이 책에서보고 된 연구는 휴스턴 대학의 새로운 능력을 부여, 초전도에 대한 텍사스 센터에서 시드 부여하고, 미국 화학 학회 석유 연구 기금 (52537-DNI)에 의해 지원되었다.

콜로이드 중합체 혼합물의 하나. 제조 주 :이 프로토콜은 폴리 메틸 메타 크릴 레이트 (PMMA) 입자, 입체적 폴리 (12 - 하이드 록시 산)를 사용하여 안정화 및 표준 다음 합성 하였다 (예 나일 레드, 로다 민 B, 또는 플루오 레세 인 등) 형광 염료로 표지를 사용 조리법 52. <ol><li> 주식 용매로 헥실 브로마이드 (CXB)과 데카 (DHN)의 3:1 W / W 혼합물을 준비합니다. 이 혼합물은 거의 입자의 굴절의 밀도 및 인덱스와 일치합니다. 부분적으로 입자에 전하를 화면에 1.5 mm의 농도로 용매에 유기 염, 테트라 부틸 암모늄 클로라이드 (TBAC) 46을 추가합니다. </li><li> DHN 용매 : 정확하게 입자의 밀도를 확인하려면 대략 입자의 부피 분율 Φ에서 서스펜션 = CXB 0.10를 준비합니다. 75 분 800 XG에 현탁액을 원심 분리기 및 부력을 향상시키기 위해 CXB 또는 DHN의 적하 추가일치. 이들 실험에서, PMMA 입자의 밀도 = 1.223 g / ㎖ ρ 될 측정 하였다. </li><li> DHN 혼합 용매 : CXB의 PMMA 입자의 집중 주식 서스펜션 (여기서, Φ = 0.40) 준비합니다. </li><li> DHN 혼합 용매 : CXB 선형 폴리스티렌 (PS)의 농축 된 용액을 준비합니다. 여기에, 3,000,000가 (선회 R G = 15 ㎚의 반경) 50 ㎎ / ㎖ ≈ 농도 C의 P에서 준비 ≈ W 분자량 M의 PS의 솔루션을 제공합니다. </li><li> 입자와 고분자의 원하는 농도로 현탁액을 공식화하는 입자, 폴리머, 용제 주식 혼합물의 가중치를 적절하게 혼합한다. 참고 : 여기에, 단 분산 입자의 현탁액은 일정 콜로이드 체적 분율 Φ에서 준비 = 무료 볼륨 53 C의 P 0.15 변수 중합체 농도 = 0 ~ 25 ㎎ / ㎖ 및 W, 콜로이드 입자의 두 가지 크기를 포함하는 현탁액을 bidispersed독특한 형광 라벨 담지 i 번째의 각 크기는 고정 된 전체 콜로이드 부피비 Φ로 제조된다 = 소립자 0.15, 체적 분율의 비율은 5 ~ 25 ㎎ / ㎖의 자유 부피 = 0.50 R 및 중합체 농도. </li><li> 각 현탁액을 제조 한 후, 현탁액 내의 입자 클러스터 부력 일치 남아 있는지 확인하기 위해 최소 75 분 800 XG에 CXB 또는 DHN 적하 원심 분리기 샘플을 추가합니다. </li><li> 이전의 영상 실험에 최소 24 시간 동안 모든 샘플을 평형. </li></ol> . 2 대기 샘플 실험 : 위상 동작 <ol><li> 벌크 상 거동을 결정하기 위해, 유리 커버 슬립 (그림 1a)에서 직사각형 챔버를 제작. 이 연구에서 콜로이드 고분자 혼합물의 경우, (현미경 슬라이드의 두께에 의해 설정) 두께 H = 1 ㎜의 챔버 대량 동작을 제공합니다. </li><li> 하나의 현미경 실험에서 여러 confinements에 액세스하려면, 얇은 쐐기 - 제작하나의 웨지에 스페이서로서 단일 커버 슬립을 사용하여 실 모양 (도 1B). 뷰의 단일 필드에서 벽은 매우 거의 평행이되도​​록 챔버의 개방 각도는 &lt;0.5 °이다. 대표적인 챔버&gt; 100 μm의 = 6 시간의 구속 두께에 액세스 할 수 있습니다. </li><li> 거꾸로 현미경에 이미징을위한 커버 슬립베이스에 실을 구축하고 CXB-DHN 혼합 용매에 용해되지 않는 UV 경화형 에폭시로 밀봉. </li><li> 공 초점 현미경을 사용하여 이미지 샘플. 이 프로토콜은 NA가 1.40 = 개구의 100X 기름 침지 렌즈가 장착 된 거꾸로 현미경에 부착 된 라인 스캐닝 공 촛점과 영상을 보여줍니다. </li><li> 레이저 소스를 사용하여 염료를 여기. 여기에서 λ = 491 또는 561 nm의 각각의 형광 및 로다 민 / 나일 레드 염료를 자극하는 데 사용되는 파장을. </li><li> 포인트 - 스캔 시스템에서 급속에서 (샘플에 걸쳐 초점을 스캐닝 x-의해 화상을 생성공 초점 소프트웨어를 사용하여 Y 평면). 512 픽셀의 2 차원 이미지가 1 / 32 초에서 획득 할 수있는 약 50 ㎛ × 50 ㎛의를 덮고 512 픽셀, 배. 여러 이미지들을 평균하거나 획득 시간을 증가시킴으로써 화질을 향상시킨다. </li><li> 챔버의 바닥을 찾습니다 (Z = 0), 그 아래에 부착 된 입자에 초점을 맞춤으로써, 예를 들어. 이 설정에서, 높이 (z)는 챔버 내로 포커스 증가와 함께 증가한다. </li><li> 예로서, 챔버의 미드 플레인에서 (XY 평면) 화상의 2-D의 시계열을 취득함으로써 입자의 역학에 구속 효과를 특성화. 전형적인 실험에서, 치수 500 이미지가 X 512 픽셀 512 픽셀이 1 프레임 / 초의 프레임 속도 (시간의 Δt = 1 초 간격)에 인수된다. </li><li> 두 번째 예로서, 화상의 입체 시리즈 (x, y, z)를 취득하여 입자의 3-D 구조를 특성화. 전형적인 실험에서, 이차원 이미지 (512 화소 × 512 화소)이다ΔZ의 일정한 간격 = 압전 설정 연속 된 이미지 사이에 0.2 μm의와, 챔버 내에서 여러 Z 위치에 인수했다. H의 두께를 포함하는 볼륨 스택 = 30 μm의, 따라서 151 이미지가 포함되어 있습니다. </li><li> 찾기 및 2-D 또는 3-D에서 시간이 지남에 따라 추적 입자 IDL 23,54-56, MATLAB 57, 58, LabVIEW는 59, 파이썬 (60)로 작성 입자 추적 소프트웨어를 사용하여. 이러한 알고리즘은 일반적으로 입자의 중심이 40 ~ 50 나노 미터 내에 해결 될 수있다. 성공적인 입자 추적 입자가 연속 된 프레임 사이의 입자 간 간격보다 이동하는 것이 필요합니다. </li><li> 입자의 위치에서, 구조 및 동적 통계를 계산합니다. 여기에 도시 된 세 가지 편리한 메트릭 (3-D 쌍 상관 함수 g (R) (61), 2-D, 평균 제곱 변위 (MSD) 58,62, 및 반 호브 상관 함수 G (S)의 2-D자가 일부인 x, t) 58. 후자의 두 메트릭은 또한 3-D로 계산 될 수있다. </li></ol> . 3 흐르는 실험 : 유동 특성 <ol><li> 테프론 튜브에 부착되어 사각형 단면 (100 μM × 100 μM)와 유리 마이크로 모세관을 사용하여 간단한 플로우 셀을 제조. 도 7에 개략적으로 도시 된 바와 같이, 모세관을 지원 및 기계적 강성을 제공하기 위해 유리 커버 슬립을 사용한다. </li><li> 유리 주사기에 콜로이드 폴리머의 혼합물을로드합니다. 주사기 펌프 또는 공기 유체 분배 시스템에 주사기를 연결합니다. </li><li> 거꾸로 현미경에 흐름 전지 설치를 탑재합니다. 유량 프로파일에 중력의 영향을 최소화하기 위해 동일한 높이로 셀 및 유출 흐름 주사기 유지. </li><li> (시린지 펌프) 체적 유량 또는 (압력 상자)인가 압력에 의해 유동 셀을 통해 현탁액의 유량을 제어한다. 마이크로 채널에있는 현탁액의 평균 속도는 SU에 의존spension 제제. 여기에서 측정 된 사각형 마이크​​로의 최대 속도의 일반적인 값은 200-2,000 μm의 / 초이다. </li><li> 흐름 동안, 빠른 프레임 속도에서 2-D 촛점 시계열을 획득. 여기서 차원의 500 이미지가 X 512 픽셀 512 픽셀 Z에서 = 5에 이르기까지 마이크로의 바닥 (Z = 0 μm의) 위의 서로 다른 높이에 (시간 간격 Δ의 T = 1 / 32 초) 32 프레임 / 초에 취득 - 50 ㎛. 7 그림 삽입과 같이 각각의 이미지는, 마이크로의 측면 치수 (Y)의 약 절반을 커버한다. 입자가 타원 나타날 경우 인수의 프레임 속도를 향상시킬 수 있습니다. </li><li> 대기 실험에서와 같이, IDL 또는 MATLAB에서 입자의 위치 및 추적에 대한 표준 알고리즘을 사용하여 2-D의 입자를 찾습니다. 입자는, 프레임 사이의 평균 입자 간 거리보다 적게 이동 궤적을 구하는 추적 알고리즘을 사용하는 느린 흐름하십시오. </li><li> CALC 이미지의 상관 관계를 사용하여ulate 빠른 흐름의 속도 프로파일. <ol><li> 흐름의 방향을 따라 일정한 높이 (Y)의 수평 이미지로 이미지를 세분 (X). 두 순차 이미지 I 1 (X, Y) 및 I 2 (X, Y)에 대한 계수 ΔX에 의해 후자의 이미지를 이동하고 나서 1 (X, Y) 사이의 교차 공분산을 계산하고 I 2 (X + ΔX, Y). </li><li> 각각의 횡 방향 위치 (y)에서의 평균 이류 속도를 얻기 위해 이미지의 각 쌍 사이의 크로스 공분산을 최대화 ΔX 값들의 히스토그램의 피크 위치를 식별한다. 이러한 분포가 강하게 뾰족하지 않은 경우 빠른 프레임 레이트로 영상을 획득. </li></ol></li></ol>

저자가 공개하는 게 없다.

마이크론 크기의 콜로이드 입자는 원자와 분자보다 훨씬 느린 역학을 전시하기 때문에 쉽게 몇 군데 시간 10 이상 추적 할 수 있기 때문에 콜로이드 현탁액은 널리 국한 상 거동에 대한 모델로 연구한다. 이러한 기초 연구의 경우, 밀폐 된 단계 행동에 입자 간 관광 명소의 효과를 이해하는 것은 모세관 응축 및 증발 21,22,67 등의 현상을 탐구 할 수있는 기회를 제공합니다. 또한, 밀?...

이 논문은 대기 흐르는 국한 콜로이드 고분자 두의 혼합물 및 세 가지 차원와 (b) 입자 추적 및 상관 관계 상 거동 및 유동 특성에 대한 정량적 인 정보를 얻기 위해 생성 된 이미지의 분석 () 공 초점 영상을 보여줍니다. 매력적인 입자 간 상호 작용 콜로이드 현탁액은 직접 조립 1-3, 약물 전달 4, 개선 된 탄화수소 복구 5-7, 에너지 저장 8 재료로 기술 응용 프로그램에서 보편적으로 나타납니다. 이러한 응용 프로그램의 일반적인 특징은 입자는 노즐, 프린트 헤드, 마이크로, 또는 다공질 미세한 형상을 통해 유입되어야하며, 및 / 또는 얇은 필름 또는 봉으로 형성 될 것입니다. 전자 현미경 (17, 18), x-레이 현미경 (19), 및 레이저 회절 m 등 좁은 형상, 미크론 크기의 콜로이드의 구조를 조사하는 데 사용되는 기술20 icroscopy, 마이크로 스케일의 입자의 구조와 역학을 측정하는데 사용될 수있다. 이러한 기술은, 그러나, 구조 및 동적 메트릭 수치 시뮬레이션 21,22 직항 비교를 위해 계산 될 수있는 개별 입자의 궤적에 대한 액세스를 허용하지 않는다. 공 초점 현미경 형광 샘플의 얇은 부분의 영상을 가능하게 형광 현미경의 변종이다. 콜로이드 과학 (10)의 경우,이 기술은 깊은 밀도 현탁액 내에서 또는 세 가지 차원으로 이미징에 특히 유용합니다. 입자 추적 알고리즘 (23)는 보이는 모든 입자의 궤적을 수득 둘 또는 공 초점 현미경의 입체 시계열에 적용. 결과적으로, 공 초점 현미경 및 입자 추적의 조합 순서 결정 24-27 및 장애를 포함하여, 상 거동, 구조 및 콜로이드 현탁액의 동역학을 연구하기 위해 적용된ED는 28 ~ 31, 젤 32-35 안경. 기타 이미지 분석 알고리즘은 공 초점 현미경의 시계열로부터 입자 동역학을 측정하기 위해 적용될 수있다. 예를 들어, 확산 입자 역학 공 초점 차 동적 현미경 (36)를 사용하여 시간이 지남에 따라 강도의 변동을 분석하여 공부하실 수 있습니다. 입자 변위는 입자 간 간격보다 큰 경우, 입자 화상 유속계 38-40에 근거 화상 상관 관계 (37)는 입자의 속도 프로파일을 측정하기 위해 적용될 수있다. 추적 및 상관 관계 알고리즘의 조합은 콜로이드 역학 느리고 빠른 흐름 11-16,41-45을받은 시스템에서 측정 할 수있다. 우리는 매력적인 콜로이드 현탁액 9 모델로 콜로이드 폴리머의 혼합물을 사용합니다. 이러한 혼합물에서, 매력적인 입자 간 전위의 범위 및 강도 비율을 통해 제어된다입자 반경 및 중합체 및 정전 반발력 농도 관성 중합체 반경 가의 유기 염 (46)의 첨가를 통해 제어된다. 입자 간 상호 작용이 깊게 튜닝 될 수 있으므로, 이들의 혼합물의 고화는 광범위 34,47-51 공 촛점 현미경으로 연구되었다. 여기서 우리는 콜로이드 체적 분율이 Φ 고정 개최되는, 대기 흐르는 콜로이드 고분자 혼합물의 공 촛점 이미징 및 이미지 분석 (37)를 보여 = 0.15, 그 프로브 상 거동 및 이들의 혼합물의 유동 특성에 대한 제한의 효과. 이러한 기술은 굴절되어 입자상 시스템에 광범위하게 적용될 수있다 지수 일치하고있는 입자 및 / 또는 용매를 형광 염료로 표지 할 수있다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:752px;" width="751">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:103px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:315px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Cyclohexyl bromide</td>
			<td style="width:103px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">135194</td>
			<td style="width:315px;">CAS Number&#160; 108-85-0, Molecular wt. =163.06, Used in stock solvent</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Decahydronapthalene</td>
			<td style="width:103px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">D251</td>
			<td style="width:315px;">CAS Number 91-17-8, Molecular wt. = 138.25, Used in stock solvent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Nile Red</td>
			<td style="width:103px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">72485</td>
			<td style="width:315px;">Fluorescent dye</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Fluorescein 5(6)-isothiocyanate</td>
			<td style="width:103px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">F3651</td>
			<td style="width:315px;">Fluorescent dye</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Rhodamine B</td>
			<td style="width:103px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">83689</td>
			<td style="width:315px;">Fluorescent dye</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Dynamic Light Scattering&#160;</td>
			<td style="width:103px;">Brookhaven Instruments</td>
			<td style="width:119px;">BI-APD</td>
			<td style="width:315px;">DLS equipment used for particle size measurement</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Polystyrene&#160;</td>
			<td style="width:103px;">Varian/Agilent</td>
			<td style="width:119px;">PL20138-23</td>
			<td style="width:315px;">Polystyrene (polymer) for inducing depletion attraction</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">tetrabutyl(ammonium chloride) (TBAC)</td>
			<td style="width:103px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">86870</td>
			<td style="width:315px;">monovalent salt</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Cover slips</td>
			<td style="width:103px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">12-518-210&#160;</td>
			<td style="width:315px;">48&#10761;65 mm</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Cover slips</td>
			<td style="width:103px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">12-540B</td>
			<td style="width:315px;">22&#10761;22 mm</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">UV Adhesive</td>
			<td style="width:103px;">Norland Adhesive</td>
			<td style="width:119px;">NOA 68T</td>
			<td style="width:315px;">Part Number 68T01 (UV cured adhesive)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">VT Eye</td>
			<td style="width:103px;">Visitech</td>
			<td style="width:119px;">VT Eye</td>
			<td style="width:315px;">confocal scanner</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">VT Infinity</td>
			<td style="width:103px;">Visitech</td>
			<td style="width:119px;">VT Infinity</td>
			<td style="width:315px;">confocal scanner</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Microscope&#160;</td>
			<td style="width:103px;">Leica</td>
			<td style="width:119px;">DMI3000B</td>
			<td style="width:315px;">Inverted Microscope</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Centrifuge</td>
			<td style="width:103px;">Thermo Scientific&#160;</td>
			<td style="width:119px;">Sorvall ST 16</td>
			<td style="width:315px;">1-5000 rpm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Glass slides</td>
			<td style="width:103px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">48382-171</td>
			<td style="width:315px;">25&#10761;75 mm, 1.0 mm thick</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">microcapillary</td>
			<td style="width:103px;">Vitrocom</td>
			<td style="width:119px;">8510-100</td>
			<td style="width:315px;">0.1&#10761;0.1 mm square cross section, 100 mm length</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Teflon tubing</td>
			<td style="width:103px;">smallparts</td>
			<td style="width:119px;">SLTT 26-72</td>
			<td style="width:315px;">Zeus PTFE Sublite Wall Tubing 26 AWG .016&#34; ID x .0030&#34; Wall</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Epoxy</td>
			<td style="width:103px;">Devcon</td>
			<td style="width:119px;">DA051</td>
			<td style="width:315px;">5 minute epoxy</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Syringe</td>
			<td style="width:103px;">Micromate/Cadence</td>
			<td style="width:119px;">5004</td>
			<td style="width:315px;">glass syringe with metal luer lock tip</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Syringe tips&#160;</td>
			<td style="width:103px;">Nordson</td>
			<td align="right">7018462</td>
			<td style="width:315px;">32 GA precision tips&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Syringe pump&#160;</td>
			<td style="width:103px;">New Era Pump system Inc.&#160;</td>
			<td style="width:119px;">NE1002X</td>
			<td style="width:315px;">Programmable microfluidic pump (syringepump.com)</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Weigh balance</td>
			<td style="width:103px;">Mettler Toledo</td>
			<td style="width:119px;">AB204-S</td>
			<td style="width:315px;">0.0001-220 g</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">PMMA particles</td>
			<td style="width:103px;">synthesized</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:315px;">poly(methylmethacrylate) colloidal particles</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

confocal imaging of confined quiescent and flowing colloid-polymer mixtures

매력적인 입자 간 상호 작용이 제한 콜로이드 현탁액의 동작은 직접 조립 1-3, 약물 전달 4 재료의 합리적인 디자인, 개선 된 탄화수소 복구 5-7, 에너지 저장 8 유동성 전극에 중요합니다. 형광 콜로이드 및 비 흡착 중합체를 함유하는 현탁액은 범위와 입자 간 장르의 강도, 각각 중합체 컨트롤의 입자 반경 농도 관성 중합체 반경의 비로서, 모델 시스템을 호소하고있다. 중합체 특성 및 콜로이드의 체적 분율을 튜닝함으로써, 콜로이드 유체가 클러스터의 유체, 겔, 결정 및 유리 구를 얻을 수있다. 공 초점 현미경, 형광 ​​현미경의 변형은, 광학적으로 투명한 형광 샘플이 묘화 될 수있게 높은 공간 및 세 가지 차원의 시간 해상도를 가진. 이 기술, 작은 핀홀이나에서 현미경 광학계의 초점 체적 벗어나는 시료의 영역에서 블록들 출사 형광 슬릿. 결과적으로, 초점 평면에서의 샘플 만 얇은 부분이 묘화된다. 이 기술은 특히 단일 입자의 규모 밀도 콜로이드 현탁액의 구조와 역학을 조사하는 데 적합합니다 : 입자는 가시 광선을 사용하여 해결 될 수있을만큼 큰 상업 공 초점 시스템 (10)의 전형적인 스캔 속도로 캡처 할 정도로 천천히 확산 . 스캔 속도 및 분석 알고리즘의 개선은 흐르는 현탁액 11-16,37의 양적 공 촛점 이미징을 사용할 수있다.이 논문에서, 우리는 좁은 상 거동 및 콜로이드 고분자 혼합물의 유동 특성을 조사하는 공 초점 현미경 실험을 보여줍니다. 우리는 먼저 콜을 준비밀도와 굴절율이다 OID 중합체 혼합물 일치. 다음으로, 우리는 얇은 쐐기 모양의 세포에 변화 감금에서 대기 밀도 콜로이드 고분자 혼합물 이미징을위한 표준 프로토콜을보고합니다. 마지막으로, 우리는 마이크로 유동 중에 콜로이드 중합체 혼합물을 이미징하는 프로토콜을 설명한다.

공 촛점 이미징 및 입자 추적을 설명하기 위해, 우리는 콜로이드 폴리머의 혼합물을 63 ~ 65의 상 거동에 대한 제한의 효과를 조사 하였다. 이 실험을 위해 콜로이드 직경 2 = 0.865 ㎛,. 콜로이드 부피 분율은 Φ = 0.15로 고정시키고 중합체 C (P)의 농도는 0 내지 23.6 ㎎ / ㎖로 변화시켰다. 대표 공 촛점 이미지는 그림 2 (63), 왼쪽 열에 표시됩니다. 추적 알고리?...

Watch this Scientific Journal Video about Confocal Imaging of Confined Quiescent and Flowing Colloid-polymer Mixtures at JoVE.com

Confocal Imaging of Confined Quiescent and Flowing Colloid-polymer Mixtures

공 초점 현미경은 매력적인 현탁액을위한 모델 시스템으로 공부하는 이미지 정지 흐르는 콜로이드 폴리머의 혼합물에 사용된다. 이미지 분석 알고리즘은 기하 구속에 의한 변화를 측정 콜로이드 입자의 구조 및 동적 메트릭을 계산하는 데 사용된다.

밀폐 무부하 흐르는 콜로이드 중합체 혼합물의 공 촛점 이미징

The behavior of confined colloidal suspensions with attractive interparticle interactions is critical to the rational design of materials for directed ...

confocal-imaging-confined-quiescent-flowing-colloid-polymer

Research

JoVE Journal

Chemistry

12.0K 조회수.  University of Houston.  공 초점 현미경은 매력적인 현탁액을위한 모델 시스템으로 공부하는 이미지 정지 흐르는 콜로이드 폴리머의 혼합물에 사용된다. 이미지 분석 알고리즘은 기하 구속에 의한 변화를 측정 콜로이드 입자의 구조 및 동적 메트릭을 계산하는 데 사용된다. 

비디오: Confocal Imaging of Confined Quiescent and Flowing Colloid-polymer Mixtures

Synthesis of Immunotargeted Magneto-plasmonic Nanoclusters

Magnetic and plasmonic properties combined in a single nanoparticle provide a synergy that is advantageous in a number of biomedical applications including contrast enhancement in novel magnetomotive imaging modalities, simultaneous capture&#160;and detection of circulating tumor cells (CTCs),&#160;and multimodal molecular imaging combined with photothermal therapy of cancer cells. These applications have stimulated significant interest in development of protocols for synthesis of magneto-plasmonic nanoparticles with optical absorbance in the near-infrared (NIR) region and a strong magnetic moment. Here, we present a novel protocol for synthesis of such hybrid nanoparticles that is based on an oil-in-water microemulsion method. The unique feature of the protocol described herein is synthesis of magneto-plasmonic nanoparticles of various sizes from primary blocks which also have magneto-plasmonic characteristics. This approach yields nanoparticles with a high density of magnetic and plasmonic functionalities which are uniformly distributed throughout the nanoparticle volume. The hybrid nanoparticles can be easily functionalized by attaching antibodies through the Fc moiety leaving the Fab portion that is responsible for antigen binding available for targeting.

Here, we describe a protocol for synthesis of magneto-plasmonic nanoparticles with a strong magnetic moment and a strong near-infrared (NIR) absorbance. The protocol also includes antibody conjugation to the nanoparticles through the Fc moiety for various biomedical applications which require molecular specific targeting.

Immunotargeted의 합성 자기 - 플라즈 모닉 나노 클러스터

Magnetic and plasmonic properties combined in a single nanoparticle provide a synergy that is advantageous in a number of biomedical applications ...

연구

화학

Preparation and In Vitro Characterization of Dendrimer-based Contrast Agents for Magnetic Resonance Imaging

Paramagnetic complexes of gadolinium(III) with acyclic or macrocyclic chelates are the most commonly used contrast agents (CAs) for magnetic resonance imaging (MRI). Their purpose is to enhance the relaxation rate of water protons in tissue, thus increasing the MR image contrast and the specificity of the MRI measurements. Current clinically approved contrast agents are low molecular weight molecules that are rapidly cleared from the body. The use of dendrimers as carriers of paramagnetic chelators can play an important role in the future development of more efficient MRI contrast agents. Specifically, the increase in local concentration of the paramagnetic species results in a higher signal contrast. Furthermore, this CA provides a longer tissue retention time due to its high molecular weight and size. Here, we demonstrate a convenient procedure for the preparation of macromolecular MRI contrast agents based on poly(amidoamine) (PAMAM) dendrimers with monomacrocyclic DOTA-type chelators (DOTA &#8211; 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetate). The chelating unit was appended by exploiting the reactivity of the isothiocyanate (NCS) group towards the amine surface groups of the PAMAM dendrimer to form thiourea bridges. Dendrimeric products were purified and analyzed by means of nuclear magnetic resonance spectroscopy, mass spectrometry, and elemental analysis. Finally, high resolution MR images were recorded and the signal contrasts obtained from the prepared dendrimeric and the commercially available monomeric agents were compared.

Preparation and In Vitro Characterization of Dendrimer-based Contrast Agents for Magnetic Resonance Imaging

This protocol describes the preparation and characterization of a dendrimeric magnetic resonance imaging (MRI) contrast agent that carries cyclen-based macrocyclic chelates coordinating paramagnetic gadolinium ions. In a series of MRI experiments in vitro, this agent produced an amplified MRI signal when compared to the commercially available monomeric analogue.

준비 및<em&gt; 체외</em&gt; 자기 공명 영상에 대한 덴드리머 기반 대조 대리인의 특성

Paramagnetic complexes of gadolinium(III) with acyclic or macrocyclic chelates are the most commonly used contrast agents (CAs) for magnetic resonance ...

Direct Imaging of Laser-driven Ultrafast Molecular Rotation

We present a method for visualizing laser-induced, ultrafast molecular rotational wave packet dynamics. We have developed a new 2-dimensional Coulomb explosion imaging setup in which a hitherto-impractical camera angle is realized. In our imaging technique, diatomic molecules are irradiated with a circularly polarized strong laser pulse. The ejected atomic ions are accelerated perpendicularly to the laser propagation. The ions lying in the laser polarization plane are selected through the use of a mechanical slit and imaged with a high-throughput, 2-dimensional detector installed parallel to the polarization plane. Because a circularly polarized (isotropic) Coulomb exploding pulse is used, the observed angular distribution of the ejected ions directly corresponds to the squared rotational wave function at the time of the pulse irradiation. To create a real-time movie of molecular rotation, the present imaging technique is combined with a femtosecond pump-probe optical setup in which the pump pulses create unidirectionally rotating molecular ensembles. Due to the high image throughput of our detection system, the pump-probe experimental condition can be easily optimized by monitoring a real-time snapshot. As a result, the quality of the observed movie is sufficiently high for visualizing the detailed wave nature of motion. We also note that the present technique can be implemented in existing standard ion imaging setups, offering a new camera angle or viewpoint for the molecular systems without the need for extensive modification.

We present a protocol for creating a real-time movie of a molecular rotational wave packet using a high-resolution Coulomb explosion imaging setup.

레이저 기반 초고속 분자 회전의 직접 이미징

We present a method for visualizing laser-induced, ultrafast molecular rotational wave packet dynamics. We have developed a new 2-dimensional Coulomb ...

Measurements of Long-range Electronic Correlations During Femtosecond Diffraction Experiments Performed on Nanocrystals of Buckminsterfullerene

The precise details of the interaction of intense X-ray pulses with matter are a topic of intense interest to researchers attempting to interpret the results of femtosecond X-ray free electron laser (XFEL) experiments. An increasing number of experimental observations have shown that although nuclear motion can be negligible, given a short enough incident pulse duration, electronic motion cannot be ignored. The current and widely accepted models assume that although electrons undergo dynamics driven by interaction with the pulse, their motion could largely be considered &#39;random&#39;. This would then allow the supposedly incoherent contribution from the electronic motion to be treated as a continuous background signal and thus ignored. The original aim of our experiment was to precisely measure the change in intensity of individual Bragg peaks, due to X-ray induced electronic damage in a model system, crystalline C60. Contrary to this expectation, we observed that at the highest X-ray intensities, the electron dynamics in C60 were in fact highly correlated, and over sufficiently long distances that the positions of the Bragg reflections are significantly altered. This paper describes in detail the methods and protocols used for these experiments, which were conducted both at the Linac Coherent Light Source (LCLS) and the Australian Synchrotron (AS) as well as the crystallographic approaches used to analyse the data.

We describe an experiment designed to probe the electronic damage induced in nanocrystals of Buckminsterfullerene (C60) by intense, femtosecond pulses of X-rays. The experiment found that, surprisingly, rather than being stochastic, the X-ray induced electron dynamics in C60 are highly correlated, extending over hundreds of unit cells within the crystals1.

펨 회절 실험 Buckminsterfullerene의 나노에 수행 하는 동안 장거리 전자 상관 관계의 측정

The precise details of the interaction of intense X-ray pulses with matter are a topic of intense interest to researchers attempting to interpret the ...

Separation of Aldehydes and Reactive Ketones from Mixtures Using a Bisulfite Extraction Protocol

The purification of organic compounds is an essential component of routine synthetic operations. The ability to remove contaminants into an aqueous layer by generating a charged structure provides an opportunity to use extraction as a simple purification technique. By combining the use of a miscible organic solvent with saturated sodium bisulfite, aldehydes and reactive ketones can be successfully transformed into charged bisulfite adducts that can then be separated from other organic components of a mixture by the introduction of an immiscible organic layer. Here, we describe a simple protocol for the removal of aldehydes, including sterically-hindered neopentyl aldehydes and some ketones, from chemical mixtures. Ketones can be separated if they are sterically unhindered cyclic or methyl ketones. For aliphatic aldehydes and ketones, dimethylformamide is used as the miscible solvent to improve removal rates. The bisulfite addition reaction can be reversed by basification of the aqueous layer, allowing for the re-isolation of the reactive carbonyl component of a mixture.

Here, we present a protocol to remove aldehydes and reactive ketones from mixtures by a liquid-liquid extraction protocol directly with saturated sodium bisulfite in a miscible solvent. This combined protocol is rapid and facile to perform. The aldehyde or ketone can be re-isolated by the basification of the aqueous layer.

알 데히드 류와 Ketones 반응 황산 추출 프로토콜을 사용 하 여 혼합물에서 분리

The purification of organic compounds is an essential component of routine synthetic operations. The ability to remove contaminants into an aqueous layer ...

Regioselective O-Glycosylation of Nucleosides via the Temporary 2',3'-Diol Protection by a Boronic Ester for the Synthesis of Disaccharide Nucleosides

Disaccharide nucleosides, which consist of disaccharide and nucleobase moieties, have been known as a valuable group of natural products having multifarious bioactivities. Although chemical O-glycosylation is a commonly beneficial strategy to synthesize disaccharide nucleosides, the preparation of substrates such as glycosyl donors and acceptors requires&#160;tedious protecting&#160;group manipulations and a purification at each synthetic step. Meanwhile, several research groups have reported that boronic and borinic esters serve as a protecting or activating group of carbohydrate derivatives to achieve the regio- and/or stereoselective acylation, alkylation, silylation, and glycosylation. In this article, we demonstrate the procedure for the regioselective O-glycosylation of unprotected ribonucleosides utilizing boronic acid. The esterification of 2&#39;,3&#39;-diol of ribonucleosides with boronic acid makes the temporary protection of diol, and, following O-glycosylation with a glycosyl donor in the presence of p-toluenesulfenyl chloride and silver triflate, permits the regioselective reaction of the 5&#39;-hydroxyl group to afford the disaccharide nucleosides. This method could be applied to various nucleosides, such as guanosine, adenosine, cytidine, uridine, 5-metyluridine, and 5-fluorouridine. This article and the accompanying video represent&#160;useful (visual) information for the O-glycosylation of unprotected nucleosides and their analogs for the synthesis of not only disaccharide nucleosides, but also a variety of biologically relevant derivatives.

Regioselective O-Glycosylation of Nucleosides via the Temporary 2&#039;,3&#039;-Diol Protection by a Boronic Ester for the Synthesis of Disaccharide Nucleosides

Here, we present protocols for the synthesis of disaccharide nucleosides by the regioselective O-glycosylation of ribonucleosides via a temporary protection of their 2&#39;,3&#39;-diol moieties utilizing a cyclic boronic ester. This method applies to several unprotected nucleosides such as adenosine, guanosine, cytidine, uridine, 5-methyluridine, and 5-fluorouridine to give corresponding disaccharide nucleosides.

Regioselective O-Glycosylation Nucleosides 통해 는 임시 2', 3'-Diol 보호 Boronic 에스테 르에 의해이 당 Nucleosides의 합성에 대 한의

Disaccharide nucleosides, which consist of disaccharide and nucleobase moieties, have been known as a valuable group of natural products having ...

Automation of a Positron-emission Tomography (PET) Radiotracer Synthesis Protocol for Clinical Production

The development of new positron-emission tomography (PET) tracers is enabling researchers and clinicians to image an increasingly wide array of biological targets and processes. However, the increasing number of different tracers creates challenges for their production at radiopharmacies. While historically it has been practical to dedicate a custom-configured radiosynthesizer and hot cell for the repeated production of each individual tracer, it is becoming necessary to change this workflow. Recent commercial radiosynthesizers based on disposable cassettes/kits for each tracer simplify the production of multiple tracers with one set of equipment by eliminating the need for custom tracer-specific modifications. Furthermore, some of these radiosynthesizers enable the operator to develop and optimize their own synthesis protocols in addition to purchasing commercially-available kits. In this protocol, we describe the general procedure for how the manual synthesis of a new PET tracer can be automated on one of these radiosynthesizers and validated for the production of clinical-grade tracers. As an example, we use the ELIXYS radiosynthesizer, a flexible cassette-based radiochemistry tool that can support both PET tracer development efforts, as well as routine clinical probe manufacturing on the same system, to produce [18F]Clofarabine ([18F]CFA), a PET tracer to measure in vivo deoxycytidine kinase (dCK) enzyme activity. Translating a manual synthesis involves breaking down the synthetic protocol into basic radiochemistry processes that are then translated into intuitive chemistry &#34;unit operations&#34; supported by the synthesizer software. These operations can then rapidly be converted into an automated synthesis program by assembling them using the drag-and-drop interface. After basic testing, the synthesis and purification procedure may require optimization to achieve the desired yield and purity. Once the desired performance is achieved, a validation of the synthesis is carried out to determine its suitability for the production of the radiotracer for clinical use.

Automation of a Positron-emission Tomography PET Radiotracer Synthesis Protocol for Clinical Production

Positron-emission tomography (PET) imaging sites that are involved in multiple early clinical research trials need robust and versatile radiotracer manufacturing capabilities. Using the radiotracer [18F]Clofarabine as an example, we illustrate how to automate the synthesis of a radiotracer using a flexible, cassette-based radiosynthesizer and validate the synthesis for clinical use.

양전자 방출 단층 촬영 (PET) Radiotracer 합성 프로토콜의 임상 생산을 위한 자동화

The development of new positron-emission tomography (PET) tracers is enabling researchers and clinicians to image an increasingly wide array of biological ...

Imaging Corrosion at the Metal-Paint Interface Using Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry

Corrosion developed at the paint and aluminum (Al) metal-paint interface of an aluminum alloy is analyzed using time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS), illustrating that SIMS is a suitable technique to study the chemical distribution at a metal-paint interface. The painted Al alloy coupons are immersed in a salt solution or exposed to air only. SIMS provides chemical mapping and 2D molecular imaging of the interface, allowing direct visualization of the morphology of the corrosion products formed at the metal-paint interface and mapping of the chemical after corrosion occurs. The experimental procedure of this method is presented to provide technical details to facilitate similar research and highlight pitfalls that may be encountered during such experiments.

Time-of-flight secondary ion mass spectrometry is applied to demonstrate the chemical mapping and corrosion morphology at the metal-paint interface of an aluminum alloy after being exposed to a salt solution compared with a specimen exposed to air.

비행 시간 보조 이온 질량 분석기를 사용 하 여 금속 페인트 인터페이스의 이미징 부식

Corrosion developed at the paint and aluminum (Al) metal-paint interface of an aluminum alloy is analyzed using time-of-flight secondary ion mass ...

Technical Aspect of the Automated Synthesis and Real-Time Kinetic Evaluation of [11C]SNAP-7941

Positron emission tomography (PET) is an essential molecular imaging technique providing insights into pathways and using specific targeted radioligands for in vivo investigations. Within this protocol, a robust and reliable remote-controlled radiosynthesis of [11C]SNAP-7941, an antagonist to the melanin-concentrating hormone receptor 1, is described. The radiosynthesis starts with cyclotron produced [11C]CO2 that is subsequently further reacted via a gas-phase transition to [11C]CH3OTf. Then, this reactive intermediate is introduced to the precursor solution and forms the respective radiotracer. Chemical as well as the radiochemical purity are determined by means of RP-HPLC, routinely implemented in the radiopharmaceutical quality control process. Additionally, the molar activity is calculated as it is a necessity for the following real-time kinetic investigations. Furthermore, [11C]SNAP-7941 is applied to MDCKII-WT and MDCKII-hMDR1 cells for evaluating the impact of P-glycoprotein (P-gp) expression on cell accumulation. For this reason, the P-gp expressing cell line (MDCKII-hMDR1) is either used without or with blocking prior to experiments by means of the P-gp substrate (&#177;)-verapamil and the results are compared to the ones observed for the wildtype cells. The overall experimental approach demonstrates the importance of a precise time-management that is essential for every preclinical and clinical study using PET tracers radiolabelled with short-lived nuclides, such as carbon-11 (half-life: 20 min).

Technical Aspect of the Automated Synthesis and Real-Time Kinetic Evaluation of [11C]SNAP-7941

Here, we represent a protocol for the fully automated radiolabelling of [11C]SNAP-7941 and the analysis of the real-time kinetics of this PET-tracer on P-gp expressing and non-expressing cells.

[11C]SNAP-7941의 자동 합성및 실시간 역학 평가의 기술적 측면

Positron emission tomography (PET) is an essential molecular imaging technique providing insights into pathways and using specific targeted radioligands ...

Resolving Water, Proteins, and Lipids from In Vivo Confocal Raman Spectra of Stratum Corneum through a Chemometric Approach

Development of this in vivo confocal Raman spectroscopic method enables the direct measurement of water, proteins, and lipids with depth resolution in human subjects. This information is very important for skin-related diseases and characterizing skin care product performance. This protocol illustrates a method for confocal Raman spectra collection and the subsequent analysis of the spectral dataset leveraging chemometrics. The goal of this method is to establish a standard protocol for data collection and provide general guidance for data analysis. Preprocessing (e.g., removal of outlier spectra) is a critical step when processing large datasets from clinical studies. As an example, we provide guidance based on prior knowledge of a dataset to identify the types of outliers and develop specific strategies to remove them. A principal component analysis is performed, and the loading spectra are compared with spectra from reference materials to select the number of components used in the final multivariate curve resolution (MCR) analysis. This approach is successful for extracting meaningful information from a large spectral dataset.

Here, we present a protocol for collection of confocal Raman spectra from human subjects in clinical studies combined with chemometric approaches for spectral outlier removal and the subsequent extraction of key features.

화학 측정 접근을 통해 지층 각막의 생체 내 공초점 라만 스펙트럼에서 물, 단백질 및 지질을 해결

Development of this in vivo confocal Raman spectroscopic method enables the direct measurement of water, proteins, and lipids with depth resolution in ...