This work has been financially supported by Grants-in-Aid for Scientific Research from the Ministry of Education, Culture, Sports, Science, and Technology (No. 25248027 to M.S.).

التحضير 1. عينة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنقية أحادية استجابة درجات الحرارة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حل 20 غراما من N -isopropylacrylamide (NIPA) في 100 مل من التولوين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تصفية حل تحت الشفط لإزالة الغبار. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> خلط الراشح مع 500 مل من الأثير البترول. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع وعاء التفاعل في حمام الماء المثلج. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحريك الحل حتى يتم ترسيب أحادية (عادة 30 دقيقة). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تصفية حل تحت شفط للحصول على أحادية المترسبة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تجفيف أحادية تحت ضغط منخفض (100 باسكال) بين عشية وضحاها. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحضير محلول البوليمر استجابة درجات الحرارة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ديغا 20 مل من الماء منزوع الأيونات ل 1.0 دقيقة باستخدام مضخة الحجاب الحاجز. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حل 780.8 ملغ من NIPA تنقيته في 9.5 مل من الماء نزع الغاز ومنزوع الأيونات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع وعاء التفاعل في حمام الماء المثلج. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> درع رد فعل منضوء من خلال تغطية الجهاز مع رقائق الألومنيوم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحريك الحل بلطف لمدة 10 دقيقة في حين قدم تدفق معتدلة من الغاز هارون بلطف عن طريق طرف ماصة تعلق على اسطوانة غاز مع أنبوب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 11.9 ميكرولتر من N، N، N &#39;، N&#39; -tetramethylethylenediamine إلى حل عن طريق micropipette. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحريك حل ل1.0 دقيقة في حين قدم غاز هارون، كما ذكر في الخطوة 1.2.5. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مع التحريك العينة، ويحل 4.0 ملغ من فوق كبريتات الأمونيوم في 0.5 مل من الماء نزع الغاز ومنزوع الأيونات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مزيج من محلول العينة (من الخطوة 1.2.7) والحل فوق كبريتات الأمونيوم (من الخطوة 1.2.8). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحريك الحل لمدة 30 ثانية في حين قدم غاز AR، كما ذكر في الخطوة 1.2.5. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تغطية الحل مع رقائق الألومنيوم والاحتفاظ بها في الثلاجة (4 درجة مئوية) بين عشية وضحاها. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد يتصاعد عينة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع 60 ميكرولتر من محلول العينة (منخطوة 1.2.11) في شريحة تجويف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تغطية الحل مع غطاء زجاجي دائري. يجب الحرص على عدم فقاعات فخ الهواء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الحل إزالة الزائدة باستخدام micropipette ومختبر مناديل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ختم العينة مع الغراء. اسمحوا الجافة الغراء في درجة حرارة الغرفة (عادة 6 ساعات). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد شريحة أخرى مليئة اتكس 0.1٪ بالوزن البوليسترين (100 نانومتر الجسيمات القطر) تعليق باتباع الخطوات 1.3.1-1.3.4. يستخدم هذه الشريحة كمعيار. </li></ol></li></ol> 2. حجم الجسيمات قياس مع الإنارة الديناميكي التشتت مجهر <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تعظيم الاستفادة من أداة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع الشريحة تعليق البوليسترين اللاتكس (من الخطوة 1.3.5) على مسرح المجهر المقلوب. الجانب غطاء زجاجي يجب ان يواجه الهبوط. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع المثبط شعاع أمام كاشف (وهو الضوئي الانهيار وautocorrelator). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تطبيق شعاع الليزر (ليزر الحالة الصلبة، λ = 488 نانومتر، 30 ميغاواط، مستمرةموجة) لعينة من خلال العدسة الشيئية (10 ×). جزء من الضوء المنعكس يمر عبر مرآة إطلاق المجهر ولوحظ بواسطة كاميرا CCD التي شنت في ميناء جانب المجهر (الشكل 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط ارتفاع عدسة موضوعية لتحديد نقطة محورية في تعليق عينة عن طريق تحويل ارتفاع عدسة الهدف من موقع منخفض إلى مرتفع. خلال هذا الإجراء، يتم تركيز الصورة ينعكس ثلاث مرات: في سطح الزجاج غطاء، في واجهة بين الزجاج غطاء والعينة، وعلى واجهة بين العينة والزجاج ثقب الشرائح. تعيين نقطة الوصل بين النقاط الثانية والثالثة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تخفيف شدة الضوء المتناثرة من خلال تغيير قوة الليزر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدخال الضوء المتناثرة في كاشف عن طريق إزالة المثبط شعاع أمام كاشف. هذه الوحدة يقيس العلاقة وقت شدة الضوء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تعيين الثقب (φ = 50 ميكرون) betwالتابعين المجهر وكاشف لتحقيق التأثير متحد البؤر. ضبط الموقف من الثقب إلى تحقيق أقصى قدر من شدة الضوء في كاشف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قياس وظيفة ارتباط وقت شدة الضوء المتناثرة لمدة 30 ثانية قبل بدء تشغيل خاسسرح عن طريق الكمبيوتر. وكثيرا ما أعرب عن وظيفة ارتباط يقاس ز (2) (ر) - 1، حيث t هي المرة ارتباط 4 و <img alt="المعادلة 1" src="/files/ftp_upload/54885/54885eq1.jpg" /> . هنا، الأول (ر) هو شدة الضوء المتناثرة في الوقت t و (•••) T حان الوقت المتوسط. الوقت تسوس سيكون ما يقرب من 0.1 مللي ثانية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط نقطة محورية للحصول على مجموعة واسعة من أجل السعة الأولية وظيفة الوقت الارتباط (ز (2) (ر = 0) - 1). ملاحظة: إن السعة الأولية تتأثر بشدة من كمية الضوء المنعكسة. عن طريق تحريك سحب نقطة البؤريايه ار دى واجهة بين الزجاج غطاء والعينة، وكمية ضوء الزيادات ينعكس. لعدسات ضوء قوي، مثل اللاتكس البوليسترين، واتساع الأولية يمكن تغييرها من 0 إلى 1. ومع ذلك، فإنه من الصعب تحديد السعة الأولية وثيقة إلى 1 لحلول البوليمر أكثر شيوعا بسبب شدة الضوء المنعكس هو أعلى بكثير من أن من الضوء المتناثرة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تطبيق معكوس لابلاس تحول (باستخدام برنامج تنظيم مقيدة CONTIN 13،14) إلى وظيفة الوقت الارتباط التي تم الحصول عليها للحصول على وظيفة حجم التوزيع. في الحالات التي يتم فيها تعيين السعة الأولية إلى أقل من 0.2، فإن وظيفة توزيع نصف قطرها الهيدروديناميكية تظهر ذروة حادة نحو 100 نانومتر، وهو ضعف نصف قطر الفعلي (انظر مناقشة للحصول على التفاصيل). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قياس عينة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط درجة الحرارة مرحلة إلى 25 درجة مئوية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع شريحة أعدت مع بولي NIPA (PNIPA) solutأيون (الخطوة 1.3.4) على مسرح المجهر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قياس وظيفة الوقت علاقة لشدة الضوء المتناثرة باتباع الخطوات 2.1.4-2.1.8. إذا كانت السعة الأولية أكبر من 0.2، وضبط نقطة محورية لجعل السعة الأولية وظيفة الوقت ارتباط أقل من 0.2 باتباع الخطوة 2.1.9. والسعة الأولية صغيرة يبسط تحليل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط درجة الحرارة مرحلة إلى 35 درجة مئوية، والانتظار حتى يتحول الحل العكرة. درجة حرارة المحلول أقل الحرجة (LCST) من حل PNIPA 32 درجة مئوية (15). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قياس وظيفة ارتباط الوقت عن طريق الخطوات التالية 2.1.4-2.1.8. إذا كان ذلك ممكنا، وضبط الموقف من النقطة المحورية لجعل السعة الأولية وظيفة الوقت ارتباط أقل من 0.2. عن حلول العكرة، تميل سعة الأولية إلى زيادة، لأن شدة الزيادات الضوء المتناثرة في حين أن الضوء الذي ينعكس يزال مستمرا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تطبيق معكوس لابلاس transformatiإلى وظائف ارتباط وقت الحصول عليها للحصول على وظائف حجم التوزيع. لاحظ أن الحجم الفعلي هو نصف قيمة تم الحصول عليها في الحالات التي يكون فيها السعة الأولية هي أقل من 0.2. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Hiroi, T., Shibayama, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+Light+Scattering+Microscope:+Accessing+Opaque+Samples+with+High+Spatial+Resolution.">Dynamic Light Scattering Microscope: Accessing Opaque Samples with High Spatial Resolution.</a> Opt. Express. 21, 20260-20267 (2013).</li><li>Barth, H. G., Flippen, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Particle+Size+Analysis.">Particle Size Analysis.</a> Anal. Chem. 67, 257-272 (1995).</li><li>Liu, Y., Wang, Z., Zhang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+supramolecular+polymers.">Characterization of supramolecular polymers.</a> Chem. Soc. Rev. 41, 5922-5932 (2012).</li><li>Berne, B. J., Pecora, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Dynamic Light Scattering with Applications to Chemistry, Biology and Physics. , (2000).</li><li>Phillies, G. D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+demonstration+of+ruultiple-scattering+suppression+in+quasielastic-light-scattering+spectroscopy+by+homodyne+coincidence+techniques.">Experimental demonstration of ruultiple-scattering suppression in quasielastic-light-scattering spectroscopy by homodyne coincidence techniques.</a> Phys. Rev. A. 24, 1939-1943 (1981).</li><li>Phillies, G. D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Suppression+of+multiple+scattering+effects+in+quasielastic+light+scattering+by+homodyne+crosscorrelation+techniques.">Suppression of multiple scattering effects in quasielastic light scattering by homodyne crosscorrelation techniques.</a> J. Chem. Phys. 74, 260-262 (1981).</li><li>Ishii, K., Yoshida, R., Iwai, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-scattering+spectroscopy+for+extremely+dense+colloidal+suspensions+by+use+of+a+low-coherence+interferometer.">Single-scattering spectroscopy for extremely dense colloidal suspensions by use of a low-coherence interferometer.</a> Opt. Lett. 30, 555-557 (2005).</li><li>Xia, H., Ishi, K., Iwai, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrodynamic+Radius+Sizing+of+Nanoparticles+in+Dense+Polydisperse+Media+by+Low-Coherence+Dynamic+Light+Scattering.">Hydrodynamic Radius Sizing of Nanoparticles in Dense Polydisperse Media by Low-Coherence Dynamic Light Scattering.</a> Jpn. J. Appl. Phys. 44, 6261-6264 (2005).</li><li>Maret, G., Wolf, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiple+light+scattering+from+disordered+media.+The+effect+of+brownian+motion+of+scatterers.">Multiple light scattering from disordered media. The effect of brownian motion of scatterers.</a> Z. Phys. B. 65, 409-413 (1987).</li><li>Pine, D. J., Weitz, D. A., Chaikin, P. M., Herbolzheimer, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffusing+wave+spectroscopy.">Diffusing wave spectroscopy.</a> Phys. Rev. Lett. 60, 1134-1137 (1988).</li><li>Cerbino, R., Trappe, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+Dynamic+Microscopy:+ProbingWave+Vector+Dependent+Dynamics+with+a+Microscope.">Differential Dynamic Microscopy: ProbingWave Vector Dependent Dynamics with a Microscope.</a> Phys. Rev. Lett. 108, 188102 (2012).</li><li>Lu, P. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterizing+Concentrated,+Multiply+Scattering,+and+Actively+Driven+Fluorescent+Systems+with+Confocal+Differential+Dynamic+Microscopy.">Characterizing Concentrated, Multiply Scattering, and Actively Driven Fluorescent Systems with Confocal Differential Dynamic Microscopy.</a> Phys. Rev. Lett. 108, 218103 (2012).</li><li>Provencher, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+constrained+regularization+method+for+investing+data+represented+by+linear+algebraic+or+integral+equations.">A constrained regularization method for investing data represented by linear algebraic or integral equations.</a> Comp. Phys. Comm. 27, 213-227 (1982).</li><li>Provencher, S. W., Stepanek, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+analysis+of+dynamic+light+scattering+autocorrelation+functions.">Global analysis of dynamic light scattering autocorrelation functions.</a> Part. Part. Syst. Charact. 13, 291 (1996).</li><li>Takata, S., Norisuye, T., Shibayama, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Small-angle+Neutron+Scattering+Study+on+Preparation+Temperature+Dependence+of+Thermosensitive+Gels.">Small-angle Neutron Scattering Study on Preparation Temperature Dependence of Thermosensitive Gels.</a> Macromolecules. 35, 4779-4784 (2002).</li><li>Pusey, P. N., van Megen, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+Light+Scattering+by+Non-Ergodic+Media.">Dynamic Light Scattering by Non-Ergodic Media.</a> Physica A. 157, 705-741 (1989).</li><li>Chu, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Laser Light Scattering. 2nd Ed. , (1991).</li><li>Shibayama, M., Tanaka, T., Han, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Small-Angle+Neutron-Scattering+Study+on+Poly(N-Isopropyl+Acrylamide)+Gels+near+Their+Volume-Phase+Transition-Temperature.">Small-Angle Neutron-Scattering Study on Poly(N-Isopropyl Acrylamide) Gels near Their Volume-Phase Transition-Temperature.</a> J. Chem. Phys. 97, 6829-6841 (1992).</li><li>Tanaka, T., Sato, E., Hirokawa, Y., Hirotsu, S., Peetermans, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Critical+Kinetics+of+Volume+Phase+Transition+of+Gels.">Critical Kinetics of Volume Phase Transition of Gels.</a> Phys. Rev. Lett. 55, 2455-2458 (1985).</li><li>Hiroi, T., Ata, S., Shibayama, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transitions+of+Aggregation+States+for+Concentrated+Carbon+Nanotube+Dispersion.">Transitions of Aggregation States for Concentrated Carbon Nanotube Dispersion.</a> J. Phys. Chem. C. 120, 5776-5782 (2016).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

السعة الأولية للدالة الارتباط الوقت يعتمد بشكل كبير على نقطة محورية، كما هو مبين في الشكل 2 (أ). هذا على ما يبدو يتناقض مع حقيقة أن الحل هو متجانس (باستثناء طبقة رقيقة على واجهة) 8. ويعزى هذا الاختلاف في السعة الأولية إلى التباين في كمية الضوء المنعكسة. جزئية نظرية مغايرة 16 تتنبأ بأن السعة الأولية، A، شدة الضوء المتناثرة، والصورة، وشدة الضوء المنعكس، وص، تلبية المعادلة التالية 1 <img alt="المعادلة 2" src="/files/ftp_upload/54885/54885eq2.jpg" /> وتظهر هذه المعادلة أن أكبر I ص يصبح، يصبح أصغر حجما. لذلك، ويتم تقليل من خلال تحديد موقف البؤري على مقربة من واجهة. نشر الواضح D المستمر وكاليفورنيان الحصول عليها عن طريق تركيب دالة الارتباط الوقت في حالة حلول monodisperse: <img alt="المعادلة 3" src="/files/ftp_upload/54885/54885eq3.jpg" /> أين <img alt="المعادلة 4" src="/files/ftp_upload/54885/54885eq4.jpg" /> . هنا، n هو معامل الانكسار من المذيب (الماء، 1.33)، θ هي الزاوية متفرقة (180 درجة)، وλ هو الطول الموجي للضوء (514.5 نانومتر). منذ طبقنا الهندسة ارتداد مبعثر، ويحدد قيمة ف. ومع ذلك، يتم حل هذه النقطة باستخدام موجات مختلفة من الضوء. يرجى ملاحظة أن أي نوع من مصدر ليزر الموجة المستمرة متاح لبناء المجهر DLS. بفضل حجم المشع صغير، ويقدر عامل تماسك 17 أن يكون أكثر من 0.99 ولا يكاد يذكر. عن حلول polydisperse، يتم الحصول على وظيفة توزيع D A عن طريق معكوس تحويل لابلاس. عشر مغايرة جزئيةيتوقع eory أيضا أن D وليس هو نفسه كما نشر الفعلي D المستمر. هذه الثوابت نشر اثنين من تلبية المعادلة التالية: <img alt="المعادلة 5" src="/files/ftp_upload/54885/54885eq5.jpg" /> يتم تحويل D ثابت نشر في الهيدروديناميكية دائرة نصف قطرها R ح باستخدام معادلة اينشتاين ستوكس 4. عندما أ = 1، تصبح هذه العلاقة D A = D. في هذه الحالة، فإن عملية تحويل البيانات هي نفسها التي لتشتت الضوء الديناميكي المشترك. الخط الأحمر هو مبين في الشكل 2 (ب) يتوافق مع هذه الحالة. في المقابل، تصبح هذه العلاقة D A = 0.5 D في الحد من A → 0. لذلك، ويقدر حجم ليكون ضعفي حجم الفعلي عندما وصغيرة (أي عمليا وأقل من 0.2)، كما هو موضح من قبل الخط الأزرق في الشكل 2 (ب) </sترونج&gt;. إذا علمنا أن (أ) هو صغير إلى حد كبير، والمحور الأفقي يمكن تحويل، كما هو مبين في الشكل 2 (ج). من حيث المبدأ، يمكننا تحويل D وإلى D لأي قيمة A. في الممارسة العملية، ومع ذلك، فمن الأفضل لتعيين السعة الأولية أصغر من 0.2، منذ بسيط تقريب D A ~ 0.5 D يصدق. وقد أظهرت السمات البارزة للتقنية نثر المجهر دينامية الخفيفة باستخدام محلول PNIPA. وقد تمت دراسة التشكل من PNIPA أسفل وأعلى LCST على نطاق واسع باستخدام النيوترونات زاوية صغيرة نثر 15،18. في المقابل، لم تستغل تشتت الضوء الحيوي لتحليل PNIPA فوق LCST بسبب تعكر 19 منه. يتم حل هذه المشكلة عن طريق الحيوي المجهر تشتت الضوء، كما هو مبين في الشكلين 3 (أ) و (ب). حجم هذه المجاميع هو عدة و# 181؛ م، والتي لا يمكن الحصول عليها إما صغيرة زاوية الأشعة السينية / تشتت النيوترونات أو تقنيات تشتت الضوء التقليدية. قياسات وقت حل باستخدام هذا النظام يعطي معلومات عن عملية التجميع خلال التغير في درجة الحرارة. ويتضح العيب من الحيوي المجهر تشتت الضوء أيضا في الشكل (3). للنتيجة دون LCST، وظيفة ارتباط الوقت يتأثر بشدة كمية صغيرة جدا من الغبار الحاضر (الخطوط السوداء في الشكل 3). على سبيل المثال، فإن وظيفة ارتباط الوقت لا يتحلل تماما، حتى في زمن ارتباط في ترتيب 1.0 ثانية. وذلك لأن حجم المشع مع هذا الجهاز (ما يقرب من 1.0 ميكرون) هو أصغر بكثير من أن المشع مع جهاز تشتت الضوء الحيوي المعتاد (حوالي 100 ميكرون). في الحالات التي يكون فيها شدة الضوء المتناثرة ضعيفة، تحجب إشارة من الضوضاء، مثل تلك التي تسببها الصورةكميات مول الغبار في الحل. ولذلك، فإن القمم الثلاث هو مبين في الشكل (3) (ب) لا يجوز أن يكون الأهمية الكمية على الرغم من أن النظام العام للحجم هو مفيد. لاحظ أن هذا المشتت الضعيف يمكن أن يقاس جهاز تشتت الضوء الحيوي التقليدي. لقد أثبتنا أن دينامية المجهر تشتت الضوء تمكننا من قياس العينات سواء شفافة وعكر مع نفس الإعداد. ومنذ مدة مسار بصري في العينات غير قصيرة، ويمكن تطبيق هذه التقنية لعينات امتصاص الضوء القوية، مثل تعليق أنابيب الكربون 20. وبالإضافة إلى ذلك، نظرا لدقة مكانية عالية، ويمكن تطبيق هذه التقنية على الخلايا البيولوجية. لتطبيقه على الأحياء، ويمكن أيضا هذه الطريقة تكون جنبا إلى جنب مع تقنيات التصوير الأخرى، مثل مضان والتصوير رامان. وبالتالي، فإننا نعتقد أن دينامية المجهر تشتت الضوء هو أداة قوية لمجموعة واسعة من المجالات البحثية.

Particle size is one of the most fundamental properties of colloidal and polymer solutions. Numerous techniques are used to measure the particle size. Particle sizes of 1.0 &#181;m or larger can be measured directly using an optical microscope. For smaller particles, alternative techniques, such as laser diffraction, electron microscopy, or atomic force microscopy, are used2,3. Dynamic light scattering is a commonly-used technique for the measurement of particle size distributions in solutions4. The results obtained using this technique are not derived from images of the particles but from the characteristic time of the fluctuations in scattered light intensity. These fluctuations originate from Brownian motion, which is characterized by a diffusion constant. The size distribution is obtained from the distribution of diffusion constants using the Einstein-Stokes equation. Due to its simplicity, dynamic light scattering is widely used for the routine assessment of solutions, such as paints and food colloids.
Pretreatment is required for most of the techniques used for the particle size measurement of solution samples. In the case of electron microscopy and atomic force microscopy, the sample must be analyzed under vacuum conditions. Therefore, it is difficult to observe the samples in their native forms. Furthermore, for laser diffraction and dynamic light scattering, only diluted samples that are free from multiple scattering and light absorption can be measured. To overcome this difficulty, several new techniques have been proposed for the measurement of dynamic light scattering from undiluted, concentrated solutions, such as cross-correlation spectroscopy5,6, low-coherence dynamic light scattering7,8, diffusing-wave spectroscopy9,10, and differential dynamic microscopy11,12.
We have developed a new apparatus called a dynamic light scattering microscope1. This apparatus enables us to measure turbid samples without dilution by means of a confocal optical system in which multiple scattering is eliminated using a pinhole. However, the measurement procedure and data analysis are slightly more complicated than those of commercially-available instruments. This video explains the measurement procedure and data analysis in detail using the analysis of the temperature-responsive polymer, poly(N-isopropylacrylamide), as an example.

<table><tbody><tr><td>&lt;em&gt;N&lt;/em&gt;-isopropylacrylamide, 98%</td><td>Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.</td><td>I0401</td><td></td></tr><tr><td>toluene, 99%</td><td>Wako Pure Chemical Industries, Ltd.</td><td>201-01876</td><td></td></tr><tr><td>petroleum ether, distillation temperature 30 ~ 60 &amp;deg;C</td><td>Wako Pure Chemical Industries, Ltd.</td><td>169-22565</td><td></td></tr><tr><td>&lt;em&gt;N,N,N&#039;,N&#039;&lt;/em&gt;-tetramethylethylenediamine, 99%</td><td>Sigma</td><td>T9281</td><td></td></tr><tr><td>ammonium persulfate, 98%</td><td>Sigma</td><td>248614</td><td></td></tr><tr><td>polystyrene latex suspension, 1 wt%</td><td>Duke Scientific Corporation</td><td>3500A</td><td></td></tr><tr><td>argon</td><td>Koike Sanso Kogyo Co., Ltd.</td><td></td><td>purity &gt; 99.999 vol.%</td></tr><tr><td>cavity slide</td><td>Matsunami Glass Ind.,Ltd.</td><td>83-0336</td><td></td></tr><tr><td>inverted microscope</td><td>Nikon Instech Co., Ltd.</td><td>ECLIPSE Ti-U</td><td></td></tr><tr><td>Thermo Plate</td><td>Tokai Hit CO.,Ltd</td><td>TP-108R-C</td><td></td></tr><tr><td>Solid-state laser</td><td>Coherent</td><td>OBIS 488LX</td><td></td></tr><tr><td>avalanche photodiode</td><td>ALV-GmbH</td><td>ALV-High Q.E. Avalanche Photo Diode</td><td></td></tr><tr><td>correlator</td><td>ALV-GmbH</td><td>ALV-5000/EPP</td><td></td></tr></tbody></table>

measurement of particle size distribution in turbid solutions by dynamic light scattering microscopy

A protocol for measuring polydispersity of concentrated polymer solutions using dynamic light scattering is described. Dynamic light scattering is a technique used to measure the size distribution of polymer solutions or colloidal particles. Although this technique is widely used for the assessment of polymer solutions, it is difficult to measure the particle size in concentrated solutions due to the multiple scattering effect or strong light absorption. Therefore, the concentrated solutions should be diluted before measurement. Implementation of the confocal optical component in a dynamic light scattering microscope1 helps to overcome this barrier. Using such a microscopic system, both transparent and turbid systems can be analyzed under the same experimental setup without a dilution. As a representative example, a size distribution measurement of a temperature-responsive polymer solution was performed. The sizes of the polymer chains in an aqueous solution were several tens of nanometers at a temperature below the lower critical solution temperature (LCST). In contrast, the sizes increased to more than 1.0 &#181;m when above the LCST. This result is consistent with the observation that the solution turned turbid above the LCST.

تم قياس في نقاط الاتصال المختلفة، كما هو مبين في الشكل 2 (أ): وظائف وقت الارتباط من شدة الضوء المتناثرة لتعليق البوليسترين اللاتكس (50 نانومتر الجسيمات دائرة نصف قطرها). تم تحويل هذه الوظائف ارتباط في وظائف توزيع نصف قطرها الهيدروديناميكية بواسطة معكوس تحويل لابلاس (انظر الشكل 2 (ب) و (ج)). باستخدام نفس الإجراء، تم الحصول على وظائف علاقة الوقت وظائف توزيع نصف قطرها الهيدروديناميكية من الحل PNIPA عند 25 درجة مئوية و 35 درجة مئوية، على التوالي. الأرقام 3 (أ) و (ب) تظهر وظائف الساعة ارتباط من شدة الضوء المتناثرة وظائف توزيع حجم المقابلة من الحل PNIPA أدناه (25 درجة مئوية) وفوق (35 درجة مئوية) وLCST. تم الحصول على وظائف توزيع حجم من قبل معكوس لابلاس تحول تليهاتصحيح مغايرة جزئي. متوسط ​​نصف قطر الهيدروديناميكية تحت LCST هو عدة عشرات من نانومتر، وهو الأمر المعهود عن حلول البوليمر. في المقابل، فإن نصف قطر الهيدروديناميكية فوق LCST حوالي 1.0 ميكرون. هذه النتيجة تتفق مع حقيقة أن الحل هو عكر فوق LCST. الخطوط الحمراء والزرقاء في الشكل (3) تمثل توزيع حجم حلول PNIPA التي تم الحصول عليها مباشرة بعد و20 دقيقة بعد الحل أصبح العكرة، على التوالي. الشكل (3) (ب) يشير بوضوح الى نمو التجميع. <img alt="شكل 1" src="/files/ftp_upload/54885/54885fig1.jpg" /> الشكل 1. مخططات من الحيوي المجهر تشتت الضوء. الثقب (PH)، شعاع الخائن (BS)، المستقطب (بولندا)، والثنائي الضوئي سيل (الهادئ). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54885/54885fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض</a>نسخة أكبر من هذا الرقم. <img alt="الشكل 2" src="/files/ftp_upload/54885/54885fig2.jpg" /> الشكل 2. ممثل النتائج لتعليق البوليسترين اللاتكس. (أ) وظائف ارتباط وقت شدة الضوء المتناثرة لتعليق البوليسترين اللاتكس. في دائرة نصف قطرها الاسمي هو 50 نانومتر، وتركيز 0.1٪ بالوزن. تم الحصول على مجموعتين من البيانات من نقاط نثر مختلفة. (ب) و (ج) المقابلة وظائف توزيع حجم لتعليق البوليسترين اللاتكس التي حصل عليها معكوس لابلاس تحول من (أ). الخط الأحمر يتوافق مع وظيفة الارتباط الوقت الذي ما يقرب من 1.0 السعة الأولي، والخط الأزرق يقابل ذلك مع اتساع الأولية أن ما يقرب من 0.2. تم حساب المحور الأفقي دون (ب) و مع (ج) النظر في تأثير heterodyning جزئية (PHD) عندما و&lt;&lt;<html> . 1. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54885/54885fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الشكل (3)" src="/files/ftp_upload/54885/54885fig3.jpg" /> الشكل 3. ممثل النتائج عن حل PNIPA. (أ) وظائف ارتباط وقت شدة الضوء المتناثرة من أجل حل PNIPA. (ب) المقابلة وظائف توزيع حجم من أجل حل PNIPA التي حصل عليها معكوس لابلاس تحول من (أ). تم حساب المحور الأفقي النظر في تأثير heterodyning جزئية لكل مجموعة البيانات. يمثل خط أسود على البيانات التي تم الحصول عليها عند 25 درجة مئوية. يمثل خطا أحمر البيانات التي تم الحصول عليها بعد تحول حل عكر (35 درجة مئوية). يمثل الخط الأزرق البيانات التي تم الحصول عليها بعد قياس 20 دقيقة من الخط الأحمر./54885/54885fig3large.jpg &quot;الهدف =&quot; _ فارغة &quot;&gt; الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Watch this Scientific Journal Video about Measurement of Particle Size Distribution in Turbid Solutions by Dynamic Light Scattering Microscopy at JoVE.com

Measurement of Particle Size Distribution in Turbid Solutions by Dynamic Light Scattering Microscopy

ويرد بروتوكول للقياس المباشر لتوزيع حجم الجسيمات في الحلول المركزة باستخدام ديناميكية المجهر تشتت الضوء.

قياس توزيع حجم الجسيمات في عكر حلول كتبها الإنارة الديناميكي التشتت المجهر

A protocol for measuring polydispersity of concentrated polymer solutions using dynamic light scattering is described. Dynamic light scattering is a ...

measurement-particle-size-distribution-turbid-solutions-dynamic-light

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Electrical Engineering

Chemistry

Unit 1

The Laplace Transform

SCIENTISTS IN ACTION

14.2K Views.  University of Tokyo.  ويرد بروتوكول للقياس المباشر لتوزيع حجم الجسيمات في الحلول المركزة باستخدام ديناميكية المجهر تشتت الضوء. 

Video: Measurement of Particle Size Distribution in Turbid Solutions by Dynamic Light Scattering Microscopy

Constant Pressure-controlled Extrusion Method for the Preparation of Nano-sized Lipid Vesicles

Liposomes are artificially prepared vesicles consisting of natural and synthetic phospholipids that are widely used as a cell membrane mimicking platform to study protein-protein and protein-lipid interactions3, monitor drug delivery4,5, and encapsulation4. Phospholipids naturally create curved lipid bilayers, distinguishing itself from a micelle.6 Liposomes are traditionally classified by size and number of bilayers, i.e. large unilamellar vesicles (LUVs), small unilamellar vesicles (SUVs) and multilamellar vesicles (MLVs)7. In particular, the preparation of homogeneous liposomes of various sizes is important for studying membrane curvature that plays a vital role in cell signaling, endo- and exocytosis, membrane fusion, and protein trafficking8. Several groups analyze how proteins are used to modulate processes that involve membrane curvature and thus prepare liposomes of diameters &lt;100 - 400 nm to study their behavior on cell functions3. Others focus on liposome-drug encapsulation, studying liposomes as vehicles to carry and deliver a drug of interest9. Drug encapsulation can be achieved as reported during liposome formation9. Our extrusion step should not affect the encapsulated drug for two reasons, i.e. (1) drug encapsulation should be achieved prior to this step and (2) liposomes should retain their natural biophysical stability, securely carrying the drug in the aqueous core. These research goals further suggest the need for an optimized method to design stable sub-micron lipid vesicles.
Nonetheless, the current liposome preparation technologies (sonication10, freeze-and-thaw10, sedimentation) do not allow preparation of liposomes with highly curved surface (i.e. diameter &lt;100 nm) with high consistency and efficiency10,5, which limits the biophysical studies of an emerging field of membrane curvature sensing. Herein, we present a robust preparation method for a variety of biologically relevant liposomes.
Manual extrusion using gas-tight syringes and polycarbonate membranes10,5 is a common practice but heterogeneity is often observed when using pore sizes &lt;100 nm due to due to variability of manual pressure applied. We employed a constant pressure-controlled extrusion apparatus to prepare synthetic liposomes whose diameters range between 30 and 400 nm. Dynamic light scattering (DLS)10, electron microscopy11 and nanoparticle tracking analysis (NTA)12 were used to quantify the liposome sizes as described in our protocol, with commercial polystyrene (PS) beads used as a calibration standard. A near linear correlation was observed between the employed pore sizes and the experimentally determined liposomes, indicating high fidelity of our pressure-controlled liposome preparation method. Further, we have shown that this lipid vesicle preparation method is generally applicable, independent of various liposome sizes. Lastly, we have also demonstrated in a time course study that these prepared liposomes were stable for up to 16 hours. A representative nano-sized liposome preparation protocol is demonstrated below.

This protocol describes an extrusion method for preparing lipid vesicles of sub-micron sizes with a high degree of homogeneity. This method uses a pressure-controlled system with controlled nitrogen flow rates for liposome preparation. The lipid preparation1,2, liposome extrusion, and size characterization will be presented herein.

ثابت الطريقة النتوء الضغط التي تسيطر عليها لإعداد الحويصلات الدهن نانو الحجم

Liposomes are artificially prepared vesicles consisting of natural and synthetic phospholipids that are widely used as a cell membrane mimicking platform ...

Bioengineering

Dispersion of Nanomaterials in Aqueous Media: Towards Protocol Optimization

The sonication process is commonly used for de-agglomerating and dispersing nanomaterials in aqueous based media, necessary to improve homogeneity and stability of the suspension. In this study, a systematic step-wise approach is carried out to identify optimal sonication conditions in order to achieve a stable dispersion. This approach has been adopted and shown to be suitable for several nanomaterials (cerium oxide, zinc oxide, and carbon nanotubes) dispersed in deionized (DI) water. However, with any change in either the nanomaterial type or dispersing medium, there needs to be optimization of the basic protocol by adjusting various factors such as sonication time, power, and sonicator type as well as temperature rise during the process. The approach records the dispersion process in detail. This is necessary to identify the time points as well as other above-mentioned conditions during the sonication process in which there may be undesirable changes, such as damage to the particle surface thus affecting surface properties. Our goal is to offer a harmonized approach that can control the quality of the final, produced dispersion. Such a guideline is instrumental in ensuring dispersion quality repeatability in the nanoscience community, particularly in the field of nanotoxicology.

Here, we present a step-wise protocol for the dispersion of nanomaterials in aqueous media with real-time characterization to identify the optimal sonication conditions, intensity, and duration for improved stability and uniformity of nanoparticle dispersions without impacting the sample integrity.

تشتت من المواد النانوية في الوسط المائي: نحو التحسين البروتوكول

The sonication process is commonly used for de-agglomerating and dispersing nanomaterials in aqueous based media, necessary to improve homogeneity and ...

Environment

Controlled Synthesis and Fluorescence Tracking of Highly Uniform Poly(N-isopropylacrylamide) Microgels

Stimuli-sensitive poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) microgels have various prospective practical applications and uses in fundamental research. In this work, we use single particle tracking of fluorescently labeled PNIPAM microgels as a showcase for tuning microgel size by a rapid non-stirred precipitation polymerization procedure. This approach is well suited for prototyping new reaction compositions and conditions or for applications that do not require large amounts of product. Microgel synthesis, particle size and structure determination by dynamic and static light scattering are detailed in the protocol. It is shown that the addition of functional comonomers can have a large influence on the particle nucleation and structure. Single particle tracking by wide-field fluorescence microscopy allows for an investigation of the diffusion of labeled tracer microgels in a concentrated matrix of non-labeled microgels, a system not easily investigated by other methods such as dynamic light scattering.

Controlled Synthesis and Fluorescence Tracking of Highly Uniform PolyN-isopropylacrylamide Microgels

Non-stirred precipitation polymerization provides a rapid, reproducible prototyping approach to the synthesis of stimuli-sensitive poly(N-isopropylacrylamide) microgels of narrow size distribution. In this protocol synthesis, light scattering characterization and single particle fluorescence tracking of these microgels in a wide-field microscopy setup are demonstrated.

التجميعي للرقابة وتتبع الإسفار بولي الموحد عالية (<em&gt; N</em&gt; -isopropylacrylamide) Microgels

Stimuli-sensitive poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) microgels have various prospective practical applications and uses in fundamental research. In this ...

DNA-magnetic Particle Binding Analysis by Dynamic and Electrophoretic Light Scattering

Isolation of DNA using magnetic particles is a field of high importance in biotechnology and molecular biology research. This protocol describes the evaluation of DNA-magnetic particles binding via dynamic light scattering (DLS) and electrophoretic light scattering (ELS). Analysis by DLS provides valuable information on the physicochemical properties of particles including particle size, polydispersity, and zeta potential. The latter describes the surface charge of the particle which plays major role in electrostatic binding of materials such as DNA. Here, a comparative analysis exploits three chemical modifications of nanoparticles and microparticles and their effects on DNA binding and elution. Chemical modifications by branched polyethylenimine, tetraethyl orthosilicate and (3-aminopropyl)triethoxysilane are investigated. Since DNA exhibits a negative charge, it is expected that zeta potential of particle surface will decrease upon binding of DNA. Forming of clusters should also affect particle size. In order to investigate the efficiency of these particles in isolation and elution of DNA, the particles are mixed with DNA in low pH (~6), high ionic strength and dehydration environment. Particles are washed on magnet and then DNA is eluted by Tris-HCl buffer (pH = 8). DNA copy number is estimated using quantitative polymerase chain reaction (PCR). Zeta potential, particle size, polydispersity and quantitative PCR data are evaluated and compared. DLS is an insightful and supporting method of analysis that adds a new perspective to the process of screening of particles for DNA isolation.

This protocol describes the synthesis of magnetic particles and evaluation of their DNA-binding properties via dynamic and electrophoretic light scattering. This method focuses on monitoring changes in particle size, their polydispersity and zeta potential of particle surface which play major role in binding of materials such as DNA.

الحمض النووي-المغناطيسي الجسيمات ربط التحليل بتشتت الضوء الديناميكي والغرواني الكهربي

Isolation of DNA using magnetic particles is a field of high importance in biotechnology and molecular biology research. This protocol describes the ...

Application of Voltage in Dynamic Light Scattering Particle Size Analysis

Dynamic light scattering (DLS) is a common method for characterizing the size distribution of polymers, proteins, and other nano- and microparticles. Modern instrumentation permits measurement of particle size as a function of time and/or temperature, but currently there is no simple method for performing DLS particle size distribution measurements in the presence of applied voltage. The ability to perform such measurements would be useful in the development of electroactive, stimuli-responsive polymers for applications such as sensing, soft robotics, and energy storage. Here, a technique using applied voltage coupled with DLS and a temperature ramp to observe changes in aggregation and particle size in thermoresponsive polymers with and without electroactive monomers is presented. The changes in aggregation behavior observed in these experiments were only possible through the combined application of voltage and temperature control. To obtain these results, a potentiostat was connected to a modified cuvette in order to apply voltage to a solution. Changes in polymer particle size were monitored using DLS in the presence of constant voltage. Simultaneously, current data were produced, which could be compared with particle size data, to understand the relationship between current and particle behavior. The polymer poly(N-isopropylacrylamide) (pNIPAM) served as a test polymer for this technique, as pNIPAM's response to temperature is well-studied. Changes in the lower-critical solution temperature (LCST) aggregation behavior of pNIPAM and poly(N-isopropylacrylamide)-block-poly(ferrocenylmethyl methacrylate), an electrochemically active block-copolymer, in the presence of applied voltage are observed. Understanding the mechanisms behind such changes will be important when trying to achieve reversible polymer structures in the presence of applied voltage.

Here, a protocol to apply voltage to solution during dynamic light scattering particle size measurements with the intent to explore the effect of voltage and temperature changes on polymer aggregation is presented.

تطبيق الجهد في الضوء الديناميكي التشتت تحليل حجم الجسيمات

Dynamic light scattering (DLS) is a common method for characterizing the size distribution of polymers, proteins, and other nano- and microparticles. ...

Assembly and Characterization of Polyelectrolyte Complex Micelles

Polyelectrolyte complex micelles (PCMs), core-shell nanoparticles formed by self-assembly of charged polymers in aqueous solution, provide a powerful platform for exploring the physics of polyelectrolyte interactions and also offer a promising solution to the pressing problem of delivering therapeutic oligonucleotides in vivo. Developing predictive structure-property relationships for PCMs has proven difficult, in part due to the presence of strong kinetic traps during nanoparticle self-assembly. This article discusses criteria for choosing polymers for PCM construction and provides protocols based on salt annealing that enable assembly of repeatable, low-polydispersity nanoparticles. We also discuss PCM characterization using light scattering, small-angle X-ray scattering, and electron microscopy.

We provide protocols and representative data for designing, assembling, and characterizing polyelectrolyte complex micelles, core-shell nanoparticles formed by polyelectrolytes and hydrophilic charged-uncharged block copolymers.

تجميع وتوصيف Micelles مجمع البولي كتروليت

Polyelectrolyte complex micelles (PCMs), core-shell nanoparticles formed by self-assembly of charged polymers in aqueous solution, provide a powerful ...

Routine Screening Method for Microparticles in Platelet Transfusions

Platelet inventory management based on screening microparticle content in platelet concentrates is a new quality improvement initiative for hospital blood banks. Cells fragment off microparticles (MP) when they are stressed. Blood and blood components may contain cellular fragments from a variety of cells, most notably from activated platelets. When performing their roles as innate immune cells and major players in coagulation and hemostasis, platelets change shape and generate microparticles. With dynamic light scattering (DLS)-based microparticle detection, it is possible to differentiate activated (high microparticle) from non-activated (low microparticle) platelets in transfusions, and optimize the use of this scarce blood product. Previous research suggests that providing non-activated platelets for prophylactic use in hematology-oncology patients could reduce their risk of becoming refractory and improve patient care. The goal of this screening method is to routinely differentiate activated from non-activated platelets. The method described here outlines the steps to be performed for routine platelet inventory management in a hospital blood bank: obtaining a sample from a platelet transfusion, loading the sample into the capillary for DLS measurement, performing the DLS test to identify microparticles, and using the reported microparticle content to identify activated platelets.

Platelet inventory management based on screening microparticle content in platelet concentrates is a new quality improvement initiative in hospital blood banks. The goal is to differentiate activated from non-activated platelets to optimize the use of platelets. Providing non-activated platelets to hematology-oncology patients might reduce their high risk to become refractory.

روتين فحص الطريقة المجهرية الدقيقة في عمليات نقل الدم الصفيحات

Platelet inventory management based on screening microparticle content in platelet concentrates is a new quality improvement initiative for hospital blood ...

Medicine

Quantifying Cytoskeleton Dynamics Using Differential Dynamic Microscopy

Cells can crawl, self-heal, and tune their stiffness due to their remarkably dynamic cytoskeleton. As such, reconstituting networks of cytoskeletal biopolymers may lead to a host of active and adaptable materials. However, engineering such materials with precisely tuned properties requires measuring how the dynamics depend on the network composition and synthesis methods. Quantifying such dynamics is challenged by variations across the time, space, and formulation space of composite networks. The protocol here describes how the Fourier analysis technique, differential dynamic microscopy (DDM), can quantify the dynamics of biopolymer networks and is particularly well suited for studies of cytoskeleton networks. DDM works on time sequences of images acquired using a range of microscopy modalities, including laser-scanning confocal, widefield fluorescence, and brightfield imaging. From such image sequences, one can extract characteristic decorrelation times of density fluctuations across a span of wave vectors. A user-friendly, open-source Python package to perform DDM analysis is also developed. With this package, one can measure the dynamics of labeled cytoskeleton components or of embedded tracer particles, as demonstrated here with data of intermediate filament (vimentin) networks and active actin-microtubule networks. Users with no prior programming or image processing experience will be able to perform DDM using this software package and associated documentation.

Differential dynamic microscopy (DDM) combines features of dynamic light scattering and microscopy. Here, the process of using DDM to characterize reconstituted cytoskeleton networks by quantifying the subdiffusive and caged dynamics of particles in vimentin networks and the ballistic motion of active myosin-driven actin-microtubule composites is presented.

تحديد ديناميكيات الهيكل الخلوي باستخدام المجهر الديناميكي التفاضلي

Cells can crawl, self-heal, and tune their stiffness due to their remarkably dynamic cytoskeleton. As such, reconstituting networks of cytoskeletal ...

An Innovative Method for Exosome Quantification and Size Measurement

Although the biological importance of exosomes has recently gained an increasing amount of scientific and clinical attention, much is still unknown about their complex pathways, their bioavailability and their diverse functions in health and disease. Current work focuses on the presence and the behavior of exosomes (in vitro as well as in vivo) in the context of different human disorders, especially in the fields of oncology, gynecology and cardiology.
Unfortunately, neither a consensus regarding a gold standard for exosome isolation exists, nor is there an agreement on such a method for their quantitative analysis. As there are many methods for the purification of exosomes and also many possibilities for their quantitative and qualitative analysis, it is difficult to determine a combination of methods for the ideal approach. 
Here, we demonstrate nanoparticle tracking analysis (NTA), a semi-automated method for the characterization of exosomes after isolation from human plasma by ultracentrifugation. The presented results show that this approach for isolation, as well as the determination of the average number and size of exosomes, delivers reproducible and valid data, as confirmed by other methods, such as scanning electron microscopy (SEM).

A method for isolation of exosomes from whole blood and further analysis by nanoparticle tracking using a semi-automatic instrument is presented in this article. The presented technology provides an extremely sensitive method for visualizing and analyzing particles in liquid suspension.

طريقة مبتكرة لExosome الكمي وقياس الحجم

Although the biological importance of exosomes has recently gained an increasing amount of scientific and clinical attention, much is still unknown about ...

Biology

Dynamic Light Scattering Analysis for the Determination of the Particle Size of Iron-Carbohydrate Complexes

Intravenously administered iron-carbohydrate nanoparticle complexes are widely used to treat iron deficiency. This class includes several structurally heterogeneous nanoparticle complexes, which exhibit varying sensitivity to the conditions required for the methodologies available to physicochemically characterize these agents. Currently, the critical quality attributes of iron-carbohydrate complexes have not been fully established. Dynamic light scattering (DLS) has emerged as a fundamental method to determine intact particle size and distribution. However, challenges still remain regarding the standardization of methodologies across laboratories, specific modifications required for individual iron-carbohydrate products, and how the size distribution can be best described. Importantly, the diluent and serial dilutions used must be standardized. The wide variance in approaches for sample preparation and data reporting limit the use of DLS for the comparison of iron-carbohydrate agents. Herein, we detail a robust and easily reproducible protocol to measure the size and size distribution of the iron-carbohydrate complex, iron sucrose, using the Z-average and polydispersity index.

Dynamic light scattering (DLS) has emerged as a suitable assay for evaluating the particle size and distribution of intravenously administered iron-carbohydrate complexes. However, the protocols lack standardization and need to be modified for each iron-carbohydrate complex analyzed. The present protocol describes the application and special considerations for the analysis of iron sucrose.

تحليل تشتت الضوء الديناميكي لتحديد حجم الجسيمات لمجمعات الحديد والكربوهيدرات

Intravenously administered iron-carbohydrate nanoparticle complexes are widely used to treat iron deficiency. This class includes several structurally ...