100 nm.</a> Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions. 1, 975-1001 (1978).</li>
<li>Upadhyay, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetised+thermo+responsive+lipid+vehicles+for+targeted+and+controlled+lung+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmaceutical+Research%22%5BJournal%5D)">Magnetised thermo responsive lipid vehicles for targeted and controlled lung drug delivery.</a> Pharmaceutical Research. 29, 2456-2467 (2012).</li>
<li>Chrzanowski, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biointerface%3A+protein+enhanced+stem+cells+binding+to+implant+surface%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Science%3A+Materials+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Biointerface: protein enhanced stem cells binding to implant surface.</a> Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 23, 2203-2215 (2012).</li>
<li>Chrzanowski, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanomechanical+evaluation+of+nickel%E2%80%93titanium+surface+properties+after+alkali+and+electrochemical+treatments%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+The+Royal+Society+Interface%22%5BJournal%5D)">Nanomechanical evaluation of nickel–titanium surface properties after alkali and electrochemical treatments.</a> Journal of The Royal Society Interface. 5, 1009-1022 (2008).</li>
<li>Tran, C. T., Kondyurin, A., Chrzanowski, W., Bilek, M. M., McKenzie, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+pH+on+yeast+immobilization+on+polystyrene+surfaces+modified+by+energetic+ion+bombardment%5BTitle%5D)+AND+%22Colloids+and+Surfaces+B%3A+Biointerfaces%22%5BJournal%5D)">Influence of pH on yeast immobilization on polystyrene surfaces modified by energetic ion bombardment.</a> Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 104, 145-152 (2013).</li>
<li>Page, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Study+of+the+adhesion+of+Staphylococcus+aureus+to+coated+glass+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+materials+science%22%5BJournal%5D)">Study of the adhesion of Staphylococcus aureus to coated glass substrates.</a> Journal of materials science. 46, 6355-6363 (2011).</li>
<li>Binnig, G., Quate, C. F., Gerber, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atomic+force+microscope%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Atomic force microscope.</a> Physical Review Letters. 56, 930-933 (1103).</li>
<li>Butt, H. -J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+electrostatic%2C+van+der+Waals%2C+and+hydration+forces+in+electrolyte+solutions+with+an+atomic+force+microscope%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">Measuring electrostatic, van der Waals, and hydration forces in electrolyte solutions with an atomic force microscope.</a> Biophysical Journal. 60, 1438-1444 (1991).</li>
<li>Johnson, K., Kendall, K., Roberts, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+energy+and+the+contact+of+elastic+solids%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+Royal+Society+of+London.+A.+Mathematical+and+Physical+Sciences%22%5BJournal%5D)">Surface energy and the contact of elastic solids.</a> Proceedings of the Royal Society of London. A. Mathematical and Physical Sciences. 324, 301-313 (1971).</li>
<li>Deraguin, B., Landau, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theory+of+the+stability+of+strongly+charged+lyophobic+sols+and+of+the+adhesion+of+strongly+charged+particles+in+solution+of+electrolytes%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Physicochim%3A+USSR%22%5BJournal%5D)">Theory of the stability of strongly charged lyophobic sols and of the adhesion of strongly charged particles in solution of electrolytes.</a> Acta Physicochim: USSR. 14, 633-662 (1941).</li>
<li>Derjaguin, B., Muller, V., Toporov, Y. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+contact+deformations+on+the+adhesion+of+particles%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Colloid+and+Interface+Science%22%5BJournal%5D)">Effect of contact deformations on the adhesion of particles.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 53, 314-326 (1975).</li>
<li>Verwey, E. J. W., Overbeek, J. T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theory+of+the+stability+of+lyophobic+colloids%5BTitle%5D)+AND+%22DoverPublications.com%2C+doi%3A10.1021%2Fj150453a001%22%5BJournal%5D)">Theory of the stability of lyophobic colloids.</a> DoverPublications.com, doi:10.1021/j150453a001. , (1999).</li>
<li>Kappl, M., Butt, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+colloidal+probe+technique+and+its+application+to+adhesion+force+measurements%5BTitle%5D)+AND+%22Particle+%26+Particle+Systems+Characterization%22%5BJournal%5D)">The colloidal probe technique and its application to adhesion force measurements.</a> Particle & Particle Systems Characterization. 19, 129-143 (2002).</li>
<li>Tran, C. T., Kondyurin, A., Chrzanowski, W., Bilek, M. M., McKenzie, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+pH+on+yeast+immobilization+on+polystyrene+surfaces+modified+by+energetic+ion+bombardment%5BTitle%5D)+AND+%22Colloids+and+Surfaces+B%3A+Biointerfaces%22%5BJournal%5D)">Influence of pH on yeast immobilization on polystyrene surfaces modified by energetic ion bombardment.</a> Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. , (2012).</li>
<li>Sa, D. J., de Juan Pardo, E. M., de Las Rivas Astiz, R., Sen, S., Kumar, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-throughput+indentational+elasticity+measurements+of+hydrogel+extracellular+matrix+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">High-throughput indentational elasticity measurements of hydrogel extracellular matrix substrates.</a> Applied Physics Letters. 95, 063701-063701 (2009).</li>
<li>Zauscher, S., Klingenberg, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Friction+between+cellulose+surfaces+measured+with+colloidal+probe+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Colloids+and+Surfaces+A%3A+Physicochemical+and+Engineering+Aspects%22%5BJournal%5D)">Friction between cellulose surfaces measured with colloidal probe microscopy.</a> Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 178, 213-229 (2001).</li>
<li>Sa, D., Chan, H. -K., Chrzanowski, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Attachment+of+Micro-+and+Nano-particles+on+Tipless+Cantilevers+for+Colloidal+Probe+Microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Colloid+and+Interface%22%5BJournal%5D)">Attachment of Micro- and Nano-particles on Tipless Cantilevers for Colloidal Probe Microscopy.</a> International Journal of Colloid and Interface. , (2014).</li>
</ol>

Yazarlar, rekabet eden hiçbir finansal çıkarları olmadığını beyan ederler.

Sıvı kolloidal prob nanoscopy sırasında mevcut sistem istikrarsızlık çeşitli kaynakları kolayca uygun dengeleme işlemleri yoluyla hafifletilebilir. Daha önce ele alındığı gibi istikrarsızlıklar, objektif olarak analiz etmek daha zordur hatalı sonuçlara ve güç eğrileri neden olur. Instabilite tüm kaynakları eğiliminde olmuştur ve Şekil 4 &#39;de gösterilene benzer bir grafik hala mevcut olduğu takdirde, başka bir ölçüm parametresi neden olabilir. Kolloidal prob nanoscopy sırasında dikkate almak önemlidir...

Atomik güç mikroskopi (AFM) nicel ve nitel görüntülemeyi sağlayan bir malzeme yüzeyinin tarama tekniğidir. 4-6 Geleneksel olarak, AFM yüzey topografisi, morfoloji ve çok-fazik malzemelerin yapısının değerlendirilmesi için kullanılır. AFM kantitatif hava ve sıvı ortamlarda hem de belirli bir prob ve yüzey arasındaki ücret, çekim, itme ve yapışma kuvvetleri olarak nano-ölçekli etkileşimlerini değerlendirmek için yeteneğine sahiptir. 7,8 aslen Binning, Quate ve Gerber 9 kullanımları tarafından geliştirilen AFM Bilinen / belirlenen duyarlılık ve örnek bir yaklaşım ve / veya tarama yay sabiti bir prob. Nedeniyle, prob ve örnek arasındaki fiziksel etkileşimler, konsol veya buna yakın temas sırasında saptırılır ve operasyon moduna bağlı olarak, bu sapma, prob ve numune arasında mevcut olan örnek veya ölçü kuvvetlerinin topografyası elde etmek için tercüme edilebilir. AFM techni modifikasyonlarıque, koloidal prob nanoscopy gibi, 10 doğrudan özel bir koloidal sistem içinde mevcut olan iki malzeme arasında, nano-kuvvet etkileşimlerini değerlendirmek için bilim sağladı. Koloidal prob nanoscopy olarak, tercih edilen bir küresel parçacık geleneksel konik ve piramidal ipuçları değiştirerek, konsol tepe tutturulur. Bir küresel parçacık gibi Johnson, Kendal, Roberts (JKR) 11 ve Derjaguin, Landau, Vervwey, Overbeek (DLVO) 12-14 teori ve ölçüm yüzey pürüzlülüğünün etkisini en aza indirmek için teorik modelleri ile karşılaştırma yapabilmek için idealdir. 15 Bu teoriler bir kolloidal sistem içinde bekleniyor temas mekaniği ve parçacık arası güçleri tanımlamak için kullanılır. DLVO teorisi ise J, kantitatif sulu kolloidal sistemlerin toplama davranışlarını açıklamak için cazip van der Waals kuvvetleri ve (genellikle elektriksel çift kat) itici elektrostatik kuvvetler birleştirirKR teori, iki bileşen arasındaki esnek temas Modele temas basıncı ve yapışma etkisini içermektedir. Uygun bir sonda üretilir sonra, bu iki bileşen arasındaki kuvvetleri değerlendirmek için başka bir malzeme / parçacık yaklaşım kullanılır. Bir standart olarak imal ucu biri kullanarak o ucu ve seçim malzemesi arasında interaktif kuvvetleri ölçmek mümkün, ama bir ölçüye koloidal prob kullanmanın yararı çalışılan sistemin içinde bulunan malzemeler arasında bulunan güçlerin ölçüm sağlar olacaktır. Ölçülebilir etkileşimleri içerir:.. Yapışkan, çekici ve itici, şarj ve parçacıklar arasında bu da elektrostatik kuvvetlerin 16 ek olarak, koloidal parçacıkların sonda tekniği ve malzeme elastikliği arasında mevcut teğet kuvvetleri keşfetmek için kullanılabilir 17,18 Çeşitli medya ölçümlerini yapabilecek yeteneği kolloidal prob nanoscopy en önemli avantajlarından biridir. Ortam koşulları, sıvı media veya nem kontrollü koşullar incelenen bütün sistemin çevresel koşulları taklit etmek için kullanılabilir. Bir sıvı ortamında ölçümleri yapmak için yeteneği, doğal olarak meydana gelen bir ortamda, koloidal sistemlerin çalışma sağlar; böylece, kantitatif doğal haliyle doğrudan sisteme çevrilebilir veri elde edememek. Örneğin, ölçülü doz solunum cihazları (MDI) içinde mevcut MDI &#39;lerde parçacık etkileşimleri kullanılan itici benzer özelliklere sahip olan bir sıvı itici bir model kullanılarak incelenebilir. Havada ölçülen aynı etkileşimler soluma sistem varolanla temsili olmaz. Ayrıca, sıvı ortam nem girişi, bir ikinci yüzey aktif madde ya da bir MDI &#39;de parçacık etkileşimler üzerinde sıcaklığın etkisini değerlendirmek için modifiye edilebilir. Sıcaklığını kontrol etmek için yeteneği nasıl ısı üretiminde veya her iki değerlendirmek için koloidal sistemlerin imalatında belirli adımları taklit etmek için kullanılabilirKolloidal sistemlerin depolama parçacık etkileşimleri üzerinde bir etkisi olabilir. Koloidal problar kullanılarak elde edilebilir ölçümler şunlardır; Topoğrafya tarama, bireysel kuvvet-mesafe eğrileri, kuvvet-mesafe yapışma haritalar ve kuvvet-mesafe ölçümleri yaşamak. Bu çalışmada sunulan kolloidal prob nanoscopy yöntemi kullanılarak ölçülen temel parametreler ek bileşenini, maksimum yük ve ayırma enerji değerleri içerir. Gizlenebilir çekici kuvvetlerin bir ölçüsüdür, maks maksimum yapışma kuvvetinin değerini yük ve ayırma enerji temas parçacık çekmek için gereken enerjiyi taşır. Bu değerler anlık veya bekleme kuvvet ölçümleri yoluyla ölçülebilir. Bekleme ölçümler iki farklı sapmayı ve girinti bulunmaktadır. Bekleme ölçüm uzunluğu ve türü, özellikle faydalı bir sistem içinde mevcut olan belirli bir etkileşimi taklit etmek için seçilebilir. Bir örnek sapma aynı yerde kalma kullanıyor - ki tutardispersiyonlar içinde oluşturulmuş büyüklüklerdeki geliştirmek yapışkan bağları değerlendirmek - arzu edilen bir değerde sapma temas örnekleri. Oluşan yapışkan bağlar, zamanın bir fonksiyonu olarak ölçülebilir ve uzun süreli depolama sonrasında agrega yeniden dağıtmak için gerekli olan kuvvetin bir bilgi sağlar. Bu yöntemi kullanarak elde edilebilir veri bolluk yönteminin çok yönlülüğü bir kanıtıdır.

<table><tbody><tr><td>Çift Kabarcıklı Epoksi Hardman</td><td></td><td>4004</td><td></td></tr><tr><td>Veeco Uçsuz Problar</td><td>Veeco</td><td>NP-O10&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Gözenekli Parçacıklar</td><td>İnci Terapötikler</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Atomik Kuvvet Mikroskobu (MFP)</td><td>İltica&nbsp;</td><td>MFP-3D</td><td></td></tr><tr><td>SPIP Tarama Probu Görüntü İşlemci Yazılımı</td><td>NanoScience&nbsp; Aletler</td><td></td><td></td></tr><tr><td>35 mm Lameller</td><td>İltica</td><td>504.003</td><td></td></tr><tr><td>Tempfix</td><td>Ted Pella., Inc.</td><td>16030</td><td></td></tr></tbody></table>

kolloidal probe nanoscopy kullanarak parçacık-parçacık etkileşimleri nicel ve nitel sınav

Quantitative and Qualitative Examination of Particle-particle Interactions Using Colloidal Probe Nanoscopy

Kolloidal Prob Nanoskobu (CPN), Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) kullanılarak özel olarak hazırlanmış bir kolloidal prob ile seçilen herhangi bir substrat arasındaki nano ölçekli etkileşimli kuvvetlerin incelenmesi, kolloidal sistemlerde bulunan fiziksel etkileşimler hakkında önemli bilgiler sağlayabilir. Kolloidal sistemler, ilaç, gıda, boya, kağıt, toprak ve mineraller, deterjanlar, baskı ve çok daha fazlası dahil olmak üzere çeşitli uygulamalarda yaygın olarak bulunmaktadır. 1-3 Ayrıca, kolloidler emülsiyonlar, köpükler ve süspansiyonlar gibi birçok durumda bulunabilir. Kolloidal prob nanoskobu kullanılarak, yapışkan özellikler, bağlanma enerjileri hakkında önemli bilgiler elde edilebilir ve hatta içinde bulunan kolloidlerin fiziksel stabilitesi ve pıhtılaşma kinetiği hakkında bilgi edinilebilir. Ek olarak, kolloidal prob nanoskobu, ilaç keşfine ve formülasyon geliştirmeye yardımcı olmak için biyolojik hücrelerle birlikte kullanılabilir. Bu yazıda, kolloidal prob nanoskopi yapmak için bir yöntem tanımlanmış, ölçüm sırasında dikkate alınması gereken önemli faktörler tartışılmış ve bu tür ölçümlerden elde edilebilecek hem nicel hem de nitel verilerin gösterilmiştir.

Sıvı koloidal sistemleri çeşitli farmasötik ilaç verme sistemleri kullanılmaktadır. Inhalasyon ilaç dağıtım için, ortak bir koloidal sistem süspansiyon, basınçlı ölçülü doz solunum cihazı (pMDI) 'dir. PMDI içinde mevcut Parçacık etkileşimleri formülasyonu fiziksel denge, depolama, ve ilaç dağıtım bütünlüğü hayati bir rol oynamaktadır. Bu makalede, bir model itici (2H, 3H-perfluoropentan) gözenekli lipid bazlı partiküller arasındaki parçacık arası kuvvetler (yaklaşık 2 um ortalama tanecik çapı optik) işlevselliğini ve su...

Kolloidal prob nanoskobu, kolloidal sistemlerin fiziksel stabilitesi ve pıhtılaşma kinetiği hakkında bilgi edinmek ve biyolojik sistemleri kullanarak ilaç keşfi ve formülasyon bilimlerine yardımcı olmak için çeşitli alanlarda kullanılabilir. İçinde açıklanan yöntem, bu tür sistemleri incelemek için nicel ve nitel bir araç sağlar.

Kolloidal Probe Nanoscopy kullanarak parçacık-parçacık Etkileşimleri Nicel ve Nitel Sınav

Colloidal Probe Nanoscopy (CPN), the study of the nano-scale interactive forces between a specifically prepared colloidal probe and any chosen substrate ...

Bu prosedürün genel amacı, sıvı bazlı bir kolloidal sistemdeki parçacıklar arasında mevcut olan nano ölçekli etkileşimler hakkında nicel bilgi elde etmektir. Bu, önce tek bir parçacığı bir uç atomik kuvvet mikroskobu konsoluna bağlayarak fonksiyonel bir kolloidal prob hazırlanarak gerçekleştirilir. İkinci adım, probu atomik kuvvet mikroskobuna monte etmek ve kolloidal parçacık substratı ile sıvı bir hücre hazırlamaktır.Daha sonra, kolloidal probun yay sabiti ve hassasiyeti, mikroskop yazılımı kullanılarak termal olarak kalibre edilir. Son adım, kolloidal probu kullanmak ve kalibrasyon için sıvı içindeki kolloidal parça parçacık substratı ile etkileşimleri ölçmektir. Sıvı içinde bir MICA® substratı kullanılarak prob hassasiyetinin doğrudan ölçümü de sonuçta kolloidal prob yapılır.Mikroskopi, incelenen sıvı kolloidal sistemin pıhtılaşma kinetiğinden ve fiziksel kararsızlığından sorumlu olabilecek parçacıklar arası kuvvetleri ölçmek için kullanılabilir. Bu yöntem, basınçlı sayaç dozu inhalerleri, farmasötik, intravenöz formülasyonlar, biyolojik sistemler ve diğer bazı sistemlerde bulunanlar gibi çeşitli sıvı kolloidal sistemlerin fiziksel stabilitesi ve pıhtılaşma kinetiğinden sorumlu temel parametrelerin belirlenmesine ve ölçülmesine yardımcı olabilir. Bu yöntem, bu iki katının ölçek dışı kimyasal ve fiziksel etkileşimleri hakkında çok derin bir içgörü sağlayabilir.Bu bilgi, farmasötik formülasyonların stabilitesini tahmin etmek için kullanılabilir, ancak aynı zamanda parçacıkların veya farklı katıların hücrelere veya bakterilere afinitesini araştırmak için çok farklı biyolojik sistemlere de uygulanabilir. Kolloidal probu bir atomik kuvvet mikroskobu ucu, daha az konsol kullanarak hazırlayarak başlayın, konsolu burada görüldüğü gibi 45 derecelik bir açı tutucuya sabitleyin. Tutucu, konsolu yataydan 45 derece yukarıda destekler.Bir sonraki adım, bunu yapmak için epoksiyi mikroskop lamına yerleştirmektir. Epsiyonu hazırladıktan sonra, lamın üzerine ince bir tabaka sürmek için temiz bir spatula kullanın. Geçici bir yapıştırıcı kullanarak, sürgünün karşı tarafını mikroskop lensi muhafazasına kaymak üzere tasarlanmış özel bir tutucuya takın.Sürgü ve tutucu tertibatı ile mikroskoba geri dönün ve tamamlandığında tutucuyu lens muhafazasına kaydırın. Epoksili slayt, numune platformundaki konsolun üzerinde olmalıdır. Her şey yerindeyken, konsolu mikroskopla gözlemleyin ve platforma ve konsola epoksi slayta yaklaşın.Konsol az miktarda epoksi aldığında, epoksi yerindeyken konsolu geri çekin. Konsolun tepesine iki ila beş mikronluk bir lipit parçacığı eklemek için aynı tekniği kullanın. Şimdi atomik kuvvet mikroskobu substratını hazırlayın.35 milimetre yuvarlak bir kapak kızağı ve termoplastik bir montaj yapıştırıcısı kullanın. Kapak kızağını sıcaklık probu ile donatılmış bir sıcak plaka üzerinde ısıtın. Sıcak plaka yaklaşık 120 santigrat derece olduğunda, termoplastik yapıştırıcıyı uygulayın, sıcak plakayı kapatın ve bekleyin ve kapak kayması 40 santigrat dereceye kadar soğumaya başlar.Bu noktada, kapak kaymasının tozunu az miktarda kolloidal parçacık ile alın. Kapak astarı oda sıcaklığına soğuduğunda bir tutucuya aktarın ve üzerine pipetleyerek yıkayın. Burada az miktarda sıvı ortam, floro PENTAN veya HPFP başına iki H üç H.Bağlanmamış parçacıkları çıkarmak için bunu birkaç kez yapın. Bir sonraki adım, atomik kuvvet mikroskobunda veya bunun için bir FM'de kullanılmak üzere substratı monte etmektir, sıvı bir hücrenin alt yarısını kullanın, hücrenin alt yarısındaki kolloidal parçacıklarla kapak kızağını monte edin. Sızıntıyı önlemek için O-ringin düzgün şekilde oturduğundan emin olun.Atomik kuvvet mikroskobunda sızıntılara karşı önlem alın. Mikroskop aşamasını şeffaf bir hidrofobik tabaka ile koruyun. Ardından sıvı hücreyi sahneye yerleştirin.Kolloidal probu tarama kafasına taktıktan sonra, bunu A FM'ye monte edin. A FM ve enstrüman yazılımını başlatın ve konsol ucunu odak noktasına getirmek ve lazeri hizalamak için tarama kafası ayar düğmelerini kullanın. Lazeri hizalamak için lazer yoğunluğunu izleyin ve değerini en üst düzeye çıkarın. Sistemin havada dengelenmesine izin verin ve ardından sapmayı sıfıra veya biraz negatif bir değere getirmek için sapma ayar düğmesini kullanın.Ardından, yazılımın ana panel penceresinden termal panele gidin. Kolloidal probun hassasiyetini bulmak için Ters optik kol hassasiyetini hesapla'yı seçin ve ardından termal verileri yakalayın. Belirgin bir tepe noktası göründüğünde, veri yakalamayı durdurun.Ana tepe noktasını yakınlaştırmak için tıklayın, ardından sığdırmayı başlat'ı seçin. Uygun termal verilerin ardından bir hassasiyet değeri hesaplanacaktır. Kolloidal probun yay sabitini belirlemek için benzer bir prosedür izleyin.Hassasiyet ve yay sabiti bulunduktan sonra, ortamı sıvı hücreye eklemenin zamanı gelmiştir. Konsol çevresinde kabarcık olmadığından emin olurken yavaşça iki mililitre eklemek için en az iki mililitre HPFP içeren bir şırınga kullanın. Ortamı ekledikten sonra, kırılma indisindeki bir değişikliği hesaba katmak için lazeri yeniden hizalayın.Sapma değerinin HPFP'de beş ila 10 dakika boyunca dengelenmesine izin verin. Ardından tekrar sıfıra ayarlayın. Ana panelde taramaya hazır olduğunuzda, ilk tarama boyutunu 20 mikron olarak ayarlayın.Bir hertz'e kadar tarama hızı, 90 dereceye kadar tarama açısı ve 0,2 volta ayarlayın. Örneğe yaklaşın ve tarayın. İlgilenilen bir parçacık bulunduğunda, parçacığı alt tabaka üzerinde konumlandırmak veya ana özelliklerinin yüksekliklerini bilmek için yeterli bir görüntü elde etmek üzere alt tabaka taraması ile genişletilmiş prob etkileşimlerini önlemek için hemen üzerine yakınlaştırın.Ardından yazılımdaki kuvvet paneline geçin, kırmızı konum çubuğunu en yüksek konuma getirin. Kuvvet mesafesini beş mikron olarak ayarlayın. Tarama hızı 0,1 hertz'e ve tetikleme kanalı yok.Tek bir kuvvet ölçümü yapın ve probun elde edilen grafikten alt tabakaya temas etmediğinden emin olun. Grafik penceresine sağ tıklayın ve sanal sapma çizgisini hesapla'yı seçin. Bu, dikey sapmayı otomatik olarak hesaplayacak ve güncelleyecektir.Şimdi tetik kanalını saptırmak için değiştirin ve tetik noktasını 20 nanometreye ayarlayın. Kuvvet mesafesini bir mikron olarak ayarlayın. Tarama hızını, bu parçacıkla ilişkili kuvvetlere uygun olarak saniyede 200 nanometreye ayarlayın.Ardından, ölçümün tamamlanmasının ardından iki ila üç tek kuvvet ölçümünden ilkini gerçekleştirin. Kuvvet paneline gidin ve incele'ye tıklayın. Bir ana kuvvet panelini açmak için, en son kuvvet ölçümünü vurgulayın ve yalnızca eksen başlığı altında işaretli olduğunu kontrol edin.Ayrıca, x ekseni giriş alanını ayırma mesafesine değiştirin. Ardından grafik yap'a tıklayın. Ana kuvvet panelindeki parametreler sekmesine gidin ve grafiğin temas bölgesi tamamen dikey olana kadar ters optik kol hassasiyetinin değerini ayarlayın.Masterforce paneline geri dönen değere dikkat edin. Kuvvet sekmesini ve kalibrasyon alt sekmesini açın. Ardından, sapma ters optik kol hassasiyeti için alana ters optik kol hassasiyetinin ters değerini girin.Ayarlanan parametrelerle değerin önemli ölçüde değişmediğinden emin olmak için kuvvet ölçümünü ve hassasiyet ayarını iki veya üç kez tekrarlayın, sıvı orta seviyesini ve sapmanın stabilitesini kontrol edin. Kuvvet eğrilerinin veya kuvvet haritalarının ölçümleriyle devam edin. Ölçümler tamamlandıktan sonra, probun gerçek hassasiyetini belirleyin.Sıvı hücreyi substratla birlikte çıkarın ve sıvı hücre ile değiştirin. MICA® veya başka bir sert yüzeyle, MICA'yı aynı sıvı ortama daldırın. Kuvvet eğrisinin uzun bir temas bölgesine sahip olması için nispeten büyük bir sapma kullanarak kolloidal prob ile bir kuvvet ölçümü yaparak devam edin.Yazılım, temas bölgesinin eğimini kullanarak hassasiyeti belirler. Prob ile elde edilen eğrilerin analizi sırasında yazılımın hesapladığı hassasiyeti kullanın. Bir parçacık substratının bu topografik görüntüsü, floro pentan başına iki H, üç H'de bir kolloidal prob kullanılarak elde edildi.Görüntü, keskinleştirilmiş bir konik uçla elde edilenlerden daha az tanımlanmıştır. Ancak amaç, parçacıklar arası etkileşimleri değerlendirmek için bir substrat parçacığı bulmaktır. Taramalar, floro başına iki H, üç H'de lipid bazlı parçacıklarla tek bir parçacık kuvveti eşlemesinin yüzeyine daha fazla odaklanabilir.Pentan, hem numune yüksekliğinin topografik haritalarını hem de her bir kuvvet eğrisinin maksimum kutup kuvvetini ileten bir yapışma haritası sağlayabilir. Her iki ham veri grafiği türü de üç boyutlu gösterimlerde görüntülenebilir. Bunların üst üste bindirilmesi, topografyanın bir fonksiyonu olarak yapışma kuvvetlerinin dağılımının üç boyutlu bir gösterimini üretir.Bekleme kuvveti ölçümleri, temas mekaniğinin ve temas uzunluğunun yapışma kuvvetleri üzerindeki etkisinin incelenmesine izin verir. Katı lipid parçacıkları kullanıldı ve ölçümler, yapışma kuvvetlerinin zamanın bir fonksiyonu olarak arttığını gösteriyor. Girinti bekletme özelliğini kullanarak, yapıştırıcı bu prosedürü denerken sapma beklemesini kullanarak platoyu zorlar.En doğru sonuçların elde edilmesini sağlamak için ölçüme başlamadan önce sıvı ortamın dengelenmesi önemlidir.

quantitative-qualitative-examination-particle-particle-interactions

Research

JoVE Journal

Chemistry

Kimya

Bu makalede eksozomların tam kandan izolasyonu ve yarı otomatik bir alet kullanılarak nanopartikül izleme ile daha fazla analiz için bir yöntem sunulmaktadır. Sunulan teknoloji, sıvı süspansiyondaki partikülleri görselleştirmek ve analiz etmek için son derece hassas bir yöntem sağlar.

Exosome Kantifikasyon ve Boyut Ölçüm Yenilikçi Yöntem

Nanodetection için istenmeyen lazer seğirme gürültü çıkarmak için tasarlanmış bir referans interferometresi tekniği, ultra-yüksek kalite faktörü microcavity tarama için kullanılır. Montajı, kurulumu ve veri toplama için Talimatları kavite kalite faktörünü belirlemek için ölçüm işlemi yanında, sağlanmaktadır.

Nanodetection için bir referans Interferometer Uygulanması

Ince organ ve tümör dokusu üzerinde yapılan lazer kaynaklı arıza spektroskopi başarıyla Gd-tabanlı nanopartikülleri çıkarılacak doğal unsurlar ve yapay enjekte gadolinyum (Gd), tespit. Kimyasal elementlerin Görüntüler 100 mikron ve kantitatif alt mM hassasiyet çözünürlüğü ulaştı. Standart optik mikroskop ile kurulum uyumluluğu aynı biyolojik doku birden fazla görüntü sağlama potansiyelini vurguluyor.

Lazer kaynaklı Arıza Spektroskopisi: Organ Doku Nanopartikülün en Mapping ve Nicelik için Yeni Bir Yaklaşım

Konfokal mikroskopi çekici süspansiyonlar için model sistemler olarak incelenmiştir hareketsiz resim ve koloit akıcı polimer karışımları için kullanılır. Görüntü analizi algoritmaları geometrik hapsi nedeniyle değişiklikleri ölçmek kolloidal parçacıkları için yapısal ve dinamik ölçümleri hesaplamak için kullanılır.

Kuşatılmış Quiescent ve akan Koloidno polimer Karışımlarının Eşodaklı Görüntüleme

Supramoleküler kısımlarla kaplanmış kolloidlerin sentezi ve karakterizasyonu için bir protokol açıklanmıştır. Bu supramoleküler kolloidler, yüzeye sabitlenmiş moleküller arasındaki hidrojen bağlarının UV ışığı ile aktivasyonu üzerine kendi kendine birleşir.

Supramoleküler Kolloidlerin Sentezi ve Karakterizasyonu

Biz kimyasal elementler mevcut içinde in situ insan hücreleri hem de onların vitro miktar tespiti için açıklayınız. Yöntem herhangi bir hücre tipi için uygundur ve Tek Kişilik hücrelerde vitro metal oksit nano tanecikleri pozlama takip kantitatif kimyasal analizler için özellikle kullanışlıdır.

Situ Algılama ve Metal Oksit nano tanecikleri nükleer Microprobe analizi ile tek hücre miktar

plasmonik cımbız katılan bir mikroçip üretim süreci burada sunulmuştur. Mikroçip maksimum sıkıştırma kuvvetinin ölçülmesi için bir tuzak parçacığın görüntülenmesine olanak sağlar.

Bir İzleme Ortamında plasmonik Yakalama ve Nanopartiküller Yayın

İnşaat ve gerçek zamanlı 3D tek parçacık izleme mikroskop izleme Nano floresan yetenekli probları yüksek diffusive hızları ve düşük foton sayısı oranları bu protokolü ayrıntıları.

Gerçek zamanlı 3D tek parçacık izleme için bir iletişim kuralı

Burada, hücre zarındaki altın nanorodların (AuNR) dinamiklerini izlemek için geleneksel karanlık alan mikroskopisinin kullanımını gösteriyoruz. Tek AuNR'lerin konumu ve yönü ImageJ ve MATLAB kullanılarak algılanır ve AuNR'lerin difüzif durumları tek parçacık izleme analizi ile karakterize edilir.

Tek Nanopartikül Darkfield Mikroskopisi Kullanarak Hücre Zarında Altın Nanorodların Difüzyonel Dinamiklerini Görselleştirme

Fare perigonadal yağ dokusundan ve insan plazmasından izole edilmiş hücre dışı veznelerin boyut dağılımını ve toplam partikül konsantrasyonu tahmin etmek için yeni bir nanopartikül izleme analiz aracının nasıl kullanılacağını gösteriyoruz.

Hücre Dışı Veziklinlerin Nicelleştirilmesi ve Boyut Tayini için Nanopartikül Takip Analizi

Kelvin probu kuvvet mikroskobu (KPFM), yüzey topografyasını ve yüzey potansiyelindeki farklılıkları ölçerken, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve ilişkili spektroskopiler yüzey morfolojisini, bileşimini, kristalinitesini ve kristalografik oryantasyonunu aydınlatabilir. Buna göre, SEM'in KPFM ile birlikte lokalizasyonu, nano ölçekli bileşimin ve yüzey yapısının korozyon üzerindeki etkileri hakkında fikir verebilir.

Kelvin Probu Kuvvet Mikroskobunun Diğer Mikroskoplar ve Spektroskopilerle Birlikte Lokalize Edilmesi: Alaşımların Korozyon Karakterizasyonunda Seçilmiş Uygulamalar

Öğrenin kolloidal prob nanoskopi ile sıvı ortamdaki parçacık etkileşimlerini nicel ve nitel olarak incelemeyi. Bu yöntem ilaç formülasyonu ve biyolojik sistemlerde stabilite analizi için değerlidir.

Kolloidal Probe Nanoscopy kullanarak parçacık-parçacık Etkileşimleri Nicel ve Nitel Sınav

Daha fazla video keşfet