Enzim analizi geliştirme, lav ağacı yongası teşhisi ve çevresel izleme ve iyileştirme gibi mikro karıştırma uygulamalarında kullanılmak üzere çok yönlü, biyouyumlu ve biyolojik olarak parçalanabilir ipek mikro motorlar üretebiliyoruz. Enzim ve Marangoni destekli ipek mikro-karıştırıcılar oluşturmak için reaktif mürekkep püskürtmeli baskı kullanarak şekiller, boyutlar, katalizör dağılımları değiştirmek ve yapılara hızlı ve kolay bir şekilde diğer moieties karıştırmak, böyle yörünge, davranış ve fonksiyonları kontrol sağlar. Reaktif mürekkep püskürtmeli baskı, bu yöntemin büyük çok yönlülüğünü gösteren ipek dışında diğer sulu reaktif mürekkeplerle mikro motorlu cihazlar üretmek için de uygulanabilir.
Prosedürü gösteren kişi benim laboratuvarımdan doktora öğrencisi Ana Jimenez-Franco olacak. İlk olarak, makas kullanarak bir santimetre kare küçük parçalar halinde temiz ipek koza beş gram kesti. Bir çıkarma başlık olarak, manyetik bir sıcak plaka üzerinde iki litrelik bir beher deiyonize su iki litre kaynatın.
Deiyonize su kabına manyetik bir karıştırma çubuğu ekleyin. Sonra yavaş yavaş üzerinde kaynama önlemek için suya sodyum karbonat 4,24 gram ekleyin ve erimesine izin. Çözelti tekrar kaynamaya başladıktan sonra, ipek kozalarının kesilmiş parçalarını çözeltiye ekleyin.
Tüm ipek batık olduğundan emin olun ve 90 dakika boyunca sürekli karıştırma ile çözelti ısı. Alüminyum folyo ile beher kapağı. 90 dakika sonra, bir cam çubuk ile sodyum karbonat çözeltisi çıkarılan fibroin lifleri çıkarın.
Önceden ısıtılmış deiyonize su bir litre ile fibroin lifleri üç kez yıkayın, yavaş yavaş her yıkama için sıcaklık azalan. Fibroin liflerini 750 mililitrelik borosilikat cam kristalize bir tabağa yayın ve atmosfer basıncı altında bir gecede 60 santigrat derecede kurutma fırınına koyun. Kurutuldıktan sonra fibroin liflerini oda sıcaklığında kapalı bir kapta saklayın.
4,8 gram deiyonize su, 3,7 gram etanol ve 3,1 gram kalsiyum klorür içeren bir üçüncü çözelti hazırlayın. Önce deiyonize suda kalsiyum klorür eritin ve sonra etanol ekleyin. Manyetik bir sıcak plaka üstüne bir su banyosu içine 100 mililitrelik iki yakalı yuvarlak alt şişe yerleştirin.
Sonra şişeye üçüncül çözelti ekleyin. Daha sonra, çözelti sıcaklığını doğru bir şekilde izlemek için şişenin boyunlarından birine bir termometre yerleştirin. Buharlaşma nedeniyle çözeltinin kurumasını önlemek için diğer boynunu alüminyum folyo ile kapatın.
Sonra çözeltiyi 80 dereceye ısıtın. Çözeltinin sıcaklığı 80 santigrat derecede sabit olduğunda, alüminyum folyoçıkarın ve çözeltiye bir gram kurutulmuş fibroin ekleyin. Çözeltinin çözülme işlemi boyunca iyi bir şekilde karıştırıldığından emin olmak için küçük bir manyetik karıştırma çubuğu ekleyin.
Buharlaşmayı en aza indirmek için şişenin ikinci boynunu alüminyum folyo ile kapatın ve 90 dakika erimeye bırakın. 90 dakikalık çözünmeden sonra, fibroin çözeltisinin oda sıcaklığına 10 dakika soğumasını bekleyin. 15 santimetre uzunluğundaki diyaliz tüpünün uçlarından birine düğüm at.
Musluktan akan deiyonize su ile tüpü birkaç dakika yıkayın. Diyaliz tüpünün diğer ucunu açın ve fibroin çözeltisi ekleyin. Metal bir kelepçe kullanarak, diyaliz tüpünün diğer ucunu kapatın ve mümkün olduğunca sıkıca kapatılmasını sağlar.
Diyaliz tüpünün suda yüzmesine izin vermek için 30 mililitrelik boş bir plastik şişeye vida kapağı ile diyaliz tüpünün uçlarından birini takın. Sonra, iki litre deiyonize su içeren iki litrelik bir kabın içine diyaliz tüpü yerleştirin. Düzenli aralıklarla su değiştirin ve diyaliz sürecini takip etmek için değiştirilir her zaman su iletkenliğini kontrol edin.
Diyaliz tamamlandıktan sonra, makas ile diyaliz tüpünün bir ucunu kesin ve 1.5 mililitrelik tüpler serisi içine çözelti dökün. Fibroin çözeltisi içindeki parçacıkları çıkarmak için 16000 x G'de beş dakika santrifüj. Sonra, 30 mililitrelik plastik şişe de supernatant toplamak ve dört derece santigrat de saklayın.
Yapay, kendinden tahrikli mikro karıştırıcılar veya spms ana gövde baskı için, fibroin çözeltisi, polietilen glikol 400 ve deiyonize su karışımı mürekkep A.s katalitik motor baskı için 1.5 mililitre yapmak için, coomassie Brilliant Blue ve metanol mililitre başına 0.05 mg eriterek Mürekkep B.Prepare 1.5 mililitre yapmak için fibroin çözeltisi, polietilen glikol 400, katalaz ve deiyonize su karıştırın. Mürekkepleri yaklaşık beş milimetrelik nozul ile silikon gofret alt tabakası arasında bir çalışma mesafesinde sahneye yerleştirilen silikon substrat üzerine yazdırmak için 80 mikrometre lik nozul çapına sahip püskürtme cihazları kullanın. Mürekkepleri A, B ve C'yi üç rezervuara yükleyin ve mürekçenin püskürtme cihazlarından damlamadığından emin olmak için her bir kanal için arka basınç valfini kullanarak arka basıncı ayarlayın.
Ardından, her bir mürekbin iyi bir kararlı damlacık oluşumu sağladığından emin olmak için her kanalın püskürtme parametrelerini ayarlayın. Temiz cilalı silikon gofret substrat üzerinde metanol ile alternatif katman tarafından ipek fibroin mürekkep tabakası yazdırın. Sırasıyla 200 katmanlı ve 100 katmanlı kalınlıkta iki gruplar halinde fibroin spms yazdırın.
Silikon gofretlerden numuneleri çıkarmak için, onları deiyonize suya batırın ve ayırma gerçekleşene kadar hafifçe çalkalayın. Dokuz santimetrelik cam Petri kabını deiyonize suyla temizleyin ve yüzeyin tozsuz olduğundan emin olun. Temiz ve kuru Petri kabına önceden filtre lenmiş yüzde 5 hidrojen peroksit 10 mililitre ekleyin ve yerleşmeye bırakın.
Serin beyaz LED ışık kaynağı ile Petri kabının alt Kadar ışık. Ardından, hareketi yukarıdan yakalamak için makro-zoom lensli yüksek hızlı bir kamera kullanın. Şimdi, herhangi bir bağlı polietilen glikol kaldırmak için deiyonize su onları batırarak 10 dakika boyunca basılı ipek karıştırıcılar yıkayın 400.
Dikkatle steril bir şırınga iğne ucu ile yıkanmış bir karıştırıcı almak ve Petri kabının ortasına yerleştirin. Yıkanmış karıştırıcı hidrojen peroksit yakıtdokunduğunda, kabarcıklar motor etrafında şekillendirme başlar ve karıştırıcı dairesel hareket gözlenir. Sistem kararlı göründüğünde, videoyu yakalamaya başlamak için kayıt yazılımına basın.
Mikro karıştırıcıların çerçeve bazında izlenmesini, karıştırıcıların her ucunu takip ederek gerçekleştirin. Püskürtme cihazlarından oluşan kararlı damlacıklar, burada gösterildiği gibi yazdırılan numunelerin daha yüksek tanımını sağlayacaktır. Damlacık boyutunda kullanılan mürekkep püskürtmeli yazıcılara bağlı olarak, her yazdırılan damlacık arasındaki mesafenin, bağlı hatlar oluşturmak için çakışacak şekilde ayarlanması gerekir.
İpek mikro-karıştırıcılar hidrojen peroksit yakıt çözeltisi yerleştirilir, karıştırıcılar yüzey morfolojisi küçük gözenekleri üreten, iç yapılardan serbest kabarcıklar nedeniyle değiştirilir. İki temsili 100 katmanlı ve 200 katmanlı mikro karıştırıcılar ve yüzde beş hidrojen peroksit yakıt hala video çerçeveleri burada gösterilmiştir. Kırmızı ve yeşil çizgiler yörüngelerin izlenmesini gösterir.
Dönüş hızı burada gösterildiği gibi oryantasyon oranı değişikliği ile belirlenebilir. 100 katmanlı ve 200 katmanlı katalaz doped mikro-karıştırıcılar karşılaştırılması yaklaşık 0,6 kat dönme hızında belirgin bir artış gösterir, 60 artı veya eksi altı rpm 100 artı veya eksi 10 rpm. Bu işlem için yazdırılabilir mürekkepler üretmek için, liflerin tamamen çözünme işlemi sırasında çözülmüş olması önemlidir.
Bu teknik, yakın zamanda bizim tarafından küçük dergisinde yayınlanan karıştırma ve kontaminasyon algılama çalışmaları için uygun, çeşitli mekanizmalar tarafından desteklenmektedir mikro-karıştırıcılar üretmek için izin verdi.
