המצאה של Microchip הפקת דיפול בסיוע שלב מוצק עבור ניתוח מתכת עקבות בדגימות מים

המטרה הכוללת של פרוטוקול זה היא לייצר שבב חדשני למיצוי פאזה מוצקה לקביעת יוני עקבות מתכת בדגימות מים מכוח אינטראקציות יוני דיפול. שיטה זו מספקת אסטרטגיית עבודה אינטראקטיבית לטכניקות תזונה של השפעות מוצקות של שבב לניתוח יוני קורט מתכתיים. השבבים המפותחים שומרים על יוני מתכת רק על ידי הכוח הסטטי של אלקטרודת הדיפול.

המגמות האלה לעשות באופן כללי על שבבים אך ורק הליכי הוראה מהירים. כזה הוא התניה להפעלת השלב הנייח והתחדשות לתחזוקה של אמצעי מבנה שנמנע. מי שידגים את ההליך יהיו יו-צ'ן צ'ואנג ופי-צ'ון צ'או, סטודנטים לתואר שני מהמעבדה של ד"ר סון.

כדי להתחיל השתמש בתוכנית cad כדי לצייר את דפוס הרשת של השבב כפי שמוצג כאן. מקד את מקור הלייזר ולאחר מכן הרכיב יריעת PMMA בעובי 2 מ"מ על שולחן העבודה של מערכת המיקרו-עיבוד בלייזר. בחר הדפס בתוכנת cad ולאחר מכן השתמש בלוח הבקרה של מערכת המיקרו עיבוד כדי להגדיר את ההספק ל-45% או 4.5 וואט, את המהירות ל-13% או 99.06 מ"מ לשנייה ואת מצב העט ל-VECT.

מכונה את גיליון ה-PMMA באמצעות מערכת עיבוד המיקרו בלייזר בהתאם לפרוטוקול היצרן. חתך רוחב של המכונה לצלחת מוצג כאן. לאחר מכן, קדחו שלושה חורים בצלחת המעוצבת בקוטר של שישה עשר אינץ' שישמשו כגישה לכניסת דגימה, כניסת חיץ וכניסת LU בצלחת התחתונה.

לאחר מכן קדחו חור אחד לשקע משולב על לוחית הכיסוי. טבלו את הלוחות המעובדים לליטר אחד של 0.1% SDS וחשפו את החלקים לתסיסה אולטראסונית באמצעות מתנד למשך עשר דקות. לאחר מכן החלף את תמיסת SDS במים נטולי יונים.

תסיסה באמצעות מתנד קולי למשך עשר דקות. החלף את שאריות המים נטולי היונים בליטר אחד של מים טריים נטולי יונים ולאחר מכן טבלו את הלוחות המעובדים בתסיסה קולית למשך עשר דקות בפעם השלישית. לאחר מכן יבש כל אחת מהצלחות הנקיות בעזרת זרם עדין של חנקן למשך שתי דקות.

לאחר הייבוש, יישר את שתי הלוחות המעובדים בעין בלתי ולאחר מכן הנח את שתי הלוחות בדחיסה בין שני לוחות זכוכית באמצעות תפסי קלסר. בגלל השינוי בתעלת השבב על ידי תגובת פוטוסינתזה בפגישה שלאחר מכן, יש לטפל במצע בזהירות רבה כדי למנוע נזקים למשטח. זה עלול לפגוע אם זה ידליק את הקרינה.

לאחר מכן חבר את שתי הלוחות תחת דחיסה ב -105 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות. לאחר מכן מצננים את הכריך לטמפרטורת הסביבה ומסירים את תפסי הקלסר ולוחות הזכוכית. הכנס צינורות פוליאתר קטון בקוטר חיצוני של 1/16 אינץ' לתוך חורי הגישה.

לאחר מכן מערבבים כראוי שני רכיבים של דבקים מבוססי אפוקסי ומאבטחים את הצינורות עם דבק דו-רכיבי על בסיס אפוקסי. הניחו לאפוקסי להתרפא בטמפרטורת הסביבה למשך שתים עשרה שעות. הנח את הצינור דרך משאבה פריסטלטית ולתוך תמיסה של נתרן הידרוקסיד רווי.

העבירו את תמיסת הנתרן הידרוקסיד לתעלה בקצב זרימה של 100 מיקרוליטר לדקה למשך 12 שעות. הסר את שאריות תמיסת הנתרן הידרוקסיד ולאחר מכן שטוף את פנים התעלה במים נטולי יונים. לאחר מכן הסר את שאריות המים נטולי היונים והעביר תמיסת חומצה חנקתית 0.5 לתוך השבב.

הסר את שאריות תמיסת החומצה החנקתית ולאחר מכן הגדר את המערכת להעברת תמיסת אקרילאמיד של 50% לתוך השבב בחושך. הזרימו את תמיסת האקרילאמיד לתוך השבב בקצב זרימה של 100 מיקרוליטר לדקה למשך שמונה שעות. לאחר מכן, הסר את תמיסת האקרילאמיד שנותרה ולאחר מכן שטוף את פנים התעלה במים נטולי יונים.

בסיום השטיפה, יש לשאוב אוויר דרך השבב כדי להסיר את המים נטולי היונים שנותרו, ולאחר מכן לכסות את השבב במסכת צילום מובנית המאפשרת לחשוף את האזור הרצוי של תעלת החילוץ לאור. לאחר מכן, קח מחסנית מיצוי פאזה מוצקה להסרת מעכבים והשתמש במשאבה כדי לשטוף את המחסנית עם לפחות שלושה נפחי מחסנית של אתנול. לאחר מכן שטוף את המחסנית בשלושה נפחי מחסנית של 1:1 דיכלורואתן.

מכיוון שדיכלורואתן 1:1 הופך לבלתי יציב ברגע שהעיכוב מוסר. יש להשתמש בהקדם האפשרי בתצורת מיצוי פאזה מוצקה המכילה כלור. לאחר מכן, העבירו 1 מ"ל של 1:1 דיכלורתן דרך המחסנית המטופלת ולאחר מכן אספו את השבר בבקבוקון דגימה של 20 מ"ל עטוף בנייר אלומיניום.

לאחר מכן העבירו 491 מיקרוליטר של דגימת דיכלורואתן 1:1 לתמיסה המכילה 12 מ"ג AIBN, 3.18 מ"ל אתנול ו-1.65 מ"ל הקסנים בבקבוק זכוכית של 100 מ"ל. השתמש במזרק כדי להזריק לתעלת השבב כ-200 מיקרוליטר של תמיסת היווצרות SPE המכילה כלור. לאחר מכן חשוף את השבב לקרינה אולטרה סגולה באורך גל פליטה מרבי של 365 ננומטר למשך 10 דקות.

החלף את התמיסה השיורית על ידי הזרקת 200 מיקרוליטר של תמיסת היווצרות SPE של כלור טרי לתוך התעלה וחשוף שוב את השבב לקרינת UV למשך 10 דקות. חזור על תהליך זה בסך הכל 18 פעמים. לבסוף, השתמש במשאבה הפריסטלטית כדי לשטוף את פנים התעלה באתנול בקצב זרימה של 100 מיקרוליטר לדקה למשך 30 דקות.

בסיום השטיפה יש לשאוב אוויר דרך השבב כדי להסיר את האתנול שנותר. לאחר הסרת התמיסה הנותרת עם המשאבה הפריסטלטית, אחסן את השבב המיוצר בשקית רוכסן לשימוש לאחר מכן. במהלך הצמיחה המדורגת, נעשה שימוש במדידות זווית מגע כדי לנטר את שינויי פני השטח.

השינויים בזווית המגע הצביעו בבירור על כך ששינויים במשטח התרחשו במהלך הליכי השינוי. זווית מגע של 80.3 מעלות נמדדה עבור המוצר הסופי. קיומם של מאי כלור הפחמן ב-PMMA השונה אושר באמצעות ניתוח ספקטרומטריית מסה פלזמה בשילוב אינדוקטיבי של אבלציה בלייזר.

בהשוואה לתוצאות שהושגו על ידי הסרת ה-PMMA המקורי, אותות מובהקים לכלור נצפו כצפוי על ידי ביטול ה-PMMA ששונה עם מואי כלור הפחמן. ספקטרום ה-Rama נאסף לצורך אימות נוסף של ההצמדה של מואי כלור הפחמן ל-PMMA. כדי להדגים הצמדה מוצלחת, נצפו שתי פסגות אופייניות הקשורות לרטט המתיחה הא-סימטרי של פחמן כלור ב-682 ס"מ הפוך ו-718 ס"מ הפוך בספקטרום של ה-PMMA ששונה.

האינטראקציות האלקטרוסטטיות של דיפול החשובות למיצוי שבב לניתוחי עקבות מתכות נמדדו כאן באמצעות מבני ספיגת קרני רנטגן ליד הקצה. זה מראה שלמשטח שהשתנה יש אינטראקציות חזקות עם מנגן 2+לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להיות בעל הבנה טובה כיצד לייצר מיקרו שבב SPE בסיוע דיפול. טכניקה זו סללה את הדרך לחוקרים במדעי הסביבה לקבוע את נוכחותם של יוני מתכת הגורמים לזיהום חמור ואת תא הטוקסיקולוגיה במי הטבע.

לאחר שליטה, ניתן ליישם טכניקה זו לניהול סביבתי ומניעת זיהום.