אנו מסוגלים לייצר מיקרו-מנועים משי רב-תכליתיים, תואמים ביולוגית ומתכלים לשימוש יישומים מיקרו-ערבוב כגון שיפור בדיקת אנזימים, אבחון שבבי עץ לבה, ניטור ותיקון סביבתי. שימוש בהדפסת הזרקת דיו תגובתי ליצירת אנזים ומיקרו-ערבוב משי המופעל על-ידי מרנגוני מאפשר לנו לשנות צורות, גדלים, הפצות זרזים ולמזג מויטי אחרים במבנים במהירות ובקלות, ובכך לשלוט במסלול, בהתנהגות ובפונקציות. הדפסת הזרקת דיו תגובתי ניתן להחיל גם כדי לייצר התקנים מיקרו-מנוע עם דיו תגובתי מים אחרים מלבד משי, אשר מדגים את הרבגוניות הגדולה של שיטה זו.
האדם שידגים את ההליך יהיה דוקטורנט, אנה חימנז-פרנקו מהמעבדה שלי. ראשית, חותכים חמישה גרם של פקעות משי נקיות לחתיכות קטנות בריבוע של סנטימטר אחד באמצעות מספריים. במכסה המנוע של החילוץ, מרתיחים שני ליטרים של מים מיונים בסקילר של שני ליטרים על צלחת חמה מגנטית.
מוסיפים פס ערבוב מגנטי לסק של מים deionized. ואז לאט להוסיף 4.24 גרם של נתרן קרבונט למים, כדי למנוע רותחים מעל, ולאפשר לו להתמוסס. ברגע שהפתרון מתחיל לרתיחה שוב, מוסיפים את החתיכות החתוכות של פקעות המשי לפתרון.
ודא כי כל המשי שקוע, לחמם את הפתרון, עם ערבוב מתמיד במשך 90 דקות. מכסים את המזימה בנייר אלומיניום. לאחר 90 דקות, להסיר את סיבי fibroin שחולצו מתספורת פחמת נתרן עם מוט זכוכית.
לשטוף את סיבי fibroin שלוש פעמים עם ליטר אחד של מים מחוממים מראש deionized, בהדרגה להקטין את הטמפרטורה עבור כל כביסה. מורחים את סיבי הפיברוין על צלחת התגבשות זכוכית בורוסיליקט 750 מיליליטר ומניחים אותם בתנור ייבוש לילה ב 60 מעלות צלזיוס תחת לחץ אטמוספרי. לאחר הייבוש, יש לאחסן את סיבי הפיברוין במיכל סגור בטמפרטורת החדר.
הכן פתרון ternary המכיל 4.8 גרם של מים deionized, 3.7 גרם של אתנול ו 3.1 גרם של סידן כלורי. ראשית להמיס את הסידן כלורי במים deionized ולאחר מכן להוסיף אתנול. מניחים בקבוקון 100 מיליליטר דו-צווארי עגול תחתון לתוך אמבט מים על גבי צלחת חמה מגנטית.
לאחר מכן מוסיפים את הפתרון הטרנרי לבקבוקון. לאחר מכן, מניחים מדחום באחד הצווארים של הבקבוק כדי לפקח במדויק על טמפרטורת הפתרון. מכסים את הצוואר השני בנייר אלומיניום כדי למנוע ייבוש הפתרון עקב אידוי.
לאחר מכן, מחממים את הפתרון ל 80 מעלות צלזיוס. כאשר הטמפרטורה של הפתרון יציבה ב 80 מעלות צלזיוס, להסיר את רדיד אלומיניום ולהוסיף גרם אחד של פיברואין מיובש לפתרון. מוסיפים פס ערבוב מגנטי קטן כדי להבטיח שהפתרון מעורבב היטב לאורך כל תהליך הפירוק.
מכסים את הצוואר השני של הבקבוק בנייר אלומיניום כדי למזער את האידוי ולהשאיר להתמוסס במשך 90 דקות. לאחר 90 דקות של פירוק, לאפשר את הפתרון fibroin להתקרר לטמפרטורת החדר במשך 10 דקות. לקשור קשר על אחד הקצוות של צינור דיאליזה באורך 15 ס"מ.
לשטוף את הצינור במשך כמה דקות עם מים deionized ריצה מהברז. פתח את הקצה השני של צינור הדיאליזה והוסף את פתרון הפיברואין. באמצעות מהדק מתכת, לסגור את הקצה השני של צינור הדיאליזה להבטיח כי הוא סגור בחוזקה ככל האפשר.
חבר את אחד הקצוות של צינור הדיאליזה דרך כובע בורג לבקבוקון פלסטיק ריק של 30 מיליליטר כדי לאפשר לצינור הדיאליזה לצוף במים. לאחר מכן, מניחים את צינור הדיאליזה בבקבוק שני ליטר המכיל שני ליטרים של מים deionized. לשנות את המים במרווחי זמן קבועים ולבדוק את מוליכות המים בכל פעם שהוא השתנה כדי לעקוב אחר תהליך הדיאליזה.
לאחר השלמת הדיאליזה, חותכים קצה אחד של צינור הדיאליזה עם מספריים ויוצקים את הפתרון לסדרה של צינורות 1.5 מיליליטר. צנטריפוגה במשך חמש דקות ב 16000 x G כדי להסיר את כל החלקיקים בתוך פתרון fibroin. לאחר מכן, לאסוף את supernatant בבקבוקון פלסטיק 30 מיליליטר ולאחסן אותו בארבע מעלות צלזיוס.
להדפסת הגוף העיקרי של מיקרו-stirrers מלאכותי, עצמית הנעה, או spms, לערבב את פתרון fibroin, פוליאתילן גליקול 400 ומים deionized לעשות 1.5 מיליליטר של דיו A.עבור הדפסת המנוע הקטליטי של spms, מערבבים את תמיסת הפיברואין, פוליאתילן גליקול 400, קטלאז ומים deionized לעשות 1.5 מיליליטר של דיו B.Prepare 1.5 מיליליטר של דיו C על ידי המסת 0.05 מ"ג למיליליטר של כחול מבריק קומאסי ומתנול. השתמש בהתקני סילון בקוטר זרבובית 80 מיקרומטר להדפסת צבעי הדיו על מצע הסיליקון, המונחים על הבמה במרחק עבודה בין הזרבובית למצע רקיק הסיליקון של כחמשה מילימטרים. טען צבעי דיו A, B ו- C לשלושה מאגרים ולאחר מכן התאם את לחץ הגב באמצעות שסתום הלחץ האחורי עבור כל ערוץ בודד כדי להבטיח שהדיו אינו נוטף ממכשירי הסילון.
לאחר מכן, להתאים את הפרמטרים jetting עבור כל ערוץ כדי להבטיח כי כל דיו נותן היווצרות טיפה יציבה טובה. הדפס את שכבת דיו הפיברוין משי לפי שכבה לסירוגין עם מתנול על מצע רקיק סיליקון מלוטש נקי. הדפס שתי אצוות של fibroin's בעובי של 200 שכבות ו- 100 שכבות בהתאמה.
כדי להסיר את הדגימות את וופלים סיליקון, לטבול אותם במים deionized בעדינות להתסיס עד ניתוק מתרחשת. נקו צלחת פטרי מזכוכית באורך תשעה ס"מ עם מים מיונים וודאו שהמשטח נקי מאבק. מוסיפים 10 מיליליטר של מי חמצן מסוננים מראש חמישה אחוזים לצלחת פטרי נקייה ויבשה ולהשאיר להתיישב.
להאיר את החלק התחתון של צלחת פטרי עם מקור אור LED לבן קריר. לאחר מכן, השתמש במצלמה במהירות גבוהה עם עדשת מאקרו-זום כדי ללכוד את התנועה מלמעלה. עכשיו, לשטוף את מערבלי משי מודפס במשך 10 דקות על ידי שקוע אותם במים deionized כדי להסיר כל פוליאתילן גליקול לא מאוגד 400.
בזהירות לקחת אחד שטף stirrer עם קצה של מחט מזרק סטרילי למקם אותו במרכז צלחת פטרי. כאשר stirrer שטף נוגע דלק מי חמצן, בועות להתחיל להיווצר סביב המנוע תנועה מעגלית של stirrer הוא ציין. כאשר המערכת נראית יציבה, לחץ על הקלט בתוכנת ההקלטה כדי להתחיל ללכוד את הווידאו.
בצע מעקב אחר המיקרו-stirrers על בסיס מסגרת אחר מסגרת, מעקב אחר כל קצה של stirrers. טיפות יציבות שנוצרו ממכשירי הסילון יאפשרו הגדרה גבוהה יותר של הדגימות המודפסות כפי שמוצג כאן. בהתאם למדפסות סילון הדיו המשמשות בגודל טיפה, המרחק בין כל טיפה מודפסת צריך להיות מותאם באופן כזה שהם חופפים כדי ליצור קווים מחוברים.
כאשר מיקרו-stirrers משי ממוקמים בתספורת דלק מי חמצן, מורפולוגיה פני השטח של stirrers משתנה בשל בועות להשתחרר מן המבנים הפנימיים, יצירת נקבוביות קטנות. מסגרות וידאו סטילס של שני מיקרו-stirrers נציג 100-שכבה ו 200 שכבות וחמישה אחוז דלק מי חמצן מוצגים כאן. הקווים האדומים והירוקים מציינים את המסלולים במעקב.
ניתן לקבוע את מהירות הסיבוב על-ידי שינוי הקצב של הכיוון כפי שמוצג כאן. השוואה בין מיקרו-ערבובים בעלי 100 שכבות ו-200 שכבות מסומנים בקטלאז מראה עלייה ייחודית במהירות הסיבוב של כ-0.6 סל"ד, מ-60 פלוס או מינוס שישה סל"ד ל-100 פלוס או מינוס 10 סל"ד. כדי לייצר דיו להדפסה עבור הליך זה, חשוב כי הסיבים מומסים לחלוטין במהלך תהליך הפירוק.
טכניקה זו אפשרה לנו לייצר מיקרו-stirrers מופעל על ידי מנגנונים שונים, מתאים ערבוב וזיהום גילוי מחקרים כפי שפורסם לאחרונה על ידינו בכתב העת, קטן.
