Электронная микроскопия жидких клеток является мощным методом исследования нано-функций C2 в жидком смил. Графен-поддерживаемые, микроуэлл жидких клеток сочетает в себе преимущества как графена и кремния технологии на основе клеточной архитектуры. Это позволяет корреляции с аналитическими методами, такими как спектроскопия EDX, на виду.
Техника позволяет нам непосредственно следить за процессами материала в жидкостях, в то время как они происходят. Это наблюдение на месте находится в самом центре нашей исследовательской учебной группы. Микроскопия на месте с помощью электронов, рентгеновских лучей и сканирующих зондов, финансируемых Немецким исследовательским фондом.
Демонстрацией процедуры будет Диплом-Химик, Роберт Браншайд, сотрудник моей лаборатории. Для начала перенесите графен на сетки TEM, сначала смачивая ткани, поддерживающие шесть-восемь слоев графена ССЗ на PMMA. Позаботьтесь о том, чтобы вода непосредственно не применялась к мембране PMMA.
Полностью погрузите графен с покрытием PMMA в чашку Петри, наполненную водой DI, а затем используйте фильтровальную бумагу, чтобы зачерпнуть графеновый слой. Позаботьтесь о том, чтобы графеновая сторона графена PMMA стек остается на вершине в течение всей процедуры. Вырезать графеновый слой на куски, которые являются достаточно большими, чтобы покрыть все изготовленные скважины.
Затем повторно погрузите разрезанные кусочки в чашку Петри. Далее, используя пару противокапорных пинцетов, подберите сетку TEM, покрытую опорным слоем дырявого углерода. Аккуратно ныряйте сетку в воду и ловите графен, плавающий на поверхности.
Дайте листам высохнуть в течение нескольких часов. Затем удалите защитный слой PMMA, переведя его в ванну с ацетоном на 30 минут. После ванны ацетона немедленно погрузите образец в этанол и воду DI без высыхания образца между растворами.
Используйте плоский сосуд, чтобы легко удалить образец после этого. После завершения, удалить образец из воды DI, и высушить его потом в течение 30 минут в условиях окружающей среды. Создайте шаблон жидких ячеек с микро-узорными микроуровнами, следуя в текстовом протоколе.
Промыть изготовленный шаблон жидких клеток с ацетоном, а затем этанола. Затем нанесите окружающий 20% кислорода, 80%азотной плазмы в течение пяти минут, чтобы повысить пригодность мембраны. Выпределите 0,5 микролитров раствора образца на шаблон или слой графена.
Обеспечить плавную рабочую процедуру, чтобы свести к минимуму изменения концентрации из-за испарения. Затем поместите сетку TEM на микро-узорный слой нитрида кремния с графеном, обращенным к шаблону. Тщательно нажмите графен покрытием TEM сетки на шаблон, убедившись, что не уничтожить нижней мембраны нитрида кремния.
Удалите избыток раствора с помощью ткани, чтобы ускорить высыхание клеток и смягчить изменения концентрации. Примерно через две-три минуты наблюдайте за изменением контрастности, когда графеновый кремниевый нитрид Van der Waals уплотняет жидкую клетку. Затем поместите образец под оптический микроскоп.
Используйте пару пинцетов, чтобы тщательно удалить сетку TEM, нажав кончик между сеткой и графеном поддержке микроуровне жидкой клеточной рамы. Чтобы уменьшить урон от силы, начните с участка сетки параллельно меньшему краю окна. Убедитесь, что по крайней мере одна мембрана поддерживаемых графеном микроуровневых жидких клеток все еще не повреждена.
Используя стандартный держатель TEM, загрузите образец в держатель. Непосредственно после его приготовления загрузите держатель и образец в сканирующий электронный микроскоп передачи. Изображение образца надлежащим образом в отношении как образца, так и характеристик микроскопа.
Используйте низкую дозу, чтобы свести к минимуму предварительно индуцированный артефакт, и короткое время экспозиции, чтобы избежать движения, связанных с размытием. В течение длительного времени эксперименты, блокировать луч, чтобы уменьшить повреждение излучения. После получения изображений используйте подходящую платформу обработки изображений для извлечения функций, представляющих интерес.
Для отслеживания и анализа частиц используйте дистрибутив ImageJ с открытым исходным кодом, Фиджи. После загрузки изображения и преобразования его в двоичное изображение используйте функцию анализа частиц, чтобы получить точную информацию о проецируемой области и барицентре частицы для каждой частицы в каждом кадре. Инвертировать исходное изображение, чтобы частицы появляются как яркие пятна.
Затем соедините частицы между кадрами с помощью плагина TrackMate. По умолчанию TrackMate ищет яркие частицы на темном фоне. Наконец, объедините результаты TrackMate и проанализируйте частицы с подходящим скриптом, используя экосистему с открытым исходным кодом Python, SciPy.
Успешная инкапсуляция раствора образца может быть проверена во время электронной микроскопии. Это видео показывает растворение ансамбля наночастиц и рост дендритической структуры. Для того, чтобы получить представление о росте частиц и растворении кинетики, важно исследовать каждую частицу по отдельности, а не анализировать развитие средних параметров.
Оценивая показатель роста, альфа, эквивалентного радиуса вариации отдельных частиц с течением времени, можно получить информацию о лежащей в основе реакции кинетики. Здесь отображается распределение альфа, основанное на 73 растворяющихся частицах. Рассматриваются только частицы, где а астрометрическая модель объясняет снижение радиуса по крайней мере до 50%.
В конце видео появляется дендритная структура. Формирование дендрита является еще одним типичным, хорошо документированным процессом в жидких клетках. Для количественной оценки роста дендрита анализируются структурные контуры.
Эволюция радиуса наконечника и скорость с течением времени показывает ожидаемые гиперболические отношения. Рост дендрита вызван локальным супер насыщением золотых ионов из-за вышеупомянутого офорта частиц. В этой части видео отчетливо видно, что частицы все еще растворяются, в то время как перенасыщенная система расслабляется в дендритный рост.
Это может быть вызвано локальными колебаниями концентрации как в золотых ионах, так и в окислительных видах. Погрузка жидкости и сухрф в значительной степени зависит от образца, представляющих интерес, поскольку графеновые адгезии и требуемое время сушки могут варьироваться, если различные решения образца применяются. Архитектура микроэлементных жидких клеток с поддержкой графена также позволяет использовать дополнительные методы на месте, такие как урожайность в EDSX.
Кроме того, успешно проведены SEM в режиме передачи и томографии. После разработки этой методики стало возможным разгадать механизм роста золота, серебра, кауш-эна и других частиц вплоть до атомного разрешения. Результаты являются отличным соглашением с измерениями плазменного резонанса, приобретенными нашими коллегами из отдела физики, которые также участвуют в исследовательской учебной группе.
Хотя это и не показано здесь, производство каркаса перевозчика использует коррозионные и токсичные виды. Пожалуйста, будьте осторожны во время операции и примите необходимые меры предосторожности.
