تلفيق من ساعد ثنائي القطب-الصلبة المرحلة استخراج رقاقة لتتبع تحليل المعادن في عينات المياه

الهدف العام من هذا البروتوكول هو تصنيع رقاقة مبتكرة لاستخراج الطور الصلب لتحديد أيونات المعادن النزرة في عينات المياه بحكم تفاعلات أيون ثنائي القطب. توفر هذه الطريقة استراتيجية عمل تفاعلية لتقنيات التغذية ذات التأثيرات الصلبة للرقائق لتحليل أيون المعادن النزرة. تحتفظ الرقائق المطورة بأيونات المعادن فقط بالقوة الساكنة للقطب ثنائي القطب.

تلك التخصصات التي يجب القيام بها بشكل عام على رقائق إجراءات تعليم سريعة فقط. هذا هو التكييف لتنشيط المرحلة الثابتة والتجديد للحفاظ على هيكل وسائل الإعلام التي تم تجنبها. سيوضح الإجراء Yu-Chen Chuang و Pei-Chun Chao ، طلاب الدراسات العليا من مختبر Dr.Soon.

للبدء ، استخدم برنامج cad لرسم نمط شبكة الشريحة كما هو موضح هنا. ركز مصدر الليزر ثم قم بتركيب لوح بسمك 2 مم من PMMA على طاولة العمل لنظام التصنيع الدقيق بالليزر. حدد الطباعة في برنامج cad ثم استخدم لوحة التحكم الخاصة بنظام المعالجة الدقيقة لضبط الطاقة على 45٪ أو 4.5 واط ، والسرعة إلى 13٪ أو 99.06 مم في الثانية ووضع القلم على VECT.

آلة ورقة PMMA باستخدام نظام التصنيع الجزئي بالليزر وفقا لبروتوكول الشركة المصنعة. يظهر هنا مقطع عرضي من الماكينة إلى اللوحة. بعد ذلك ، قم بحفر ثلاثة ثقوب في اللوحة المزخرفة التي يبلغ قطرها ستة عشر بوصة والتي سيتم استخدامها كوصول لمدخل عينة ومدخل عازل ومدخل LU على اللوحة السفلية.

ثم حفر ثقب واحد لمخرج ملتقى على لوحة الغطاء. اغمر الألواح المشكلة في لتر واحد من 0.1٪ SDS وقم بتعريض الأجزاء للتحريك بالموجات فوق الصوتية عبر مذبذب لمدة عشر دقائق. ثم استبدل محلول SDS بالماء منزوع الأيونات.

تحريض عبر مذبذب بالموجات فوق الصوتية لمدة عشر دقائق. استبدل الماء منزوع الأيونات المتبقي بلتر واحد من الماء العذب منزوع الأيونات ثم اغمر الألواح المشكلة بالتحريك بالموجات فوق الصوتية لمدة عشر دقائق للمرة الثالثة. بعد ذلك ، جفف كل طبق من الأطباق التي تم تنظيفها باستخدام تيار لطيف من النيتروجين لمدة دقيقتين.

بمجرد أن تجف ، قم بمحاذاة اللوحتين المشكلتين بالعين المجردة ثم ضع اللوحين في ضغط بين لوحين زجاجيين باستخدام مشابك الموثقة. بسبب التعديل الذي تم إجراؤه على قناة الرقاقة عن طريق تفاعل التمثيل الضوئي في الجلسة اللاحقة ، يجب التعامل مع الركيزة بحذر شديد لمنع الأضرار التي لحقت بالسطح. قد يعيق ذلك إذا أشعل الإشعاع.

بعد ذلك ، قم بربط اللوحين تحت ضغط عند 105 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة. ثم قم بتبريد الساندويتش إلى درجة الحرارة المحيطة وقم بإزالة مشابك الموثق والألواح الزجاجية. أدخل أنابيب كيتون البولي إيثر ذات القطر الخارجي 1/16 بوصة في فتحات الوصول.

ثم امزج مكونين من المواد اللاصقة القائمة على الإيبوكسي بشكل صحيح وقم بتأمين القنوات بمادة لاصقة مكونة من عنصرين من الإيبوكسي. اسمح للإيبوكسي بالشفاء في درجة الحرارة المحيطة لمدة اثنتي عشرة ساعة. ضع الأنبوب من خلال مضخة تمعجية وفي محلول هيدروكسيد الصوديوم المشبع.

قم بتوصيل محلول هيدروكسيد الصوديوم إلى القناة بمعدل تدفق 100 ميكرولتر في الدقيقة لمدة 12 ساعة. قم بإزالة محلول هيدروكسيد الصوديوم المتبقي ثم اشطف الجزء الداخلي من القناة بالماء منزوع الأيونات. ثم قم بإزالة الماء منزوع الأيونات المتبقي وقم بتوصيل محلول حمض النيتريك 0.5 إلى الرقاقة.

قم بإزالة محلول حمض النيتريك المتبقي ثم قم بإعداد النظام لتوصيل محلول أكريلاميد بنسبة 50٪ في الرقاقة الدقيقة في الظلام. قم بتدفق محلول الأكريلاميد في الرقاقة بمعدل تدفق 100 ميكرولتر في الدقيقة لمدة ثماني ساعات. بعد ذلك ، قم بإزالة محلول الأكريلاميد المتبقي ثم اشطف الجزء الداخلي من القناة بالماء منزوع الأيونات.

عند الانتهاء من الشطف ، قم بضخ الهواء من خلال الرقاقة لإزالة الماء منزوع الأيونات المتبقي ، ثم قم بتغطية الرقاقة بقناع صور مدمج يسمح للمنطقة المرغوبة من قناة الاستخراج بالتعرض للضوء. بعد ذلك ، خذ خرطوشة استخراج الطور الصلب لإزالة المثبطات واستخدم مضخة لغسل الخرطوشة بما لا يقل عن ثلاثة أحجام خرطوشة من الإيثانول. ثم اغسل الخرطوشة بثلاثة أحجام خرطوشة 1: 1 ثنائي كلورو إيثين.

لأن ثنائي كلورو الإيثين 1: 1 يصبح غير مستقر بمجرد إزالة المثبط. يجب استخدام تكوين استخراج الطور الصلب المحتوي على الكلور في أسرع وقت ممكن. بعد ذلك ، قم بتمرير 1 مل من 1: 1 ثنائي كلورويثين من خلال الخرطوشة المعالجة ثم اجمع الكسر في قارورة عينة سعة 20 مل ملفوفة بورق الألمنيوم.

ثم انقل 491 ميكرولترا من عينة ثنائي كلورو الإيثين 1: 1 إلى محلول يحتوي على 12 مجم من AIBN و 3.18 مل من الإيثانول و 1.65 مل من الهكسان في زجاجة زجاجية سعة 100 مل. استخدم حقنة لحقن قناة الرقاقة بحوالي 200 ميكرولتر من محلول تكوين SPE المحتوي على الكلور. ثم قم بتعريض الرقاقة للأشعة فوق البنفسجية بطول موجي أقصى للانبعاث يبلغ 365 نانومتر لمدة 10 دقائق.

استبدل المحلول المتبقي عن طريق حقن 200 ميكرولتر من محلول تكوين SPE المحتوي على الكلور الطازج في القناة وقم بتعريض الرقاقة مرة أخرى للأشعة فوق البنفسجية لمدة 10 دقائق. كرر هذه العملية ما مجموعه 18 مرة. أخيرا ، استخدم المضخة التمعجية لشطف الجزء الداخلي من القناة بالإيثانول بمعدل تدفق 100 ميكرولتر في الدقيقة لمدة 30 دقيقة.

عند الانتهاء من الشطف ، قم بضخ الهواء عبر الرقاقة لإزالة الإيثانول المتبقي. بعد إزالة المحلول المتبقي بالمضخة التمعجية ، قم بتخزين الرقاقة المصنعة في كيس بسحاب للاستخدام اللاحق. خلال النمو التدريجي ، تم استخدام قياسات زاوية التلامس لمراقبة التغيرات السطحية.

أشارت الاختلافات في زاوية التلامس بوضوح إلى حدوث تغيرات في السطح أثناء إجراءات التعديل. تم قياس زاوية التلامس 80.3 درجة للمنتج النهائي. تم تأكيد وجود مكاسب الكلور الكربوني على PMMA المعدل عن طريق الاستئصال بالليزر تحليل مطياف كتلة البلازما المقترن بالحث.

بالمقارنة مع النتائج التي تم الحصول عليها عن طريق استئصال PMMA الأصلي ، لوحظت إشارات مميزة للكلور بشكل متوقع عن طريق استئصال PMMA المعدل بمركبات الكلور الكربوني. تم جمع أطياف راما لمزيد من التحقق من ارتباط مويات كلور الكربون ب PMMA. لإثبات الارتباط الناجح ، لوحظت قمتان مميزتان مرتبطتان بالاهتزاز التمدد غير المتماثل لكلور الكربون عند 682 سم عكسي و 718 سم معكوس في طيف PMMA المعدل.

قياس التفاعلات الكهروستاتيكية ثنائية القطب المهمة لاستخراج الرقائق لتحليلات المعادن النزرة هنا باستخدام امتصاص الأشعة السينية بالقرب من هياكل الحافة. يظهر أن السطح المعدل له تفاعلات قوية مع المنغنيز 2 + بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تصنيع شريحة صغيرة SPE بمساعدة ثنائي القطب. مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في العلوم البيئية لتحديد وجود أيونات معدنية تسبب تلوثا خطيرا وحجرة السموم في المياه الطبيعية.

بمجرد إتقان هذه التقنية ، يمكن تطبيقها على الإدارة البيئية ومنع التلوث.