Air Filter apparaten Inclusief geweven Netten van Electrospun Recombinant Spider Silk Eiwitten

1. Spinning Dope Voorbereiding Neem gevriesdroogd eADF4 (C16) eiwit. Weeg 20 mg eADF4 (C16) in een 1 ml reactievat met een hoge precisie schaal. Voeg 200 ul van hexafluorisopropanol (HFIP) en sluit het vat met Parafilm. Opmerking: HFIP is zeer volatiel en schadelijk. Als het schade kan veroorzaken in de luchtwegen, werken onder een beschermkap, pipet voorzichtig, en de dop van de buis. Vortex de suspensie voor 1 min en verder schud om de oplossing te wissen. Om ervoor te zorgen, dat de gehele hoeveelheid eiwit volledig is opgelost, wacht gedurende de nacht. 2. Electrospinning Bereid de electrospinning (figuur 1) plaats het filtermateriaal boven de tegenelektrode en de ingestelde spanning van de beide elektroden (-22.5 kV) en de tegenelektrode (2,5 kV). Stel de volumestroom tot 315 ul / uur. Opmerking: while electrospinning, giftige HFIP wordt verdampt. Zorg ervoor dat uw electrospinning apparaat is aangesloten op een zuurkast. Neem een ​​commercieel verkrijgbaar 20 G naald en slijp de scherpe punt met een hand slijpmachine om een ​​resterende lengte van 30 mm. Sluit de naald naar een 1 ml spuit. Opmerking: Een vliegtuig naaldpunt nodig om een goed gedefinieerde Taylor kegel genereren. Laad de gehele spinnen dope (200 pi) in de spuit. Overlay de dope met 100 ul van lucht, zodat de complete oplossing te extruderen tijdens het spinproces. Opmerking: Om te voorkomen dat verstopping van de naald, zorg ervoor dat er geen deeltjes (aggregaten of verontreinigingen) in het spinnen dope. Werken onder een zuurkast! Bevestig de gevulde spuit naar de injectiepomp van de electrospinning apparaat en druk voorzichtig op de zuiger op de spuit totdat er een druppeltje verschijnt aan het uiteinde van de naald. Vergrendelen de zuiger. Stel de afstandtussen de punt van de naald en de contra-elektrode aan 8-20 cm. Start de spuit pomp en verwijder de (meestal uitgedroogd) druppel uit de opening van de naald. Activeer alle veiligheidsinstallaties van het electrospinning apparaat onmiddellijk uit en start de hoge spanningsbron zodra een nieuwe druppel verschijnt. Elektrospinning van de spinnen dope zal vervolgens starten. Gebruik een stopwatch om draaiende duration te beheren. Opmerking: Om uitdrogen te voorkomen van de oplossing en daardoor verstopping van de naald, moet onmiddellijk beginnen het spinproces na het verwijderen van de gedroogde druppel. Aangezien elektrospinning van recombinante eiwitten spinzijde afhankelijk luchtvochtigheid en temperatuur, kan een aanpassing van de procesparameters op de individuele lab condities noodzakelijk zijn (Figuur 2). Opmerking: Om de druppel niet uitdroogt (Figuur 2B) in staat een voldoende debiet. Als er een lage humidity in de omringende atmosfeer, passen de relatieve vochtigheid of verhoging van het debiet. Verlaag de spanning tot een goede Taylor kegel optreedt (Figuur 2A). Als er geen oplossing aan het uiteinde (figuur 2C), verhoging van de stroomsnelheid en laat de spanning totdat een druppel optreedt. Passen dan spanning om een regelmatige en stabiele Taylor Cone (Figuur 2A) vast te stellen. Na 30 sec / 60 sec / 90 sec van electrospinning schakelaar van de injectiepomp. Om de dalende druppeltjes te voorkomen, wacht 10 seconden voor het uitschakelen van de hoogspanning bron naar de resterende druk in de spuit los. Stappen 6-8 worden uitgevoerd op verschillende filtermaterialen, zoals polyamide, polypropyleen en polyester geweven mazen, maar ook zwart papier voor vergelijking. Om een ​​niet-geweven gaas voor latere stabiliteit experimenten produceren, gebruiken zwart papier in plaats van filtermateriaal en de stappen 5 tot 7. Na 5 min van electrospinning, stopde werkwijze beschreven in stap 8. 3. Nabehandeling van zijde geweven Netten Verwarm de oven tot 60 ° C. Plaats het filter substraten met eADF4 (C16) geweven mazen verticaal en met een minimale afstand van 2 cm in een glazen afsluitbare container. De houder moet twee openingen die worden gebruikt voor ethanol en water vervolgens introduceren. Opmerking: Bij de vaststelling van de filtermaterialen, zorg ervoor dat het gebied nodig is voor permeabiliteit experimenten niet wordt beschadigd door de klemmen. Verbind twee 60 ml spuiten, een gevuld met ethanol en een gevuld met water, met silicone buizen wijst in het inwendige bodem van de nabehandeling container (figuur 3). Opmerking: Om in staat om de vloeistof uit de houder na de behandeling verwijderd, plaats de openingen van de leidingen zo dicht mogelijk bij de bodem. Plaats de nabehandeling container in de ovnl en voeg 60 ml ethanol door het extruderen van de spuit. Gebruik een stopwatch om behandelingsduur beheersen. Na 90 min van ethanol damp behandeling, verwijder de ethanol met de spuit van het glas, en voeg 60 ml water uit de tweede spuit. Wachten op een andere 90 min, verwijder dan het water en schakel de oven. Om druppeltjes voorkomen door condensatie, laat de container in de oven totdat deze volledig is afgekoeld. 4. Analyse van Spider Silk geweven Netten Bereid de zijde geweven mazen voor stabiliteitstests op zwart papier of andere verwijderbare steun. Snij twee frames van karton en pas dubbel-kleverige plakband. Druk op een frame op de zijde geweven gaas afgezet op zwart papier en gebruik een scalpel af te snijden het overtollige van zijde vezels (houd de overtollige vezels voor volgende SEM-imaging). Verwijder het frame zorgvuldig om de niet-geweven losmaken van het papier. Herhaal deze stap voor het tweede frame(Figuur 4). Praktische dip-test: Knip een stuk (1 cm 2) van elk, de post-behandelde en niet-behandelde zijde geweven gaas en dompel het in gedemineraliseerd water. De niet-behandelde zijde geweven gaas onmiddellijk oplossen, terwijl de behandelde geweven gaas stabiel zijn (figuur 5). Na het dompelen, drogen de gedimde monster en bereiden het voor SEM beeldvorming. Fourier transform infrarood spectroscopie (FTIR)-metingen en de daaropvolgende Fourier self-deconvolution (FSD): Om informatie over de structurele veranderingen van de zijde-eiwitten bij nabehandeling van de niet-geweven mazen te krijgen, kan FTIR worden toegepast met behulp van de parameters: Transmissie -modus, scannen van 800 tot 4000 cm -1, worden 60 ophopingen gemeten en gemiddeld voor elk spectrum, wordt een verwijzing gemeten per spectrum. Voor kwantitatieve analyse van de gegevens kan worden toegepast FSD (Figuur 6 en Figuur 7). Daarbij worden de curves gereduceerd tot de gegevens area tussen 1590 en 1705 cm-1 en een basislijn correctie wordt uitgevoerd. Een lokale minste kwadraten berekend volgens de piekposities uit eerdere studies (1611, 1619, 1624, 1630, 1640, 1650, 1659, 1666, 1680, 1691, 1698 cm -1) 22. SEM beeldvorming: SEM kan op vezeldiameter en de morfologie van zijde vezels op verschillende filter substraten te onderzoeken en de invloed van de nabehandeling analyseren de vezel morfologie (figuur 8). Gebruik vergrotingen van 5.000 x 25.000 x om voldoende gedetailleerde beelden te krijgen. 5. Bepaling van Luchtdoorlaatbaarheid Plaats een juiste montage deel van het filter materiaal op het gebied van het meten van een Akustron luchtdoorlatendheid apparaat. Opmerking :: Als u een ander type luchtdoorlatendheid apparaat gebruikt, zorg ervoor dat het voldoet aan de eisen van DIN 53 887, DIN 53 120, ISO 9237 en ASTM D 737-96 normen. Gebruik van een Akustron luchtdoorlaatbaarheid inrichting (of een ander zoals afgebeeld in 5.1). Eventueel berekenen genormeerde data [l / (m2 x sec)]. Herhaal stap 1 en 2 minstens 10 keer met verschillende onderdelen van uw monster en berekent het rekenkundig midden (figuur 9). Opmerking: Het meten van luchtdoorlatendheid contact van het apparaat en de niet-geweven gaas nodig. Dus een zorgvuldige behandeling van de monsters is essentieel om breuk van de gevoelige zijde geweven gaas voorkomen. 6. Bepaling van de Filter Efficiency Gebruik een goede machine met drukregeling en deeltjesteller, zoals een Universele deeltje sizer (Palas GmbH, Karlsruhe, D). Plaats het filter monsters in het apparaat en meet partikelretentie (Figuur 10). Aërosol: Di-ethyl-hexyl-sebacat (DEHS); deeltjesgrootte: 0,3-3 micrometer; duur: 30 sec; vloeistof snelheid: 2350 cm / sec; luchtstroom: 3400 m 3 / uur. <br/> Let op: Behandel het monster voorzichtig en raak het oppervlak tot de vernietiging van de niet-geweven gaas te voorkomen en te voorkomen dat de verontreiniging niet aan. Zorg dat er voldoende monsters van gelijke kwaliteit te creëren voor prestatiemetingen.