How the interplay of molecular and colloidal scales controls drying of microgel dispersions

2021 ◽  
Vol 118 (46) ◽  
pp. e2105530118
Author(s):  
Kevin Roger ◽  
Jérôme J. Crassous

Bringing an aqueous dispersion or solution into open air leads to water evaporation. The resulting drying process initiates the buildup of spatial heterogeneities, as nonvolatile solutes and colloids concentrate. Such composition gradients associate with mesostructure gradients, which, in turn, impact flows within these multicomponent systems. In this work, we investigate the drying of microgel dispersions in respect to two reference systems, a colloidal dispersion and a polymer solution, which, respectively, involve colloidal and molecular length scales. We evidence an intermediate behavior in which a film forms at the air/liquid interface and is clearly separated from bulk by a sharp drying front. However, complex composition and mesostructure gradients develop throughout the drying film, as evidenced by Raman and small-angle X-ray scattering mapping. We show that this results from the soft colloidal structure of microgel, which allows them to interpenetrate, deform, and deswell. As a result, water activity and water transport are drastically decreased in the vicinity of the air/liquid interface. This notably leads to diffusional drying kinetics that are nearly independent on the air relative humidity. The interplay between water fraction, water activity, and mesostructure on water transport is generic and, thus, shown to be pivotal in order to master evaporation in drying complex fluids.

Pneumologie ◽  
2011 ◽  
Vol 65 (12) ◽  
Author(s):  
M Selmansberger ◽  
AG Lenz ◽  
M Schmidmeir ◽  
O Eickelberg ◽  
T Stoeger ◽  
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2020 ◽  
Author(s):  
S. Runft ◽  
L. Burigk ◽  
A. Lehmbecker ◽  
K. Schöne ◽  
D. Waschke ◽  
...  

2021 ◽  
Vol 33 (6) ◽  
pp. 062103
Author(s):  
Meisam Pourali ◽  
Martin Kröger ◽  
Jan Vermant ◽  
Patrick D. Anderson ◽  
Nick O. Jaensson

Langmuir ◽  
2021 ◽  
Author(s):  
Jin Tae Park ◽  
Govind Paneru ◽  
Masao Iwamatsu ◽  
Bruce M. Law ◽  
Hyuk Kyu Pak

Molecules ◽  
2021 ◽  
Vol 26 (9) ◽  
pp. 2639
Author(s):  
Frauke Stanke ◽  
Sabina Janciauskiene ◽  
Stephanie Tamm ◽  
Sabine Wrenger ◽  
Ellen Luise Raddatz ◽  
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The cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) gene is influenced by the fundamental cellular processes like epithelial differentiation/polarization, regeneration and epithelial–mesenchymal transition. Defects in CFTR protein levels and/or function lead to decreased airway surface liquid layer facilitating microbial colonization and inflammation. The SERPINA1 gene, encoding alpha1-antitrypsin (AAT) protein, is one of the genes implicated in CF, however it remains unknown whether AAT has any influence on CFTR levels. In this study we assessed CFTR protein levels in primary human lung epithelial cells grown at the air-liquid-interface (ALI) alone or pre-incubated with AAT by Western blots and immunohistochemistry. Histological analysis of ALI inserts revealed CFTR- and AAT-positive cells but no AAT-CFTR co-localization. When 0.5 mg/mL of AAT was added to apical or basolateral compartments of pro-inflammatory activated ALI cultures, CFTR levels increased relative to activated ALIs. This finding suggests that AAT is CFTR-modulating protein, albeit its effects may depend on the concentration and the route of administration. Human lung epithelial ALI cultures provide a useful tool for studies in detail how AAT or other pharmaceuticals affect the levels and activity of CFTR.


2021 ◽  
pp. 105122
Author(s):  
Thuc Nguyen Dan Do ◽  
Kim Donckers ◽  
Laura Vangeel ◽  
Arnab K. Chatterjee ◽  
Philippe A. Gallay ◽  
...  

HNO ◽  
2021 ◽  
Author(s):  
F. Wiest ◽  
A. Scherzad ◽  
P. Ickrath ◽  
N. Poier ◽  
S. Hackenberg ◽  
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Zusammenfassung Hintergrund Die E‑Zigarette erfreut sich in den letzten Jahren zunehmender Beliebtheit. Die Frage nach der Toxizität ist jedoch noch nicht eindeutig geklärt, und es herrscht global Unsicherheit im Umgang mit der E‑Zigarette. Ziel Ziel der vorliegenden Arbeit war es, Propylenglykol, ein Hauptbestandteil der Liquide, in Bezug auf mögliche akute Entzündungsreaktionen, zyto- und genotoxische Auswirkungen auf humane Nasenschleimhautzellen zu untersuchen. Material und Methoden Die Nasenschleimhautzellen wurden von zehn Probanden im Air-Liquid-Interface kultiviert und anschließend mit unterschiedlichen Konzentrationen des Propylenglykols bedampft. Die Analyse erfolgte mittels Trypanblau-Test, Comet-Assay, Mikrokerntest und IL-6- und IL-8-Sandwich-ELISA. Ergebnis Der Trypanblau-Test zeigte keine Reduktion der Vitalität. Im Sandwich-ELISA konnte kein Anstieg der IL-6- und IL-8-Konzentrationen nachgewiesen werden. Im Comet-Assay zeigte das Olive Tail Moment eine Schädigung im Vergleich zur Negativkontrolle in allen untersuchten Konzentrationen. Zudem zeigte sich eine dosisabhängige Schädigung. Im Mikrokerntest konnte ein Unterschied zwischen dem Reinstoff und der Negativkontrolle gefunden werden. Schlussfolgerung Es zeigten sich möglicherweise reparable DNS-Schädigungen im Comet-Assay. Im Mikrokerntest konnten diese nur in der Reinstoffkonzentration bestätigt werden. Es sollte ein restriktiver Umgang mit der E‑Zigarette erfolgen, bis insbesondere Langzeitstudien vorliegen. Zudem ist eine eindeutige Deklaration der Inhaltsstoffe der Liquide durch die Hersteller zu fordern, um weitergehende Schädigungspotenziale untersuchen zu können.


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