Preparação de amostras em medições de microequilíbrio de cristal de quartzo de adsorção de proteínas e mecânica de polímeros

Resumo

O microequilíbrio de cristal de quartzo pode fornecer propriedades precisas de massa e viscoelásticas para filmes na faixa de mícrons ou submicron, o que é relevante para investigações em sensoriamento biomédico e ambiental, revestimentos e ciência de polímeros. A espessura da amostra influencia quais informações podem ser obtidas a partir do material em contato com o sensor.

Resumo

Neste estudo, apresentamos vários exemplos de como a preparação fina do filme para experimentos de microequilíbrio de cristal de quartzo informa a modelagem adequada dos dados e determina quais propriedades do filme podem ser quantificadas. O microequilíbrio de cristal de quartzo oferece uma plataforma exclusivamente sensível para medir mudanças finas em propriedades de massa e/ou mecânicas de um filme aplicado, observando as mudanças na ressonância mecânica de um cristal de quartzo oscilando em alta freqüência. As vantagens dessa abordagem incluem sua versatilidade experimental, capacidade de estudar mudanças nas propriedades ao longo de uma ampla gama de comprimentos de tempo experimentais e o uso de pequenos tamanhos de amostra. Demonstramos que, com base na espessura e no modulus de cisalhamento da camada depositada no sensor, podemos adquirir informações diferentes do material. Aqui, este conceito é especificamente explorado para exibir parâmetros experimentais, resultando em cálculos em massa e viscoelásticos de colágeno adsorlado em complexos de ouro e polieletrólitos durante o inchaço em função da concentração de sal.

Introdução

O microequilíbrio de cristal de quartzo (QCM) aproveita o efeito piezoelétrico de um cristal de quartzo para monitorar sua frequência ressonante, que depende da massa aderida à superfície. A técnica compara a freqüência ressonante e largura de banda de um sensor de cristal de quartzo at corte (normalmente na faixa de 5 MHz)¹ no ar ou um fluido para a freqüência e largura de banda do sensor após a deposição de um filme. Existem vários benefícios para o uso do QCM para estudar propriedades e interfaces de película fina, incluindo a alta sensibilidade à massa e potencialmente a mudanças de propriedade viscoelásticas (dependendo da uniformidade e e....

Protocolo

Adsorção de colágeno QCM-D

1. Preparação da amostra e pré-limpeza do sensor

1. Prepare 20 mL de 0,1 M tampão de acetato, ajustando o pH com HCl e NaOH conforme necessário para alcançar pH = 5,6.
2. Adicione a solução de colágeno da cauda de rato aos 20 mL de tampão de acetato em condições estéreis a uma concentração final de 10 μg/mL.
3. Limpe o sensor de quartzo revestido a ouro para remover material orgânico e biológico^25,26.
   1. Coloque o sensor ativo do lado para cima em uma câmara UV / Ozônio e tratar a superfície por aproximadamente 10....

Resultados

As mudanças de frequência com o tempo durante a adsorção de proteínas apresentam uma curva característica e platô mostrado na Figura 3A-B. A lavagem tampão inicial de 1x PBS através da superfície de sensato induz apenas mudanças insignificantes na frequência, oferecendo uma linha de base constante para atuar como referência para pontos de dados futuros. A introdução da solução de colágeno faz com que a adsorção de proteína saqueie, observada como uma diminuição constante na .......

Discussão

Os resultados da adsorção de colágeno abrangem os regimes sauerbrey e viscoelásticos. Ao traçar as mudanças de frequência normalizadas para o número harmônico correspondente, observamos que o limite de Sauerbrey é válido para aproximadamente os primeiros 2 h da medição. Com o aumento da adesão em massa ao sensor, no entanto, as mudanças de frequência normalizadas para o terceiro e quinto harmônicos começam a desviar-se um do outro(t > 2 h), indicando uma capacidade de determinar propriedades viscoelásticas do.......

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Ácido acético	Sigma-Aldrich	A6283	Para adsorção de colágeno
Solução de hidróxido de amônio	Sigma-Aldrich	221228	Para adsorção de colágeno
Sonda QCM aquosa	AWSensors	CLS 00050 A	Para inchaço de polieletrólitos
Colágeno I Proteína de rato, cauda	Thermo Fisher Scientific	A1048301	Para adsorção
de colágenoÁgua destilada	Sigma-Aldrich	EM3234	Para inchaço de polieletrólitos; geralmente fácil de adquirir em laboratórios de pesquisa, mas há um número de catálogo caso não esteja acessível
Etanol	Sigma-Aldrich	793175-1GA-PB	Para inchaço de polieletrólitos
Gibco Phosphate Buffered Saline	Thermo Fisher Scientific	20012-027	Para adsorção de colágeno
Hellmanex III	Sigma-Aldrich	Z805939	Para adsorção
de colágeno Solução de peróxido de hidrogênio	Sigma-Aldrich	216763	Para adsorção de colágeno
Kimberly-Clark Professional Kimtech Science Kimwipes Limpadores de tarefas delicadas, 1 camada	Fisher Scientific	06-666A	Para inchaço de polieletrólitos
NP2K VNA	Makarov Instruments		Para inchaço de polieletrólitos
Poli (cloreto de dialildimetilamônio), MW 200.000	Sigma-Aldrich	409022	Para inchaço de polieletrólitos; para o procedimento de síntese completo, consulte Sadman et al.
Sal de sódio poli(estireno-sulfonato) 30% em peso em água	Sigma-Aldrich	561967-500G	Para inchaço de polieletrólitos; para o procedimento de síntese completa, consulte Sadman et al.
Brometo de potássio	Sigma-Aldrich	793604-1KG	para inchaço de polieletrólitos
QSense QCM Explorer System	Biolin Scientific		para adsorção de colágeno
Acetato de sódio, anidro	Sigma-Aldrich	S2889	Para adsorção de colágeno
Revestidor de rotação, modelo WS-650MZ-23NPP	Tecnologias		para inchaço de polieletrólitos

Laurell