Filtre à air dispositifs, y compris maillages non tissé de électrofilées protéines recombinantes de soie d'araignée

1. Filage de préparation Prenez lyophilisé eADF4 (C16) protéines. Peser 20 mg de eADF4 (C16) dans un récipient de réaction de 1 ml à l'aide d'une balance de haute précision. Ajouter 200 pi de hexafluoroisopropanol (HFIP) et sceller le récipient avec du Parafilm. Remarque: HFIP est très volatile et délétère. Comme il peut causer des dommages dans les voies respiratoires, travailler sous une hotte de sécurité, pipette soigneusement et hermétiquement le tube. Vortex la suspension pendant 1 min et encore secouer pour effacer la solution. Pour s'assurer que la totalité du montant de la protéine est complètement dissous, attendez au lendemain. 2. Electrospinning Préparez l'appareil electrospinning (Figure 1): placer le matériau filtrant au-dessus de la contre-électrode et le préréglage de la tension à la fois de l'électrode (-22.5 kV) et la contre-électrode (+2,5 kV). Réglez le débit à 315 pl / h. Note: wien que electrospinning, HFIP toxique sera évaporée. Assurez-vous que votre appareil est connecté à électrofilature une hotte. Prenez disponible dans le commerce 20 G aiguille et moudre le bout pointu avec un moulin à main à une longueur résiduelle de 30 mm. Branchez l'aiguille à une seringue de 1 ml. Remarque: Une extrémité de l'aiguille d'avion est nécessaire, afin de générer un cône de Taylor bien définie. Chargez l'ensemble filer (200 pi) dans la seringue. Superposer la dope avec 100 ul d'air, afin de permettre à la solution complète à extruder au cours du processus de filage. Note: Afin d'éviter le colmatage de l'aiguille, assurez-vous qu'il n'y a pas de particules (agrégats ou des impuretés) dans la solution de filage. Travailler sous une hotte! Fixer la seringue remplie à la pompe de seringue du dispositif et presser électrofilage avec soin sur le piston de la seringue jusqu'à ce qu'une goutte apparaisse à la pointe de l'aiguille. Verrouiller le piston. Réglez la distanceentre la pointe de l'aiguille et la contre-électrode à 8-20 cm. Démarrer la pompe de la seringue et retirer la gouttelette (habituellement séché) de l'ouverture de l'aiguille. Activer toutes les installations de sécurité du dispositif électrofilature immédiatement et commencer à la source de haute tension dès qu'une nouvelle goutte apparaît. Electrospinning de la solution de filage va commencer postérieurement. Utiliser un chronomètre pour contrôler la durée de rotation. Note: Afin d'éviter le dessèchement de la solution et ainsi obstruer de l'aiguille, il est nécessaire de commencer immédiatement le processus de filage après avoir enlevé la goutte séché. Depuis électrofilature de protéines de soie d'araignée recombinante dépend de l'humidité et de la température, une adaptation des paramètres du processus vers des conditions individuelles de laboratoire peut être nécessaire (Figure 2). Remarque: Pour éviter la gouttelette de séchage (figure 2B) permettre un débit suffisant. Si il ya une faible humidificationté dans l'atmosphère environnante, ajuster l'humidité relative ou augmenter le débit. Abaisser la tension jusqu'à un cône approprié Taylor se produit (figure 2A). Quand il n'y a pas de solution à la pointe (figure 2C), augmenter le débit et réduire la tension jusqu'à une goutte survient. Ensuite, ajuster la tension en vue d'établir un cône de Taylor régulière et stable (figure 2A). Après 30 sec / 60 sec / 90 sec de l'interrupteur de la pompe de la seringue électrofilature. Afin d'éviter la chute des gouttelettes, attendre 10 secondes avant d'éteindre la source de haute tension pour relâcher la pression résiduelle dans la seringue. Les étapes 6 à 8 peuvent être effectuées sur différents types de matériaux de filtration, tels que le polyamide, le polypropylène et des mailles non tissé de polyester, ainsi que de papier noir pour la comparaison. Pour produire un maillage tissé pour des expériences de stabilité ultérieures, utilisez du papier noir à la place de matériau filtrant et effectuez les étapes 5 à 7. Après 5 min de electrospinning, arrêterle procédé tel que décrit à l'étape 8. 3. Post-traitement des maillages non-tissés de soie Préchauffer un four à 60 ° C. Placer les supports de filtres avec eADF4 (C16) mailles non tissées verticalement et avec une distance minimale de 2 cm dans un récipient en verre verrouillable. Le récipient doit avoir deux ouvertures qui seront utilisés pour introduire ensuite l'éthanol et de l'eau. Note: Lors de la fixation des matériaux filtrants, assurez-vous que la surface nécessaire pour les expériences de perméabilité n'est pas endommagé par les pinces. Connectez deux 60 seringues ml, l'un rempli avec de l'éthanol et un rempli avec de l'eau, avec des tubes de silicone pointant dans le fond intérieur du récipient post-traitement (figure 3). Remarque: Dans le but de pouvoir enlever le liquide du récipient, après le traitement, placer les ouvertures des tubes le plus près possible du fond. Placez le récipient post-traitement dans la VOfr et ajouter 60 ml d'éthanol par extrusion de la seringue. Utiliser un chronomètre pour contrôler la durée du traitement. Après 90 min de traitement à la vapeur d'éthanol, éliminer l'éthanol avec la seringue à partir de la vitre, et ajouter 60 ml d'eau à partir de la seconde seringue. Attendez encore 90 min, puis retirez l'eau et éteindre le four. Afin d'éviter les gouttelettes de condensation, laissez le récipient dans le four jusqu'à ce qu'il soit complètement refroidi. 4. Analyse de la soie d'araignée non-tissés Meshes Préparer les mailles de soie tissés des essais de stabilité sur papier noir ou tout autre support amovible. Coupez deux cadres en carton et d'ajuster la bande adhésive double-collante. Appuyez sur un cadre sur la soie maille tissée déposée sur papier noir et utiliser un scalpel pour couper l'excédent de fibres de soie (garder les excès de fibres pour la suite SEM-imagerie). Retirez délicatement le châssis afin de détacher le non-tissé du papier. Répétez cette étape avec le deuxième cadre(Figure 4). Test de trempage pratique: Couper un morceau (1 cm 2) de chacun, la soie maille tissée post-traité et non traité et le tremper dans de l'eau déminéralisée. Le maillage de la soie non-tissé non traité se dissoudre immédiatement, tandis que la maille non tissée traitée sera stable (figure 5). Après le trempage, sécher l'échantillon de croisement et le préparer pour l'imagerie SEM. Transformée de Fourier spectroscopie infrarouge (FTIR)-mesure et suivant Fourier auto-déconvolution (FSD): Transmission: Afin d'obtenir des informations sur les changements de structure des protéines de soie sur un post-traitement des maillages non-tissés, FTIR peut être appliquée en utilisant les paramètres -mode, balayage de 800 à 4000 cm -1, 60 accumulations sont mesurés et moyenne pour chaque spectre, une référence est mesurée par spectre. Pour l'analyse quantitative des données, FSD peut être utilisé (Figure 6 et Figure 7). Ainsi, les courbes sont réduits au ar donnéesch entre 1,590 et 1,705 cm -1 et une correction de base est effectuée. Un ajustement des moindres carrés locale est calculé en fonction des positions de pointe tirées d'études précédentes (1611, 1619, 1624, 1630, 1640, 1650, 1659, 1666, 1680, 1691, 1698 cm -1) 22. Imagerie SEM: SEM peut être utilisée pour étudier diamètre des fibres et de la morphologie des fibres de soie sur les différents supports de filtres et d'analyser l'influence du post-traitement sur ​​la morphologie de la fibre (figure 8). Utilisez des grossissements de 5.000 x 25.000 x pour obtenir des images suffisamment détaillées. 5. Détermination de la perméabilité à l'air Placez une pièce de fixation adéquate du matériau filtrant sur ​​la zone de mesure d'un dispositif de perméabilité à l'air Akustron. Remarque :: Si vous utilisez un autre type de dispositif de perméabilité à l'air, assurez-vous qu'il répond aux exigences de la norme DIN 53 887, DIN 53 120, ISO 9237 et ASTM D 737-96. Employer un dispositif de perméabilité à l'air Akustron (ou tout autre comme représenté en 5.1). Si nécessaire calculer les données normés [l / (m 2 x s)]. Répétez les étapes 1 et 2 au moins 10 fois avec différentes parties de votre échantillon et calculer la moyenne arithmétique (Figure 9). Remarque: la perméabilité à l'air de mesure nécessite un contact du dispositif et la maille non tissée. Ainsi, une manipulation soigneuse des échantillons est essentielle pour éviter la rupture de la soie délicate maille tissée. 6. Détermination de l'efficacité Filter Utilisation d'une machine appropriée avec commande de pression et de compteur de particules, par exemple un granulomètre universel (Palas GmbH, Karlsruhe, Allemagne). Placer les échantillons de filtre dans le dispositif de rétention de particules et mesure (figure 10). Aérosol: Di-éthyl-hexyl-sebacat (DEHS); tailles de particules: 0,3-3 um, durée: 30 sec; la vitesse du liquide: 2,350 cm / s; Débit d'air: 3.400 m 3 / h. <br/> Note: Manipuler l'échantillon avec soin et ne pas toucher la surface pour empêcher la destruction de la maille tissée et éviter toute pollution. Veillez à créer suffisamment d'échantillons de qualité égale pour les mesures de performance.