Name: Une plate-forme pour la détection Taux dévaporation à base dimpédance haute performance (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-10-17T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 39 s
Description: Découvrez une méthode par impédance pour mesurer les taux d'évaporation avec une détection rapide et des échantillons de petite taille. Cette technique améliore les études en chimie analytique et biomoléculaire.

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Ce travail a été parrainé par le ministère de la Science et de la technologie, Taiwan, sous les numéros de subvention MOST 104-2221-E-241-001-MY3 et MOST 105-2627-B-005-002.

1. Experimental Module Chip <ol><li> Fabriquer l&#39;oxyde d&#39; indium et d&#39;étain (ITO) de la puce d&#39;électrodes par photolithographie et les procédés chimiques de gravure humide <ol><li> Obtenir un substrat d&#39;ITO (370 mm x 480 mm x 0,5 mm (L x P x H)) avec une couche Å ITO 2.600 commercialement (Voir liste des matières). Découper le substrat en ITO aux dimensions de 90 mm x 90 mm x 0,5 mm, avec un dispositif de coupe de verre pour le procédé de formation de motif électrode ITO dans un dispositif d&#39;alignement 4 pouces. </li><li> Utilisez un nettoyeur à ultrasons pour nettoyer le verre ITO avec de l&#39;acétone puis à l&#39;eau déminéralisée, pendant 15 minutes chacun. Sécher le verre ITO avec de l&#39;air propre et sec. </li><li> Distribuer 5 ml d&#39;une solution de réserve photographique positive sur la surface du verre ITO. </li><li> Utilisez tournette à 500 xg pendant 30 secondes pour produire une couche de résine photosensible uniforme. Puis cuire sur une plaque chauffante à 90 ° C pendant 5 min pour chasser l&#39;excès de solvant dans la résine photosensible. </li><li> Exposer le verre ITO à 14 mW de lumière ultraviolette à 436 nm pour 3,1 sec trâce un photomasque de film avec le motif conçu (voir la liste des matériaux). </li><li> Immerger l&#39;échantillon dans 60 ml d&#39;une solution de développement à 23 ° C pendant 30 secondes pour développer les voies modelées. Puis cuire au four sur une plaque chauffante à 120 ° C pendant 10 min pour durcir la résine photosensible et d&#39;améliorer l&#39;adhérence photorésist. </li><li> Immerger l&#39;échantillon pendant 3 min dans 60 ml d&#39;une solution de gravure à 80 ° C pour graver la couche d&#39;ITO non protégé. </li><li> Immerger l&#39;échantillon pendant 1 min dans 60 ml d&#39;acétone pour éliminer photorésist sur la surface du verre ITO. </li><li> Trancher le verre ITO dans les dimensions de 62 mm x 35 mm pour la puce d&#39;électrode ITO expérimental (Figure 1) avec un coupe-verre. </li></ol></li></ol><img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/54575/54575fig1.jpg" /> Figure 1:. ITO puce électrode La puce fabriquée ITO avec 8 paires de voies d&#39;électrodes à motif est représenté. Il y a 15 électrodes<html> mesurant 2 mm x 8 mm au niveau du bord latéral, et les deux voies centrales partagent la même électrode. La distance entre chaque paire de doigts d&#39;électrode dans un puits d&#39;essai est de 7 mm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54575/54575fig1large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> <ol start="2"><li> Construire le module à puce expérimentale <ol><li> Nettoyez le 8 puits réseau de silicone commercial avec un nettoyeur à ultrasons comme le montre la figure 2 avec un détergent, l&#39; eau , puis désionisée, puis 95% d&#39; éthanol, puis de l&#39; eau déminéralisée, pendant 15 minutes chacun. </li><li> Sécher le 8 puits silicone réseau par soufflage d&#39;air propre et sec. </li><li> Appuyez sur la matrice de silicone 8 puits dans la puce ITO pour former le module de puce expérimental (Figure 3). Étroitement lier la matrice de silicone et de la puce ITO. </li></ol></li></ol>54575fig2.jpg &quot;/&gt; Figure 2:. Réseau de puits de silicone Le 8 puits réseau de silicone commercial peut contenir 8 échantillons testés simultanément. La taille de chaque puits est de 11 mm x 8 mm x 8,5 mm (L x P x H). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54575/54575fig2large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> <img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/54575/54575fig3.jpg" /> Figure 3:. Module de puce expérimentale La puce d&#39;électrode ITO est fixé avec le silicone tableau 8-puits pour former le module de puce expérimentale. L&#39;adhésion entre la matrice de silicone et la puce ITO est forte. Par conséquent, la matrice de silicone et la puce ITO peuvent se lier ensemble pour une utilisation sans substance adhésive. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54575/54575fig3large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> 2. Mesure d&#39;impédance <ol><li> Connectez l&#39;ordinateur personnel, relais amplificateur de verrouillage, et un interrupteur pour former le module d&#39; impédance de lecture comme le montre la figure 4. </li></ol><img alt="Figure 4" src="/files/ftp_upload/54575/54575fig4.jpg" /> Figure 4:. Schématique de l&#39;appareil à base d&#39;impédance L&#39;amplificateur de verrouillage, un commutateur de relais, et l&#39; ordinateur comporte le module de lecture d&#39; impédance. L&#39;amplificateur de verrouillage sensible à la phase commerciale est utilisée pour envoyer et extraire les signaux électriques. Le circuit de commutation de relais maison reliant différentes puces ITO est utilisé pour spécifier quel bien et quelle puce ITO à tester. Un total de 6 jetons peut être relié au relais de commutation spécifiant les 48 échantillons d&#39;une manière en temps partagé. Le temps réel en phase de résistance et le déphasage du signal de la solution testée sont enregistrées en continu sur un ordinateur personnel pour l&#39;ensemble evaporatprocessus ion. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54575/54575fig4large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> <ol start="2"><li> Placez le module à puce expérimentale dans la prise du relais de commutation. </li><li> Les paramètres d&#39;entrée du programme informatique. Entrer la fréquence du signal (1 kHz), le nombre de puits spécifié (0-7), le cycle d&#39;exécution (100), et le nom du fichier (HA). </li></ol> 3. Expériences d&#39;évaporation <ol><li> Préparer quatre solutions de 2,5 ml d&#39;acide hyaluronique à 0, 0,05, 0,5 et 1% p / v dans l&#39;eau. Placer chaque solution à 2,5 ml d&#39;échantillon dans un flacon de mesure 14,75 mm x 45 mm x 8 mm (diamètre extérieur x H x ID). </li><li> Pour chaque solution, ajouter 0,5 ml de solution d&#39;échantillon à un seul puits du module à puce ITO. </li><li> Peser et enregistrer le poids initial de chaque flacon par la machine de la balance électronique. </li><li> Exécutez le programme d&#39;ordinateur pour mesurer automatiquement et enregistrer en temps réel la résistance en phase et le signal pchangement hase de puits spécifiés sur la puce ITO. </li><li> Démarrer les expériences d&#39;évaporation en même temps au même endroit, à la fois par la méthode de pesée et un procédé d&#39;impédance. </li><li> Peser et enregistrer le poids de chaque flacon par la machine d&#39;équilibrage électronique à des moments programmés. </li><li> Analyser les données recueillies dans la méthode et de l&#39; impédance de pesage méthode. 19 </li></ol>

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</ol>

Les auteurs n&#39;ont rien à dévoiler.

L&#39;étape critique pour la mesure de l&#39;évaporation dans cette détection à base d&#39;impédance est la préparation des solutions testées. l&#39;eau déminéralisée ne peut pas être utilisé en raison de son énorme impédance. Au lieu de cela, l&#39;eau du robinet contenant des ions conducteurs a été utilisé pour préparer des solutions d&#39;acide hyaluronique pour les expériences. Cependant, les propriétés électriques de l&#39;eau du robinet ne sont pas constante à utiliser. Par conséquent, ...

L&#39;évaporation est un type de liquide, et la vaporisation se produit le long de l&#39;interface gaz-liquide d&#39;un corps collectif d&#39;eau. Les molécules d&#39;eau près de la surface deviennent capables d&#39;échapper à partir du liquide due à la collision des molécules d&#39;eau. Le taux d&#39;évaporation est un facteur clé importante au cours du processus d&#39;évaporation. En général, un tube d&#39;équilibrage ou volumétrique 1-3 est largement utilisée pour détecter l&#39;évaporation des solutions. Cependant, il faut beaucoup de temps pour mesurer le taux d&#39;évaporation en raison de la limitation de la précision d&#39;un équilibre ou un tube volumétrique. Pour cette raison, un instrument souple et de haute sensibilité doit être mis au point pour sonder les détails du processus d&#39;évaporation. Spectroscopie d&#39;impédance électrochimique (EIS) est une réponse rapide, des moyens expérimentaux sensibles et efficaces en termes de détection d&#39;impédance in-situ pour système électrochimique caractérisation 4. Par conséquent, l&#39;EIE peut être appliquée dans divers FIElds, telles que des études récentes sur le comportement cellulaire 5, détection bioanalytique 6-7, électrolyse 8, polymères conducteurs 9, et l&#39; extraction électrochimique 10. Même si les systèmes EIS ont été appliquées avec succès dans une grande variété de disciplines, il existe un très petit nombre de publications sur son application à la recherche d&#39;évaporation. L&#39;acide hyaluronique, un polysaccharide de haut poids moléculaire avec un potentiel de liaison à l&#39;eau forte, est un humectant bien connu pour des applications cosmétiques. Une molécule d&#39;acide hyaluronique peut se lier jusqu&#39;à 500 molécules d&#39;eau 11 et atteindre 1000 fois son volume initial 12. Une très petite quantité d&#39;acide hyaluronique peut posséder la fonction hydratante 13-14. En raison de la forte rétention de l&#39; humidité, l&#39; acide hyaluronique est devenu une composante importante de produits humectants cosmétiques à haute valeur commerciale dans le monde 15. Tson étude présente la méthode d&#39;un appareil à base d&#39;impédance de roman mettant en vedette la détection à grande vitesse, petite exigence d&#39;échantillon de volume, et des mesures d&#39;échantillons multiples 16-19. Il est présenté avec un accent sur la comparaison des taux d&#39;évaporation relative des solutions comme un moyen de valider la supériorité du mécanisme novateur de détection sur une manière de pesage classique.

<table><tbody><tr><td>Éthanol à 95 %</td><td>Echo Chemical Co., Ltd., Miaoli, Taïwan</td><td>484000001103C-00EC</td><td></td></tr><tr><td>Acétone</td><td>Avantor Performance Materials Inc., Center Valley, PA, États-Unis</td><td>JTB-9005-68</td><td></td></tr><tr><td>Solution de développement</td><td>Kemitek Industrial Crop., Hsinchu, Taïwan</td><td>12F01031</td><td>KTD-1</td></tr><tr><td>Solution de gravure</td><td>eSolv Technology Co., Taipei, Taïwan</td><td></td><td>EG-462</td></tr><tr><td>Acide hyaluronique</td><td>Shandong Freda Biopharm Co., Ltd., Jinan, Chine</td><td>1010212</td><td>Poids moléculaire 980k, solution photosensible de qualité cosmétique</td></tr><tr><td></td><td>AZ Electronic Materials Taiwan Co., Ltd., Hsinchu, Taiwan</td><td>65101M19</td><td>AZ6112</td></tr><tr><td>Réseau de silicone à 8 puits</td><td>Greiner bio-one Inc., Frickenhausen, Baden-W&uuml ; rttemberg, Allemagne</td><td>FlexiPERM</td><td></td></tr><tr><td>ITO verre</td><td>GemTech Optoelectronics Co., Taoyuan, Taiwan</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vial</td><td>Sigma-Aldrich Co. LLC., St. Louis, MO, USA</td><td>854190</td><td></td></tr><tr><td>Film photomask</td><td>Taiwan Mesh Co., Ltd, Taoyuan, Taiwan</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Lock-in</td><td>amplificateur Stanford Research Systems, Inc., Palo Alto, CA, USA</td><td>SR830</td><td></td></tr><tr><td>Relais de commutation</td><td>Centre de recherche sur la technologie des instruments, Laboratoires nationaux de recherche appliquée, Hsinchu, Taïwan</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Machine d’équilibre électronique</td><td>Radwag Inc., Radom, Pologne</td><td>AS 60/220/C/2</td><td></td></tr></tbody></table>

une plate-forme pour la détection taux d&#39;évaporation à base d&#39;impédance haute performance

A High Performance Impedance-based Platform for Evaporation Rate Detection

Le présent document décrit la méthode d&#39;une nouvelle plate-forme à base d&#39;impédance pour la détection de la vitesse d&#39;évaporation. L&#39;acide hyaluronique composé modèle a été utilisé ici à des fins de démonstration. les tests d&#39;évaporation multiples sur le composé modèle comme humectant avec diverses concentrations dans les solutions ont été effectuées à des fins de comparaison. Une approche de perte de poids classique est connu sous le nom, la technique de mesure la plus simple, mais beaucoup de temps pour la détection de taux d&#39;évaporation. Pourtant, un inconvénient évident est qu&#39;un grand volume d&#39;échantillon est nécessaire et des tests d&#39;échantillons multiples ne peut pas être effectuée en même temps. Pour la première fois dans la littérature, une puce de détection d&#39;impédance électrique est appliquée avec succès à une enquête d&#39;évaporation en temps réel dans un temps partagé, de manière continue et automatique. De plus, aussi peu que 0,5 ml d&#39;échantillons d&#39;essai est nécessaire dans cet appareil à base d&#39;impédance, et une grande variation d&#39;impédance est démontrée entre les différents soluti diluéons. La haute sensibilité et réponse rapide impédance de détection système proposé se trouve à surperformer une approche de perte de poids classique en termes de détection de taux d&#39;évaporation.

Au cours du processus d&#39;évaporation, les ions conducteurs dans la solution testée est devenue concentrée avec le volume de la solution baisse, et l&#39;impédance de cette solution a diminué. Les taux de perte de poids et une diminution de l&#39;impédance dans la progression d&#39;évaporation pour chaque solution testée ont été mesurées. A titre de comparaison, les données de taux de perte de poids et une diminution de l&#39; impédance ont été normalisées par rapport à l&#39; eau puis tracées ensemble sur la ...

Cet article présente un appareil à base d&#39;impédance pour la détection de taux d&#39;évaporation des solutions. Il offre des avantages évidents par rapport à une approche de perte de poids conventionnelle: une réponse rapide, la détection à haute sensibilité, une petite exigence de l&#39;échantillon, les mesures d&#39;échantillons multiples, et un démontage facile pour le nettoyage et la réutilisation.

Une plate-forme pour la détection Taux d&#39;évaporation à base d&#39;impédance haute performance

This paper describes the method of a novel impedance-based platform for the detection of the evaporation rate. The model compound hyaluronic acid was ...

L'objectif général de cette expérience est de mesurer les taux d'évaporation de solutions à l'aide d'un système basé sur l'impédance. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine de la chimie analytique, comme l'efficacité hydratante comparative des produits cosmétiques. Les principaux avantages de cette technique sont une réponse de détection plus rapide, une petite taille d'échantillon, une grande sensibilité, la possibilité de gérer plusieurs échantillons simultanément, ainsi qu'une désassemblage facile pour le nettoyage et la réutilisation.Cette méthode peut fournir des informations sur le processus d'évaporation. Elle peut également être appliquée à d'autres domaines tels que la dissection biomoléculaire et le comportement cellulaire. Nous avons eu l'idée de cette méthode lorsque nous avons constaté que la nature longue de la méthode standard de ces systèmes de mesure posait problème.Pour commencer la fabrication du module de puce expérimentale, utilisez un coupe-verre pour découper un substrat en verre recouvert d'oxyde d'indium-étain aux dimensions appropriées. Effectuez une sonication du verre ITO dans de l'acétone, puis dans de l'eau déionisée p

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Droplet plates-formes basées microfluidiques sont des candidats prometteurs pour l'expérimentation à haut débit car ils sont capables de générer picolitres, auto-compartimentées vaisseaux moindre coût aux cadences kHz. Grâce à l'intégration rapide, sensible et haute résolution de fluorescence des méthodes spectroscopiques, les grandes quantités de données générées au sein de ces systèmes peut être efficacement extraite, exploité et utilisé.

Méthodes de détection par fluorescence pour les plateformes microfluidiques gouttelettes

Isotachophorèse (PTI) est une séparation solide électrocinétique et de la technique de préconcentration avec des applications allant de la détection de la toxine à la préparation des échantillons. Nous passons en revue les principes physiques de l'ITP et la méthodologie de l'application de cette technique à deux exemples d'applications spécifiques: la séparation et la détection de petites molécules et de purification des acides nucléiques à partir de lysat de culture cellulaire.

Sur la puce isotachophorèse pour la séparation des ions et purification des acides nucléiques

Vésicules extracellulaires jouent des rôles importants dans les processus physiologiques et pathologiques, y compris la coagulation, la réponse immunitaire, ou le cancer et comme agents thérapeutiques potentiels dans l'administration de médicaments ou de la médecine régénératrice. Ce protocole présente des méthodes pour la quantification et la caractérisation granulométrique des vésicules extracellulaires isolés et non-isolés dans divers liquides à l'aide accordable détection d'impulsion...

Quantification et Taille-profilage des vésicules extracellulaires Utilisation accordable résistive Pulse Sensing

Nous présentons une biopuce microfluidique à base électrochimique-pour la détection d'hybridation d'ADN. Après ssADN sonde fonctionnalisation, la spécificité, la sensibilité et la limite de détection sont étudiées avec des objectifs de ssADN complémentaires et non complémentaires. Les résultats illustrent l'influence des événements d'hybridation d'ADN sur le système électrochimique, avec une limite de détection de 3,8 nM.

Une biopuce microfluidique électrochimique à base d&#39;analyse ADN hybridation Sans étiquette

Le protocole de fabrication et d’exploitation des dispositifs de démouillage de champ (Field-DW) est décrit, ainsi que les études préliminaires des effets des champs électriques sur le contenu des gouttelettes.

Profitant de interaction réduite des gouttelettes de la surface pour optimiser le transport de Bioanalytes en microfluidique digitale

Ce travail présente une méthode simple et visuelle pour détecter les polymorphismes multi-nucléotidiques sur une plateforme de manipulation de gouttelettes pneumatique. Avec la méthode proposée, l'ensemble de l'expérience, y compris la manipulation des gouttelettes et la détection de polymorphismes nucléotidiques multiples, peut être effectuée à proximité de 23 ° C, sans l'aide d'instruments avancés.

La détection Colorimétrie visuelle de Multi-nucleotide polymorphismes sur une plate-forme de manipulation pneumatique Droplet

Réaction de Lab-in-a-goutte systèmes permettre la mise en oeuvre souple de réactions complexes dans une échelle de microfluidique. Une plate-forme de déclenchement automatisé consistant en une matrice de 3 x 3 des bobines électromagnétiques a été développée et utilisé avec succès pour fusionner deux 10 µL microréacteurs et ainsi initier une réaction enzymatique dans les marbres de liquides qui en résulte.

Aqueux gouttelettes servis de microréacteurs enzymatiques et leur déclenchement électromagnétique

Une plateforme de biocapteurs microfluidiques a été conçue et fabriqué en utilisant la technologie de résine photosensible feuil sec peu coûteux pour la quantification rapide et sensible des analytes différents. Ce système à usage unique permet la lecture électrochimique du-puce-immobilisé les dosages-enzymatique au moyen de la technique d’arrêt de débit.

Feuil sec axée sur la résine photosensible de biocapteurs microfluidiques électrochimiques plate-forme : Fabrication de dispositifs, préparation de dosage sur puce et fonctionnement du système

Le microfluidique numérique à base d’électrowetting est une technique qui utilise un changement de tension dans l’angle de contact apparent d’une gouttelette de volume de microlitre pour faciliter sa manipulation. La combinaison de ces perles magnétiques avec des perles magnétiques fonctionnalisées permet l’intégration de multiples opérations d’unité de laboratoire pour la préparation d’échantillons et l’identification d’agents pathogènes à l’aide d’analyses immunosorbent liées à l’enzyme...

Plateforme microfluidique numérique basée sur l’électrowetting pour l’analyse immunosorbent liée à l’enzyme automatisée

Cet article propose une nouvelle génération de plateformes analytiques multiparamétriques avec un débit accru pour la caractérisation des sous-ensembles de vésicules extracellulaires. La méthode est basée sur une combinaison de méthodes de biodétection multiplexées avec des analyses métrologiques et morphomécaniques par microscopie à force atomique, couplée à la spectroscopie Raman, pour qualifier des cibles vésiculaires piégées sur une biopuce de microréseau.

Plate-forme analytique multimodale sur une puce d’imagerie par résonance plasmonique de surface multiplexée pour l’analyse de sous-ensembles de vésicules extracellulaires

Le présent protocole fournit des descriptions détaillées pour l’isolement efficace des vésicules extracellulaires urinaires à l’aide de billes magnétiques fonctionnalisées. De plus, il englobe des analyses ultérieures, y compris le western blot, la protéomique et la phosphoprotéomique.

Isolement par affinité chimique de vésicules extracellulaires à partir de biofluides pour l’analyse protéomique et phosphoprotéomique

Découvrez une méthode par impédance pour mesurer les taux d'évaporation avec une détection rapide et des échantillons de petite taille. Cette technique améliore les études en chimie analytique et biomoléculaire.

Une plate-forme pour la détection Taux d'évaporation à base d'impédance haute performance

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