Name: Fabrication d’une cellule optique séchoir pour les cellules d’analyse spectroscopique (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-01-08T14:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 37 s
Description: Apprenez à fabriquer une cellule optique séchoir en acrylique pour accélérer le séchage simultané de multiples cellules en spectroscopie. Cette méthode réduit considérablement les temps d'attente expérimentaux.

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1. conception
<ol><li>Voir la Figure 1 pour des détails sur la mise au point de dessin.</li>
	<li>Couper une planche épaisse acrylique de 3 mm à 210 mm de largeur x 60 mm de hauteur x 104 mm de profondeur, lier avec adhésif acrylique et assembler le cas.</li>
	<li>Installer jusqu'à 30 cellules optiques de 12,5 x 12,5 mm.</li>
	<li>Fixer les interrupteurs et les lampes de démarrage et d’arrêt et un bouton de variable pour le réglage de temps de séchage sur la face avant du boîtier.</li>
	<li>Voir la Figure 2 pour une vue externe et la configuration des composants.</li>
	<li>Utilisez acrylique et le nylon pour l’enveloppe et le net, respectivement. Fixer le filet sur le cadre et l’attacher à la partie supérieure du boîtier.</li>
	<li>Utilisation acrylique pour le réseau de l’installation de la cellule-optique. Attachez-le à la partie supérieure du filet.</li>
	<li>Monter les ventilateurs à l’arrière du boîtier.</li>
	<li>Utilisation : acrylique translucide pour une partition de prévention goutte d’eau.</li>
</ol>2. matériel Design contour
<ol><li>Pour plus d’informations de schéma, voir la Figure 3 .</li>
	<li>Démissionner de 12 V à 5 V par un régulateur à trois bornes pour faire fonctionner le micro-ordinateur.</li>
	<li>Activer le souffleurs via un NPN transistor (25 V, 500 mA). Remarque : La broche de sortie du micro-ordinateur étant 5 V.</li>
	<li>Contrôler la vitesse de rotation des souffleries de l’opération de modulation (PWM) de largeur impulsion de la broche de sortie. Remarque : Le ventilateur est alimenté, le nombre de tours est contrôlé et la force est modifiée périodiquement.</li>
	<li>Connecter l’interrupteur poussoir de démarrage à la broche d’entrée numérique.</li>
	<li>Connecter opération temps régler le volume des ventilateurs sur la broche d’entrée analogique pour changer la tension selon la position de rotation.</li>
	<li>Connectez l’organique diode électroluminescente (OLED) pour l’affichage de l’heure d’opération sur les deux broches de sortie numérique dotée d’un circuit inter-intégré (I2C).</li>
	<li>Connecter la LED qui s’allume pendant le fonctionnement sur la broche de sortie numérique.</li>
</ol>3. logiciel Design contour
<ol><li>Utiliser un micro-ordinateur pour contrôler les ventilateurs. Remarque : L’environnement de développement a été construit en utilisant Arduino, qui est l’un des environnements de développement appelés open source du matériel, et tous les circuits et les logiciels sont ouverts au public.</li>
	<li>
Grandes lignes de l’opération
	<ol>
<li>Appuyez sur l’interrupteur de démarrage.</li>
		<li>Lire l’état du bouton spécifié par le bouton de sélection sur le front et activer le ventilateur selon cet état.</li>
		<li>Lire le temps de séchage défini par la résistance variable sur le front comme un signal de tension et démarrer la minuterie de compte à rebours.</li>
		<li>Tournez la LED s’allume vers le haut et affiche le temps restant sur l’OLED.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Explication détaillée
	<ol>
<li>Lire la position de volume connectée à la broche d’entrée analogique tension ; Ensuite, il convertit en temps de fonctionnement de la soufflante et affiche sur l’OLED.</li>
		<li>Détecter la ON/interrupteur connecté à J1-9, 10 quilles du diagramme circuit lorsque vous appuyez sur l’interrupteur de démarrage, allumez goupille des souffleurs, activer les souffleurs et la LED s’allume pendant l’opération.</li>
		<li>Contrôler les ventilateurs par PWM. Détecter la position de la résistance variable 10-kΩ connectée sur le diagramme de circuit J1-5, 6, 7 et conduire les souffleurs à la sortie.</li>
		<li>Détecter la position de la résistance variable 10-kΩ reliée au circuit J1-1, 2, 3 broches de réglage le séchage de temps et d’activer les souffleurs pendant une période correspondant à celle des diagrammes.</li>
		<li>Brancher le voyant d’alimentation pour les schémas de circuit J1-15, 16 broches. Branchez le début LED sur les schémas des circuits J1 - 12, 13. Remarque : Le voyant d’alimentation s’allume lorsque l’alimentation s’allume et le voyant de départ s’allume tandis que les ventilateurs sont activés.</li>
		<li>Connectez l’OLED à PB4, PB5 du CPU avec un I2C. Remarque : La durée de l’opération affichée sur l’OLED est comptée chaque seconde. Lorsque la durée de fonctionnement atteint 0, goupille des souffleurs est définie sur 0, les ventilateurs sont arrêtés et le voyant de fonctionnement s’éteint pour faire la transition à l’état initial de la veille.</li>
		<li>Utiliser la bibliothèque Adafruit SSD1306 pour un écran OLED d’Arduino. Remarque : Lorsque l’interrupteur est allumé, fonctionne dans l’ordre d’affichage d’initialisation et de message. Une partie du code source est indiquée ci-dessous à titre d’exemple d’utilisation de cette bibliothèque. #include « Wire.h » ; #include &lt; Adafruit_SSD1306.h &gt; #define OLED_RESET -1 Adafruit_SSD1306 display(OLED_RESET) ; <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58518/58518eq1.jpg"> <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58518/58518eq1.jpg"> void setup() {} Serial.Begin(115200) ; while ( !. {Série) ; attendre pour port série pour se connecter. Nécessaire uniquement pour Leonardo } Wire.Begin (SDA, SCL) ; (SDA, SCL) delay(1000) ; display.clearDisplay() ; Effacer la mémoire tampon. display.setTextSize(1) ; display.clearDisplay() ; Display.Print (F ("SD")) ; Display(Version) de messages forts vers le haut Display.println(ver) ; Display.Display() ; <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58518/58518eq1.jpg"> <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58518/58518eq1.jpg"> }</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. mode de fonctionnement
<ol><li>Voir la Figure 2 pour plus de détails de la vue extérieure.</li>
	<li>Mettez l’interrupteur principal du numéro 10 ON. Le témoin de fonctionnement du numéro 11 s’allume.</li>
	<li>Placer les cellules optiques sur le nombre de mailles 2 de la partie réseau du plastique du numéro 1. Remarque : Le nombre de cellules optiques qui peut être monté est autant que le nombre de grilles.</li>
	<li>Sélectionnez une opération souffleur de deux ou quatre-souffleur. Selon la situation de conduite, le témoin de fonctionnement du numéro 5 et numéro 6 s’allume. Remarque : Numéro 3 est un interrupteur pour faire fonctionner les ventilateurs sur le côté droit, et numéro 4 est un interrupteur pour faire fonctionner les ventilateurs sur le côté gauche.</li>
	<li>Définir la durée de l’opération avec la minuterie avec numéro 9.</li>
	<li>Virage numéro 7. Remarque : Le ventilateur avec numéro 12 commence, et, en même temps, le témoin de fonctionnement du numéro 8 s’allume.</li>
</ol>5. méthode de mesure de la durée de séchage
<ol><li>
Dans le cas de séchage naturel
	<ol>
<li>Laver les cellules optiques soigneusement à l’eau ou l’éthanol. Utiliser du papier absorbant épais pour absorber l’humidité des cellules optiques, puis déplacer les cellules vers un autre emplacement sur le papier absorbant épais et attendre qu’ils sèchent.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Dans le cas de la sécheuse de cellule-optique
	<ol>
<li>Laver les cellules optiques soigneusement à l’eau ou l’éthanol. Remarque : Utiliser du papier absorbant épais pour temporairement absorbent l’humidité.</li>
		<li>Placer les cellules optiques dans la sécheuse de cellule-optique, puis attendre qu’ils soient secs.</li>
		<li>Mesurer le temps de séchage 3 x pour chaque cellule.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Comparaison des valeurs moyennes
	<ol>
<li>Mesurer le temps 3 x à 30 endroits pour obtenir la distribution de séchage. Note : Ceci est pour détecter le décalage horaire selon la position des cellules dans la sécheuse optique-cell.</li>
		<li>Utilisez les valeurs moyennes de tous les 30 places pour une comparaison avec l’eau. Remarque : Dans le cas de lavage à l’eau, déterminer les positions des cellules optiques au hasard, puis mesurer le temps de séchage à 10 points.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Byeon, J., Kang, K. H., Jung, H. K., Suh, J. K. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s13206-016-1104-9">Assessment for Quantification of Biopharmaceutical Protein Using a Microvolume Spectrometer on Microfluidic Slides.</a> Biochip Journal. 11 (1), 21-29 (2017).</li>
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</ol>

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Les cellules optiques peuvent être séchés en même temps avec les ventilateurs, et le temps de séchage peut être considérablement réduit. Même si l’opération d’arrêt n’est pas exécutée, il peut être arrêté en toute sécurité en utilisant la fonction d’arrêt automatique du minuteur. Les résultats de mesure de la distribution du temps séchage, il n’y avait aucune différence significative concernant la durée de séchage en raison de la différence de la position de montage des cellules optiques.
Une ...

Cellules optiques sont utilisés comme instruments de laboratoire dans un large éventail de domaines. Dans la recherche en sciences de la vie, biomolécules telles que les acides nucléiques et les protéines sont souvent utilisés pour des expériences et des méthodes spectroscopiques sont largement utilisés pour les méthodes quantitatives. Quantifier précisément l’échantillon de l’expérience est indispensable pour obtenir des résultats plus précis et reproductibles. Le spectre d’absorption obtenu par un spectrophotomètre a souvent été utilisé pour la quantification des biomolécules telles que les acides nucléiques et protéines1,2,3,4. Recherche sur les caractéristiques d’oxydo-réduction causée par le changement dans le spectre d’absorption et de photoluminescence d’un nanotube de carbone (CNT) dispersé à l’aide de l’ADN a également été menée5,6,7, 8,9,10. Cellules optiques sont utilisés pour ces mesures, mais des mesures précises ne peuvent être faites que si elles sont soigneusement lavés et séchés.
Lors de la mesure des spectres d’absorption ou de la photoluminescence, il est impossible de mesurer précisément dans les cellules optique sale11,12,13,14,15. Économiques cellules optiques jetables en polystyrène et poly-méthacrylate de méthyle-servent également à éliminer la contamination et les laver. Cependant, lorsque des mesures précises sont requises, verres de quartz sont souvent utilisés, parce qu’ils ont extrêmement excellentes propriétés optiques tels que de la transmission de la lumière. Dans ce cas, les cellules optiques sont lavés après la mesure de l’échantillon et utilisés à plusieurs reprises. Habituellement, après avoir lavé les cellules optiques avec l’eau ou l’éthanol, ils sont séchés naturellement. Lorsqu’il est nécessaire de séchage rapide, ils sont séchés un à un en utilisant un sèche-cheveux ou des appareils similaires. Nettoyage des cellules optiques est une des procédures plus désagréables et beaucoup de temps dans l’expérience. Comme le nombre d’échantillons augmente, le temps séchage augmente, ce qui, à son tour, augmente le temps requis pour effectuer l’expérience et la recherche. Dans les études passé, on n’a aucuns signalé sur périphériques de cellules optiques. Cette étude a pour but de réduire le temps de recherche par séchage des cellules optiques multiples simultanément.
Nous avons examiné s’il existe des autres produits similaires. Une température constante de type boîte sèche avec une fonction de contrôle de température et une fonction de minuterie existe déjà ; Cependant, aucun produit commercial avec la même configuration ne se trouvent.
Un aperçu de la production de ce dispositif est décrit. Tout d’abord, le cas de caisson est fait à l’aide d’une plaque d’acrylique. Filet en nylon est fixé sur le haut. Une grille en plastique est placée dessus pour fixer la cellule optique. Le circuit de commande est stocké à l’intérieur du boîtier et la plaque en plastique est fixée afin de protéger le circuit de gouttelettes d’eau. Le circuit de commande est constitué d’un CPU et est contrôlé par logiciel. Souffleurs sont attachés à l’arrière du boîtier, et le vent fourni par les soufflantes pénètre dans les cellules optiques mis sens dessus dessous. Les ventilateurs sont activées par un interrupteur sur le front, et ils sont automatiquement arrêtés par la minuterie. Selon le nombre de cellules optiques à sécher, deux ou quatre ventilateurs peuvent être sélectionnés pour l’opération. Les gouttelettes d’eau ruisselant des cellules optiques s’évaporent avec le vent les souffleurs. Les cellules de quartz sont lavés avec de l’eau ou l’éthanol, et le temps de séchage est comparé à celle de séchage naturel.

<table><tbody><tr><td>souffleur</td><td>ebm-papst</td><td>422JN</td><td>Mulfingen, Allemagne</td></tr><tr><td>Micro-ordinateur</td><td>Atmel Corporation</td><td>ATmega 328 P</td><td>CA, USA</td></tr><tr><td>Bouton de sélection du ventilateur</td><td>Sengoku Densyo Co., Ltd.</td><td>MS-358 (rouge)</td><td>Tokyo, Japon</td></tr><tr><td>Lampe de fonctionnement du ventilateur</td><td>Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd.</td><td>DB-15-T-OR</td><td>Tokyo, Japon</td></tr><tr><td>Bouton de démarrage du souffleur</td><td>Sengoku Densyo Co., Ltd.</td><td>MS-350M (blanc)</td><td>Tokyo, Japon</td></tr><tr><td>Minuterie</td><td>Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd.</td><td>SH16K4A105L20KC</td><td>Tokyo, Japon</td></tr><tr><td>Commutateur d’alimentation</td><td>Marutsuelec Co., Ltd.</td><td>3010-P3C1T1G2C01B02BKBK-EI</td><td>Tokyo, Japon</td></tr><tr><td>Lampe d’alimentation</td><td>Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd.</td><td>DB-15-T-G</td><td>Tokyo, Japon</td></tr><tr><td>Module OLED</td><td>Akihabara Co., Ltd.</td><td>M096P4W</td><td>Tokyo, Japon</td></tr></tbody></table>

fabrication d’une cellule optique séchoir pour les cellules d’analyse spectroscopique

Fabrication of an Optical Cell Dryer for the Spectroscopic Analysis Cells

Les cellules optiques, qui sont des instruments expérimentaux, sont petites, place tubes scellés sur un côté. Un échantillon est placé dans ce tube, et une mesure est effectuée avec un spectroscope. Les matériaux utilisés pour les cellules optiques généralement incluent quartz verre ou en plastique, mais coûteux verre de quartz est réutilisé en éliminant les substances, autres que les liquides, à analyser qui adhèrent à l’intérieur du conteneur. Dans un tel cas, les cellules optiques sont lavés avec de l’eau ou l’éthanol et séchés. Ensuite, l’exemple suivant est ajouté et mesurée. Les cellules optiques sont séchés naturellement ou avec un sèche-cheveux manuels. Cependant, séchage prend du temps, ce qui en fait l’un des facteurs qui augmentent le temps de l’expérience. Dans cette étude, l’objectif est de réduire considérablement le temps de séchage avec un séchoir automatique dédié qui peut sécher plusieurs cellules optiques à la fois. Pour réaliser ceci, un circuit a été conçu pour un micro-ordinateur, et le matériel utilisé a été indépendamment conçu et fabriqué.

Comme le montre le tableau 1, dans le cas de lavage de l’éthanol, la moyenne de temps de séchage naturel de séchage était 426,4 s et la moyenne de séchage dans le sèche-linge de cellule-optique était de 106 s. Dans le cas de l’eau de lavage, la moyenne de temps de séchage naturel de séchage a été 1481.4 s et la moyenne durée dans la sécheuse cellule de séchage était 371.6 s. Dans les deux cas, le temps de séchage a été réduit à environ un quart. La distribution du temps s...

Un protocole de fabrication d’un appareil pour sécher simultanément plusieurs cellules optiques est présenté.

Fabrication d’une cellule optique séchoir pour les cellules d’analyse spectroscopique

Optical cells, which are experimental instruments, are small, square tubes sealed on one side. A sample is placed in this tube, and a measurement is ...

Le principal avantage de cette technique est qu’elle réduit le temps de séchage qui peut raccourcir le temps consacré à cette expérience. Cette méthode pourrait être utile dans le domaine de l’analyse spectroscopique, comme lors de l’exécution de l’absorption infrarouge, ou d’autres mesures de luminescence. Les expériences peuvent être retardées en attendant que les cellules optiques sèchent.Réduire la conception du temps de séchage et fabriquer un dispositif de séchage. Cet appareil utilise une planche acrylique de trois millimètres d’épaisseur pour créer un boîtier avec un dessus partiellement ouvert. Machinez la planche à l’avant du boîtier pour accommoder les commandes de l’appareil.De même, machine de la planche à l’arrière pour accueillir quatre souffleurs pour le séchage, exploité par paires pour le côté gauche et droit. Supportez un treillis acrylique au-dessus du boîtier afin de maintenir les cellules optiques en place. Sous le treillis, attaché au boîtier est filet de nylon pour soutenir les cellules et permettre le flux d’air.A l’intérieur du boîtier se trouvent l’électronique. D’autres planches acryliques les protègent des fluides et redirigent le flux d’air. Un schéma de l’électronique révèle le microcontrôleur à la base.Ces connecteurs sur le schéma représentent les commandes et les indicateurs de l’appareil. Le fonctionnement de l’appareil terminé est simple. Commencez par allumer l’interrupteur d’alimentation principal.Voici le commutateur de puissance et la lumière de l’indicateur de puissance représentés sur le schéma. Ensuite, placez les cellules optiques dans le maillage de l’appareil, en les concentrant d’un côté sinon tous les espaces sont nécessaires. Une fois terminé, sélectionnez deux souffleur ou quatre ventilateurs.Les lumières du panneau refléteront le choix. Dans le schéma, les commandes du ventilateur et les voyants indicateurs sont regroupés sur un seul connecteur. Lorsque le fonctionnement commence, une impulsion avec le signal de modulation du microcontrôleur va à un transistor, qui active les souffleurs.La sortie du ventilateur est déterminée par une résistance variable prédéfinise de 10 kilo-ohm. Maintenant, réglez le temps de séchage avec une résistance variable réglable. La valeur sélectionnée est affichée sur l’OLED.Une fois la valeur de résistance sélectionnée, la sortie de tension est convertie par le microordinateur. Le microcontrôleur transfère la valeur convertie, via le protocole de circuit inter-intégré à un OLED pour affichage. Appuyez sur le bouton de démarrage pour démarrer les ventilateurs et le processus de séchage.Dans le schéma, le bouton de démarrage est sur le même connecteur que le bouton d’alimentation. Le flux d’air des ventilateurs aide à sécher les cellules optiques qui sont dans la sécheuse. Préparez-vous à mesurer le temps de séchage naturel.Pour cela, disposer le papier absorbant épais sur une surface. Obtenez une cellule optique bien lavée, non séchée. Placez brièvement la cellule optique sur une partie du papier.Déplacez-le ensuite sur une partie sèche du papier. Commencez à mesurer le temps de séchage lorsque la cellule est en deuxième position. Pour utiliser la sécheuse optique, disposer également du papier absorbant épais sur une surface.Prenez une cellule lavée et placez-la brièvement sur le papier. De là, placez la cellule optique dans la sécheuse à la position de mesure choisie. Allumez la puissance, sélectionnez les quatre souffleurs.Réglez l’heure. Ensuite, démarrez la sécheuse. Mesurer le temps dans la sécheuse jusqu’à ce que la cellule soit sèche.Ce diagramme représente les différentes positions de la sécheuse optique. Les carrés le long de la rangée inférieure sont vers l’avant de l’appareil. Les chiffres représentent la moyenne de trois temps de séchage mesurés.La moyenne sur toutes les positions est de 106 secondes, contre 426 secondes pour le séchage naturel. À l’aide des ventilateurs, les cellules optiques peuvent être séchées simultanément et le temps de séchage peut être considérablement réduit. Le séchage peut être le même résultat avec une insurité, ou surtout avec par-souffleur.La mesure de la répartition du temps de séchage n’a révélé aucune différence significative dans le temps de séchage en raison de l’emplacement des cellules optiques dans la sécheuse. Une étape critique est la conception de l’enveloppe. Le défi est de rendre le boîtier compact.Il est également important d’empêcher l’éthanol ou l’eau de tomber dans l’appareil. Pour réduire le temps de séchage, le volume de vent des souffleurs peut être augmenté. Mais un problème potentiel est que les cellules optiques peuvent être sortis de l’appareil.D’autres façons de réduire le temps de séchage comprennent l’augmentation de la température de l’air en profondeur des souffleurs, des cellules vibrantes, ou les deux. Toutefois, il s’agit de projets futurs, qui impliquent des dispositifs plus complexes et un circuit contrôlé.

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Un appareil simple de Dewar/cryostat à azote liquide composé d’un petit Dewar optique en silice fondue, d’un thermocouple et d’un spectrographe CCD (dispositif à couplage de charge) est décrit. Les expériences pour lesquelles ce Dewar/cryostat est conçu nécessitent un chargement, une congélation et un alignement rapides des échantillons, des températures d’échantillon précises et stables, ainsi qu’une petite taille/portabilité.

Un simple Dewar / Cryostat pour les échantillons Thermiquement équilibrant à des températures connues pour des mesures précises de luminescence cryogéniques

Procédé pour l'auto-intégration de séchage induite par des biopolymères megamolecular sur l'interface air-liquide cristallin est fournie ici. Cette méthodologie sera utile non seulement pour comprendre les potentiels macroscopiques de biopolymères, mais aussi comme une méthode d'évaluation des matériaux souples dans les domaines biomédical et environnemental.

Méthodes pour l&#39;auto-intégration de Megamolecular biopolymères sur le séchage à l&#39;air-LC Interface

Ce protocole décrit la conception et la fabrication d’un pont de l’eau et son activation comme une fibre de l’eau. L’expérience montre que les résonances capillaires de la fibre de l’eau modulent la transmission optique.

Conception et Fabrication d’une fibre optique fait d’eau

Ici, nous caractérisons la structure des protéines et les sites d’interaction dans les cellules vivantes à l’aide d’une technique d’empreinte protéique appelée oxydation photochimique rapide cellulaire des protéines (IC-FPOP).

Caractériser les protéines cellulaires avec l’oxydation photochimique rapide à cellule des protéines

Ce protocole décrit la construction d’un etalon Fabry-Perot à faible coût, discret, couplé à des fibres et espacé d’air avec diverses applications, telles que la spectroscopie des gaz traces. La fabrication est possible dans n’importe quelle installation disposant d’un équipement de laboratoire optique standard.

Fabrication d’un Etalon Fabry-Pérot à faible coût, couplé à la fibre et espacé d’air

Dans cet article, nous proposons un protocole pour la fabrication de sphéroïdes hybrides à l’aide d’une pince optique. Cette méthode permet un contrôle précis des premières étapes du processus de formation des sphéroïdes, ce qui n’est pas réalisable par d’autres méthodes.

Utilisation d’une pince à épiler optique pour la génération de sphéroïdes hybrides

La spectroscopie Raman à cellules fluides (FCRS) permet d’observer in operando les phénomènes de réaction et de transport lors de la corrosion aqueuse des verres de silicate à un niveau microscopique, à des températures élevées et en temps réel. Sans interrompre les processus en cours, le FCRS fournit des informations sur les mécanismes de réaction, la cinétique et les processus de transport.

Spectroscopie Raman à cellules fluides pour l’étude operando des phénomènes de réaction et de transport lors de la corrosion du verre silicaté

Apprenez à fabriquer une cellule optique séchoir en acrylique pour accélérer le séchage simultané de multiples cellules en spectroscopie. Cette méthode réduit considérablement les temps d'attente expérimentaux.

Fabrication d’une cellule optique séchoir pour les cellules d’analyse spectroscopique

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