X射線光電子能譜(XPS)對(duì)納米復(fù)合物地表面分析報(bào)告

實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案X射線光電子能譜(XPS)對(duì)納米復(fù)合物的表面分析EfratKorin,*, ?NatalyaFroumin, ?,§andSmadarCohen ?,§,∥?avramGoldstein 和格倫-星生物技術(shù)工程部，工程? departmentofMaterials ，§theIlseKatz nanoscale 協(xié)會(huì)科技，醫(yī)藥和∥ regenerative 干細(xì)胞（rMSCs）研究中心，本古里安大學(xué)的內(nèi)蓋夫 84105 茶，啤酒舍瓦，以色列摘要：自組裝單分子自發(fā)組成的連接通過(guò)非共價(jià)相互作用的納米復(fù)合物最近成為通用的替代傳統(tǒng)的藥物控釋系統(tǒng)由于其獨(dú)特的生物特性（反應(yīng)，動(dòng)力學(xué)，等）。這種納米復(fù)合物的表征通常包括粒度分布、 表面電荷、形態(tài)、藥物包封E?效率，并驗(yàn)證?陽(yáng)離子標(biāo)記組件使用共存研究在納米復(fù)合物的共存。不常見(jiàn)的是coassembled 納米復(fù)合雙?不同組件之間的分子間的相互作用的直接檢驗(yàn)，特別是在吸濕組件組成的納米復(fù)合物， 因?yàn)榉奖愕姆椒ㄈ匀狈?。在這里，我們提出了一個(gè)詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)協(xié)議，用于測(cè)定表面組成和化學(xué)鍵的 X-射線光電子能譜（XPS）干燥后的沉積物吸濕性樣品隔夜在特高壓。我們應(yīng)用這個(gè)方法來(lái)研究二元鈣siRNA 納米復(fù)合物和透明質(zhì)酸硫酸三元納米復(fù)合物的表面化學(xué)（已經(jīng)） -鈣的siRNA，沉積在晶片。值得注意的是，我們發(fā)現(xiàn)，該協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)的 X射線光電子能譜儀對(duì)沉積納米復(fù)合物的表面組成和相互作用的研究， 它只需要一個(gè)相對(duì)少量的納米懸浮液。關(guān)鍵詞：XPS、滴沉積、表面特性、藥物載體、納米復(fù)合物■簡(jiǎn)介文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案X射線光電子能譜（XPS），也被稱為電子光譜化學(xué)分析（ ESCA），是一個(gè)敏感的光譜定量分析技術(shù)，對(duì)材料的表面化學(xué)。用一束 X射線等典型鋁鉀或鎂αKα源照射材料得到了XPS光譜，同時(shí)測(cè)量的動(dòng)能和電子，從被分析的材料的表面原子逃逸數(shù)。1用電子從表面逸出和結(jié)合能的強(qiáng)度（從測(cè)量的動(dòng)能記錄計(jì)算），得到的XPS譜圖。在XPS表面分析中，為了獲得光譜中的最大電子計(jì)數(shù)，需要一個(gè)超高真空系統(tǒng)，因?yàn)榉治鰞x通常離 X射線照射表面只有一米遠(yuǎn)。超高真空表面分析技術(shù)定性和定量地估計(jì)元素的元素組成， 原子序數(shù)的鋰和以上，除了確定類型的化學(xué)鍵和氧化狀態(tài)的材料表面。 XPS已廣泛應(yīng)用于研究各種各樣的領(lǐng)域、表面化學(xué)，如電子取證， 2、生物學(xué)等等。然而，由于傳統(tǒng)的 XPS必須保持特高壓環(huán)境，這種方法僅限于在研究半導(dǎo)體的表面固體樣品和重點(diǎn)，薄 ?LMS和涂層（例如，金屬/金屬氧化物/DNA?LM），3-5biosensors6，干燥粉末藥品的材料。7-14在過(guò)去的十幾年里，由多組分納米復(fù)合材料制成的自組裝納米粒子被用于控制藥物的傳遞。對(duì)多組分納米復(fù)合材料的形成及其特征的驗(yàn)證通常是通過(guò)對(duì)凈表面電荷和顆粒大小的變化來(lái)進(jìn)行的，同時(shí)也對(duì)該治療劑的誘捕效率進(jìn)行了評(píng)估。只有少數(shù)出版物通過(guò)研究它們表面的化學(xué)特征， 通過(guò)獲取表面成分的信息和參與NP形成的鍵類型來(lái)驗(yàn)證 NPs中不同組分的共存。15、16主要是大量的化學(xué)分析，如核磁共振波譜(NMR)和傅立葉變換紅外光譜(FTIR)吸收光譜，通過(guò)檢測(cè)特定的官能團(tuán)來(lái)確定納米復(fù)合物中不同組分的存在。 13、17-22然而,核磁共振和紅外光譜requirerelatively大樣本數(shù)量,更重要的是,它們的光譜的變化還不足以提供明確的證據(jù)證明nanocomplex形成(因?yàn)榈挽`敏度或峰重疊)。另外，XPS的表面化學(xué)特性可以區(qū)分表面上的各種官能團(tuán)(達(dá)到10納米的深度)，收集到的數(shù)據(jù)可文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案以提供有價(jià)值的知識(shí)，以闡明納米復(fù)合物與周圍環(huán)境的可能相互作用。進(jìn)一步 ,分析需要相對(duì)較小的樣本數(shù)量 ,例如在這里提供的示例 5μLnanocomplex 解決方案(12.5μMsiRNA,0.5、125μg/毫升alg)可以檢查。本論文描述了XPS分析的實(shí)現(xiàn)，利用傳統(tǒng)的商用 XPS設(shè)備，闡明了由二元或三重組分組成的自發(fā)組裝的納米絡(luò)合物的表面組成和結(jié)合作用。 二元納米絡(luò)合物由siRNA和鈣離子(表示Ca2+-siRNA, 23)組成，三元組由透明質(zhì)酸(HAS)、siRNA和鈣離子組成，表示 hasca2+- siRNA。在后者的納米復(fù)合物中，有和siRNA 之間的靜電相互作用是由鈣離子橋介導(dǎo)的。單標(biāo)記納米復(fù)合物的透射電子顯微圖(帶有金標(biāo)記的 siRNA或金標(biāo)記物)展示了粒子核心中 siRNA分子的空間組織，其周圍有一層。當(dāng) siRNA-Cy5 和has-555在用雙標(biāo)記的納米復(fù)合物治療后在HepG2 細(xì)胞中顯示時(shí)，在納米復(fù)合物中的存在和 siRNA成分得到進(jìn)一步的證實(shí)(HAS(555)-ca2+-siRNA(Cy5)) 。然而，這些方法中沒(méi)有一種能夠提供有關(guān)參與并形成形成的納米顆粒中的鍵的功能組的信息。 為了闡明has-ca2+- sirna納米復(fù)合物的表面組成和結(jié)合相互作用，我們采用了 XPS分析。由于所檢測(cè)的樣品具有吸濕性 (因?yàn)樗怯寐然}配制的 )，因此在UHV的夜間干燥下，可以從納米復(fù)懸浮體中蒸發(fā)出無(wú)束縛的溶劑。在 UHV條件下，在UHV條件下干燥樣品，避免引入可能通過(guò)其他干燥過(guò)程，如凍干 (凍干)的污染。提出了一個(gè)詳細(xì)的過(guò)程,只需要少量(5-10μL)稀釋 nanocomplex 中止調(diào)查nanocomplex 內(nèi)的相互作用?！霾牧显噭Ｔ噭镹anocomplex 準(zhǔn)備。文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案·無(wú)rnase -游離碳酸二乙酯(DEPC)-處理過(guò)的水(生物工業(yè)，Kibbutz Beithek,Israel,catno.)852 年01-- 1)?二水氯化鈣(試劑+年級(jí)≥99.0%,Sigma-Aldrich 以色列有限公司 Rehovot以色列,貓沒(méi)有。小干擾rna(C3881SIGMA-Aldrich)?unlabeled-sieGFP 序列5′-GCCACAACGUCUAUAUCAU-3 ′,踴躍參與,珊瑚鎮(zhèn),IA,分析級(jí))透明質(zhì)酸硫酸鹽(半合成硫酸導(dǎo)數(shù)的哺乳動(dòng)物粘多糖透明質(zhì)酸)準(zhǔn)備從Hyaluronan 25如前所述(鈉鹽,150kDa,Lifecore 生物醫(yī)學(xué),Chaska,MN,HA100K，分析等級(jí))?RNase away spray(Ornat,Rehovot,Israel,cat) 。沒(méi)有 mbp -7002)?一次性注射器過(guò)濾器(0.2μm膜過(guò)濾;Minisart 海里;LSartorius GmbH 是一家現(xiàn)代化的、可靠的產(chǎn)品供應(yīng)商。 16534-k)晶片清理和附加的試劑。?8毫米寬的真空兼容，高純度導(dǎo)電雙面膠粘帶 (Nisshin EMCo.，Ltd.，Tokyo,Japancatno.)15000508 -)乙醇絕對(duì)(脫水,高效液相色譜法生物實(shí)驗(yàn)室有限公司,耶路撒冷,以色列,貓沒(méi)有。052506)。?丙酮(HPLC等級(jí)，生物實(shí)驗(yàn)室有限公司，耶路撒冷，以色列， cat no。010306)。設(shè)備。干凈的鑷子，機(jī)械的移液管和操作技巧玻璃瓶子(如果想要清除晶片)無(wú)摻雜，雙面拋光Cz硅片(3英寸)。直徑175-500μm厚度、p型,1--0取向,Ω>20厘米,弗吉尼亞半導(dǎo)體或類似樂(lè)器 ,貓沒(méi)有。OA39d1611045) 。文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案?雕刻筆，硬質(zhì)合金尖端 (sigmaaldrich Israel Ltd .，Rehovot,Israel,catno.)Z225568 奧爾德里奇)?Elmasonic S10H超聲波清洗單元(埃爾瑪漢斯 Schmidbauer GmbH &Co.公斤或類似)?x射線光電子譜儀 ESCALAB250超高真空(1×10-9條)裝置與一個(gè)AlKαx射線源和單色儀(熱費(fèi)希爾科學(xué)Inc.,沃爾瑟姆,英國(guó)(或類似的工具)。?XPS樣品持有者(Thermo Fisher Scientific 公司，Waltham,UK 或similar)。x射線光束大小是 500μm。為了分析，使用了一個(gè)智能背景，并與洛倫茲/高斯混合比(30%)進(jìn)行了擬合?！鲞^(guò)程概述。第一步:選擇晶片和切片步驟2:硅片清理?步驟3:Nanocomplexes 樣品制備?步驟4:Nanocomplexes 樣品沉積和干燥在特高壓步驟5:XPS采集參數(shù)設(shè)置步驟6:XPS譜收購(gòu)第七步:清理第八步:XPS數(shù)據(jù)處理和分析1。選擇晶片和切片(10-15分鐘)。1-1。選擇晶片。選擇適合于樣品測(cè)試的晶圓。在這里，硅晶片被用作樣品的襯底，因?yàn)樗苋菀妆磺懈畛伤璧某叽?。此外，晶圓片的 Si信號(hào)可以在XPS測(cè)文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案量中使用，以區(qū)分樣品中部分或全部覆蓋的區(qū)域 (參見(jiàn)步驟6-1)，從而便于選擇合適的采樣點(diǎn)。關(guān)鍵步驟 :選擇合適的襯底，很大程度上取決于所檢測(cè)樣品的性質(zhì)，而用作滴注的溶劑有可能改變表面化學(xué)。推薦使用晶片至少 250μm厚,因?yàn)楸〉木菀组_裂 ,很難處理當(dāng) XPS試樣架的安裝和移除。1-2。切割晶片(視頻S1,00:05)。手工將硅片片切成矩形片，在晶片表面用刻字筆畫出一行線，并沿樂(lè)譜上的晶圓片。尺寸取決于支架的大小和樣品的數(shù)量。例如,在一個(gè)實(shí)驗(yàn)用4種不同的樣本,我們附4矩形晶圓片(每個(gè)大小～14毫米×6毫米,請(qǐng)參見(jiàn)圖1),specimenholder(14 毫米×25毫米)。這晶片大小也適合鑄造一個(gè)大幅下降的樣本(10μL)晶片中心或兩個(gè)小滴(5μL每個(gè))。關(guān)鍵步驟:只要晶圓片不太薄(見(jiàn)step1-1) ，手動(dòng)切割晶片相對(duì)容易。必須小心不要刮去晶圓片的表面。試著避免裂化晶圓片。在晶片切割成碎片 ,每個(gè)人都應(yīng)該考慮到最終的碎片大小必須適合標(biāo)本夾大小和支持至少 5μL液滴的樣本。2。硅片清理(20-30分鐘)。將乙醇倒入一個(gè)干凈的玻璃瓶中。 將丙酮倒入另一個(gè)玻璃瓶中。浸泡的片晶圓瓶含有丙酮和 ultrasonicate 5分鐘的晶片在 rt,去除晶片,并將其瓶含有乙醇和ultrasonicate 的晶片在rt,最后5分鐘,沖洗的晶片超濾器高電阻率去離子水和干燥在 rt,建議完成過(guò)程用溶劑清洗解決方案用于準(zhǔn)備樣品 (這里介紹,最后用DEPC-treated 水清洗完成)。關(guān)鍵步驟:一般來(lái)說(shuō)，購(gòu)買的硅片被認(rèn)為足夠干凈，不需要任何額外的處理。如果涉及到污染問(wèn)題在切割或處理過(guò)程中，晶片可以被輕柔地清洗。建議所有晶圓都要經(jīng)過(guò)相同的清洗工序，因?yàn)楸砻娴淖兓瘯?huì)影響結(jié)晶過(guò)程。文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案3Nanocomplex 樣品制備(變量)。準(zhǔn)備您的示例解決方案和任何需要的參考解決方案 (例如，組件示例的股票解決方案也可以單獨(dú)檢查以獲得其確切組成的信息 )。在本文的例子中，用二乙基焦碳酸鹽(DEPC)處理水制備了雙組分 sirna-ca2+納米復(fù)合物和三組分 has-ca2+-sirna 納米復(fù)合物。24第一、氯化鈣(2米),siRNAeGFP(50μM),并(250μg/毫升)都在DEPC-treated 剛做好的水和氯化鈣的過(guò)濾是通過(guò)一個(gè) 0.2μMsyringefilter 。has-sirna-ca2+ 納米復(fù)合物的制備分為兩步 ;前50μM核(eGFP)溶液和2M氯化鈣溶液混合(體積比為1:1),并保持在室溫(RT)20分鐘,直到完整的絡(luò)合。在第二階段,250μg/毫升的解決方案是添加到復(fù)雜的懸掛 ,體積比1:1,并保持在30分鐘rt,雙組分siRNA-Ca2+nanocomplexes 準(zhǔn)備以類似的方式,在第二步相反添加解決方案我們添加了 DEPC-treated 水。關(guān)鍵步驟:因?yàn)樵谶@個(gè)技術(shù)中，形成納米復(fù)合物的不同成分之間的相互作用是通過(guò)觀察組成納米復(fù)合物的元素的 XPS譜的變化來(lái)決定的，因此避免使用含有這些元素的溶劑、緩沖溶液等是很重要的。例如，在這里提出的案例中。 DEPC水作為溶劑而不是玫瑰((4-(2-hydroxyethyl)1piperazineethanesulfonic 酸)10毫米,pH值7),我們還研究了S2p的變化信號(hào)從聚合物(已經(jīng)),需要避免的貢獻(xiàn)玫瑰這個(gè)信號(hào)。另一個(gè)考慮因素是樣本濃度 ;上面的元素必須檢查檢出限 (根據(jù)不同的元素,通?！?.2%的原子百分比)。4Nanocomplex 樣品沉積和干燥在特高壓 (-14日20h)。4-1持有者準(zhǔn)備(視頻S1,1:28)。采用真空兼容、高純度導(dǎo)電雙面膠粘帶，將晶圓片與XPS試件夾附在一起。在標(biāo)本夾的上邊緣和下緣放兩條雙面膠帶 (圖1b)。文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案接下來(lái)，將晶片片放在雙面膠布上 (圖1c)。使用干凈的手套和鑷子避免污染晶圓。必須注意只觸摸邊緣(不包括分析區(qū)域)。最后，用鑷子將晶片輕輕壓入固定的碳雙面膠帶，確保晶圓與膠帶之間的黏附。關(guān)鍵步驟 :晶片相當(dāng)溫和，一旦放置在雙面膠帶上很難去除。將晶圓片壓在膠帶上，應(yīng)小心謹(jǐn)慎，避免晶圓的開裂和破裂。建議將膠帶貼在支架的底部和頂部邊緣， 這樣當(dāng)晶片被固定時(shí)，就避免了晶片中心的污染(這是跌落鑄造的區(qū)域)。4-2。樣品沉積(視頻S2,0:05)?？梢韵乱淮蟮蔚臉悠?10μL)或兩個(gè)小水滴(每5μL)晶片的中心(大小～14毫米×6毫米);參見(jiàn)圖1e。關(guān)鍵步驟:晶圓片上的樣品掉落必須放置在holder區(qū)域內(nèi)，因?yàn)闃悠返倪吔缤獾娜魏尾糠侄疾荒鼙还庾V儀所使用。我們發(fā)現(xiàn)將2滴(5μL干燥面積～2毫米)或一個(gè)大幅下降(10μL干燥的地方,～4毫米)足以允許為每個(gè)樣本抽樣從幾個(gè)點(diǎn),當(dāng)x射線光束大小是 500μm。4-3。在UHV條件下的蒸發(fā)樣品干燥(視頻S2,0:30)。小心地將標(biāo)本夾放在出入口鎖腔內(nèi) (入口鎖和分析室由一個(gè)閥門系統(tǒng)隔開，每次隔離一個(gè)閥門)。在轉(zhuǎn)入分析室進(jìn)行 XPS分析前，隔夜干燥。基本的壓力過(guò)渡艙約1×10-8mbar。如果使用了幾個(gè)樣品，其中一個(gè)應(yīng)該放在機(jī)械臂上，以便以后可以進(jìn)入分析室。與此同時(shí)，其他裝載的樣品必須保存在進(jìn)入閘室，直到檢查為止。重要的是要注意，當(dāng)裝入的樣品支架被另一個(gè)支架取代時(shí)，必須用干氮排放出入口鎖腔以保持低水壓。下降的關(guān)鍵步驟:超高真空干燥和保存的干樣品過(guò)渡艙室可以擴(kuò)展 24h。不建議保持較長(zhǎng)時(shí)間的樣品室 ,因?yàn)椴糠值母蓪訕悠房梢蚤_始瓦解和脫落。吸濕的樣品在從出入口鎖孔取出后立即吸水 (圖1f)。5。XPS采集參數(shù)設(shè)置(～10分鐘)。文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案具體情況可能會(huì)有所不同，這取決于所使用的特定 XPS儀器和軟件的特性，以及所研究的樣本的特性。在這項(xiàng)工作中 ,我們使用收集的 XPS數(shù)據(jù)使用一個(gè)x射線光電子譜儀ESCALAB250超高真空(1×10-9條)裝置與一個(gè)AlKαx射線源和單色儀。在entrylock 室中過(guò)夜后，支架上的干燥樣品被轉(zhuǎn)移到分析室進(jìn)行 XPS的記錄。測(cè)量后進(jìn)行樣品持有人被引入分析室和 x射線測(cè)量開始(1×10-9mbar);參見(jiàn)圖1g。采用avUNKetm 包進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。電荷補(bǔ)償是通過(guò)電子和氬離子水槍的結(jié)合實(shí)現(xiàn)的。在這種情況下 ,氬氣壓力室的2×108-4×10-- 8mbar。x射線束的大小是500μm調(diào)查光譜被記錄和傳遞能量 (PE)150eV步長(zhǎng)1eV和居住時(shí)間50毫秒,而高能量分辨率光譜記錄與 PE20eV,步長(zhǎng)0.07eV和停留時(shí)間100毫秒。Auto-z(即。在每次測(cè)量前都要進(jìn)行自動(dòng)高度調(diào)整，以找到分析儀的焦點(diǎn)。清潔工的每個(gè)元素的平均數(shù)量的調(diào)整 ,以獲得最佳的signalto-noise 比率(清潔工的平均數(shù)量是 5-30)。關(guān)鍵步驟:所謂的“最優(yōu)平均掃頻”與最低的掃描次數(shù)有關(guān)，這是一個(gè)良好的信噪比。應(yīng)避免過(guò)度增加掃描次數(shù)， 因?yàn)樗黾恿藴y(cè)量時(shí)間，從而增加了污染和 x射線導(dǎo)致降解的可能性。6。XPS譜采集(每點(diǎn)～30-60分鐘)。6- 1。選擇采樣點(diǎn)。在樣本點(diǎn) (圖1h)中隨機(jī)選取一個(gè)區(qū)域，并驗(yàn)證該步驟是否正確:該步驟確保覆蓋薄片的樣本層足夠厚， 以消除來(lái)自晶圓本身的元素的貢獻(xiàn)。建議每個(gè)樣品至少檢查 2個(gè)點(diǎn)，以確認(rèn)可重復(fù)性，并獲取在干樣中表面的同質(zhì)性或異質(zhì)性的信息。6-2。XPS測(cè)量采集(視頻S2,1:48)。每一個(gè)抽樣點(diǎn)(即，從第6-1 步的注冊(cè)位置收集在測(cè)量光譜中檢測(cè)到的元素的高分辨率光譜。根據(jù)這一步的前一步，建議從至少 2個(gè)不同的區(qū)域收集高分辨率光譜樣本。7清理(5-20分鐘)。文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案保存光譜數(shù)據(jù)，并從 XPS儀器中取出支架。如果樣品中含有吸濕成分，它會(huì)立即在與空氣接觸時(shí)開始補(bǔ)充水分 (圖1f)。為了避免持有者受到污染， 首先要小心地吸收雨滴，使用清潔的Kimwipe 擦拭紙，然后從XPS標(biāo)本夾中取出硅片和膠帶。建議處理使用的硅片。如果在徹底清洗后 (如第2步所述)，硅晶片被重復(fù)使用，建議使用 XPS檢查它們，以確保在重新加載樣品前，清洗過(guò)程中清除所有污染。8。XPS數(shù)據(jù)處理與分析(變量)(視頻S2,2:00)。使用XPS數(shù)據(jù)處理軟件(我們使用Avantage 軟件包進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取和分析 )。首先校準(zhǔn)所有的光譜相對(duì)于一個(gè)碳 1s峰的位置在284.8 eV以校正充電效應(yīng)。下一步，通過(guò)計(jì)算每個(gè)元素的原子濃度來(lái)確定表面的元素組成 (我們使用元素敏感性因子而不應(yīng)用任何標(biāo)準(zhǔn)化程序 )。最后，在背景減法后進(jìn)行反褶積，假設(shè)單組分線的形狀為洛倫茲和高斯分量曲線的和。 在分析中，采用了智能背景，采用洛倫茲/高斯混合比30%進(jìn)行擬合。通過(guò)非線性最小二乘曲線擬合的方法，可以通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，可以找到信號(hào)的光譜分量。要估計(jì)債券的類型，比較B。在實(shí)驗(yàn)中獲得的 E值(如NISTx射線光電子能譜數(shù)據(jù)庫(kù) )或其他相關(guān)的已發(fā)表的資料。■時(shí)間步驟第一步:選擇晶片和切片(10-15分鐘)第二步:硅片清理(20-30分鐘)第三步:Nanocomplex 樣品制備(變量)第四步:Nanocomplex 樣品沉積在特高壓(-14日20h)和干燥步驟第五步:XPS采集參數(shù)設(shè)置(～10分鐘)文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案第六步:XPS譜采集(每點(diǎn)～30-60分鐘)第七步:清理(5-20分鐘)第八步:XPS數(shù)據(jù)處理和分析(變量)■故障排除噪聲譜在XPS測(cè)量采集(步驟6)。獲得更好的信號(hào)/噪聲比,可以提高平均清潔工的每個(gè)元素的數(shù)量或增加樣品的濃度(如果可能的話)。光譜中痕量污染的出現(xiàn)。檢查晶片表面是否有痕量污染;如果需要，請(qǐng)?jiān)谑纠龖?yīng)用程序前清理。確保使用干凈的鑷子和手套。必須小心，只需要觸及邊緣。此外，購(gòu)買的股票解決方案也有可能包含用于準(zhǔn)備或分離購(gòu)買材料的元素的痕跡。這可以通過(guò)測(cè)試所使用的股票解決方案來(lái)驗(yàn)證?！鲱A(yù)期的結(jié)果在這里給出的案例研究,XPS 分析驗(yàn)證的形成的二進(jìn)制 nanocomplex Ca2+核的三元nanocomplexHAS-Ca 2+ sirnafollowingchanges 在表面成分,而主要關(guān)注改變結(jié)合能nanocomplex 表面檢測(cè)到的元素。對(duì)二元和三元復(fù)合納米復(fù)合物的分析和解釋如下。表1。結(jié)合能（0.2eV±）和AtomicPercent 用XPS的C，N，O，P元素，得到Ca、Cl、S的siRNA，Ca2+siRNANanocomplexes ，和has-ca2+siRNANanocomplexes文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案二元鈣-siRNANanocomplexes （無(wú)聚合物）。中的 Ca2+的siRNA納米復(fù)合物，收集的 XPS譜顯示信號(hào)從Ca（12.43%）和Cl（31.5%）除了元素起源于siRNA（C1s，1秒，1秒和P2P），如表1和圖2給出了。分配給siRNA的C1s和N1s峰出現(xiàn)在284.8和399.3eV。O1s，P2P、和Ca2p峰在532.1，133.9，和347.8eV，均與文獻(xiàn)報(bào)道的幾種鈣磷酸鹽的協(xié)議， 如羥基磷灰石[CAL0PO4）6（OH）2]，[、][斜，磷酸氫鈣磷酸氫鈣·2H2O]，焦磷酸鈣【Ca2P2O7]，雙（磷酸鈣）Ca（H2PO4）[2]和鈣（磷酸二dihyrogen水合物Ca（H2PO4））2×H2O。26-28因此，這些結(jié)果表明，Ca2+的siRNA納米復(fù)合物，鈣離子成鍵與siRNA的磷酸基團(tuán)。三元HAS-Ca2+sirnaNanocomplexes 。在三元hasca2+-sirna 納米復(fù)合物的情況下，研究了表面的相互作用，主要是聚焦于 p2p 信號(hào)的結(jié)合能的變化，因?yàn)?(1)羥基磷灰石/聚合物納米復(fù)合材料的研究表明 p2p結(jié)合能發(fā)生變化。29-31(2)更重要的是,盡管元素(如C,N,O源自核和,P2P信號(hào)僅僅源自核,因此關(guān)文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案注這個(gè)信號(hào)可以簡(jiǎn)化分析。除了P2p信號(hào)外，S2p信號(hào)被跟蹤觀察硫酸鹽基團(tuán)在納米復(fù)合地層中的參與情況。對(duì)于hasc -ca2+- sirna納米復(fù)合物，XPS光譜的峰值分別為 285.1、399.4、532.3、134.8、348.0和169.8eV，它們分別被歸為 C1s、N1s、O1s、P2p、Ca2p和S2p。如表1和圖3a中所示，對(duì)Ca2+-siRNA納米復(fù)合物所獲得的O1s、Ca2p和P2p的結(jié)合能的比較表明，HAS-Ca2+siRNA納米復(fù)合物的結(jié)合能更大，在has-Ca2+-siRNA中(分別為0.2、0.2和0.9eV)。之前報(bào)道了羥基磷灰石/聚合物納米復(fù)合材料向更高結(jié)合能的轉(zhuǎn)變。29-31所以,觀察到的變化表明,在HAS-Ca2+siRNAnanocomplexes,Ca2+核之間的化學(xué)鍵形成 nanocomplex 和。為了更好地了解形成的化學(xué)鍵類型，納米復(fù)合物的p2p光譜被解壓到雙峰(圖3b,c)。對(duì)于Ca2+-sirna 納米復(fù)合物，在B的p2p3/2中，一種磷鍵。由于磷酸鈣的形成，檢測(cè)到的 E為133.8eV。在hasca2+-sirna納米復(fù)合物中，發(fā)現(xiàn)了兩種新型的磷鍵 :第一個(gè)p2p3/2 為133.8eV，第二個(gè)為134.9eV，比例為60:40。這些結(jié)果表明,添加Ca2+sirnananocomplex可能導(dǎo)致重排在粒子表面,導(dǎo)致再現(xiàn)的P2p3/2信號(hào)133.8eVPO43-。134.9eV的第二個(gè)p2p3/2信號(hào)是由硫酸鹽基團(tuán)(聚合物的)與橋接Ca2+離子之間的靜電相互作用產(chǎn)生的。這種靜電相互作用使磷酸鹽環(huán)境的電負(fù)性更強(qiáng)，使2p2p結(jié)合能轉(zhuǎn)化為更高的結(jié)合能，從而確定了通過(guò)Ca2+離子連接的三元納米復(fù)合物的形成。在co組裝的納米復(fù)合材料的參與進(jìn)一步得到了S2p信號(hào)的檢測(cè)，這是表面組成部分(圖3b)的一部分，其結(jié)合能對(duì)應(yīng)于硫酸鈣組的鈣的結(jié)合。32、33合在一起，XPS檢測(cè)到的沉積納米復(fù)合物表面的所有這些變化都證實(shí)了siRNA、文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案Ca2+和HAS之間形成了三元復(fù)合物?！隹偨Y(jié)納米復(fù)合物的表面化學(xué)成分對(duì)細(xì)胞內(nèi)的藥物釋放有很大的影響， 與周圍環(huán)境的相互作用，最終決定了細(xì)胞和組織對(duì)納米復(fù)合物的吸收的數(shù)量和途徑。因此，獲取有關(guān)其表面組成的信息是至關(guān)重要的， 以便更好地了解表面化學(xué) /性質(zhì)關(guān)系，并促進(jìn)納米復(fù)合發(fā)展作為一種運(yùn)載工具。這里提出的協(xié)議允許傳統(tǒng)的 XPS在樣品由吸濕材料組成的情況下，研究納米復(fù)合物的表面組成和化學(xué)鍵的變化， 而在某些情況下，如 cryo-XPS 不易獲得。XPS數(shù)據(jù)與其他互補(bǔ)方法的數(shù)據(jù)相結(jié)合，如x射線衍射(XRD)、FTIR和NMR光譜學(xué)，提供了關(guān)于納米復(fù)合材料的綜合信息。 與其他方法相比，XPS的潛在優(yōu)勢(shì)使其成為首選的選擇方法。本文提供的協(xié)議,表明相對(duì)比較小的樣本數(shù)量(μL)是必需的。利用本協(xié)議中所規(guī)定的協(xié)議，在將樣品引入U(xiǎn)HV室之前，可以很容易地制備出測(cè)試樣品，并有可能引入污染。此外，通過(guò)UHV的溶劑蒸發(fā)，避免了經(jīng)常與凍干樣品凍干有關(guān)的污染。最重要的是，盡管在諸如FTIR這樣的技術(shù)中，由于信號(hào)重疊，有時(shí)無(wú)法檢測(cè)到功能組/鍵的變化，但在XPS中，這種情況不會(huì)發(fā)生。然而，XPS也有一些局限性。該方法僅在無(wú)束縛溶劑蒸發(fā)后， 對(duì)樣品的表面化學(xué)有深入的了解;由于水的損失，樣品表面的變化不能被推翻。值得注意的是(1)樣品必須與UHV兼容;(2)樣品中元素的原子濃度檢查必須在檢出限 (根據(jù)元素時(shí),值的順序通常是～0.2%原子百分比);并且(3)在檢測(cè)的納米復(fù)合成分必須存在于沉積樣品的表面(10個(gè)nmoutermost 層)。綜上所述，通過(guò)適當(dāng)?shù)膮f(xié)議，XPS分析可以為納米復(fù)合物的表面組成提供有文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案價(jià)值的信息。在我們的例子中， XPS在加入其他組分后檢測(cè)到 p2p結(jié)合能的變化，從而證實(shí)了二元和三元納米復(fù)合物的形成。■相關(guān)內(nèi)容年代支持信息支持是免費(fèi)的在 ACS 出版物網(wǎng)站 DOI:10.1021 /acsbiomaterials.7b00040 。視頻描述(PDF)視頻S1，晶圓切割演示(00:05)和支架準(zhǔn)備(AVI)視頻S2，樣品沉積示范(00:05)，UHV條件下蒸發(fā)樣品干燥(0:30)，XPS測(cè)量采集(1:48)，XPS數(shù)據(jù)處理和分析(2:00)(AVI)■作者信息相應(yīng)的作者電子郵件:korin@post.bgu.ac.il 。ORCIDEfrat華忻辦公:0000-0002-9040-7781注意作者聲明沒(méi)有任何競(jìng)爭(zhēng)性的經(jīng)濟(jì)利益?！鲋轮x以色列國(guó)家納米技術(shù)計(jì)劃 (INNI)的重點(diǎn)技術(shù)區(qū)域計(jì)劃 (INNI)(用于亞細(xì)胞靶向療法的生物啟發(fā)納米技術(shù) )支持這項(xiàng)工作。S.C.擁有克萊爾和哈羅德·奧希里教授的生物技術(shù)講座教授?！鲆梦臋n實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案張x;Cresswell,M。第三章無(wú)機(jī)控制釋放的材料特性。無(wú)機(jī)可控釋放技術(shù);Butterworth-Heinemann: 波士頓,2016;57-91頁(yè)。瓦特，j.f.x射線光電子能譜在法醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用潛力。沖浪。接口肛門。2010年,42(5),358-362。耿,美國(guó);張,美國(guó);Onishi,h.XPS在薄膜研究中的應(yīng)用。板牙。拋光工藝。2002年,17(4),234-240。(4)Petrovykh,d.y.;Kimura-Sudah;Tarlovm.j.; 用x射線光電子能譜對(duì)DNA薄膜的定量表征。2004年朗繆爾,20(2),429-440。(5)deLuca,a.c.;史蒂文斯,j·s·;施羅德,s.l.m.;Guilbaud,j ·b·;Saiani,a;唐斯,美國(guó);Terenghi,g .固定 cell-binding 肽poly-ε-caprolactone 電影表面上biomimic 周圍神經(jīng)系統(tǒng)。j.生物醫(yī)學(xué)。板牙。Res。,2013,101(2),491 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