Biomolecular interactions control the shape of stains from drying droplets of complex fluids

هنگامی که یک قطره سفت و محکم مایع پیچیده خشک می شود، لکه های روی سطح جامد ایجاد می شود. ساختار و الگوی لکه ها می تواند برای تشخیص حضور یک ترکیب شیمیایی خاص در قطره نشسته استفاده شود. در این مقاله، ما بررسی می کنیم که چه پارامترهای رنگ یا شکل گیری آن می تواند برای توصیف تعامل خاص بین پراکندگی آب از دانه ها و گیرنده آن بر روی سطح تحمل می شود. ما از سیستم بیوتین-استرپتاویدین به عنوان یک مدل تجربی استفاده می کنیم. اختلافات واضح در توالی های خشک شدن روی سطوح پوشش داده شده با استرپتاویدین از قطرات از محلول های آبی حاوی دانه های پوشش داده شده با بیوتین یا استرپتاویدین مشاهده شد. دانه های فلورسنت به منظور تجسم میدان جریان سیال مورد استفاده قرار می گیرند. ما تفاوت در توزیع ذرات بر روی سطح را نشان می دهد که بستگی به برهمکنش های بیولوژیکی بین دانه ها و سطح جامد دارد. یک مدل مکانیکی برای توضیح الگوهای مختلف حاصل از خشک شدن پیشنهاد شده است. این مدل توصیف می کند که دانه ها در پشت خط خیس شدن رها می شوند و نه به سمت مرکز قطره کشیده می شوند، اگر نیروی اتصال بیولوژیکی با کشش سطحی خط رطوبت کاهش یابد. نیروهای دیگر مانند کشش چسبناک، نیروهای ون دو والس و نیروهای اصطکاک جامد و جامد، ناچیز هستند. آزمایش های میکرو فلوئیدیک ساده برای نشان دادن تفاوت در رفتار که در آن چسبندگی یا اصطکاک بین مهره و بستر به علت نیروی بیولوژیکی وجود دارد نشان داده شده است. نتایج مدل ها با مشاهدات تجربی که قابلیت های بینش و طراحی را ارائه می دهند، موافق هستند. درک بهتری از اثرات تعامل سطحی قطره در مکانیسم خشک کردن، اولین قدم مهم است قبل از شناسایی الگوهای خشک کردن می توان به طور امیدوارانه در زمینه هایی مانند ایمونولوژی و تشخیص زیست شناسی استفاده شود.