분자 얽힘과 생체 고분자의 Electrospinnability
Summary
전기 방사는 다양한 물질에서 나노 스케일로 미세 섬유를 제조하는데 사용 매력적인 방법이다. 방사 도프의 성분 중합체의 분자의 얽힘이 성공적인 전기 방사에 필수적이다. 우리는이 생체 고분자, 전분 및 풀루 란 electrospinnability을 평가 레올 이용하는 프로토콜을 제시한다.
Abstract
전기 방사는 다양한 물질로부터 나노 섬유를 제조하는 마이크로 매혹적인 기술이다. 생체 고분자를 들어, 방사 도프의 성분 중합체의 분자의 얽힘이 성공적인 전기 방사를위한 필수적인 전제 조건 인 것으로 밝혀졌다. 유변학은 생체 고분자의 분자 형태와 상호 작용을 조사 할 수있는 강력한 도구입니다. 이 보고서에서, 우리는 디메틸 설폭 사이드 (DMSO) / 물 분산액으로부터,이 생체 고분자, 전분 및 풀루 란 electrospinnability을 평가 레올을 이용하는 프로토콜을 설명한다. 미크론 범위 미크론의 평균 직경을 갖는 잘 형성된 전분 및 풀루 섬유가 얻어졌다. Electrospinnability 형성 섬유의 시각 및 현미경 관찰에 의해 평가 하였다. 자신의 electrospinnability에 분산의 유변학 적 특성에 대한 상관 관계를 우리는 모든 당선자에 영향을 분자 형태, 분자 얽힘, 및 전단 점도 입증rospinning. 유 동학은 용매 시스템 선택 및 공정 최적화에 유용 할뿐만 아니라 분자 수준에서 섬유 형성의 메커니즘을 이해하지 않다.
Introduction
전기 방사는 다양한 물질로부터 나노 크기의 연속 마이크로 섬유를 제조 할 수있는 기술이다. 그것은 학문과 산업의 관심 일 증가 얻고있다. 설치 및 전기 방사의 연습은 간단 보이지만, 섬유 속성을 electrospinnability을 예측하고 제어 할 수있는 능력은 과제로 남아. 그 이유는 전기 방사 (2) 및 프로세스, 특히 섬유에 의해 이동 경로 일 것이다 혼란을 좌우하는 여러 가지 요인이 있다는 사실에 놓여있다. 종종 경험 "보고 요리 -와 -"접근 방식은 잠재적 electrospinnable 물질을 선별하는 데 사용됩니다. 그러나, 전기 방사를 더 잘 제어 및 합성 섬유의 특성, 필요 electrospinnability을 지배하는 메커니즘에 대한 이해를 돕기 있습니다. 몇몇 연구자들은 원액에 중합체의 분자의 얽힘이 된 essentia 것을 발견성공적인 전기 방사 3 – 5 리터의 필수 조건.
레올 로지 고분자 분산 분자 형태와 상호 작용을 조사 할 수있는 강력한 도구입니다. 예를 들어는 맥키 등. 클로로포름 / 디메틸 테레 프탈레이트 (7/3, v / v)로 함유하는 용매에 선형의 분자 형태 및 분 지형 폴리 (에틸렌 테레 프탈레이트 – 코 – 에틸렌 이소 프탈레이트) 공중 합체를 조사하고, 중합체 농도가 2-2.5x이어야 한 것으로 판단 성공적인 전기 방사 4 얽힘 농도.
때문에 생분해 성, 생체 적합성, 그리고 힘? 힘을 자신의 합성 대응 개성를에서 자신의 장점의 바이오 폴리머에서 섬유에서 현재 새롭게 관심이 있습니다. 그러나 실무자 열 처리 및 열등한 기계적 특성에 구조적 복잡성, 어려움에서 일반적으로 발생하는 많은 도전에 직면. 식물 조직에서 발견되는 전분은, 아몬이며g 지구상에서 가장 풍부하고 저렴한 바이오 폴리머. 순수 전분 섬유는 습식 전기 방사 장치는 최근 6 바와 이용하여 제조 하였다. 풀루 란 특정 박테리아에 의해 세포 외로 생산 선형 다당류이다. (1 → 4)와 (1 → 6)의 정규 교대는 glucosidic 채권은 능력 7,8를 형성하는 우수한 섬유 / 필름 포함 풀루 란의 여러 가지 독특한 속성에 대한 책임을 것으로 생각됩니다. 수성 분산액에서 풀루 섬유는 전기 방사 9,10 연구자들에 의해보고되었다. 이전 출판물에서이 바이오 폴리머, 전분 11, 풀루 란 (12)의 electrospinnability이 논의되고있다. 이 보고서는이 두 가지 생체 고분자의 electrospinnability의 조사에 유동 학적 원리를 활용하기위한 프로토콜을 시연에 초점을 맞추고 있습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
레올 종래 섬유 방적을 포함하고 13 전기 방사 중합체의 처리를 연구하는 필수적인 도구이다. 정상 전단 유동 학적 연구, 고분자 형태 및 다른 용매에서의 상호 작용에서 해결 될 수 있습니다 (그림 2와 그림 3). 생체 고분자 분자들이 서로 중첩하기에 충분한 높은 농도에서, 그들의 농도 의존성은 좋은 용매 3,4 다른 중합체의보고 된 값과 잘 일치이었다 약 1.4 (도 …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 음식과 농업에 대한 USDA 국립 연구소, 국립 경쟁 보조금 프로그램, 국가 연구 이니셔티브 프로그램 71.1 FY 2007에 의해 부분적으로 자금 지원 알레르기 및 감염성 질환 그랜트 번호 2007-35503-18392, 보건 국립 연구소, 연구소 등 , R33AI94514-03.
Materials
| Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Gelose 80 starch | Ingredion | Used as it is | |
| Pullulan | Hayashibara Co. Ltd | Used as it is | |
| Dimethyl Sulfoxide | BDH Chemicals | BDH1115-4LP | |
| Ethanol | VWR International | 89125-172 | 200 proof |
| Rheometer | TA Instruments | ARES | 50 mm cone and plate geometry |
| Syringe (10 mL) | Becton, Dickinson and Company | 309604 | Syringe with Luer-Lok® Tip |
| High voltage generator | Gamma High Voltage Research, Inc. | ES40P | |
| Syringe pump | Hamilton Company | 81620 | |
| Environmental scanning electron microscope | FEI Company | Quanta 200 | for starch fibers |
| Environmental scanning electron microscope | Phenom-World | Phenom G2 Pro | for pullulan fibers |
Referências
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