עבודה זו נתמכה כלכלית על ידי הקרן השוויצרית הלאומי למדע (מפד&quot;ל 62 - חומרים חכמים). כמו כן הודתה הוא התמיכה ב Hanselmann, ק Kehl, ע &#39;וב&#39; שיץ Leuthold.

1. פילמור ביוזמת פלזמה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנה של פתרון מונומר. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממיסים המה (100 מיליליטר; 0.718 mol) ב200 מיליליטר מים ולשטוף 3x עם הקסאן (100 מיליליטר) במשפך מפריד. להרוות את השלב המימית עם נתרן כלורי ולחלץ את המה עם אתר diethyl (50 מיליליטר). ייבש את השלב האורגני מעל 4 MgSO ולהסיר הממס בחלל הריק (mbar 100, 40 מעלות צלזיוס). לזקק את המה תחת לחץ מופחת (15 mbar; 99 מעלות צלזיוס). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן פתרון methanolic 0.62 M של המה ללא מעכב המיוצרים בסעיף 1.1.1. יוצקים 30 מיליליטר של התמיסה לתוך בקבוק אחד צוואר ולחסל חמצן על ידי מבעבע Ar דרך הפתרון במשך שעה 1. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פילמור מושרה פני השטח. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עמדת שני קרומים פוליקרבונט אחד ליד שני לתוך תא הפלזמה (איור 2). הנח את הצד המבריק של הקרום והצביע לעבר שלב הגז. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חברו לתא הפלזמה לאהואקום igh (20 mbar) במשך 5 דקות. סגור את השסתום לוואקום ולפתוח את השסתום האחר, הקשורה לארגון וגז חמצן ולטהר את החדר עם תערובת זו במשך שעה 2 עם 15 ארגון SCCM ו2.5 חמצן SCCM. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ליזום את הפלזמה ולצמצם את הכוח לכח הרצוי (לקרום פוליקרבונט: W 12) ולטפל בממברנות לדקות 4 עם הפלזמה. חבר את פתרון מונומר עם החדר על ידי פתיחת השסתום המתאים. כבה את הפלזמה ולפנות את החדר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את פתרון מונומר עם החדר על ידי פתיחת השסתום המתאים ויוצקים את התמיסה אל תוך החדר. ודא כי הקרומים מכוסים פתרון מונומר. פתח את השסתום מחובר לארגון ולאחסן את תערובת התגובה במשך שעה 12 ב 20 ° C (חדר ממוזג). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את פתרון מונומר. שטוף את הקרומים עם מתנול באמבטיה קולי למשך 5 דקות. חזור על תהליך השטיפה במים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ייבש את הקרום בהחלל ריק מעל מסננות מולקולריות לשעה 2. </li></ol></li></ol> 2. Postmodification של ממברנות מצופים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן פתרון של spirobenzopyran 1 (איור 1) (100 מ&quot;ג; 0.27 מילימול), N, N-dicyclohexylcarbodiimide (DCC) (55 מ&quot;ג; 0.27 מילימול) וaminopyridine דימתיל (DMAP) (33 מ&quot;ג, 0.27 מילימול) בטרט-butylmetylether (TBME) (12 מיליליטר). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח סרגל stirrer הגנה ורשת הגנה לתוך בקבוק מסביב לתחתית. ייבש את הבקבוק ולהציף את הבקבוק עם ארגון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יוצקים את התמיסה לתוך הבקבוק, ואחריו את הממברנה המצופה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים בעדינות בטמפרטורת חדר למשך שעה 12. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את הפתרון ולשטוף את הממברנה עם טרט-butylmetylether באמבטיה קולי למשך 5 דקות. חזור על תהליך השטיפה עם אתנול ומים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ייבש את הקרום בחלל הריק מעל מסננות מולקולריות לשעה 2. </li></ol> 3. מדידות מתח פנים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li&gt; לתקן את הקרום עם קלטת סטנדרטית על O-טבעת מתכת. מקם טיפת מים nanopure (3.3 μl) בחלק זה של קרום פני השטח, שהוא לא במגע עם טבעת O-. מדוד את זווית המגע (CA) בשעה 5 נקודות שונות של הממברנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבדיקת היציבות לטווח הארוך של דוגמאות, למדוד זוויות המגע בשלוש נקודות שונות של הקרומים לאחר 0, 1, 2, 3, 7, 14, ו21 ימים. </li></ol> 4. בדיקות חדירות של ממברנות Photochromic <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למלא את תא קולטן של תא פרנץ דיפוזיה עם מים (12 מיליליטר). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקן את הקרום בתא דיפוזיה פרנץ. להבטיח כי הקרום נמצא במגע עם המים מתא קולטן. למלא את התא התורם (הקאמרית על גבי הקרום) עם תמיסה מימית קפאין (20 מ&quot;מ; 3.0 מיליליטר). להקרין את הקרום מהחלק העליון של התא התורם עם האור לבן (איור 3). לאסוף דגימות (200 μl) מתא קולטן; עבורקרומי r קצוות מסלול פוליקרבונט עם נקבוביות בקוטר של 200 ננומטר, לאסוף דגימות כל 10 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על הניסוי כמתואר בשלב 4.2. אבל להקרין את הקרום עם UV-אור (366 ננומטר, 80 W / m 2) במהלך בדיקת חדירות כולו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קביעת ריכוזי הקפאין של הדגימות שנאספו. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עלילה עקומה כיול עם 15 ריכוזים שונים קפאין (בין 0.05 מ&quot;ג / מיליליטר ו1.5 מ&quot;מ / L) באמצעות UV / Vis ספקטרומטר. לכייל ב293 ננומטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קבע את הריכוז של כל אחד מדגימות שנאספו באמצעות עקומת הכיול. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עלילה הריכוז נקבע לעומת. הזמן של הדגימות שנאספו. הפוך ליניארי כושר דרך הנקודות ולקבוע Δc מהמדרון. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>d'Agostino, 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> Basic Approaches to Plasma Production and Control. , (2008).</li><li>Liston, E. M., Martinu, L., Wertheimer, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasma+surface+modification+of+polymers+for+improved+adhesion:+a+critical+review.">Plasma surface modification of polymers for improved adhesion: a critical review.</a> J. Adh. Sci. Technol. 7 (10), 1091-1127 (1993).</li><li>Siow, K. S., Britcher, L., Kumar, S., Griesser, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasma+Methods+for+the+Generation+of+Chemically+Reactive+Surfaces+for+Biomolecule+Immobilization+and+Cell+Colonization+-+A+Review.+Process.">Plasma Methods for the Generation of Chemically Reactive Surfaces for Biomolecule Immobilization and Cell Colonization - A Review. Process.</a> Polymers. 3 (6-7), 392-418 (2006).</li><li>Hossain, M. M., Hegemann, D., Herrmann, A. S., Chabrecek, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contact+angle+determination+on+plasma-treated+poly(ethylene+terephthalate)+fabrics+and+foils.">Contact angle determination on plasma-treated poly(ethylene terephthalate) fabrics and foils.</a> Appl. Polymer Sci. 102 (2), 1452-1458 (2006).</li><li>Guimond, S., Hanselmann, B., Amberg, M., Hegemann, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasma+functionalization+of+textiles:+Specifics+and+possibilities.">Plasma functionalization of textiles: Specifics and possibilities.</a> Pure Appl. Chem. 82 (6), 1239-1245 (2010).</li><li>Lymberopoulos, D. P., Economou, 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=Modeling+and+simulation+of+glow+discharge+plasma+reactors.">Modeling and simulation of glow discharge plasma reactors.</a> Journal of Vacuum Sci. Technol. A Vacuum Surf. Films. 12 (4), 1229-1236 (1994).</li><li>Hegemann, D., Brunner, H., Oehr, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasma+treatment+of+polymers+for+surface+and+adhesion+improvement.">Plasma treatment of polymers for surface and adhesion improvement.</a> Nuclear Instr. Methods Phys. Res. B Interact. Atoms. 208, 281-286 (2003).</li><li>&#216;iseth, S. K., Krozer, A., Kasemo, B., Lausmaa, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+modification+of+spin-coated+high-density+polyethylene+films+by+argon+and+oxygen+glow+discharge+plasma+treatments.">Surface modification of spin-coated high-density polyethylene films by argon and oxygen glow discharge plasma treatments.</a> Appl. Surf. Sci. 202 (1-2), 92-103 (2002).</li><li>Choi, W. -. K., Koh, S. -. K., Jung, H. -. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+chemical+reaction+between+polycarbonate+and+kilo-electron-volt+energy+Ar[sup+++]+ion+in+oxygen+environment.">Surface chemical reaction between polycarbonate and kilo-electron-volt energy Ar[sup + ] ion in oxygen environment.</a> J. Vacuum Sci. Technol. A Vacuum Surf. Films. 14 (4), 2366-2371 (1996).</li><li>Kitova, S., Minchev, M., Danev, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RF+plasma+treatment+of+polycarbonate+substrates.">RF plasma treatment of polycarbonate substrates.</a> Optoelectron. Adv. Mater. 7 (5), 2607-2612 (2005).</li><li>Friedrich, J. F., Mix, R., Schulze, R. D., Meyer-Plath, A., Joshi, R., Wettmarshausen, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+plasma+techniques+for+polymer+surface+modification+with+monotype+functional+groups.">New plasma techniques for polymer surface modification with monotype functional groups.</a> Plasma Process. Polymers. 5 (5), 407-423 (2008).</li><li>Baumann, L., 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=Tuning+the+resistance+of+polycarbonate+membranes+by+plasma-induced+graft+surface+modification.">Tuning the resistance of polycarbonate membranes by plasma-induced graft surface modification.</a> Appl. Surf. Sci. 268, 450-457 (2013).</li><li>Hegemann, D., Hossain, M. M., Balazs, 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=Nanostructured+plasma+coatings+to+obtain+multifunctional+textile+surfaces.">Nanostructured plasma coatings to obtain multifunctional textile surfaces.</a> Prog. Org. Coatings. 58 (2-3), 237-240 (2007).</li><li>Gengenbach, T., Vasic, Z., Li, S., Chatelier, R., Griesser, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contributions+of+restructuring+and+oxidation+to+the+aging+of+the+surface+of+plasma+polymers+containing+heteroatoms.">Contributions of restructuring and oxidation to the aging of the surface of plasma polymers containing heteroatoms.</a> Plasmas Polymers. 2 (2), 91-114 (1997).</li><li>Gengenbach, T. R., Chatelier, R. C., Griesser, H. J. <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+the+Ageing+of+Plasma-deposited+Polymer+Films:+Global+Analysis+of+X-ray+Photoelectron+Spectroscopy+Data.">Characterization of the Ageing of Plasma-deposited Polymer Films: Global Analysis of X-ray Photoelectron Spectroscopy Data.</a> Interface Anal. 24 (4), 271-281 (1996).</li><li>Hirotsu, T., Nakajima, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water+ethanol+permseparation+by+pervaporation+throught+the+plasma+graft+copolymeric+membranes+of+acrylic+acid+and+acrylamide.">Water ethanol permseparation by pervaporation throught the plasma graft copolymeric membranes of acrylic acid and acrylamide.</a> Appl. Polymer Sci. 36 (1), 177-189 (1988).</li><li>Baumann, L., de Courten, D., Wolf, M., Rossi, R. M., Scherer, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light-Responsive+Caffeine+Transfer+through+Porous+Polycarbonate.">Light-Responsive Caffeine Transfer through Porous Polycarbonate.</a> Appl. Mater. Interf. 5 (13), 5894-5897 (2013).</li><li>Minkin, V. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photo-,+thermo-,+solvato-,+and+electrochromic+spiroheterocyclic+compounds.">Photo-, thermo-, solvato-, and electrochromic spiroheterocyclic compounds.</a> Chem. Rev. 104 (5), 2751-2776 (2004).</li><li>Berkovic, G., Krongauz, V., Weiss, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spiropyrans+and+spirooxazines+for+memories+and+switches.">Spiropyrans and spirooxazines for memories and switches.</a> Chem. Rev. 100 (5), 1741-1753 (2000).</li><li>Vlassiouk, I., Park, C. -. D., Vail, S. A., Gust, D., Smirnov, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+Nanopore+Wetting+by+a+Photochromic+Spiropyran:+A+Light-Controlled+Valve+and+Electrical+Switch.">Control of Nanopore Wetting by a Photochromic Spiropyran: A Light-Controlled Valve and Electrical Switch.</a> Lett. 6 (5), 1013-1017 (2006).</li><li>Baumann, L., 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=Development+of+light-responsive+porous+polycarbonate+membranes+for+controlled+caffeine+delivery.">Development of light-responsive porous polycarbonate membranes for controlled caffeine delivery.</a> RSC Adv. 3 (45), 23317-23326 (2013).</li><li>Nicoletta, F. P., Cupelli, D., Formoso, P., De Filpo, G., Colella, V., Gugliuzza, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+Responsive+Polymer+Membranes:+A+Review.">Light Responsive Polymer Membranes: A Review.</a> Membranes. 2 (1), 134-197 (2012).</li></ol>

יש המחברים אין לחשוף.

תהליך הפלזמה מייצר גז סגול, אשר נגרמת על ידי ארגון מיונן. צבע כתום מצביע על הנוכחות של חנקן לא רצוי מדליפה. תהליך הפלזמה אינו מהווה רק רדיקלים על פני השטח אלא גם חורט הקרום 7,12. יותר מדי תחריט יכול לשנות את הקוטר הנקבובית באופן משמעותי, אשר ישפיע על החדירות של הממב?...

שינוי פלזמה של חומרים הפך תהליך חשוב בתחומי תעשייה רבים. ניקוי של משטחים וfunctionalization של משטחים מבלי לשנות את הנכס בתפוצה רחבה של החומר הפך את הטיפול בפלזמה תהליך חיוני במדע שטח 1-8. טיפול פלזמה של פולימרים התוצאה homolytic אג&quot;ח מחשוף. זה מוביל לשולי של חומר פולימרים ולהיווצרות של משטחים עשירים רדיקליים. באמצעות פלזמה המכילה מולקולות חמצן, את פני השטח הופך להיות עשיר בחמצן ובכך יותר הידרופילי 9-11. עם זאת, hydrophilicity של המשטחים לא יציב לאורך זמן 12. על מנת לשפר את היציבות לטווח הארוך, את פני השטח הפלזמה שטופלה יכולים להיות שינוי כימי אחרי או במהלך תהליך הפלזמה 13-15. טיפול זה מבוצע בדרך כלל על ידי הוספת מיני מונומר תגובה לגז בשלב בתהליך הפלזמה; מונומרים אלה אז פלמרמהרדיקלים שנוצרו ממשטח הפולימרים. אם הטיפול הכימי מתבצע עם מונומר בלתי נדיף, השתלת הפולימר יש להיערך לאחר שינוי הפלזמה. על מנת לבצע השתלה נשלטה לאחר רדיקלים נוצרים על פני השטח, התקנת פלזמה מתוארת, המאפשרת פילמור מושרה פני השטח ביוזמת הפלזמה מהמשטח בפתרון בתנאים מבוקרים 12,16. המצגת מתמקדת בשינוי של ממברנות פולימר קצוות מסלול 12,17. על ידי שינוי המתח של הקרומים האלה פני השטח, יכול להיות מגוון שיעור חדירות 12. תהליך נקי ומהיר זה מאפשר יצירת שכבות דקות מאוד (&lt;ננומטר 5), אשר מכסות את כל פני השטח הקרום מבלי לשנות את הנכס בתפוצה רחבה של קרום הפולימרים. בשל שולי בתהליך הפלזמה, הקטרים ​​הנקבוביות של קרומי קצוות המסלול להגדיל מעט 12. השיעור שולי הוא dependiיש ng על הפולימר והתנהגות ליניארית. בעת שימוש במונומרים עם קבוצות פונקציונליות תגובתי, הפולימרים המורכבים יכולים להיות פונקציונליות נוסף. זה מודגם על ידי postmodification של קרום מורכב PHEMA עם spiropyran פונקציונליות חומצה קרבוקסילית. התוצאה היא משטח Photochromic, מאז spiropyran ידוע להפוך למיני merocyanine כאשר מוקרנים עם UV-אור. טופס spiropyran שאפשר יהיה שוב על ידי הקרנת צורת merocyanine עם אור הנראה (איור 1) 18,19. מאז בצורת merocyanine היא יותר קוטבית מאשר מדינת spiropyran, המתח של ציפוי פני השטח יכול להיות מופעל על עם 20 אור. השינוי במתח פנים משפיע על התנגדות החדירות של הקרום כלפי תמיסות מימיות. הגדרת אופן ביצוע בדיקות חדירות של ממברנות אור מגיב אלה תוכלו לראות והשינוי המשמעותי בהתנגדות חדירות (להקטין iהתנגדות חדירות n ידי 97%) באה לידי ביטוי. כגון קרום יכול להיות משולב בתכנית התקנה של משלוח סמים או במערכות חישה חכמות. <img alt="איור 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51680/51680fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51680/51680fig1.jpg" /> איור 1. Photoisomerization של מתחם spirobenzopyran 1.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:943px;" width="943">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:373px;">Name of Reagent/ Equipment</td>
			<td style="width:284px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:167px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:373px;">2-Hydroxyethyl methacrylate, 97%</td>
			<td style="width:284px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">128635</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:373px;">Hexane 99%</td>
			<td style="width:284px;">Biosolve</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:373px;">Magnesium sulfate (MgSO4, anhydrous)</td>
			<td style="width:284px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>M7506</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:373px;">Methanol, 99%&#160;</td>
			<td style="width:284px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">14262</td>
			<td>dried over molecular sieves</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:373px;">N,N-Dicylcohexylcarbodiimide, 99%</td>
			<td style="width:284px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">D8002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:373px;">Dimethyl aminopyridine, 99%</td>
			<td style="width:284px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">107700</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:373px;">Tert-butylmethylether, 98%</td>
			<td style="width:284px;">Fluka</td>
			<td style="width:119px;">306975</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:373px;">Polycarbonate membrane</td>
			<td style="width:284px;">Whatman</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Nanopore Track Etched (TE) (1.0 &#956;m, 0.2 &#956;m, 0.1 &#956;m, 50 nm, 30 nm and 15 nm pore diameter; 47 mm or 25 mm membrane diameter)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:373px;">Caffeine (reagent plus)</td>
			<td style="width:284px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">C0750&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:373px;">Franz diffusion cell (12 ml)</td>
			<td style="width:284px;">SES-Analysesysteme</td>
			<td style="width:119px;">6C010015</td>
			<td>15mm unjacheted Franz Cell, 12 ml Receptor volume, Flat ground, clear glass, stirbat and clamp</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:373px;">UV-Lamp</td>
			<td style="width:284px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>UV irradiation (366 nm, 15 W/m2)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:373px;">White light lamp</td>
			<td style="width:284px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>White light irradiation (500 W bulb)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:373px;">UV/Vis spectrophotometer</td>
			<td style="width:284px;">Varian 50Bio/50MPR</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:373px;">Polyester membranes</td>
			<td style="width:284px;">Sterlitech</td>
			<td style="width:119px;">PET0225100</td>
			<td>Polyester Membrane Filters, 0.2 &#956;m pore diameter, 25 mmm diameter</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:373px;">Polyvinylidene fluoride membranes</td>
			<td style="width:284px;">Millipore</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>PVDF Membranes Durapore (0.22 &#956;m pore diameter; 47 mm membrane diameter)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:373px;">Argon (99.9995%)</td>
			<td style="width:284px;">Alphagaz</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:373px;">Dressler Cesar RF Power Generator</td>
			<td style="width:284px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Plasma chamber setup</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:373px;">MKS Multi Gas Controller 647C</td>
			<td style="width:284px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Plasma chamber setup</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:373px;">MKS Mass-Flow controllers</td>
			<td style="width:284px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Plasma chamber setup</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:373px;">Vacuubrand RE 2.5 rotary vane vacuum pump</td>
			<td style="width:284px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Plasma chamber setup</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:373px;">Contact angle measurement device Kr&#252;ss G10</td>
			<td style="width:284px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:373px;">Balances Mettler Toledo AB204-S and Mettler ME30</td>
			<td style="width:284px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preparation of light-responsive membranes by a combined surface grafting and postmodification process

על מנת לשנות את המתח של ממברנות פולימר מסחריות זמינות קצוות מסלול השטח, הליך של פילמור ביוזמת פני השטח מוצג. פילמור מפני הקרום מושרה על ידי טיפול בפלזמה של הקרום, ואחריו מגיב פני הקרום עם פתרון methanolic של methacrylate 2-Hydroxyethyl (המה). תשומת לב מיוחדת ניתנת לפרמטרי התהליך לטיפול בפלזמה לפני פילמור על פני השטח. לדוגמא, ההשפעה של הפלזמה הטיפול בסוגים שונים של ממברנות (למשל פוליאסטר, פוליקרבונט, פלואוריד polyvinylidene) היא למדה. יתר על כן, את היציבות של הקרומים-מורכב המשטח תלוי הזמן מוצגת על ידי מדידות זווית מגע. כאשר השתלת פולי (מ2-Hydroxyethyl) (PHEMA) בדרך זו, את פני השטח יכול להיות שונה עוד יותר על ידי esterification של מחצית האלכוהול של הפולימר עם פונקצית חומצה קרבוקסילית של החומר הרצוי.תגובות אלו ולכן יכולות לשמש לfunctionalization של קרום פני השטח. לדוגמא, את המתח של קרום פני השטח יכול להיות שונה או הפונקציונליות רצויה כאור ההיענות הציגה יכולה להיות מוכנסת. זו באה לידי הביטוי על ידי מגיב PHEMA עם יחידת spirobenzopyran פונקציונליות החומצה קרבוקסילית אשר מובילה קרום אור מגיב. הבחירה של ממס משחקת תפקיד מרכזי בשלב postmodification ונדונה בפירוט רב יותר במאמר זה. מדידות החדירות של ממברנות פונקציונליות כגון מבוצעות באמצעות תא פרנץ עם מקור אור חיצוני. על ידי שינוי אורך הגל של האור מהגלוי לUV הטווח, שינוי של חדירות של פתרונות קפאין מימיים הוא ציין.

השיעור לחרוט יכול להיות מלווה במשקל הקרום אחרי תקופות שונות של זמן. כפי שניתן לראות מהתרשים 4, השיעור לחרוט כדלקמן לפוליאסטר, פלואוריד polyvinylidene, ופוליקרבונט קרומי שיעור לחרוט ליניארי, שניתן לקבוע מן המדרון של המתאם ליניארי של הזמן לחרוט לעומת הפסד המוני....

Watch this Scientific Journal Video about Preparation of Light-responsive Membranes by a Combined Surface Grafting and Postmodification Process at JoVE.com

Preparation of Light-responsive Membranes by a Combined Surface Grafting and Postmodification Process

הליך פילמור מושרה פלזמה מתואר לפילמור ביוזמת פני השטח על ממברנות פולימר. postmodification נוסף של הפולימר מורכב עם חומרי Photochromic מוצג בפרוטוקול של ביצוע מדידות חדירות של ממברנות אור מגיב.

הכנה של ממברנות אור תגובה על ידי הארכת משטח משולבת ותהליך Postmodification

In order to modify the surface tension of commercial available track-edged polymer membranes, a procedure of surface-initiated polymerization is ...

preparation-light-responsive-membranes-combined-surface-grafting

Research

JoVE Journal

Bioengineering

11.7K Views.  Empa, Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology.  הליך פילמור מושרה פלזמה מתואר לפילמור ביוזמת פני השטח על ממברנות פולימר. postmodification נוסף של הפולימר מורכב עם חומרי Photochromic מוצג בפרוטוקול של ביצוע מדידות חדירות של ממברנות אור מגיב. 

Video: Preparation of Light-responsive Membranes by a Combined Surface Grafting and Postmodification Process

Measurement of Aggregate Cohesion by Tissue Surface Tensiometry

Rigorous measurement of intercellular binding energy can only be made using methods grounded in thermodynamic principles in systems at equilibrium. We have developed tissue surface tensiometry (TST) specifically to measure the surface free energy of interaction between cells. The biophysical concepts underlying TST have been previously described in detail1,2. The method is based on the observation that mutually cohesive cells, if maintained in shaking culture, will spontaneously assemble into clusters. Over time, these clusters will round up to form spheres. This rounding-up behavior mimics the behavior characteristic of liquid systems. Intercellular binding energy is measured by compressing spherical aggregates between parallel plates in a custom-designed tissue surface tensiometer. The same mathematical equation used to measure the surface tension of a liquid droplet is used to measure surface tension of 3D tissue-like spherical aggregates. The cellular equivalent of liquid surface tension is intercellular binding energy, or more generally, tissue cohesivity. Previous studies from our laboratory have shown that tissue surface tension (1) predicts how two groups of embryonic cells will interact with one another1-5, (2) can strongly influence the ability of tissues to interact with biomaterials6, (3) can be altered not only through direct manipulation of cadherin-based intercellular cohesion7, but also by manipulation of key ECM molecules such as FN8-11 and 4) correlates with invasive potential of lung cancer12, fibrosarcoma13, brain tumor14 and prostate tumor cell lines15. In this article we will describe the apparatus, detail the steps required to generate spheroids, to load the spheroids into the tensiometer chamber, to initiate aggregate compression, and to analyze and validate the tissue surface tension measurements generated.

We describe a method of measuring binding energy, expressible as tissue surface tension, between cells within 3D tissue-like aggregates. Differences in tissue surface tension have been demonstrated to correlate with invasiveness of lung, muscle, and brain tumors, and are fundamental determinants of establishing spatial relationships between different cell types.

מדידה של לכידות צבירה ידי Tensiometry Surface רקמות

Rigorous measurement of intercellular binding energy can only be made using methods grounded in thermodynamic principles in systems at equilibrium.  We ...

Self-reporting Scaffolds for 3-Dimensional Cell Culture

Culturing cells in 3D on appropriate scaffolds is thought to better mimic the in vivo microenvironment and increase cell-cell interactions. The resulting 3D cellular construct can often be more relevant to studying the molecular events and cell-cell interactions than similar experiments studied in 2D. To create effective 3D cultures with high cell viability throughout the scaffold the culture conditions such as oxygen and pH need to be carefully controlled as gradients in analyte concentration can exist throughout the 3D construct. Here we describe the methods of preparing biocompatible pH responsive sol-gel nanosensors and their incorporation into poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) electrospun scaffolds along with their subsequent preparation for the culture of mammalian cells. The pH responsive scaffolds can be used as tools to determine microenvironmental pH within a 3D cellular construct. Furthermore, we detail the delivery of pH responsive nanosensors to the intracellular environment of mammalian cells whose growth was supported by electrospun PLGA scaffolds. The cytoplasmic location of the pH responsive nanosensors can be utilized to monitor intracellular pH (pHi) during ongoing experimentation.

Biocompatible pH responsive sol-gel nanosensors can be incorporated into poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) electrospun scaffolds. The produced self-reporting scaffolds can be used for in&#160;situ monitoring of microenvironmental conditions whilst culturing cells upon the scaffold. This is beneficial as the 3D cellular construct can be monitored in real-time without disturbing the experiment.

פיגומים דיווח עצמי לתרבית תאים 3-Dimensional

Culturing cells in 3D on appropriate scaffolds is thought to better mimic the in vivo microenvironment and increase cell-cell interactions. The resulting ...

Generation and Grafting of Tissue-engineered Vessels in a Mouse Model

The construction of vascular conduits is a fundamental strategy for surgical repair of damaged and injured vessels resulting from cardiovascular diseases. The current protocol presents an efficient and reproducible strategy in which functional tissue engineered vessel grafts can be generated using partially induced pluripotent stem cell (PiPSC) from human fibroblasts. We designed a decellularized vessel scaffold bioreactor, which closely mimics the matrix protein structure and blood flow that exists within a native vessel, for seeding of PiPSC-endothelial cells or smooth muscle cells prior to grafting into mice. This approach was demonstrated to be advantageous because immune-deficient mice engrafted with the PiPSC-derived grafts presented with markedly increased survival rate 3 weeks after surgery. This protocol represents a valuable tool for regenerative medicine, tissue engineering and potentially patient-specific cell-therapy in the near future.

Here, we present a protocol to generate tissue engineered vessel grafts that are functional for grafting into mice by double seeding partially induced pluripotent stem cell (PiPSC) - derived smooth muscle cells and PiPSC - derived endothelial cells on a decellularized vessel scaffold bioreactor.

דור והארכת כלי רקמות מהונדסות במודל עכבר

The construction of vascular conduits is a fundamental strategy for surgical repair of damaged and injured vessels resulting from cardiovascular diseases. ...

Adapting the Electrospinning Process to Provide Three Unique Environments for a Tri-layered In Vitro Model of the Airway Wall

Electrospinning is a highly adaptable method producing porous 3D fibrous scaffolds that can be exploited in in vitro cell culture. Alterations to intrinsic parameters within the process allow a high degree of control over scaffold characteristics including fiber diameter, alignment and porosity. By developing scaffolds with similar dimensions and topographies to organ- or tissue-specific extracellular matrices (ECM), micro-environments representative to those that cells are exposed to in situ can be created. 
The airway bronchiole wall, comprised of three main micro-environments, was selected as a model tissue. Using decellularized airway ECM as a guide, we electrospun the non-degradable polymer, polyethylene terephthalate (PET), by three different protocols to produce three individual electrospun scaffolds optimized for epithelial, fibroblast or smooth muscle cell-culture. Using a commercially available bioreactor system, we stably co-cultured the three cell-types to provide an in vitro model of the airway wall over an extended time period.
This model highlights the potential for such methods being employed in in vitro diagnostic studies investigating important inter-cellular cross-talk mechanisms or assessing novel pharmaceutical targets, by providing a relevant platform to allow the culture of fully differentiated adult cells within 3D, tissue-specific environments.

Adapting the Electrospinning Process to Provide Three Unique Environments for a Tri-layered In Vitro Model of the Airway Wall

Advancements in biomaterial technologies enable the development of three-dimensional multi-cell-type constructs. We have developed electrospinning protocols to produce three individual scaffolds to culture the main structural cells of the airway to provide a 3D in vitro model of the airway bronchiole wall.

התאמת תהליך Electrospinning לספק שלוש סביבות ייחודיות לTri-שכבתי<em&gt; במבחנה</em&gt; דגם של חומת Airway

Electrospinning is a highly adaptable method producing porous 3D fibrous scaffolds that can be exploited in in vitro cell culture. Alterations to ...

Qualitative Characterization of the Aqueous Fraction from Hydrothermal Liquefaction of Algae Using 2D Gas Chromatography with Time-of-flight Mass Spectrometry

Two-dimensional gas chromatography coupled with time-of-flight mass spectrometry is a powerful tool for identifying and quantifying chemical components in complex mixtures. It is often used to analyze gasoline, jet fuel, diesel, bio-diesel and the organic fraction of bio-crude/bio-oil. In most of those analyses, the first dimension of separation is non-polar, followed by a polar separation. The aqueous fractions of bio-crude and other aqueous samples from biofuels production have been examined with similar column combinations. However, sample preparation techniques such as derivatization, solvent extraction, and solid-phase extraction were necessary prior to analysis. In this study, aqueous fractions obtained from the hydrothermal liquefaction of algae were characterized by two-dimensional gas chromatography coupled with time-of-flight mass spectrometry without prior sample preparation techniques using a polar separation in the first dimension followed by a non-polar separation in the second. Two-dimensional plots from this analysis were compared with those obtained from the more traditional column configuration. Results from qualitative characterization of the aqueous fractions of algal bio-crude are discussed in detail. The advantages of using a polar separation followed by a non-polar separation for characterization of organics in aqueous samples by two-dimensional gas chromatography coupled with time-of-flight mass spectrometry are highlighted.

A two-dimensional gas chromatography-time-of-flight mass spectrometry method is described for characterization of the aqueous fraction of bio-crude produced from hydrothermal liquefaction of algae. This protocol can also be employed to analyze the aqueous fraction of liquid products from fast pyrolysis, catalytic fast pyrolysis, catalytic deoxygenation and hydro-treating.

אפיון איכותי של השבר מימית מ הידרותרמיות עיבוי של אצות באמצעות גז כרומטוגרפיה 2D עם זמן של הטיסה ספקטרומטריית מסה

Two-dimensional gas chromatography coupled with time-of-flight mass spectrometry is a powerful tool for identifying and quantifying chemical components in ...

Automated Robotic Dispensing Technique for Surface Guidance and Bioprinting of Cells

This manuscript describes the introduction of cell guidance features followed by the direct delivery of cells to these features in a hydrogel bioink using an automated robotic dispensing system. The particular bioink was selected as it allows cells to sediment towards and sense the features. The dispensing system bioprints viable cells in hydrogel bioinks using a backpressure assisted print head. However, by replacing the print head with a sharpened stylus or scalpel, the dispensing system can also be employed to create topographical cues through surface etching. The stylus movement can be programmed in steps of 10 &#181;m in the X, Y and Z directions. The patterned grooves were able to orientate mesenchymal stem cells, influencing them to adopt an elongated morphology in alignment with the grooves&#39; direction. The patterning could be designed using plotting software in straight lines, concentric circles, and sinusoidal waves. In a subsequent procedure, fibroblasts and mesenchymal stem cells were suspended in a 2% gelatin bioink, for bioprinting in a backpressure driven extrusion printhead. The cell bearing bioink was then printed using the same programmed coordinates used for the etching. The bioprinted cells were able to sense and react to the etched features as demonstrated by their elongated orientation along the direction of the etched grooves.

This protocol describes a bioprinting methodology using an automated robotic depositing system that incorporates etched topographical guidance cues with the precision deposition of a cell bearing hydrogel bioink. The printed cells are directly delivered to the etched features and are able to sense and orientate with them.

טכניקת Dispensing רובוטיות אוטומטית להכוון משטחים Bioprinting של תאים

This manuscript describes the introduction of cell guidance features followed by the direct delivery of cells to these features in a hydrogel bioink using ...

Synthesis of Hydrogels with Antifouling Properties As Membranes for Water Purification

Hydrogels have been widely utilized to enhance the surface hydrophilicity of membranes for water purification, increasing the antifouling properties and thus achieving stable water permeability through membranes over time. Here, we report a facile method to prepare hydrogels based on zwitterions for membrane applications. Freestanding films can be prepared from sulfobetaine methacrylate (SBMA) with a crosslinker of poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) via photopolymerization. The hydrogels can also be prepared by impregnation into hydrophobic porous supports to enhance the mechanical strength. These films can be characterized by attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) to determine the degree of conversion of the (meth)acrylate groups, using goniometers for hydrophilicity and differential scanning calorimetry (DSC) for polymer chain dynamics. We also report protocols to determine the water permeability in dead-end filtration systems and the effect of foulants (bovine serum albumin, BSA) on membrane performance.

This paper reports practical methods to prepare hydrogels in freestanding films and impregnated membranes and to characterize their physical properties, including water transport properties.

סינתזה של הידרוג עם מאפייני Antifouling ופלטות לטיהור מים

Hydrogels have been widely utilized to enhance the surface hydrophilicity of membranes for water purification, increasing the antifouling properties and ...

Detection of Endotoxin in Nano-formulations Using Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) Assays

When present in pharmaceutical products, a Gram-negative bacterial cell wall component endotoxin (often also called lipopolysaccharide) can cause inflammation, fever, hypo- or hypertension, and, in extreme cases, can lead to tissue and organ damage that may become fatal. The amounts of endotoxin in pharmaceutical products, therefore, are strictly regulated. Among the methods available for endotoxin detection and quantification, the Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) assay is commonly used worldwide. While any pharmaceutical product can interfere with the LAL assay, nano-formulations represent a particular challenge due to their complexity. The purpose of this paper is to provide a practical guide to researchers inexperienced in estimating endotoxins in engineered nanomaterials and nanoparticle-formulated drugs. Herein, practical recommendations for performing three LAL formats including turbidity, chromogenic and gel-clot assays are discussed. These assays can be used to determine endotoxin contamination in nanotechnology-based drug products, vaccines, and adjuvants.

Detection of Endotoxin in Nano-formulations Using Limulus Amoebocyte Lysate LAL Assays

Detection of endotoxins in engineered nanomaterials represents one of the grand challenges in the field of nanomedicine. Here, we present a case study that describes the framework composed of three different LAL formats to estimate potential endotoxin contamination in nanoparticles.

זיהוי של אנדוטוקסין ניסוחים-Nano באמצעות מבחני Lysate (LAL) Amoebocyte Limulus

When present in pharmaceutical products, a Gram-negative bacterial cell wall component endotoxin (often also called lipopolysaccharide) can cause ...

Assembly and Characterization of Biomolecular Memristors Consisting of Ion Channel-doped Lipid Membranes

The ability to recreate synaptic functionalities in synthetic circuit elements is essential for neuromorphic computing systems that seek to emulate the cognitive powers of the brain with comparable efficiency and density. To date, silicon-based three-terminal transistors and two-terminal memristors have been widely used in neuromorphic circuits, in large part due to their ability to co-locate information processing and memory. Yet these devices cannot achieve the interconnectivity and complexity of the brain because they are power-hungry, fail to mimic key synaptic functionalities, and suffer from high noise and high switching voltages. To overcome these limitations, we have developed and characterized a biomolecular memristor that mimics the composition, structure, and switching characteristics of biological synapses. Here, we describe the process of assembling and characterizing biomolecular memristors consisting of a 5 nm-thick lipid bilayer formed between lipid-functionalized water droplets in oil and doped with voltage-activated alamethicin peptides. While similar assembly protocols have been used to investigate biophysical properties of droplet-supported lipid membranes and membrane-bound ion channels, this article focuses on key modifications of the droplet interface bilayer method essential for achieving consistent memristor performance. Specifically, we describe the liposome preparation process and the incorporation of alamethicin peptides in lipid bilayer membranes, and the appropriate concentrations of each constituent as well as their impact on the overall response of the memristors. We also detail the characterization process of biomolecular memristors, including measurement and analysis of memristive current-voltage relationships obtained via cyclic voltammetry, as well as short-term plasticity and learning in response to step-wise voltage pulse trains.

Soft, low-power, biomolecular memristors leverage similar composition, structure, and switching mechanisms of bio-synapses. Presented here is a protocol to assemble and characterize biomolecular memristors obtained from insulating lipid bilayers formed between water droplets in oil. The incorporation of voltage-activated alamethicin peptides results in memristive ionic conductance across the membrane.

הרכבה ואפיון של Memristors למערכות ביולוגיות המורכב ממברנות השומנים מסטול-תעלת יונים

The ability to recreate synaptic functionalities in synthetic circuit elements is essential for neuromorphic computing systems that seek to emulate the ...

Growth of Human and Sheep Corneal Endothelial Cell Layers on Biomaterial Membranes

Corneal endothelial cell cultures have a tendency to undergo epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) after loss of cell-to-cell contact. EMT is deleterious for the cells as it reduces their ability to form a mature and functional layer. Here, we present a method for establishing and subculturing human and sheep corneal endothelial cell cultures that minimizes the loss of cell-to-cell contact. Explants of corneal endothelium/Descemet&#39;s membrane are taken from donor corneas and placed into tissue culture under conditions that allow the cells to collectively migrate onto the culture surface. Once a culture has been established, the explants are transferred to fresh plates to initiate new cultures. Dispase II is used to gently lift clumps of cells off tissue culture plates for subculturing. Corneal endothelial cell cultures that have been established using this protocol are suitable for transferring to biomaterial membranes to produce tissue-engineered cell layers for transplantation in animal trials. A custom-made device for supporting biomaterial membranes during tissue culture is described and an example of a tissue-engineered graft composed of a layer of corneal endothelial cells and a layer of corneal stromal cells on either side of a collagen type I membrane is presented.

This protocol describes the critical steps required to establish and grow corneal endothelial cell cultures from explants of human or sheep tissue. A method for subculturing corneal endothelial cells on membranous biomaterials is also presented.