《不對稱雙面神粒子微探針流變檢測儀》是依託廈門大學，由崔景芹擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：不對稱雙面神粒子微探針流變檢測儀
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：崔景芹
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
膠體微粒子已廣泛作為實驗微探針檢測黏性或黏彈性流體流變特性等。相比常規流變儀以膠體微粒子作為探針具有樣品用量小、測量頻率範圍廣，測量直接，可以還原流體原位真實性質等特點。常見微探針多為追蹤球狀微粒在介質中的布朗平動，近年來不對稱微探針如棒狀或盤狀粒子的轉動或平動加轉動也被套用於各流體系統，比單純平動信息更為豐富。然而這些粒子本身的複雜形狀使得數據後處理和數理分析大為繁瑣。雙面神微球在保持幾何形體簡單的同時增加了不對稱物化特性，其中光學不對稱使得微球粒子轉動示蹤首次成為可能，由是簡化示蹤分析。本項目擬研製一簡潔實用的雙面神粒子微探針系統，開發微粒子3D平動－轉動圖像及數據分析平台，並在此基礎上討論不對稱表面修飾對粒子熱平動－轉動影響，以期獲得表面－流體相互作用量化信息。系統可最終用於更精確流變特性分析，以及實時分析反推生物大分子相互作用等與抗體篩選、結合特性、新藥開發等相關的重要信息等。
結題摘要
項目以不對稱結構為基礎，面向關鍵科學問題，就簡單形狀的雙面神Janus微球探針在流體中的熱動力學行為進行了詳細考察和探討。研究內容主要集中在四個方面：（1）初步搭建了設定和確定了實驗條件；（2）系統開發了對Janus探針的非圓形顯微圖像的示蹤方法；（3）套用在牛頓型流體性質分析中；（4）套用在檢測細微作用力中。在實驗裝置設計上，確定了選用PDMS薄圓環或刻蝕微槽結構以減少探針在z方向上的運動。不對稱圖形的圖像分析和追蹤取得了關鍵進展和一定突破，在圖像分析上，示蹤能夠確定微米級的質心與三維方向性，用於分析探針的平動和轉動，解析度分別達到0.5像素（～50 nm）和10°以下。利用對Janus探針布朗運動的追蹤確定了流體介質粘度，並通過與理論擴散係數比較確定了探針在z方向的相對位置。相關工作得到了同行的贊同性評價，被認為“will be an important resource for members of the asymmetric colloids community”。檢測分子間力的實驗結果處於整理中，數據表明在金半殼上修飾長鏈烴分子的Janus探針表現出與未修飾Janus探針不同的動力學，其轉動速度相對加快，表現為追蹤數據所得的擴散係數增大且不對稱。此外在進行中的實驗和撰寫中的文章包括Janus微球的電動力學研究，以期為其組裝成有特殊光、電、磁等效應的有序結構提供數據和依據，為擴展不對稱結構的套用提供建議。項目主持人參加了相關領域有重要影響的國內外學術會議，在美國化學會膠體與界面科學分會（2014年）、中國化學會年會（2016年）上分別做了口頭報告和牆報展示，增進學術交流、發展專業合作，與國內外一些研究所和大學建立了較為穩固的合作關係。在項目進行中注重工作質量與系統性，除發表兩篇SCI論文外，申請了一項中國發明專利，協助培養碩士生兩名，並獲福建省自科基金擬立項。
