Sıvı hücreelektron mikroskobu yüksek çözünürlükte sıvı ortamda C2 nano özellikleri araştırmak için güçlü bir tekniktir ve nano ölçekte dinamik süreçler içine benzersiz, gerçek zamanlı anlayışlar sağlar. Grafen destekli, microwell sıvı hücre grafen ve silikon teknolojisi tabanlı hücre mimarileri hem avantajları birleştirir. EDX spektroskopisi gibi analitik yöntemlerle ilişkiye izin verir.
Bu teknik, bir malzemenin sıvılar daki süreçlerini doğrudan takip etmemizi sağlar. Bu yerinde gözlem araştırma eğitim grubumuzun en özünde yer alır. Alman Araştırma Vakfı tarafından finanse edilen elektronlar, X-ışınları ve tarama sondaları ile situ mikroskopisi.
Prosedürü gösteren Diplom-Kimyager, Robert Branscheid, benim laboratuvar bir personel olacaktır. Başlamak için grafeni TEM ızgaralarına aktarın, önce PMMA'da altı ila sekiz kat CVD grafenini destekleyen dokuyu ıslatın. Suyun doğrudan PMMA membranına uygulanmamış olduğuna dikkat edin.
PMMA kaplı grafeni DI suyuyla dolu bir Petri kabına tamamen batırın ve grafen tabakasını kepçelemek için filtre kağıdı kullanın. Grafen PMMA yığınının grafen tarafının tüm işlem sırasında üstte kalmasına dikkat edin. Grafen tabakasını, tüm imal kuyularını kaplayacak kadar büyük parçalara ayırın.
Daha sonra, petri kabına kesilmiş parçaları yeniden batırın. Daha sonra, bir çift anti-kılcal cımbız kullanarak, delikli karbon destek tabakası ile kaplanmış bir TEM ızgara almak. Dikkatlice suya ızgara dalış ve yüzeyde yüzen grafen yakalamak.
Çarşafları birkaç saat kurutun. Daha sonra, 30 dakika boyunca bir aseton banyosu içine aktararak PMMA koruma katmanı kaldırın. Aseton banyosunu takiben, numuneyi çözeltiler arasında kurutmadan numuneyi hemen etanol ve DI suyuna batırın.
Daha sonra numuneyi kolayca çıkarmak için düz bir kap kullanın. Bittiğinde, di su dan örnek çıkarın ve ortam koşullarında 30 dakika daha sonra kuru. Metin protokolünü izleyerek mikro desenli mikro kuyulardan bir sıvı hücre şablonu oluşturun.
Etanol takip aseton ile imal sıvı hücre şablonu durular. Daha sonra, membranıslaklığını artırmak için beş dakika boyunca bir ortam% 20 oksijen, % 80 azot plazma uygulayın. Numune çözeltisinin 0,5 mikrolitresini şablona veya grafen katmanına dağıtın.
Buharlaşma nedeniyle konsantrasyon değişiklikleri en aza indirmek için pürüzsüz bir çalışma prosedürü sağlamak. Daha sonra, TEM ızgarasını şablona bakan grafenle mikro desenli silikon nitrür katmanıüzerine yerleştirin. Alt silikon nitrür membranını yok etmemek için grafen kaplı TEM ızgarasını şablonun üzerine dikkatlice bastırın.
Hücre kuruma hızlandırmak ve konsantrasyon değişiklikleri azaltmak için bir doku ile aşırı çözüm çıkarın. Yaklaşık 2-3 dakika sonra, grafen silikon nitrür Van der Waals etkileşimleri sıvı hücre mühür olarak bir kontrast değişikliği gözlemlemek. Daha sonra, bir optik mikroskop altında örnek yerleştirin.
Izgara ve grafen destekli mikrowell sıvı hücre çerçevesi arasındaki ucu iterek TEM ızgarasını dikkatlice kaldırmak için bir çift cımbız kullanın. Katıksız kuvvet hasarını azaltmak için, ızgara alanından daha küçük pencere kenarına paralel olarak başlayın. Grafen destekli mikrokuyu sıvı hücrelerinin en az bir zarının hala sağlam olduğundan emin olun.
Standart bir TEM tutucu kullanarak, numuneyi tutucuya yükleyin. Hazırlanmasından hemen sonra, tutucuyu ve numuneyi taramalı iletim elektron mikroskobuna yükleyin. Numuneyi hem numune hem de mikroskop özellikleri açısından uygun şekilde görüntüleyin.
Önceden indüklenen artifakı en aza indirmek için düşük bir doz ve hareketle ilgili bulanıklığı önlemek için kısa bir pozlama süresi kullanın. Uzun süreli deneyler için, radyasyon hasarını azaltmak için ışın blok. Görüntüleri aldıktan sonra, ilgi özellikleri ayıklamak için uygun bir görüntü işleme platformu kullanın.
Parçacık izleme ve analiz için açık kaynak ImageJ dağılımı, Fiji kullanın. Bir görüntüyü yükledikten ve ikili bir görüntüye dönüştürdükten sonra, her karedeki her parçacık için öngörülen alan ve parçacığın barycenter'ı hakkında kesin bilgi edinmek için analiz parçacıkları işlevini kullanır. Orijinal görüntüyü ters çevirin, böylece parçacıklar parlak noktalar olarak görünür.
Daha sonra, eklenti, TrackMate yardımı ile çerçeveler arasındaki parçacıkları bağlayın. Varsayılan olarak, TrackMate koyu bir arka plan üzerinde parlak parçacıklar arar. Son olarak, TrackMate sonuçlarını birleştirmek ve python tabanlı açık kaynak ekosistemi, SciPy kullanarak, uygun bir komut dosyası ile parçacıkları analiz.
Elektron mikroskobu sırasında numune çözeltisinin başarılı bir kapsülasyonu doğrulanabilir. Bu video nano parçacıklar bir topluluğun dağılması ve dendritik bir yapının büyümesini gösterir. Parçacık büyümesi ve çözünme kinetiği hakkında bilgi edinmek için, ortalama parametrelerin gelişimini analiz etmek yerine her parçacığı ayrı ayrı araştırmak önemlidir.
Zaman içinde tek tek parçacıkların eşdeğer yarıçap varyasyonu büyüme üs tahmin ederek, alfa, altta yatan reaksiyon kinetik bilgi elde edilebilir. Burada, 73 eriyen parçacıka dayalı alfa dağılımı görüntülenir. Sadece allometrik bir modelin yarıçapı en az %50'ye gerilediğini açıkladığı parçacıklar dikkate alınır.
Videonun sonunda bir dendrite yapısı ortaya çıkar. Dendrite oluşumu sıvı hücrelerde başka bir tipik, iyi belgelenmiş bir süreçtir. Dendrite büyümesini ölçmek için yapısal anahatlar analiz edilir.
Uç yarıçapının evrimi ve zaman daki hız beklenen hiperbolik ilişkiyi ortaya çıkarır. Dendrite büyüme yukarıda belirtilen parçacık gravür nedeniyle altın iyonlarının yerel süper doygunluk neden olur. Videonun bu bölümünde, aşırı doymuş sistem dendrite büyüme içine rahatlatır iken, parçacıkların hala erime olduğu açıkça görülebilir.
Bu altın iyonları ve oksidatif türler hem de yerel konsantrasyon varyasyonları neden olabilir. Farklı numune çözeltileri uygulandığında grafen yapışması ve gerekli kuruma süreleri değişebileceğinden sıvı yükleme ve suhrf yüksek oranda ilgi örneğine bağlıdır. Grafen destekli microwell sıvı hücre mimarisi de EDSX verimleri gibi yerinde yöntemlerde tamamlayıcı sağlar.
Ayrıca iletim modunda SEM ve tomografi deneyleri başarıyla gerçekleştirilmiştir. Bu tekniğin geliştirilmesinden sonra altın, gümüş, kawsh-en ve diğer parçacıkların büyüme mekanizmasını atomik çözünürlüğe kadar çözmek mümkün hale geldi. Sonuçlar, aynı zamanda araştırma eğitim grubuna katılan fizik bölümündeki meslektaşlarımız tarafından edinilen plazma rezonans ölçümleri ile mükemmel bir anlaşmadır.
Burada gösterilmemesine rağmen, taşıyıcı çerçeve üretimi aşındırıcı ve toksik türler kullanır. Lütfen operasyon sırasında dikkatli olun ve gerekli önlemleri alın.
