Monstervoorbereiding in kwartskristal microbalans metingen van eiwit adsorptie en polymeer mechanica

Het kwartskristal microbalans is nuttig voor het waarmaken van kleine concentraties van een andere verbinding en kan worden toegepast op vragen met betrekking tot de mechanica van zachte materie en biomateriaal systemen. Het belangrijkste voordeel is dat het kwarts kristal microbalans in staat is om zeer nauwkeurige informatie te verkrijgen voor kleine monster maten. Bij het extraheren van mechanische eigendomsinformatie is het noodzakelijk om te werken met films met een geschikte dikte.

Onderzoekers moeten voorzichtig zijn om de juiste modellering toe te passen voor een film tijdens de analyse. De techniek is zeer geschikt voor het bestuderen van een breed scala aan materiaalsystemen en om te begrijpen hoe mechanische eigenschappen van polymere materialen reageren op de omgeving. Na het inschakelen van alle benodigde apparatuur, verwijder de stroommodule van de kamer platform en losschroeven van de grote duimschroeven om de module te openen.

Droog de O-ring op de stroommodule met een stroom stikstofgas en controleer of de O-ring plat ligt. Monteer de sensor op de O-ring door de sensor met de actieve oppervlaktezijde naar beneden te plaatsen en een ankervormige elektrode gericht op de markering in de stroommodule. Zoek de initiële resonantiefrequenties van de sensor.

Plaats de inlaatpompbuizen in de 1X PBS. Start de externe pompstroom met 25 microliter per minuut en inspecteer de slang visueel om er zeker van te zijn dat de vloeistof door de buis stroomt. Laat de vloeistofstroom minstens 15 minuten goed in evenwicht brengen.

In de software, druk op start meten om de meting te starten en beginnen met het verzamelen van gegevens. Controleer de frequentie- en afvoerwaarden gedurende ten minste vijf minuten om een stabiele basislijn te garanderen. Stop de pomp en verplaats de inlaatbuizen naar de collageenacetaatbufferoplossing en hervat de vloeistofstroom.

Let op de tijd van deze gebeurtenis voor latere analyse. Laat de nieuwe frequentie en dissipatiewaarden acht tot twaalf uur in evenwicht brengen tot een stabiele waarde, stop de pomp, verplaats de inlaatbuizen terug naar de 1X PBS-oplossing en hervat de vloeistofstroom. Let op de tijd van deze gebeurtenis voor latere analyse.

Nogmaals, laat de nieuwe frequentie en dissipatiewaarden gedurende 30 minuten equiliberen tot een stabiele waarde. Beëindig de gegevensverwerving van de meting en sla de gegevens op. Plaats eerst een kale kwartskristalsensor in een monsterhouder die is aangesloten op de vectornetwerkanalyzer en computer.

Schakel de analysator in om een oscillerende spanning op de sensor aan te brengen en een referentiegeleidingsspectrum voor de sensor in de lucht te verzamelen en vervolgens de monsterhouder onder te dompelen in een liploos bekerglas gevuld met gedestilleerd water en een referentiegeleidingsspectrum voor de kale sensor in water te verzamelen. Steek een kleine siliciumwafer in een 0,5 molaire kaliumbromideoplossing onder een hoek om een dia voor de kwartssensor te maken tijdens de annealing stap om te voorkomen dat de film van de sensor afkomt. Bereid je voor om de PEC toe te voegen aan het oppervlak van de sensor.

Als het PEC-complex zich in twee fasen bevindt, moet u voorzichtig ongeveer 0,5 milliliter van de polymeerrijke fase in de pipet opstellen. Het handhaven van de druk op de pipetlamp om de polymeerarme fase niet in de pipet te laten komen, trek de pipet uit de oplossing. Veeg de buitenkant van de pipet met behulp van een chem doekje.

Voeg voldoende oplossing drop verstandig op het oppervlak van de quartz sensor om volledig te dekken het oppervlak. Zorg ervoor dat er geen zichtbare bellen in de oplossing op het sensoroppervlak zitten. Draai het PEC-monster en dompelen de sensor onmiddellijk onder in de 0,5 molaire kaliumbromideoplossing om zoutkristallisatie op de film te voorkomen.

Laat de film minstens 12 uur aan anneal. Breng de sensor over naar een beker gevuld met gedestilleerd water om de overtollige kaliumbromide uit de film en de achterkant van de sensor te verwijderen. Laat de sensor 30 tot 60 minuten in de oplossing zitten.

Neem een meting van de film toegepast op het oppervlak van de sensor in lucht verwezen naar de kale sensor in de lucht. Laat de filmgegevens equilibrate. Voeg vervolgens gedroogd calciumsulfaat in een 100 milliliter lipless bekerglas en meet de volledig droge filmdikte.

Haal calciumsulfaat uit het bekerglas en spoel het bekerglas af met gedestilleerd water. Vul het 100 milliliter liploze bekerglas met 30 milliliter gedestilleerd water. Steek een roerstaaf om ervoor te zorgen dat het water rond de film circuleert.

Met betrekking tot de kale sensor in water, meet de film in water voor ongeveer 30 tot 45 minuten of totdat de film gegevens zijn geëquilibreerd. Bereid een 15 milliliter oplossing van drie molaire kaliumbromide door 5,35 gram kaliumbromide te meten in een gegradueerde cilinder en vul tot 15 milliliter met gedestilleerd water. Wervel tot het opgelost is.

Zie de film weg van waar de kaliumbromideoplossing aan het water wordt toegevoegd, zodat de film niet oplost. Voeg de kaliumbromideoplossing toe aan het bekerglas met gedestilleerd water in stappen van 0,1 molaire. Zorg ervoor dat het systeem in evenwicht is voordat u een andere toevoeging van de kaliumbromideoplossing toevoegt.

Nadat alle gegevens zijn verkregen, verwijdert u de folie van de houder en plaatst u in een beker van gedestilleerd water. Laat het zout de folie 30 tot 60 minuten laten staan en de folie aan de lucht drogen. In deze studie, de invoering van collageen oplossing veroorzaakt eiwitabsorptie te beginnen die werd waargenomen als een gestage daling van de frequentie en toename van de dissipatie na verloop van tijd tot de dichtheid van aangehangen collageen plateaus bij een stabiele basislijn.

De frequentieveranderingen worden gecorreleerd met de massa van de film en de dissipatie wordt gecorreleerd met energieafvoer uit de film. Een theoretisch model is nodig om de visco-elastische eigenschappen kwantitatief te verkrijgen. De visco-elastische analyse van collageen met behulp van een power law model toont de luchtmassa, complexe shear modulus, en visco-elastische fase hoek respectievelijk.

De eerste 10 uur geven de belangrijkste adsorptiefase van het collageen aan het sensoroppervlak aan met de periode tussen 10 en 20 uur die de evenwichtsfase laat zien voordat de bufferwasbeurt na 20 uur werd uitgevoerd. Hier is de plot van de visco-elastische fase hoek en de complexe schuifmodulus over het algemene bereik van monsters gemeten met behulp van de QCM. De groene lijn geeft de lineaire relatie tussen de twee eigenschappen aan.

Deze plot laat zien hoe een PEC een breed scala aan mechanische eigenschappen kan demonstreren op basis van de verhouding van polymeer, water en zout in het systeem. Het monsterpreparaat heeft rechtstreeks invloed op de resultaten van een QCM-experiment. Als u begrijpt welke gegevens u uit een steekproef wilt leren, wordt uitgelegd hoe dik het monster moet zijn.

De QCM is zeer nuttig voor het waarmaken van milieu- en biologische processen. Het kan ook sonde het rheologisch gedrag in de hoge frequentie regime voor het karakteriseren van de viscoelasticiteit van materialen.