Bu yayında bildirilen araştırma University of Houston Yeni Fakülte Grant, Süperiletkenlik için Texas Merkezi&#39;nden bir tohum hibe ve American Chemical Society Petrol Araştırma Fonu (52537-DNI) tarafından desteklenmiştir.

Koloidno Polimer Karışımlarının 1. Hazırlanması Not: Bu protokol, poli (metil metakrilat) (PMMA) parçacıkları, sterik olarak poli (12-hidroksistearik asit) kullanılarak stabilize edilmiş ve bir standart, izlenerek elde edilmiştir (örneğin, Nil kırmızısı, rodamin B veya floresan gibi), bir floresan boya ile işaretlenmiş kullanır tarifi 52. <ol><li> Bir hisse senedi çözücü olarak sikloheksil bromür (CXB) ve dekahidronaptalen (DHN) 3:1 w / w karışımı hazırlayın. Bu karışım yaklaşık partiküllerin kırılma yoğunluğunu ve dizin eşleşir. Kısmen parçacıklar üzerindeki yükleri taranması için 1.5 mM bir konsantrasyonda, çözücü için bir organik tuz, tetrabütilamonyum klorid (TBAC) 46 ekleyin. </li><li> DHN solvent: Tam olarak, parçacıkların yoğunluğunu belirlemek için, yaklaşık parçacık hacmi fraksiyonu Φ bir süspansiyon = CXB 0.10 hazırlar. 75 dakika boyunca 800 x g&#39;de santrifüj ve süspansiyon kaldırma kuvveti geliştirmek CXB veya DHN damla damla eklemekeşleme. Bu deneylerde, PMMA parçacıkların yoğunluğu = 1.223 g / ml ρ için ölçülmüştür. </li><li> DHN çözücü karışımı: CXB PMMA partiküllerin bir konsantre stok süspansiyonu (burada, Φ = 0.40) hazırlayın. </li><li> DHN çözücü karışımı: CXB doğrusal polistiren (PS) konsantre bir çözelti hazırlayın. Burada, 3,000,000 (dönme r g = 15 nm yarı çapı) 50 mg / ml &#39;≈ konsantrasyonu c p hazırlanır ≈ w molekül ağırlığı M PS bir çözeltisi. </li><li> Parçacıklar ve polimerlerin arzu edilen konsantrasyonlarda süspansiyonları formüle partikülün, polimer ve solvent stok bunların karışımlarından uygun ağırlıkları karıştırın. Not: Burada tekil dağılımlı parçacıkların süspansiyonları sabit koloit hacim fraksiyonu Φ hazırlanmaktadır = serbest hacmi 53 c p 0,15 ve değişken polimer konsantrasyonu = 0-25 mg / ml, ve w, kolloidal parçacıkların iki boyutta ihtiva eden süspansiyonlar bidispersedbelirgin bir floresan etiket taşıyan ith her boyut, sabit bir toplam hacim fraksiyonu koloit Φ hazırlanmaktadır = küçük parçacıklar, 0.15, hacim fraksiyonu oranı 5 ya da 25 mg / ml serbest hacmi = 0.50 r, ve polimer konsantrasyonu. </li><li> Her bir süspansiyon hazırlanır sonra süspansiyon içindeki parçacıkların ve kümeler yüzdürme uyumlu olduğunu onaylamak için en az 75 dakika boyunca 800 x g&#39;de CXB veya DHN damla damla eklendi ve numuneler santrifüj ekleyin. </li><li> Önce görüntüleme deneyleri için en az 24 saat boyunca tüm örnekleri dengelenmesi. </li></ol> . 2. Quiescent Örnek Deneyler: Faz Davranışı <ol><li> Toplu faz davranışı belirlemek için, cam lamelleri (Şekil 1a) adlı dikdörtgen odaları imal. Bu çalışmada koloit-polimer karışımları için, (bir mikroskop lamı kalınlığına göre ayarlanır) kalınlık h = 1 mm odaları toplu davranışını verir. </li><li> Tek bir mikroskopi deneyde çok confinements erişmek için, ince, kama-üretmekBir kama üzerinde bir aralayıcı gibi tek bir lamel kullanılarak odaları şeklinde (Şekil 1b). Görüş tek bir alanda duvarları çok hemen hemen paralel olacak şekilde bölmenin açılma açısı, &lt;0.5 ° &#39;dir. Temsili bir bölmesi&gt; 100 um = 6 saat arasında sınırlandırıcı kalınlıklarda erişim sağlar. </li><li> Bir ters mikroskop görüntüleme için bir lamel bazında bölmeyi kurmak ve CXB DHN-çözücü karışımı içinde çözülmez, UV ile kürlenebilen bir epoksi, ile sağlanır. </li><li> Konfokal mikroskop kullanılarak görüntü örnekleri. Bu protokol, NA = 1,40 sayısal açıklık bir 100X yağ daldırma objektif ile donatılmış bir ters mikroskop bağlanmış bir çizgi tarama ile confocal görüntüleme göstermektedir. </li><li> Bir lazer kaynağı kullanarak boyalar geçirir. Burada, λ = 491 nm ya da 561, sırasıyla, fluoresein ve rodamin / Nile Red boyalar uyarmak için kullanılan dalga boyları. </li><li> Tarama noktası sisteminde, hızlı bir şekilde de (numune üzerinde odak noktası tarama x-bir görüntü oluşturmakkonfokal yazılımını kullanarak y düzlemi). 512 piksel iki-boyutlu görüntü 1/32 sn elde edilebilir, yaklaşık 50 mikron x 50 mikron kaplama 512 piksel, x. Birden çok görüntü ortalama veya satın alma süresini artırarak görüntü kalitesini artırmak. </li><li> Odacığın alt kısmını (z = 0), onun altına yapıştırılır parçacıkları üzerinde odaklanarak, örneğin. Bu kurulum, yükseklik (z) odacık içine odak arttıkça artar. </li><li> Bir örnek olarak, bölmenin orta düzlemine de (xy düzleminde) görüntülerin bir 2-D zaman serileri ile elde parçacıkların dinamiklerine hapsi etkisini karakterize. Tipik bir deneyde, boyut, 500 x 512 piksel görüntüler 512 piksel 1 kare / sn kare hızı (zaman Dt = 1 sn aralığı) de elde edilir. </li><li> İkinci bir örnek olarak, görüntülerin bir üç boyutlu dizi (x, y, z) elde ile parçacıkların 3-D yapısını karakterize eder. Tipik bir deneyde, iki boyutlu görüntüleri (512 piksel x 512 piksel)Δz sabit bir aralık = a piezo tarafından belirlenen ardışık görüntüler arasında 0.2 um olan, bölmenin içinde birden çok z pozisyonlarda aldı. H kalınlığı kapsayan bir ses yığını = 30 mikron, böylece 151 görüntülerini içerir. </li><li> Bulun ve 2-D veya 3-D zamanla parça parçacıklar IDL 23,54-56, MATLAB 57,58, LabView 59 veya 60 Python ile yazılmış parçacık izleme yazılımı kullanarak. Bu algoritmalar, genellikle partiküllerin merkezlerinde 40-50 nm içinde çözülmesi için izin verir. Başarılı parçacık izleme parçacıklar ardışık çerçeve arasındaki interpartikül mesafeden daha az hareket gerektirir. </li><li> Parçacık pozisyonlardan, yapısal ve dinamik ölçümlerini hesaplamak. Burada gösterilen üç kullanışlı ölçümleri (3-D çift korelasyon fonksiyonu g (r) 61, 2-D ortalama kare yer değiştirme (MSD) 58,62, ve van Hove korelasyon fonksiyonunun G s 2-D kendi parçası x, t) 58. Bu son iki ölçüm de 3-D olarak hesaplanabilir. </li></ol> . 3. Akan Deneyler: Akış Özellikleri <ol><li> Teflon boru yapıştırılmıştır kare kesitli (100 um x 100 um) ile bir cam mikrokapiler kullanarak basit bir akış hücresi imal. Şekil 7&#39;de şematik olarak gösterildiği gibi, kılcal desteklemek ve mekanik sertlik temin etmek üzere cam lamelleri kullanın. </li><li> Bir cam şırıngaya koloit-polimer karışımının yükleyin. , Bir şırınga pompası ve bir pnömatik akışkan tevzi sisteminin için şırınga takın. </li><li> Ters mikroskop üzerine akış hücresi kurulum montaj. Akış profili üzerinde yerçekimi etkisini en aza indirmek için aynı yükseklikte hücre ve çıkış akış, şırınga tutun. </li><li> (Şırınga pompası için) bir hacimsel akış oranında ya da (basınç kutusu için) uygulanan basınç ile akış hücresi üzerinden süspansiyonun akış hızını kontrol eder. Mikrokanal içindeki süspansiyonunun ortalama hız da SU bağlıdırspension formülasyon. Burada ölçülen kare mikrokanaldaki maksimum hızın tipik değerler 200-2.000 mm / sn vardır. </li><li> Akışı sırasında hızlı kare hızları 2-D konfokal zaman serisi kazanır. Burada, boyut 500 x 512 piksel görüntüler 512 piksel z = 5 arasında değişen mikrokanalın altındaki (z = 0 mikron) farklı yüksekliklerde (zaman aralığı Δ t = 1/32 sn) 32 kare / sn elde edilir - 50 mikron. Şekil 7&#39;ye içerlek gösterildiği gibi her görüntü, mikrokanalın yan boyut (y) yaklaşık yarısını kapsar. Parçacıklar eliptik görünüyorsa, satın alma kare hızını artırmak. </li><li> Sakin deneylerde olduğu gibi, IDL veya MATLAB parçacıkları bulmak ve izleme için standart algoritmaları kullanarak 2-D parçacıkları bulun. Parçacıklar, kareler arasındaki ortalama interpartikül mesafeden daha az hareket yörüngeleri elde etmek için izleme algoritmaları kullanan hangi yavaş akışlar için. </li><li> Kalk görüntü korelasyonu kullanınulate hızlı akışlar için hız profilleri. <ol><li> Akış yönü boyunca sabit bir yükseklikte (y) arasında yatay görüntülere görüntüyü bölmek (x). Iki ardışık görüntü I 1 (x, y) ve 2 (x, y), bir faktör tarafından koyup Dx ikinci kaydırmak ve daha sonra 1 (x, y) arasındaki çapraz-kovaryans hesaplamak ve 2 (x + Dx, y). </li><li> Her yanal konumu y, ortalama adveksiyon hızını elde etmek görüntülerin her bir çiftin arasındaki çapraz kovaryans maksimize koyup Dx değerleri histogramının zirve konumunu belirlemek. Bu dağıtım kuvvetle zirve değilse, daha yüksek bir kare hızında görüntü kazanır. </li></ol></li></ol>

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Mikron boyutlu kolloidal parçacıkları, atom ve moleküllerin çok daha yavaş dinamiklerini sergilemek ve böylece kolayca görüntülü ve zaman 10 üzerinden izlenebilir, çünkü kolloidal süspansiyonlar yaygın, sınırlı faz davranışları için model olarak incelenmektedir. Bu temel çalışmalar için, sınırlı faz davranışı üzerinde tanecikarası turistik etkisini anlamak gibi kılcal yoğunlaşma ve buharlaşma 21,22,67 gibi olguları keşfetmek için bir fırsat sunuyor. Buna ...

Bu çalışma, hareketsiz ve akan sınırlı koloit-polimer iki karışımları ve üç boyutta ve (b) partikül izleme ve korelasyon faz davranışı ve akış özellikleri hakkında niceliksel bilgi elde etmek için elde edilen görüntüleri analiz: (a) konfokal görüntüleme gösterir. Çekici interparticle etkileşimleri ile kolloidal süspansiyonlar yönettiği montaj 1-3, ilaç salınımı 4, geliştirilmiş hidrokarbon kurtarma 5-7, ve enerji depolama 8 için malzeme gibi teknolojik uygulamalarda ubiquitously görünür. Bu uygulamaların ortak bir özelliği, parçacıklar, püskürtme, baskı kafaları, mikro ya da gözenekli ortam maddesi olarak ince geometriler, aktıktan gerekir, ve / veya ince filmler ya da çubuklar halinde şekillendirilebilir olmasıdır. Elektron mikroskobu 17,18, x-ışını mikroskopi 19 ve lazer difraksiyon m dahil olmak üzere sınırlı geometride, in mikron boyutlu kolloid yapısını incelemek için kullanılan teknikler20 icroscopy, böylece mikro üzerinde parçacıkların yapısı ve dinamikleri ölçmek için kullanılabilir. Bu teknikler, ancak, yapısal ve dinamik ölçümlerini sayısal simülasyonları 21,22 doğrudan karşılaştırma için hesaplanan edilebileceği tek tek parçacıkların yörüngeleri erişime izin vermez. Konfokal mikroskopi bir floresan numunenin ince bir bölme görüntülemeyi sağlayan floresan mikroskobu bir çeşididir. Koloidal bilim 10 için, bu teknik, derin yoğun süspansiyon içinde ya da üç boyutlu olarak görüntülenmesi için yararlıdır. Partikül izleme algoritmaları 23 görünür tüm parçacıkların yörüngelerini verim iki-veya konfokal mikrograflarından üç-boyutlu zaman serisi uygulanmıştır. Bunun bir sonucu olarak, konfokal mikroskopi ve partikül izleme kombine sipariş kristaller 24-27 ve bozukluk da dahil olmak üzere, evre davranışı, yapı, ve koloidal süspansiyonlar dinamiklerini incelemek için uygulanmışed 28-31 ve jelleri 32-35 gözlük. Diğer görüntü analizi algoritmaları konfokal mikrograflarından zamanı dizi parçacık dinamiklerini ölçmek için uygulanabilir. Örneğin, dağılır parçacık dinamiği konfokal diferansiyel dinamik mikroskopi 36 kullanılarak zamanla şiddeti dalgalanmaları analiz ederek ele alınabilir. Parçacık değiştirmeler-arası mesafeden daha geniş olduğunda, Parçacık Hızı 38-40 göre görüntü korelasyonu 37 parçacıkların hız profillerinin ölçülmesi için tatbik edilebilir. Izleme ve korelasyon algoritmalarının kombinasyonu kolloidal dinamikleri yavaş ve hızlı akışını 11-16,41-45 geçiren sistemlerinde ölçülebilir sağladı. Bu çekici bir koloidal süspansiyonlar 9 için model olarak koloit-polimer karışımlarının kullanılması. Bu karışımlarda, çekici-arası potansiyelinin aralığı ve gücü oranı ile kontrol edilirparçacık çapı ve polimer ve elektrostatik itme konsantrasyonuna dönme polimer yarıçapının bir tek değerli organik bir tuzu 46 ilavesi ile kontrol edilir. Arası etkileşimin dikkatli bir şekilde ayarlanabilir olduğundan, bu karışımların katılaştırılması yaygın konfokal mikroskopi 34,47-51 ile incelenmiştir. Burada koloit hacim fraksiyonu Φ de sabit tutulduğu, hareketsiz ve koloit akıcı polimer karışımlarının konfokal görüntü ve görüntü analizi 37 göstermek = 0.15, bu prob faz davranışı ve bu karışımların akış özelliklerine lohusalık etkisi. Bu teknikler refraktif olan parçacık halinde sistemler için geniş çapta uygulanabilir göstergesi eşlemeli ve burada parçacıklar ve / veya çözücü bir floresan boya ile etiketlenebilir.

<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

Çekici parçacıklar arası etkileşimleri ile sınırlı koloid süspansiyonlarının davranışı yönlendirilmiş düzeneğinin 1-3, İlaç Verilmesi 4 için malzeme rasyonel tasarımı, gelişmiş bir hidrokarbon geri kazanım 5-7, ve enerji depolama 8 akabilir elektrotlar için çok önemlidir. Floresan kolloidler olmayan adsorbe polimerler içeren süspansiyonlar yelpazesi ve parçalar arası çekim gücü, sırasıyla kontrol polimer parçacık yarıçapı ve konsantrasyona dönme polimer yarıçapının oranı olarak, model sistemler hitap etmektedir. Polimer özellikleri ve kolloidlerin hacmi fraksiyonu ayarlayarak, kolloid sıvıları, kümelerin sıvılar, jeller, kristaller, ve camlar 9 elde edilebilir. Konfokal mikroskopi, floresan mikroskobu bir varyantı, bir optik olarak transparan ve floresan örnek yansıması sağlar: yüksek uzaysal ve üç boyutlu zamansal çözünürlüğe sahip. Bu teknikte, küçük bir iğne deliği veya mikroskop optik sistemin odak hacmi dışında numunenin bölgelerinden blokları yayılan floresan ışığı yarık. Bunun bir sonucu olarak, odak düzlemi içinde numunenin sadece ince bir kesit görüntüsü alınır. Bu teknik, özellikle de tek parçacık ölçeğinde yoğun koloidal süspansiyonlar içinde yapısını ve dinamiğini araştırmak için uygundur: parçacıklar görünür ışık kullanılarak çözülmesi için yeterince büyük olan ve ticari konfokal sistemlerinin 10 tipik bir tarama hızlarında çekilecek kadar yavaş nüfuz . Tarama hızları ve analiz algoritmaları gelişmeler de akan süspansiyonlar 11-16,37 kantitatif konfokal görüntüleme sağlamıştır. Bu yazıda, sınırlı faz davranışı ve kolloid-polimer karışımlarının akış özelliklerini araştırmak için konfokal mikroskopi deneyler göstermektedir. Biz ilk argo hazırlamakyoğunluk ve refraktif indeksi olan oid-polimer karışımları eşleşti. Sonra, ince kama şeklindeki hücrelerde değişen hapsi altında hareketsiz yoğun kolloid-polimer karışımlarının görüntüleme için standart bir protokol rapor. Son olarak, mikro kanal akışı sırasında koloit-polimer karışımlarının görüntüleme için bir protokolü göstermektedir.

Konfokal görüntüleme ve partikül izleme göstermek için, kolloid-polimer karışımlarının 63-65 faz davranışları üzerindeki lohusalık etkisi araştırıldı. Bu deneyler için, kolloid çapı 2 a = 0.865 mikron idi. Koloit hacim fraksiyonu Φ = 0.15 sabitlendi ve polimer c p konsantrasyonu 0 ilâ 23.6 mg / ml &#39;ye değişmiştir. Temsilcisi konfokal görüntüleri Şekil 2 63, sol sütunda gösterilmiştir. Izleme algoritmaları kullanı...

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

Konfokal mikroskopi çekici süspansiyonlar için model sistemler olarak incelenmiştir hareketsiz resim ve koloit akıcı polimer karışımları için kullanılır. Görüntü analizi algoritmaları geometrik hapsi nedeniyle değişiklikleri ölçmek kolloidal parçacıkları için yapısal ve dinamik ölçümleri hesaplamak için kullanılır.

Kuşatılmış Quiescent ve akan Koloidno polimer Karışımlarının Eşodaklı Görüntüleme

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

12.1K Görüntüleme.  University of Houston.  Konfokal mikroskopi çekici süspansiyonlar için model sistemler olarak incelenmiştir hareketsiz resim ve koloit akıcı polimer karışımları için kullanılır. Görüntü analizi algoritmaları geometrik hapsi nedeniyle değişiklikleri ölçmek kolloidal parçacıkları için yapısal ve dinamik ölçümleri hesaplamak için kullanılır. 

Video: 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.

Immunotargeted sentezi Magneto-plasmonik nanoklastırlar

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

Kimya

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.

Hazırlama ve<em&gt; İn Vitro</em&gt; Manyetik Rezonans Görüntüleme için Dendrimer tabanlı Kontrast Ajanlar Karakterizasyonu

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.

Lazer güdümlü Ultrafast Moleküler Rotasyon Doğrudan Görüntüleme

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.

Bukminsterfuleren Nanocrystals üzerinde gerçekleştirilen Femtosecond kırınım deneyler sırasında uzun menzilli elektronik korelasyon ölçümleri

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.

Aldehitler ve ketonlar reaktif ayrılması Bisülfit ayıklama protokolü kullanılarak karışımları

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',3'-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- glikozilasyon nükleozitler üzerinden geçici 2', 3'-Diol koruması tarafından Boronic Ester Disaccharide nükleozitler sentezi için

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.

Klinik üretim için bir pozitron emisyon tomografi (PET) Radiotracer sentez protokolü'nün Otomasyon

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

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.

Otomatik sentez ve gerçek zamanlı kinetik değerlendirmesinin teknik yönü [11C] SNAP-7941

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.

Stratum Corneum'un In Vivo Confokal Raman Spektrumlarından Kemometrik Yaklaşımla Su, Protein ve Lipidlerin Çözülmesi

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

Solid Phase 11C-Methylation, Purification and Formulation for the Production of PET Tracers

Routine production of radiotracers used in positron emission tomography (PET) mostly relies on wet chemistry where the radioactive synthon reacts with a non-radioactive precursor in solution. This approach necessitates purification of the tracer by high performance liquid chromatography (HPLC) followed by reformulation in a biocompatible solvent for human administration. We recently developed a novel 11C-methylation approach for the highly efficient synthesis of carbon-11 labeled PET radiopharmaceuticals, taking advantage of solid phase cartridges as disposable &#34;3-in-1&#34; units for the synthesis, purification and reformulation of the tracers. This approach obviates the use of preparative HPLC and reduces the losses of the tracer in transfer lines and due to radioactive decay. Furthermore, the cartridge-based technique improves synthesis reliability, simplifies the automation process and facilitates compliance with the Good Manufacturing Practice (GMP) requirements. Here, we demonstrate this technique on the example of production of a PET tracer Pittsburgh compound B ([11C]PiB), a gold standard in vivo imaging agent for amyloid plaques in the human brains.

Solid Phase 11C-Methylation, Purification and Formulation for the Production of PET Tracers

We report an efficient carbon-11 radiolabeling technique to produce clinically relevant tracers for Positron Emission Tomography (PET) using solid phase extraction cartridges. 11C-methylating agent is passed through a cartridge preloaded with precursor and successive elution with aqueous ethanol provides chemically and radiochemically pure PET tracers in high radiochemical yields.

Pet İzleyicilerin Üretimi için Katı Faz 11C-Metilasyon, Arıtma ve Formülasyon

Routine production of radiotracers used in positron emission tomography (PET) mostly relies on wet chemistry where the radioactive synthon reacts with a ...

Kuşatılmış Quiescent ve akan Koloidno polimer Karışımlarının Eşodaklı Görüntüleme

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler