- 2025-04-25 14:12:23超低溫力學
- 超低溫力學是研究物質在極低溫度（接近絕對零度）下力學行為的學科。它涉及材料在超低溫環境下的強度、韌性、變形及斷裂等力學特性。在超低溫條件下，材料的微觀結構和性能會發生顯著變化，如金屬材料的脆性增加、塑料的韌性降低等。超低溫力學在航空航天、超導技術、材料科學等領域有重要應用，為設計和使用超低溫環境下的材料和結構提供理論依據和實驗指導。
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超低溫力學問答
- 2023-01-13 17:36:33強文推薦 | 動態力學分析如何支持可持續聚合物開發
- 引言動態力學分析 (DMA) 是一種測量材料在受到動態或循環力時的響應的技術。通常情況下，動態力學分析包括觀察材料處于小幅振蕩負荷下時的彈性和粘性反應，探測分子結構對擾動的響應。其他變量，如溫度、時間和頻率作為測試的一部分可以被改變，以表征材料在不同環境條件下的表現。 動態力學分析方法是設計和開發材料（包括可持續聚合物）的關鍵部分。在這一應用中，動態力學分析用來測量重要的特性，如玻璃化轉變和熔化溫度，以及這類材料的固化和老化行為。 這些特性對所有類型的聚合物的行為都至關重要。例如，結晶度影響材料的剛度，以及剛度如何隨溫度的變化而變化。了解玻璃化轉變行為可以揭示聚合物共混物是否可混溶。在可持續聚合物開發中，這些都是至關重要的測試，可確保起始材料和最 終產品的一致性，并滿足最 終使用的性能預期，特別是在與更傳統的聚合物進行基準比較時。DMA 測量應對可持續聚合物挑戰對于可持續聚合物，最 大的挑戰之一是確定消費后回收材料與傳統的原生樹脂在物理特性上有何不同。動態力學分析可以通過篩選和了解此類材料的行為和特性來幫助應對這一挑戰。反過來，這些結果可以預測使用回收材料對產品性能的任何不利影響，從而改進新的可再生或可生物降解聚合物候選材料的設計。 動態力學分析通常涉及對樣品施加某種類型的應力，然后使用某種類型的力傳感器或位移測量來跟蹤樣品的變化。首先將樣品夾在儀器中。然后，施加具有周期性的力，通常由某種類型的驅動電機來完成。動態力學分析儀可以用來表征各種樣品特性，包括玻璃轉化溫度和材料硬度。 根據待測樣品的類型來選擇合適的動態力學分析儀。測量條件最 好能反映出樣品在實際應用范圍中可能經歷的條件與參數。聚合物制造商使用DMA來確認他們的材料符合應用范圍內的任何不同要求，以確保安全性和所需的性能。 還需要考慮儀器上的夾具類型。一些夾具被優化用于固體，或者可以加熱以在不同溫度下進行測量。TA 的動態力學分析儀TA提供的一系列適用于不同測量手段和不同種類聚合物材料的儀器，包括DMA 850、Electroforce DMA 3200和3550。這些儀器的設計考慮到了易用性，并可直接集成到現有的工作流程和工藝中。每臺儀器都得益于TA儀器的專 利技術，可以對樣品進行定位和施力，這是史 無前例的。 Electroforce DMA 3200擁有最 大500N的力，加速度可達80g，是最苛刻的動態力學分析測試的理想選擇。Electroforce 3550型號在類似的大范圍內非常適合許多機械疲勞和動態特性測試。DMA 850是各種動態力學分析測試的理想工具，采用空氣軸承和光學編碼器技術來獲得最 精確的力靈敏度和位移分辨率。
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- 2023-03-07 22:09:15高通量單細胞力譜測定！多功能單細胞顯微操作技術助力單細胞力學研究
- 單程細胞具有復雜生物學性質，它們通過細胞外基質ECM形成緊密的細胞與基質細胞與細胞連接，諸如上皮細胞通過這種特殊的鏈接方式構成了屏障層保護人體免受外界損傷。因此細胞之間以及細胞基底的粘附力測定對于研究細胞粘附蛋白的機制有著重要意義。使用力學工具測量細胞間以及細胞與基質之間的粘附力始終不是一件容易的事情。首先，由于細胞與基質的作用力僅為nN級別，因此需要力學精度較高的設備才能夠測量，而且在這其中較為適合的工具為原子力顯微鏡（AFM）。原子力顯微鏡能夠提供納米級別的操作精度并可測量從pN~nN范圍的力譜。但是受制于AFM探針本身的限制，需要借助修飾手段才能夠讓細胞與探針固定到一起，這個過程十分繁瑣，并且由于需要大量手工操作很難實現高通量的測量。而不同的細胞由于細胞異質性使得要想確定粘附力需要較多樣本才能獲得相對準確的值，無法實現高通量測量直接限制了原子力探針在細胞粘附力上的應用。而多功能單細胞顯微操作FluidFM技術的出現改變了這一現狀，它使用特殊的中空探針能夠輕松地通過負壓抓取細胞，取得和AFM近似精度的數據，無需在探針上進行任何修飾，不會改變細胞表面的任何通路，從而能夠得到接近細胞原生的數據。在實驗結束后能夠通過正壓快速丟棄用過的細胞，具備很高的自動化，能夠快速測量細胞粘附力。使用FluidFM對細胞操作的基本流程 FluidFM在粘附力測量上具備顯著優勢。如圖所示，FluidFM能夠通過負壓將細胞吸附到原子力探針的末端，通過高精度位移臺的控制將細胞從基底上分離，并且同時記錄FD曲線。通過FD曲線能夠獲得最大粘附力Fmax和粘附能量Emax。通過高度自動化的控制系統能夠在短時間內測量大量細胞粘附力，評估細胞群體分布以及細胞間差異，并且可有效避免傳統粘附力測量因準備時間過長而錯過最佳測量時間導致的細胞粘附力改變，得到更為精準的結果。近期，Agoston等人使用多功能單細胞顯微操作系統FluidFM實現了高通量細胞粘附力測量，對同種細胞不同區以及不同細胞之間的粘附力進行測量和比較。作者首先對Vero和Hela細胞在不同狀態下的粘附力進行了測量和比較，總共測量了214個細胞。通過比較明膠涂層上處于單個細胞、孤島狀細胞、致密連接細胞以及單層細胞上游離細胞之間的粘附力，能夠明顯觀測到Vero細胞處于致密連接的細胞粘附力最大，大概在750 nN左右，隨著細胞單細胞層的稀疏，細胞粘附力有所下降，而處于細胞層頂部的細胞粘附力最低僅為50 nN左右。這一點充分說明上皮細胞能夠在細胞之間形成緊密的連接，而處于細胞層外的細胞則幾乎沒有粘附力。而對于HeLa這樣的腫瘤細胞測量的結果卻顯示出了截然不同的結果，處于不同狀態的細胞有著近似的粘附力，基本都在200 nN左右，這與處于單個游離上皮細胞的粘附力十分接近，表明HeLa細胞在不同環境下仍然具有較高遷徙能力。使用FluidFM對不同區域細胞的FD曲線測定結果和對比 通過對這兩種細胞的最大粘附力、最大粘附能量、最大拉伸距離和細胞接觸面積進行統計分析可以發現，HeLa腫瘤細胞在粘附力和粘附能量上均有所降低，但是當HeLa細胞形成了單層后，兩者區別不大。對比Hela和Vero在不同生長狀態下的最大粘附力、最大粘附能量、粘附拉伸距離和粘附面積。再進一步對Vero與HeLa細胞最大粘附力與距離和接觸面積進行對比，依然可以得到與單獨比較粘附力相同的結果，并且最大能量與細胞接觸面積的比值中也存在著類似的結果。由此可見腫瘤細胞通過降低自身粘附力從而獲得了更好的遷移能力。對不同狀態Vero和A549之間的粘附力/粘附距離、粘附力/粘附面積、粘附能量/粘附面積 總結 細胞粘附力測定在細胞生命科學研究中起著至關重要的作用，然而傳統手段中有著各種各樣的局限性，主要原因是缺乏一種有效抓取細胞并進行力學測定的手段。現如今FluidFM技術在細胞粘附力測定中的應用，使得研究者們有了一種能夠有效、低損的方式抓取細胞，配合原子力顯微鏡精確測量的特性，真正意義上做到精準、無損、快速的測量單細胞粘附力，幫助研究者尋找細胞粘附力與細胞生命發展、腫瘤細胞轉移之間的關系。 【參考文獻】[1] A. Sancho, M. B. Taskin, L. Wistlich, P. Stahlhut, K. Wittmann, A. Rossi & J. Groll. Cell Adhesion Assessment Reveals a Higher Force per Contact Area on Fibrous Structures Compared to Flat Surfaces. ACS Biomater. Sci. Eng. 2022, 8, 2, 649–658.[2] P.W. Doll, K. Doll, A. Winkel, R. Thelen, R. Ahrens, M. Stiesch & A.E. Guber. Influence of the Available Surface Area and Cell Elasticity on Bacterial Adhesion Forces on Highly Ordered Silicon Nanopillars. ACS Omega. 2022, 7, 21, 17620–17631.[3] Sankaran, S. Jaatinen, L. Brinkmann, J. Zambelli, T. V?r?s, J. Jonkheijm, P. Cell adhesion on dynamic supramolecular surfaces probed by fluid force microscopy-based single-cell force spectroscopy. ACS Nano 2017, 11, 3867–3874.[4] Sancho, A. Vandersmissen, I. Craps, S. Luttun, A. Groll, J. A new strategy to measure intercellular adhesion forces in mature cell-cell contacts. Sci. Rep. 2017, 7, 46152.[5] Ines, Lüchtefeld. Alice, Bartolozzi. Julián M. M. Oana, Dobre. Michele, Basso. Tomaso, Zambelli. Massimo, Vassalli. Elasticity spectra as a tool to investigate actin cortex mechanics. J Nanobiotechnol. 2020, 18, 147.[6] Dehullu, J. Valotteau, C. Herman-Bausier, P. Garcia-Sherman, M. Mittelviefhaus, M. Vorholt, J. A. Lipke, P. N. Dufrene, Y. F. Fluidic force microscopy demonstrates that homophilic adhesion by Candida albicans Als proteins is mediated by amyloid bonds between cells. Nano Lett. 2019, 19, 3846–3853.[7] Mittelviefhaus, M. Müller, D. B. Zambelli, T. Vorholt, J. A. A modular atomic force microscopy approach reveals a large range of hydrophobic adhesion forces among bacterial members of the leaf microbiota. ISME J. 2019, 13, 1878–1882.[8] F. Weigl, C. Blum, A. Sancho & J. Groll. Correlative Analysis of Intra- versus Extracellular Cell Detachment Events vis the Alignment of Optical Imaging and Detachment Force Quantification. Adv. Mater. Technol. 2022, 2200195.【相關產品】 多功能單細胞顯微操作系統- FluidFM OMNIUM:http://www.ghhbs.com.cn/zt2203/product_386418.html
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- 2021-09-29 11:20:16超低溫反應浴既節省空間，又能高效完成實驗條件
- 超低溫反應浴常用于醫院、科研、大學和公司實驗室，代替干冰和液氮進行低溫反應。主要為燒瓶、燒杯、試管等反應器提供恒溫環境，可提供-40°C及以下的超低溫環境。放置一個500ml～20,000ml的反應瓶，適用于大多數實驗室的微反應。 超低溫反應浴的性能特點： 1、快速冷卻，更快達到所需溫度。 2、溫度數字設定，液晶顯示。 3、全封閉磁力攪拌器，可保持攪拌穩定性。 4、伸縮蓋的口徑可根據所用反應容器的外徑進行調整，以減少制冷劑消耗。 5、反應釜內裝有內置兩級攪拌器和攪拌棒，保持樣品溫度均勻。 6、配備固定桿和深桶支架，方便放置和固定滴定管、傳感器等支撐裝置。 7、采用進口壓縮機，可靠性高，效率高。 8、設有浴液排出口。 9、單級壓縮分離超低溫技術可滿足-100℃~-120℃的需要。 10、超低溫反應浴制冷壓縮機等關鍵部件可靠性高，效率高。 11、按鍵輸入數字顯示，操作方便。 12、循環系統采用304不銹鋼和高分子防腐材料，防止生銹、腐蝕和低溫液體污染。 13、-100℃以下無循環系統。 超低溫反應浴槽內部特殊設計有磁力攪拌系統，可直接磁力攪拌低溫恒溫樣品或置于恒溫浴工作腔燒杯中的高溫恒溫樣品，無需外部立式攪拌電機即可對燒杯中的樣品進行攪拌。既節省空間，又高效完成實驗條件。
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- 2022-06-05 17:36:23液氮冷凍研磨儀能否在液氮預冷超低溫下完成高效研磨|凈信
- 冷凍研磨設備的多功能性研磨，使其設備具有多種研磨方式，除去低溫研磨，還有濕磨、干磨，使其設備成為一種理想的樣品研磨工具，對其樣品的研磨效率較高，研磨效果較好。 樣品的冷凍低溫研磨是一種成功處理熱敏樣品和彈性物質的一個研磨過程，通過液氮的超低溫對其預冷冷卻，在研磨過程中可不斷應用液氮的超低溫來冷卻研磨罐，使其研磨環境處于低溫狀態，避免溫升帶給樣品的破壞，同時也避免的樣品成分活性的喪失。 由于液氮冷凍研磨儀在對樣品的冷凍研磨過程中，其液氮在封閉系統中流動，用戶不會直接接觸液氮，確保了使用的安全性；同時設備的自動冷卻系統也確保了樣品在研磨過程不會在樣品完全冷卻前啟動，這樣可大大減少損耗，保證低溫研磨結果的可重復性。 在對樣品開展研磨前，是需要對其振蕩頻率、預冷或研磨時間等參數進行設置，其操作可通過顯示屏進行設置。通常對于樣品的研磨只需幾分鐘，為避免樣品在研磨過程中，出現升溫現象，中間冷卻時間和循環次數可提前選擇，或者在研磨前，對離心管進行預冷操作。在待機操作期間，也可保留所有的儀器研磨參數，可用于后續同樣的樣本實驗應用。 液氮的超低溫預冷，由于溫度過低會使得樣品冷凍到脆點，使其加速了樣品研磨速度和研磨時間的應用；且其低溫研磨不但不會造成樣品成分的損耗，還可保護樣品成分，減少樣品的揮發，避免了生物分子因壓力和受熱而降解的問題；其對樣品的低溫研磨還可大大提高樣品研磨的效率。 想必在日常實驗中，也有很多用戶都操作過樣品的低溫研磨和常溫研磨吧，特別是在對高韌性樣品和熱敏性樣品的研磨過程中，真的只有操作過的才知道，對這類樣品研磨，使用液氮冷凍研磨儀的低溫研磨那是真的香！
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- 2023-02-24 11:28:18高通量、自動化單細胞力譜測定！多功能單細胞顯微操作全新技術助力單細胞力學研究
- 研究現狀單程細胞具有復雜生物學性質，它們通過細胞外基質ECM形成緊密的細胞與基質細胞與細胞連接，諸如上皮細胞通過這種特殊的鏈接方式構成了屏障層保護人體免受外界損傷。因此細胞之間以及細胞基底的粘附力測定對于研究細胞粘附蛋白的機制有著重要意義。使用力學工具測量細胞間以及細胞與基質之間的粘附力始終不是一件容易的事情。首先，由于細胞與基質的作用力僅為nN級別，因此需要力學精度較高的設備才能夠測量，而且在這其中較為適合的工具為原子力顯微鏡（AFM）。原子力顯微鏡能夠提供納米級別的操作精度并可測量從pN~nN范圍的力譜。但是受制于AFM探針本身的限制，需要借助修飾手段才能夠讓細胞與探針固定到一起，這個過程十分繁瑣，并且由于需要大量手工操作很難實現高通量的測量。而不同的細胞由于細胞異質性使得要想確定粘附力需要較多樣本才能獲得相對準確的值，無法實現高通量測量直接限制了原子力探針在細胞粘附力上的應用。多功能單細胞顯微操作FluidFM技術多功能單細胞顯微操作FluidFM技術的出現改變了這一現狀，它使用特殊的中空探針能夠輕松地通過負壓抓取細胞，取得和AFM近似精度的數據，無需在探針上進行任何修飾，不會改變細胞表面的任何通路，從而能夠得到接近細胞原生的數據。在實驗結束后能夠通過正壓快速丟棄用過的細胞，具備很高的自動化，能夠快速測量細胞粘附力。使用FluidFM對細胞操作的基本流程FluidFM在粘附力測量上具備顯著優勢。如圖所示，FluidFM能夠通過負壓將細胞吸附到原子力探針的末端，通過高精度位移臺的控制將細胞從基底上分離，并且同時記錄FD曲線。通過FD曲線能夠獲得最 大粘附力Fmax和粘附能量Emax。通過高度自動化的控制系統能夠在短時間內測量大量細胞粘附力，評估細胞群體分布以及細胞間差異，并且可有效避免傳統粘附力測量因準備時間過長而錯過最 佳測量時間導致的細胞粘附力改變，得到更為精 準的結果。
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