Fase Diagramma Caratterizzazione utilizzando biglie magnetiche come vettori liquidi

Sommario

Qui, presentiamo un protocollo per studiare diagrammi di fase multi-componente utilizzando perle magnetiche controllate esternamente come vettori di liquidi in un approccio lab-in-tube. Questo approccio può essere utile nelle applicazioni che cercano di raccogliere ulteriori informazioni sul cambiamento di fase in sistemi liquidi complessi.

Abstract

Perline magnetiche con ~ 1,9 micron di diametro medio sono stati usati per trasportare volumi microlitro di liquidi tra segmenti contigui liquidi con un tubo per lo scopo di indagare cambiamento di fase dei segmenti liquidi. Le perline magnetiche sono stati controllati esternamente utilizzando un magnete, permettendo alle sfere di colmare la valvola dell'aria tra i segmenti adiacenti liquidi. Un rivestimento idrofobo è stato applicato alla superficie interna del tubo per aumentare la separazione tra due segmenti liquidi. Il campo magnetico applicato formato un gruppo aggregato di perline magnetiche, catturando una certa quantità di liquido all'interno del cluster che viene definito come il volume riporto. Un colorante fluorescente è stato aggiunto ad un segmento liquido, seguita da una serie di trasferimenti liquidi, che poi cambiato l'intensità di fluorescenza nel segmento liquido vicina. Sulla base dell'analisi numerica della variazione di fluorescenza misurata intensità, è stato trovato il volume riporto per massa di perline magneticheessere ~ 2 a 3 ml / mg. Questa piccola quantità di liquido consentito per l'uso di relativamente piccoli segmenti liquide di una coppia cento microlitri, migliorando la fattibilità del dispositivo per un approccio lab-in-tubo. Questa tecnica di applicazione piccola variazione composizionale in un volume di liquido è stato applicato all'analisi diagramma di fase binaria tra acqua e tensioattivo C12E5 (pentaethylene glicole monododecyl etere), portando ad analisi veloce con piccoli volumi di campione rispetto ai metodi convenzionali.

Introduzione

Perline magnetiche (MB) dell'ordine di 1 micron di diametro sono stati utilizzati ^1,2 molto spesso nelle applicazioni basate microfluidica, particolarmente per dispositivi biomedicali. In questi dispositivi, MB hanno offerto funzionalità quali cellule e la separazione degli acidi nucleici, mezzi di contrasto, e la somministrazione di farmaci, per citarne alcuni. La combinazione di controllo esterno (campo magnetico) e microfluidica basata goccioline-ha consentito ^{3 Controllo} dei test immunologici usando piccoli volumi (<100 nl). MB hanno anche mostrato risultati promettenti quando viene utilizzato per la gestione dei liquidi ^4. Qu....

Protocollo

1. Preparazione di One-Time utilizzano materiali in Device

1. Preparazione del tubo
   1. Tagliare la tubazione in 15 cm segmenti. Tubing ha 1,6 mm di diametro interno e diametro esterno 3,2 millimetri.
   2. Segmenti di tubo Hang verticalmente con del nastro. Mettere tovagliolo di carta sotto i tubi per raccogliere la soluzione fluoropolimero in eccesso.
   3. Iniettare 100 ul di soluzione di fluoropolimero in apertura superiore di ciascun segmento tubolare mediante siringa, in modo tale che possa venire a contatto con tutta la circonferenza interna sulla parete.
   4. Consentire segmenti di tubo da appendere sul posto per 1 ora per eliminare ....

Risultati

Utilizzando l'approccio Lab-in-tubo per il trasporto importi microlitri volume di liquido con perline magnetiche con MATLAB per l'analisi numerica volumi medi riporto liquido, in funzione della massa del branello magnetico, sono stati trovati (Figura 2). Maggiore massa di sfere magnetiche fornisce un volume più alto riporto del tasso di 2-3 ml / mg. Il setup sperimentale (Figura 1) è stato utilizzato per osservare il cambiamento di fase del gruppo H _{2 O} / sistema bina.......

Discussione

In più comuni tecniche di indagine diagramma di fase, campioni multipli di varia composizione e rapporti devono essere preparati e devono raggiungere l'equilibrio termodinamico che provoca un processo lungo e una notevole quantità di materiale. Alcune sfide possono essere risolti DIT metodo (trasporto interfacciale diffusiva) con capillare piano e il metodo di analisi a raggi infrarossi, ma nessuno di loro in grado di risolvere tutte le sfide con un investimento a basso costo.

La possibi.......

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
AccuBead	Bioneer Inc.	TS-1010-1	Perle magnetiche
C12E5 Tensioattivo	Sigma-Aldrich	76437
Thermo Scientific Nalgene 890	Fisher Scientific	14176178
Cube Magnet	Apex Magneti	M1CU
Pellicola polarizzante	Edmund Optics	38-493
Teflon AF	Dupont	400s1-100-1	Soluzione fluoropolimerica
Colorante rosso	Keyacid Keystone	601-001-49	Colorante fluorescente
Luer-Lock	Cole-Parmer	T-45502-12	Femmina
Luer-Lock	Cole-Parmer	T-45502-56	Siringa maschio
	Fisher Scientific	14-823-435
Pompa siringa	Stoelting	53130
Stereomicroscopio	Nikon	SMZ-2T
	Nikon	Eclipse Ti-U	Il cubo filtrante utilizzato aveva una gamma di lunghezze d'onda di eccitazione da 540 a 580 nm e uno specchio dicroico a 585 nm, che consentiva una fotoemissione compresa tra 593 e 668 nm.
Bilancia	Denver Instruments	PI-225D
	Motic	5000