Vi presentiamo un sistema di introduzione del campione goccia discreto per accoppiamento induttivo spettrometria di massa di plasma (ICPMS). Si basa su un chip microfluidico economico e getta che genera goccioline altamente monodisperse in una gamma di dimensioni di 40-60 micron a frequenze da 90 a 7.000 Hz.
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Articolo metodologico
Un chip microfluidico per ICPMS introduzione del campione
In questo articolo
Sommario
Abstract
Questo protocollo discute la fabbricazione e l'utilizzo di un basso costo chip microfluidico monouso come sistema di introduzione del campione per accoppiamento induttivo spettrometria di massa di plasma (ICPMS). Il chip produce monodisperse goccioline campione acquoso a perfluoroesano (PFH). Dimensioni e frequenza delle goccioline acquose possono essere variate nel range tra 40 e 60 micron e da 90 a 7.000 Hz, rispettivamente. Le goccioline vengono espulsi dal chip con un secondo flusso di PFH e rimangono intatti durante l'espulsione. Un sistema di desolvatazione fuoriserie rimuove il PFH e trasporta le goccioline nelle ICPMS. Qui, segnali molto stabili con una stretta distribuzione di intensità possono essere misurate, mostra la monodispersity delle goccioline. Abbiamo dimostrato che il sistema d'introduzione può essere utilizzata per determinare quantitativamente ferro nei bovini singole cellule rosse del sangue. In futuro, le capacità del dispositivo di introduzione può essere facilmente esteso con l'integrazione di ulteriori moduli microfluidica.
Introduzione
Analisi elementare di campioni liquidi da accoppiamento induttivo spettrometria di massa a plasma (ICPMS) è comunemente eseguita utilizzando nebulizzatori in combinazione con camere di nebulizzazione come sistema di introduzione 1. In questo sistema di introduzione del campione il campione viene spruzzato da un nebulizzatore per generare un aerosol polidispersa. Una camera di nebulizzazione a valle viene usato per filtrare grandi goccioline. Questo metodo è associato con un elevato consumo campione (> 0,3 ml min -1) 2 e un trasporto del campione incompleta. Così, diventa impraticabile per le applicazioni in cui sono disponibili i volumi del camp....
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Protocollo
1. SU-8 master Fabrication (Figura 2)
NOTA: Eseguire la fabbricazione dei SU-8 maestri stampi in una camera pulita per prevenire i difetti causati da particelle di polvere. Due cialde sono necessari per la fabbricazione, una schiacciata con le caratteristiche microfluidica e uno senza.
- Preparare gli stampi padrone per il chip microfluidica. Prima applicare uno strato di adesione al wafer di silicio.
- Disidratare un wafer di silicio per 10 minuti a 200 ° C. Raffreddare il wafer fino a RT e caricarlo su di un giro verniciatura e di spin cappotto con SU-8 2002 con il seguente protocollo.
- Dispensare circa 3 ml res....
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Risultati
Il sistema presentato può essere impiegato per misurare piccoli volumi di soluzioni o sospensioni contenenti cellule o nanoparticelle. Esempi di una misurazione di una soluzione standard e caratterizzazione di singole cellule sono mostrati qui. Altri esempi si possono trovare in Verboket et al. 22.
Tipicamente il segnale di una singola goccia di una soluzione è molto breve evento. Di solito dura per pochi 100 msec 26. Con i ICPMS utilizzati qui (tempo di sosta .......
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Discussione
Sebbene la fabbricazione dei circuiti integrati è molto affidabile ci sono alcuni punti critici durante la fabbricazione che richiedono una particolare attenzione. Innanzitutto, pulizia durante l'assemblaggio è molto importante per evitare la contaminazione del chip dalla polvere. La polvere può bloccare i canali ed evitare una generazione goccia stabile. In secondo luogo, è particolarmente importante che la punta è tagliato ortogonalmente al canale ugello. L'angolo del taglio influenza fortemente l'angolo d.......
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Dichiarazioni
Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari concorrenti.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato sostenuto dal Consiglio europeo della ricerca (ERC Starting Grant nμLIPIDS, n. 203428) e dall'ETH di Zurigo (numero di progetto: ETH-49 12-2). Gli autori di questo manoscritto desiderano ringraziare Bodo Hattendorf per l'aiuto con l'ICP-MS e F. Kurth per il conteggio delle cellule. Gli autori ringraziano inoltre Christoph Bärtschi e Roland Mäder per il loro supporto nella costruzione dell'impianto meccanico. La struttura per camere bianche FIRST dell'ETH di Zurigo è stata premiata per il supporto nella microfabbricazione.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Wafer di silicio 100 mm | Si-Mat (Kaufering, Germania) | ||
| SU-8 2002 | Microchem Corp. (Massachusetts, U.S.A.) | ||
| SU-8 2050 | Microchem Corp. (Massachusetts, Stati Uniti) | ||
| Acetone | Merk VWR (Darmstadt, Germania) | 100014 | |
| MR-developer 600 | Microresist Technology GmbH (Berlino, Germania) | ||
| 109634 | |||
| 1H,1H,2H,2H-perfluorodeciltriclorosilano | ABCR-Chemicals (Karlsruhe, Germania) | AB111155 | |
| Kit di elastomeri siliconici Sylgard 184 (PDMS) | Dow Corning (Michigan, U.S.A.) | 39100000 | |
| Perfluoroesano 99% | Sigma-Aldrich (Missouri, U.S.A.) | ||
| FC-40 | ABCR-Chemicals (Karlsruhe, Germania) | AB103511 | |
| Soluzione salina tamponata con fosfato | Life Technologies (Paisley, Regno Unito) | 10010-015 | |
| Globuli rossi in soluzione salina tamponata con fosfato | Rockland Immunochemicals Inc. (Pennsylvania, U.S.A.) | R400-0100 | |
| Soluzioni standard a elemento singolo Na, Fe | Inorganic Ventures (Virginia, U.S.A.) | ||
| Soluzione standard multielemento | Merck Millipore (Massachusetts, Stati Uniti) | IV | |
| Acido nitrico | Acqua sub-bollita | ||
| altissima purezza | Merck Millipore (Massachusetts, U.S.A.) | ||
| Piastra riscaldante HP 160 III BM | Sawatec (Sax, Svizzera) | per la preparazione | |
| wafer Moduli di centrifuga SM 180 BM | Sawatec (Sax, Svizzera) | per la preparazione di wafer | |
| Fotomaschera per film ad alta risoluzione | Microlitho (Essex, U.K.) | ||
| Profilatore di gradini Dektak XT avanzato | Bruker (Massachusetts, U.S.A.) | ||
| Piastra riscaldante MR 3002 | Heidolph (Schwabach, Germania) | utilizzata per lo stampaggio di repliche | |
| perforatore per biopsia da 1,5 mm | Miltex (Pennsylvania, U.S.A.) | 33-31AA/33-31A | |
| Spalmatrice a rotazione WS-400 BZ-6NPP/LITE | Laurell (Pennsylvania, Stati Uniti) | utilizzato per l'incollaggio | |
| Pompa a siringa neMESYS | Cetoni (Korbussen, Germania) | ||
| Siringa da 1 ml | Codan (Lensahn, Germania) | 62.1002 | |
| Siringa da 5 ml | B. Braun (Melsungen, Germania) | 4606051V | |
| Tubo in PTFE | PKM SA (Lyss, Svizzera) | PTFE-AWG-TFT20. N | |
| ICPMS basato su quadrupolo ELAN6000 | PerkinElmer (Massachusetts, U.S.A.) | ||
| Desolvatatore a membrana CETAC6000AT+ | CETAC Technologies (Nebraska, U.S.A.) | viene utilizzata solo l'unità desolvatore | |
| Telecamera ad alta velocità Miro M110 | Vision Research (New Jersey, U.S.A.) | ||
| Programma di analisi dei dati Origin pro | OriginLab Corp. (Massachusetts, U.S.A.) | versione 8.6 | |
| Microscopio | Olympus (Tokyo, Giappone) | IX71 |
Riferimenti
- Todoli, J. -L., Mermet, J. -M. Liquid sample introduction in ICP spectrometry: A Practical Guide. , Elsevier. Amsterdam. 10-1016 (2008).
- Sutton, K. L., B'Hymer, C., Caruso, J. A. Ultraviolet absorbance....
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Ristampe e permessi
