Prøveforberedelse i kvartskrystall Mikrovekt målinger av protein absorpsjon og polymer mekanikk

Kvartskrystallmikrobalansen er nyttig for å føle små konsentrasjoner av en annen forbindelse og kan brukes på spørsmål om mekanikken til myk materie og biomateriale systemer. Den største fordelen er at kvartskrystallmikrobalansen er i stand til å få svært nøyaktig informasjon for små prøvestørrelser. Når du trekker ut mekanisk eiendomsinformasjon, er det nødvendig å arbeide med filmer med passende tykkelse.

Forskerne må være forsiktige med å bruke riktig modellering for en film under analyse. Teknikken er godt egnet for å studere et bredt spekter av materialsystemer og for å forstå hvordan mekaniske egenskaper av polymere materialer reagerer på miljøet. Etter å ha slått på alt nødvendig utstyr, fjern strømningsmodulen fra kammerplattformen og skru ut de store tommelskruene for å åpne modulen.

Tørk O-ringen på strømningsmodulen med en strøm av nitrogengass og kontroller at O-ringen ligger flatt. Monter sensoren på O-ringen ved å plassere sensoren med den aktive overflaten ned og en ankerformet elektrode orientert mot markøren i strømningsmodulen. Finn sensorens første resonansfrekvenser.

Plasser innløpspumpeslangen i 1X PBS. Start den eksterne pumpestrømmen ved 25 mikroliter per minutt og inspiser slangen visuelt for å være sikker på at væsken strømmer gjennom røret. La væskestrømmen være riktig likevekt i minst 15 minutter.

I programvaren trykker du på startmåling for å starte målingen og starte datainnsamling. Overvåk frekvens- og spredningsverdiene i minst fem minutter for å sikre en stabil baseline. Stopp pumpen og flytt innløpsslangen til kollagenacetatbufferløsningen og gjenoppta væskestrømmen.

Legg merke til tidspunktet for denne hendelsen for senere analyse. La de nye frekvens- og spredningsverdiene likevekte i åtte til 12 timer til en stabil verdi, og stopp deretter pumpen, flytt innløpsslangen tilbake til 1X PBS-løsningen og gjenoppta væskestrømmen. Legg merke til tidspunktet for denne hendelsen for senere analyse.

Igjen, la den nye frekvensen og spredningsverdiene likevekte i 30 minutter til en stabil verdi. Avslutt datainnsamlingen av målingen, og lagre dataene. Plasser først en bare kvartskrystallsensor i en prøveholder som er koblet til vektornettverksanalysatoren og datamaskinen.

Slå på analysatoren for å bruke en oscillerende spenning på sensoren og samle et referanseledningsspektrum for sensoren i luft, og senk deretter prøveholderen i et leppeløst 100 milliliter beger fylt med destillert vann og samle et referanseledningsspektrum for den nakne sensoren i vann. Sett inn en liten silisiumwafer i en 0,5 molar kaliumbromidløsning i en vinkel for å skape et lysbilde for kvartssensoren under glødetrinnet for å hindre at filmen kommer ut av sensoren. Forbered deg på å legge PEC til overflaten av sensoren.

Hvis PEC-komplekset er i to faser, må du forsiktig trekke opp ca. 0,5 milliliter av den polymerrike fasen inn i pipetten. Opprettholde trykket på pipette pære for ikke å tillate polymer-dårlig fase å gå inn i pipetten, trekke pipetten ut av løsningen. Tørk av utsiden av pipetten ved hjelp av en chem-klut.

Tilsett nok løsningsfall klokt på overflaten av kvartssensoren for å dekke overflaten helt. Kontroller at det ikke er synlige bobler i oppløsningen på sensoroverflaten. Spinn coat PEC prøven og umiddelbart senke sensoren i 0,5 molar kaliumbromid løsning for å hindre salt krystallisering på filmen.

La filmen gløde i minst 12 timer. Overfør sensoren til et beger fylt med destillert vann for å fjerne overflødig kaliumbromid fra filmen og baksiden av sensoren. La sensoren stå i løsningen i 30 til 60 minutter.

Ta en måling av filmen som brukes på overflaten av sensoren i luft som det refereres til den nakne sensoren i luft. La filmdataene likevekte. Deretter setter du tørket kalsiumsulfat inn i et 100 milliliter leppeløst beger og måler den helt tørre filmtykkelsen.

Fjern kalsiumsulfat fra begeret og skyll begeret med destillert vann. Fyll det 100 milliliter leppeløse begeret med 30 milliliter destillert vann. Sett inn en rørestang for å sikre at vannet sirkulerer rundt filmen.

Med henvisning til den nakne sensoren i vann måler du filmen i vann i ca. 30 til 45 minutter eller til filmdataene er likeverdige. Forbered en 15 milliliter løsning av tre molarkaliumbromid ved å måle 5,35 gram kaliumbromid i en gradert sylinder og fyll til 15 milliliter med destillert vann. Virvle til oppløst.

Møt filmen vekk fra der kaliumbromidløsningen legges til vannet slik at filmen ikke oppløses. Tilsett kaliumbromidoppløsningen til begeret med destillert vann i 0,1 molar trinn. Kontroller at systemet er likeverdig før du legger til et annet tillegg av kaliumbromidoppløsningen.

Etter at alle dataene er innhentet, fjern filmen fra holderen og legg i et beger av destillert vann. La saltet forlate filmen i 30 til 60 minutter og lufttørke filmen. I denne studien førte innføringen av kollagenoppløsning til å begynne som ble observert som en jevn reduksjon i frekvens og økning i spredning over tid til tettheten av vedsgitte kollagenplatåer ved en stabil baseline.

Frekvensendringene er korrelert med filmens masse, og spredningen er korrelert med energispredning fra filmen. En teoretisk modell er nødvendig for å oppnå de viskoelastiske egenskapene kvantitativt. Den viskoelastiske analysen av kollagen ved hjelp av en kraftlovmodell viser henholdsvis antennemassen, kompleks skjærmodulus og viskoelastisk fasevinkel.

De første 10 timene indikerer hoved adsorpsjonsstadiet i kollagen til sensoroverflaten med perioden mellom 10 og 20 timer som viser likevektsstadiet før buffervasken utføres etter 20 timer. Her er plottet av viskoelastisk fasevinkel og den komplekse skjærmodulusen over det generelle utvalget av prøver målt ved hjelp av QCM. Den grønne linjen angir den lineære relasjonen mellom de to egenskapene.

Dette plottet viser hvordan en PEC kan demonstrere et bredt spekter av mekaniske egenskaper basert på forholdet mellom polymer, vann og salt i systemet. Prøvepreparatet påvirker resultatene direkte fra et QCM-eksperiment. Hvis du forstår hvilke data du ønsker å lære av et eksempel, informerer du hvor tykk prøven skal være.

QCM er svært nyttig for å føle miljømessige og biologiske prosesser. Det kan også undersøke den revologiske oppførselen i høyfrekventregimet for å karakterisere materialenes viskoelastisitet.