Herstellung von eine optische Zelle Trockner für die spektroskopische Analyse-Zellen
8. Januar 2019
Ein Protokoll für die Herstellung von einem Gerät zur Trocknung von gleichzeitig mehreren optischen Zellen präsentiert.
Der Hauptvorteil dieser Technik ist, dass sie die Trocknungszeit reduziert, was die Zeit für dieses Experiment verkürzen kann. Diese Methode kann im Bereich der spektroskopischen Analyse hilfreich sein, z. B. bei der Durchführung der Infrarotabsorption oder anderen Lumineszenzmessungen. Experimente können sich verzögern, um darauf zu warten, dass optische Zellen trocknen.
Um die Trocknungszeit zu reduzieren, konstruieren Sie ein Trocknungsgerät. Dieses Gerät verwendet drei Millimeter dicke Acrylplatte, um ein Gehäuse mit einer teilweise offenen Oberseite zu erstellen. Maschine nieren Sie die Platine an der Vorderseite des Gehäuses, um die Gerätesteuerung entosieren.
Ebenso maschinet die Platine an der Rückseite, um vier Gebläse zum Trocknen aufzunehmen, die paarweise für die linke und rechte Seite betrieben werden. Unterstützen Sie ein Acrylgitter über dem Gehäuse, um optische Zellen an Ort und Stelle zu halten. Unter dem Gitter, am Gehäuse befestigt ist Nylonnetz, um die Zellen zu unterstützen und Luftstrom zu ermöglichen.
Im Inneren des Gehäuses befindet sich die Elektronik. Zusätzliche Acrylplatten schützen sie vor Flüssigkeiten und leiten den Luftstrom um. Ein Schaltplan der Elektronik zeigt den Mikrocontroller im Kern.
Diese Konnektoren im Schaltplan stellen die Gerätesteuerelemente und -indikatoren dar. Der Betrieb des fertigen Geräts ist einfach. Beginnen Sie, indem Sie den Hauptnetzschalter einschalten.
Hier sind die Netzschalter und die Leistungsanzeige, die auf dem Schaltplan dargestellt sind. Platzieren Sie als Nächstes optische Zellen im Netz des Geräts und konzentrieren sie auf eine Seite, wenn nicht alle Leerzeichen erforderlich sind. Wenn Sie fertig sind, wählen Sie entweder zwei Gebläse oder vier Gebläse betrieb.
Die Panel-Leuchten spiegeln die Wahl wider. Im Schaltplan werden die Lüftersteuerungen und die Anzeigeleuchten auf einem einzigen Anschluss gruppiert. Wenn der Betrieb beginnt, geht ein Puls mit Modulationssignal vom Mikrocontroller an einen Transistor, der die Gebläse aktiviert.
Die Gebläseleistung wird durch einen voreingestellten 10-Kilo-Ohm-Variablenwiderstand bestimmt. Stellen Sie nun die Trocknungszeit mit einem einstellbaren variablen Widerstand ein. Der ausgewählte Wert wird auf der OLED angezeigt.
Sobald der Widerstandswert ausgewählt ist, wird der Spannungsausgang vom Mikrocomputer umgerechnet. Der Mikrocontroller überträgt den konvertierten Wert über das interintegrierte Schaltungsprotokoll an eine OLED zur Anzeige. Drücken Sie die Starttaste, um die Lüfter und den Trocknungsprozess zu starten.
Im Schaltplan befindet sich die Starttaste auf demselben Stecker wie die Ein-/Aus-Taste. Der Luftstrom der Ventilatoren hilft, die optischen Zellen, die sich im Trockner befinden, zu trocknen. Bereiten Sie sich darauf vor, die natürliche Trocknungszeit zu messen.
Dazu dickes saugfähiges Papier auf einer Oberfläche anordnen. Holen Sie sich eine gründlich gewaschene, undried, optische Zelle. Platzieren Sie die optische Zelle kurz auf einem Teil des Papiers.
Dann bewegen Sie es auf einen trockenen Teil des Papiers. Beginnen Sie mit der Messung der Trocknungszeit, wenn sich die Zelle in der zweiten Position befindet. Um den optischen Zelltrockner zu verwenden, ordnen Sie auch dickes absorbierendes Papier auf einer Oberfläche an.
Nehmen Sie eine gewaschene Zelle und legen Sie sie kurz auf das Papier. Von dort aus legen Sie die optische Zelle im Trockner an der gewählten Messposition. Schalten Sie die Stromversorgung ein, wählen Sie alle vier Gebläse aus.
Legen Sie die Uhrzeit fest. Dann starten Sie den Trockner. Messen Sie die Zeit im Trockner, bis die Zelle trocken ist.
Dieses Diagramm stellt die verschiedenen Positionen im optischen Zelltrockner dar. Die Quadrate entlang der unteren Reihe befinden sich in Richtung der Vorderseite des Geräts. Die Zahlen stellen den Durchschnitt von drei gemessenen Trocknungszeiten dar.
Der Durchschnitt über alle Positionen beträgt 106 Sekunden, gegenüber 426 Sekunden für die natürliche Trocknung. Mit den Gebläsen können optische Zellen gleichzeitig getrocknet und die Trocknungszeit erheblich reduziert werden. Die Trocknung kann das gleiche Ergebnis mit einem Timer sein, oder vor allem mit Par-Blower.
Die Messung der Trocknungszeitverteilung ergab keinen signifikanten Unterschied in der Trocknungszeit aufgrund der Lage der optischen Zellen im Trockner. Ein kritischer Schritt ist die Gestaltung des Gehäuses. Die Herausforderung besteht darin, das Gehäuse kompakt zu machen.
Es ist auch wichtig, zu verhindern, dass Ethanol oder Wasser in das Gerät fallen. Um die Trocknungszeit zu reduzieren, kann das Windvolumen der Gebläse erhöht werden. Ein potenzielles Problem besteht jedoch darin, dass die optischen Zellen aus dem Gerät herausgebracht werden können.
Andere Möglichkeiten, die Trocknungszeit zu reduzieren, sind die Erhöhung der Tiefenlufttemperatur von Gebläsen, vibrierenden Zellen oder beidem. Dies sind jedoch zukünftige Projekte, die kompliziertere Geräte und gesteuerte Schaltungen beinhalten.
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Übersicht
In diesem Artikel wird ein Protokoll zur Herstellung einer Vorrichtung vorgestellt, die dazu konzipiert ist, mehrere optische Küvetten gleichzeitig zu trocknen. Die Methode verkürzt die Trocknungszeit erheblich, was experimentelle Abläufe in der spektroskopischen Analyse beschleunigen kann.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Neurowissenschaften
- Biophysik
- Spektroskopie
Hintergrund
- Das Trocknen optischer Küvetten kann Experimente verzögern.
- Kürzere Trocknungszeiten können die Effizienz spektroskopischer Messungen verbessern.
- Das Gerät besteht aus Acrylmaterialien.
- Zu den Konstruktionsüberlegungen gehört die Zugänglichkeit der Gerätesteuerungen.
Zweck der Studie
- Um die für das Trocknen optischer Küvetten benötigte Zeit zu verkürzen.
- Um eine schnellere Versuchsdurchführung in der Spektroskopie zu ermöglichen.
- Um die Gesamteffizienz der spektroskopischen Analyse zu verbessern.
Verwendete Methoden
- Herstellung einer Trocknungsvorrichtung aus Acrylplatten.
- Konstruktion eines Gehäuses mit teilweise offenem Oberteil für Luftzirkulation.
- Bearbeitung der Vorderseite des Gehäuses zur Zugänglichkeit der Bedienelemente.
- Überprüfung der Wirksamkeit der Vorrichtung bei der Verringerung der Trocknungszeit.
Hauptergebnisse
- Die Trocknungsvorrichtung verkürzt signifikant die Zeit, die für das Trocknen optischer Küvetten benötigt wird.
- Sie ermöglicht das gleichzeitige Trocknen mehrerer Küvetten.
- Es wurde eine verbesserte Effizienz bei spektroskopischen Experimenten beobachtet.
- Das Design ist benutzerfreundlich und verfügt über leicht zugängliche Bedienelemente.
Schlussfolgerungen
- Die entwickelte Vorrichtung ist wirksam bei der Verringerung der Trocknungszeiten für optische Küvetten.
- Dieser Fortschritt kann zu effizienteren spektroskopischen Analysen führen.
- Zukünftige Anwendungen könnten verschiedene Lumineszenzmessungen umfassen.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Eine effiziente Durchlaufzeit der spektroskopischen Analyse ist entscheidend für die Hochdurchsatz-Biopharmazie&D, wo Verzögerungen bei der Probenvorbereitung Entdeckungs- und Screening-Arbeitsabläufe ausbremsen können. Der spezielle optische Zellentrockner ermöglicht ein schnelles, reproduzierbares Trocknen mehrerer optischer Zellen und reduziert dadurch die Stillstandszeiten des Instruments sowie die experimentelle Durchlaufzeit. Dieser operationelle Fortschritt unterstützt die skalierbare Assay-Entwicklung und beschleunigt die Datenerzeugung an entscheidenden Schnittstellen der Arbeitsabläufe.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung&D
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Ermöglicht schnellere Zyklen spektroskopischer Assays zur Untersuchung von Signalwegen und Zielmolekülen.
- Reduziert die Verzögerung bei der Probenvorbereitung und unterstützt dadurch eine schnellere Hypothesenprüfung und die Absicherung von Wirkmechanismen.
- Verbessert den Durchsatz bei der funktionellen Validierung von Zielstrukturen mittels spektroskopischer Nachweise.
Screening und Assay-Entwicklung
- Erleichtert die Vorbereitung sauberer, trockener optischer Küvetten für standardisierte Testbedingungen.
- Unterstützt die Reproduzierbarkeit und quantitative Konsistenz spektroskopischer Messungen.
- Ermöglicht die parallele Verarbeitung von Proben, wodurch die Durchsatzkapazität und Skalierbarkeit des Assays erhöht wird.
Translationale und präklinische Forschung
- Verbessert die Kontinuität spektroskopischer Workflows von der Entdeckung bis zur präklinischen Validierung.
- Reduziert betriebliche Verzögerungen und unterstützt die rechtzeitige Erzeugung translationsrelevanter Daten.
- Steigert die Zuverlässigkeit quantitativer Ergebnisse für Biomarker- oder Mechanismusstudien.
Pipeline- und Workflow-Integration
Dieser optische Probentrockner integriert sich in den Spektralanalyse-Prozess, von der frühen Entdeckung über die Assay-Entwicklung bis hin zur präklinischen Forschung, überall dort, wo eine schnelle Probenauswertung erforderlich ist.
- Entdeckungsbiochemie: Beschleunigt die Hypothesenprüfung, indem die Vorbereitungszeiten der Proben in spektroskopischen Arbeitsabläufen minimiert werden.
- Screening: Bietet gebrauchsfertige optische Küvetten für hochdurchsatzfähige oder iterative Testformate.
- Analytik: Gewährleistet konsistente Trocknungszeiten und unterstützt zuverlässige quantitative Vergleiche zwischen Experimenten.
- Translationale Forschung: Erhält die Kontinuität des Arbeitsablaufs bei Studien, die wiederholte spektroskopische Messungen erfordern.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Bietet eine wiederverwendbare, skalierbare Lösung für jedes Labor, das spektroskopische Assays auf Basis optischer Küvetten einsetzt.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Erhöht die Vorhersagesicherheit, indem die Variabilität bei der Probenvorbereitung verringert wird.
- Operativer Wert: Standardisiert und beschleunigt das Trocknen, wodurch die Laboreffizienz und Durchsatzleistung verbessert werden.
- Strategischer Wert: Ermöglicht schnellere Go/No-Go-Entscheidungen durch Verkürzung der experimentellen Zyklen.
- Portfolio-Wirkung: Unterstützt die risikoadjustierte Priorisierung, indem ein schneller, datenbasierter Fortschritt ermöglicht wird.
Durchlegungsaspekte
- Erfordert grundlegende Fachkenntnisse für die Bedienung und Wartung des Geräts.
- Benötigt Zugang zu einer standardmäßigen elektrischen Infrastruktur und kompatiblen optischen Küvetten.
- Eine standardisierte Trocknungsprotokollfestlegung über mehrere Arbeitsgruppen hinweg verbessert die Reproduzierbarkeit.
- Kann mit geringfügigen Modifikationen an verschiedene Küvettengrößen und spektroskopische Plattformen angepasst werden.
- Es ist eine sorgfältige Konstruktion erforderlich, um das Eindringen von Flüssigkeiten zu verhindern und Kompaktheit sicherzustellen, wie in der Quelle hervorgehoben.
