Name: Una piattaforma basata su impedenza ad alte prestazioni per levaporazione tasso di rilevamento (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-10-17T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 39 s
Description: Scopri un sistema impedenziometrico ad alte prestazioni per misurare i tassi di evaporazione delle soluzioni con rilevamento più rapido e campioni di piccole dimensioni. Questo metodo avanzato migliora la ricerca in chimica analitica e studi biomolecolari.

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1. sperimentale Chip Module <ol><li> Realizzare l&#39;ossido di indio e stagno (ITO) circuito elettrodo fotolitografia e processi wet etching chimici <ol><li> Ottenere un substrato ITO (370 millimetri x 480 mm x 0,5 mm (L x P x A)) con uno strato di 2.600 Å ITO in commercio (vedere elenco dei materiali). Tagliare il substrato ITO alle dimensioni di 90 mm x 90 mm x 0,5 mm, con una taglierina di vetro per il processo elettrodo patterning ITO in un allineatore 4 pollici. </li><li> Utilizzare un pulitore ad ultrasuoni per pulire il vetro ITO con acetone e poi con acqua deionizzata, per 15 minuti ciascuno. Asciugare il vetro ITO con aria secca e pulita. </li><li> Distribuire 5 ml di soluzione di fotoresist positivo sulla superficie del vetro ITO. </li><li> Utilizzare centrifuga coater a 500 xg per 30 sec per produrre uno strato di resina fotosensibile uniforme. Poi cuocere su una piastra riscaldante a 90 ° C per 5 min di eliminare l&#39;eccesso di solvente nel fotoresist. </li><li> Esporre il vetro ITO a 14 mW di luce ultravioletta a 436 nm per 3.1 sec tttraverso un fotomaschera pellicola con il modello progettato (vedi Materiali List). </li><li> Immergere il campione in 60 ml di soluzione di sviluppo a 23 ° C per 30 sec per sviluppare i percorsi fantasia. Poi cuocere su una piastra riscaldante a 120 ° C per 10 min per indurire il fotoresist e migliorare l&#39;adesione photoresist. </li><li> Immergere il campione per 3 minuti in 60 ml di soluzione di incisione a 80 ° C per incidere lo strato di ITO non protetto. </li><li> Immergere il campione per 1 min in 60 ml di acetone per rimuovere photoresist sulla superficie del vetro ITO. </li><li> Tagliare il vetro ITO nelle dimensioni di 62 mm x mm 35 per il chip sperimentale elettrodo ITO (figura 1) con una fresa di vetro. </li></ol></li></ol><img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/54575/54575fig1.jpg" /> Figura 1:. ITO Chip elettrodo Il fabbricato di chip ITO con 8 coppie di elettrodi percorsi-modellato viene mostrato. Ci sono 15 elettrodi<html> che misura 2 mm x 8 mm sul bordo laterale, e le centrali due percorsi condividere lo stesso elettrodo. La distanza tra ogni coppia di dita elettrodi in un pozzo di prova è di 7 mm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54575/54575fig1large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <ol start="2"><li> Costruire il modulo di chip sperimentale <ol><li> Pulire la matrice siliconica 8 pozzetti commerciale con un pulitore ultrasonico come mostrato in Figura 2 con detersivo, acqua deionizzata poi, poi 95% di etanolo, e poi acqua deionizzata, per 15 minuti ciascuno. </li><li> Asciugare la matrice di silicone 8-bene soffiando aria asciutta e pulita. </li><li> Premere matrice silicone 8 pozzetti nel chip ITO per formare il modulo di chip sperimentale (Figura 3). Strettamente associare la matrice di silicone e chip di ITO. </li></ol></li></ol>54575fig2.jpg &quot;/&gt; Figura 2:. Silicone serie ben La matrice commerciale silicone 8-bene può contenere contemporaneamente 8 campioni testati. La dimensione di ogni bene è 11 millimetri x 8 mm x 8.5 mm (L x P x A). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54575/54575fig2large.jpg" target="_blank">Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/54575/54575fig3.jpg" /> Figura 3:. Modulo circuito sperimentale Il chip elettrodo ITO è collegato con l&#39;array silicone 8 pozzetti per formare il modulo di chip sperimentale. L&#39;adesione tra la matrice di silicone e il chip ITO è forte. Pertanto, la matrice di silicone e il chip ITO può legare insieme per l&#39;uso, senza alcuna sostanza adesiva. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54575/54575fig3large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> Misura 2. impedenza <ol><li> Collegare il personal computer, amplificatore lock-in, e relè per formare il modulo dell&#39;impedenza di lettura come mostrato nella figura 4. </li></ol><img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/54575/54575fig4.jpg" /> Figura 4:. Schematica dell&#39;apparato impedenza-based Il blocco amplificatore, relè interruttore e personal computer comprendono il modulo dell&#39;impedenza lettura. L&#39;amplificatore lock-in commerciale sensibile alla fase viene utilizzato per inviare e estrarre i segnali elettrici. Il circuito di relè interruttore fatta in casa che collega i vari chip ITO viene utilizzato per specificare quale bene e quale chip ITO da testare. Un totale di 6 chip può essere collegato al relè interruttore specificando 48 campioni in maniera condivisione di tempo. Il tempo reale in fase di resistenza e lo sfasamento del segnale della soluzione testata vengono registrate in continuo su un personal computer per l&#39;intera evapoprocesso di ioni. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54575/54575fig4large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <ol start="2"><li> Mettere il modulo di chip sperimentale nella presa del relè dell&#39;interruttore. </li><li> I parametri di input del programma per computer. Inserire la frequenza del segnale (1 kHz), il numero specificato e (0-7), il ciclo di esecuzione (100), e il nome del file (HA). </li></ol> 3. Esperimenti di evaporazione <ol><li> Preparare quattro 2,5 ml di soluzioni di acido ialuronico a 0, 0,05, 0,5 e 1 w / v% in acqua. Posizionare ogni soluzione 2,5 ml di campione in un flaconcino misura 14,75 millimetri x 45 mm x 8 mm (diametro x H x ID). </li><li> Per ciascuna soluzione, aggiungere la soluzione di 0,5 ml di campione ad un singolo pozzo del modulo chip di ITO. </li><li> Pesare e registrare il peso iniziale di ciascun flacone macchina bilancia elettronica. </li><li> Eseguire il programma informatico per misurare e registrare il tempo reale resistenza in fase automaticamente e il segnale pspostamento Hase dei pozzi specificati sul chip ITO. </li><li> Avviare esperimenti evaporazione simultaneamente nello stesso luogo sia dal metodo di pesatura e il metodo di impedenza. </li><li> Pesare e registrare il peso di ogni flacone dalla macchina bilancia elettronica a intervalli di tempo programmati. </li><li> Analizzare i dati raccolti nel metodo metodo e impedenza di pesatura. 19 </li></ol>

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<li>Lin, Y. S., Chen, C. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+evaporation+detection+system+using+an+impedance+sensing+chip%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">A novel evaporation detection system using an impedance sensing chip.</a> Analyst. 139 (22), 5781-5784 (2014).</li>
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<li>Pavicic, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficacy+of+cream-based+novel+formulations+of+hyaluronic+acid+of+different+molecular+weights+in+anti-wrinkle+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Drugs+Dermatol%22%5BJournal%5D)">Efficacy of cream-based novel formulations of hyaluronic acid of different molecular weights in anti-wrinkle treatment.</a> J. Drugs Dermatol. 10 (9), 990-1000 (2011).</li>
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<li>Fernandez-Sanchez, C., McNeil, C. J., Rawson, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrochemical+impedance+spectroscopy+studies+of+polymer+degradation%3A+application+to+biosensor+development%5BTitle%5D)+AND+%22Trac-Trends+Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Electrochemical impedance spectroscopy studies of polymer degradation: application to biosensor development.</a> Trac-Trends Anal. Chem. 24 (1), 37-48 (2005).</li>
</ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Il passaggio critico per la misura di evaporazione in questo rilevamento impedenza-based è la preparazione delle soluzioni testate. Acqua deionizzata non può essere utilizzato per l&#39;enorme impedenza. Invece, l&#39;acqua del rubinetto contenente ioni conduttivi è stato usato per preparare le soluzioni di acido ialuronico per esperimenti. Tuttavia, le proprietà elettriche di acqua di rubinetto non erano costanti per l&#39;uso. Pertanto, la normalizzazione, come ad esempio la velocità di eva...

L&#39;evaporazione è un tipo di vaporizzazione liquido e si verifica lungo l&#39;interfaccia gas-liquido di un corpo collettivo di acqua. Le molecole d&#39;acqua vicino alla superficie diventano capaci di sfuggire dal liquido a causa della collisione di molecole d&#39;acqua. Il tasso di evaporazione è un importante fattore chiave durante il processo di evaporazione. Generalmente, un equilibrio o volumetrico tubo 1-3 è ampiamente utilizzato per rilevare l&#39;evaporazione delle soluzioni. Tuttavia, ci vuole molto tempo per misurare il tasso di evaporazione causa della limitazione precisione di un equilibrio o un tubo volumetrico. Per questo motivo, uno strumento reattivo e alta sensibilità deve essere sviluppata per sondare i dettagli del processo di evaporazione. Elettrochimica spettroscopia di impedenza (EIS) è una risposta veloce, mezzi sperimentali sensibili ed efficaci in termini di rilevazione di impedenza in situ per sistema elettrochimico caratterizzazione 4. Pertanto, EIS può essere applicata in vari fieLDS, come recenti studi sul comportamento cellulare 5, rilevamento bioanalitici 6-7, elettrolisi 8, polimeri conduttori 9, e l&#39;estrazione elettrochimica 10. Anche se i sistemi EIS erano state applicate con successo in un&#39;ampia varietà di discipline, esiste un numero estremamente limitato di pubblicazioni sulla sua applicazione alla ricerca evaporazione. Acido ialuronico, un polisaccaride ad elevato peso molecolare, con un forte potenziale di legame d&#39;acqua, è un umettante noto per applicazioni cosmetiche. Una molecola di acido ialuronico può legare fino a 500 molecole d&#39;acqua 11 e raggiungere 1.000 volte il suo volume originale 12. Una quantità estremamente piccola di acido ialuronico può possedere funzione idratante 13-14. A causa della ritenzione di umidità elevata, l&#39;acido ialuronico è diventato una componente importante di prodotti cosmetici umettanti ad alto valore commerciale in tutto il mondo 15. Til suo studio presenta il metodo di un apparato a base di impedenza romanzo con rilevamento ad alta velocità, piccolo requisito del campione del volume, e misurazioni multiple campione 16-19. Si presenta con un focus sul confronto tasso di evaporazione relativa tra soluzioni come un modo per convalidare la superiorità del meccanismo di rilevamento innovativo corso di un modo di peso convenzionale.

<table><tbody><tr><td>95% etanolo</td><td>Echo Chemical Co., Ltd., Miaoli, Taiwan</td><td>484000001103C-00EC</td><td></td></tr><tr><td>Acetone</td><td>Avantor Performance Materials Inc., Center Valley, PA, USA</td><td>JTB-9005-68</td><td></td></tr><tr><td>Soluzione di sviluppo</td><td>Kemitek Industrial Crop., Hsinchu, Taiwan</td><td>12F01031</td><td>KTD-1</td></tr><tr><td>Soluzione di incisione</td><td>eSolv Technology Co., Taipei, Taiwan</td><td></td><td>EG-462</td></tr><tr><td>Acido ialuronico</td><td>Shandong Freda Biopharm Co., Ltd., Jinan, Cina</td><td>1010212</td><td>Peso molecolare 980k, soluzione fotoresist di grado cosmetico</td></tr><tr><td></td><td>AZ Electronic Materials Taiwan Co., Ltd., Hsinchu, Taiwan</td><td>65101M19</td><td>AZ6112</td></tr><tr><td>array di silicone a 8 pozzetti</td><td>Greiner bio-one Inc., Frickenhausen, Baden-W&uuml; rttemberg, Germania</td><td>FlexiPERM</td><td></td></tr><tr><td>ITO vetro</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>Fotomaschera a pellicola</td><td>Taiwan Mesh Co., Ltd, Taoyuan, Taiwan</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Amplificatore lock-in</td><td>Stanford Research Systems, Inc., Palo Alto, CA, USA</td><td>SR830</td><td></td></tr><tr><td>Centro di ricerca sulla tecnologia degli strumenti del relè dell'interruttore</td><td>, laboratori nazionali di ricerca applicata, Hsinchu, Taiwan</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bilanciatrice elettronica</td><td>Radwag Inc., Radom, Polonia</td><td>AS 60/220/C/2</td><td></td></tr></tbody></table>

una piattaforma basata su impedenza ad alte prestazioni per l&#39;evaporazione tasso di rilevamento

A High Performance Impedance-based Platform for Evaporation Rate Detection

Questo documento descrive il metodo di una piattaforma impedenza basata innovativo per la rilevazione della velocità di evaporazione. L&#39;acido ialuronico composto modello è stato impiegato qui a scopo dimostrativo. Diverse prove di evaporazione sul composti modello come umettante con varie concentrazioni di soluzioni sono state condotte a fini di confronto. Un approccio perdita di peso convenzionale è noto come il più semplice, ma richiede tempo, tecnica di misura per il rilevamento di velocità di evaporazione. Tuttavia, uno svantaggio evidente è che un grande volume di campione è richiesto e più test campione non può essere condotta contemporaneamente. Per la prima volta nella letteratura, un chip di rilevamento impedenza elettrica viene applicata con successo ad una indagine evaporazione in tempo reale in una ripartizione di tempo, modo continuo ed automatico. Inoltre, non più di 0,5 ml di campioni di prova è richiesto in questo apparato impedenza-based, e una grande variazione di impedenza è dimostrato tra i vari soluti diluitaons. Il sistema ad alta sensibilità e di rilevamento impedenza a risposta rapida proposto si trova a sovraperformare un approccio di perdita di peso convenzionale in termini di rilevamento velocità di evaporazione.

Durante il processo di evaporazione, gli ioni conduttori nella soluzione testata diventato concentrata con il volume della soluzione diminuendo, e l&#39;impedenza di questa soluzione è diminuito. I tassi di perdita di peso e diminuzione impedenza nel corso di evaporazione per ogni soluzione testata sono stati misurati. A scopo di confronto, i dati dei tassi di perdita di peso e diminuzione dell&#39;impedenza sono stati normalizzati ad acqua e poi tracciate insieme in figura 5. Come illustrato nella <str...

Questo articolo presenta un apparato impedenza-based per il rilevamento velocità di evaporazione delle soluzioni. Offre chiari vantaggi rispetto ad un approccio perdita di peso convenzionale: una risposta veloce, rilevamento ad alta sensibilità, un piccolo requisito campione, misurazioni di campioni multipli, e facile smontaggio per la pulizia e riutilizzo.

Una piattaforma basata su impedenza ad alte prestazioni per l&#39;evaporazione tasso di rilevamento

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'obiettivo generale di questo esperimento è misurare le velocità di evaporazione di soluzioni, utilizzando un sistema basato sull'impedenza. Questo metodo può contribuire a rispondere a domande fondamentali nel campo della chimica analitica, come ad esempio la capacità idratante competitiva dei cosmetici. I principali vantaggi di questa tecnica sono una risposta più rapida del rilevamento, dimensioni ridotte del campione, elevate sensibilità, gestione di più campioni e facilità di smontaggio per la pulizia e il riutilizzo.Questo metodo può fornire informazioni sul processo di evaporazione. Può inoltre essere applicato ad altri ambiti, come la dissezione biomolecolare e il comportamento cellulare. Abbiamo avuto per la prima volta l'idea del metodo quando abbiamo riscontrato che il metodo standard per queste misurazioni risultava troppo lungo e difficoltoso.Per iniziare la costruzione del modulo sperimentale del chip, utilizzare un tagliavetro per ritagliare un substrato di vetro rivestito con ossido di indio e stagno alle dimensioni appropriate. Sottoporre il vetro ITO a sonificazione in acetone e successivamente in acqua deionizzata per 15 minuti ciascuno.Quindi asciugare il vetro

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Piattaforme microfluidica gocce a base sono candidati promettenti per la sperimentazione ad alto rendimento in quanto sono in grado di generare picolitri, auto-compartimenti imbarcazioni a buon mercato a prezzi kHz. Attraverso l'integrazione con veloce, sensibile e ad alta risoluzione metodi di spettroscopia di fluorescenza, la grande quantità di informazioni generate all'interno di questi sistemi possono essere estratte in modo efficiente, sfruttato ed utilizzato.

Metodi di rilevamento a fluorescenza per piattaforme goccia microfluidica

Isotachophoresis (ITP) è una separazione solido elettrocinetico e tecnica preconcentrazione con applicazioni che vanno dal rilevamento della tossina alla preparazione del campione. Esaminiamo i principi fisici di ITP e la metodologia di applicazione di questa tecnica per due applicazioni specifiche esempio: separazione e la rilevazione di piccole molecole e di purificazione degli acidi nucleici da lisato di coltura cellulare.

On-Chip Isotachophoresis per separazione degli ioni e purificazione di acidi nucleici

Vescicole extracellulari svolgono un ruolo importante nei processi fisiologici e patologici, tra cui la coagulazione, le risposte immunitarie, e il cancro o come potenziali agenti terapeutici nella consegna di droga o medicina rigenerativa. Questo protocollo presenta metodi per la quantificazione e la dimensione caratterizzazione di isolati e non isolati vescicole extracellulari in diversi fluidi con settaggio di rilevamento di impulsi resistivo.

Quantificazione e Size-profiling dei extracellulare vescicole Utilizzando sintonizzabile resistivo Pulse Sensing

Vi presentiamo un biochip elettrochimico basato microfluidica-per la rilevazione ibridazione DNA. A seguito di ssDNA sonda funzionalizzazione, la specificità, sensibilità, e il limite di rilevazione sono studiati con obiettivi ssDNA complementari e non complementari. I risultati illustrano l'influenza degli eventi di ibridazione DNA sul sistema elettrochimico, con un limite di rilevazione di 3,8 nM.

Un Biochip elettrochimica Microfluidic-based per la libera-Label Ibridazione DNA Analysis

Viene descritto il protocollo per la fabbricazione e il funzionamento dei dispositivi di deumidificazione sul campo (Field-DW), così come gli studi preliminari sugli effetti dei campi elettrici sul contenuto delle goccioline.

Approfittando di ridotta interazione Droplet-superficie per ottimizzare il trasporto di Bioanalytes in microfluidica digitale

Questo lavoro presenta un metodo semplice e visivo per rilevare polimorfismi multi-nucleotide su una piattaforma di manipolazione gocciolina pneumatica. Con il metodo proposto, l'intero esperimento, compresi manipolazione gocciolina e la rilevazione dei polimorfismi multi-nucleotidi, può essere eseguita vicino a 23 ° C senza l'ausilio di strumenti avanzati.

Il colorimetrico rilevamento visivo del Multi-nucleotide polimorfismi su una piattaforma di manipolazione pneumatica Droplet

Sistemi di laboratorio-in-a-goccia reazione consentono l'implementazione versatile di reazioni complesse in una scala di microfluidica. Una piattaforma di azionamento automatico costituito da una matrice 3 x 3 di bobine elettromagnetiche è stata sviluppata e utilizzato con successo per Unione due 10 µ l microreattori e quindi avvia una reazione enzimatica nei marmi liquidi risultante.

Acquose goccioline utilizzate come microreattori enzimatica e loro attuazione elettromagnetica

Una piattaforma di biosensore microfluidica è stata progettata e fabbricato con tecnologia photoresist film asciutto low-cost per la quantificazione rapida e sensibile di vari analiti. Questo sistema monouso consente la lettura elettrochimica di on-chip-immobilizzata analisi enzima-collegata mediante la tecnica della stop-flow.

Film secco basati su Photoresist biosensore elettrochimico Microfluidic Platform: Fabbricazione di dispositivi, saggio su chip preparazione e funzionamento del sistema

Microfluidico digitale basato sull'elettrowetting è una tecnica che utilizza un cambiamento basato sulla tensione nell'angolo di contatto apparente di una goccia di microlitro-volume per facilitarne la manipolazione. La combinazione di questo con perline magnetiche funzionalizzate consente l'integrazione di più operazioni di unità di laboratorio per la preparazione del campione e l'identificazione di agenti patogeni utilizzando Immunosorbent Assay (ELISA) legato all'enzima.

Piattaforma di microfluidica digitale basata su Electrowetting per l'analisi automatizzata di Immunosorbent legata all'enzima

Questo articolo propone una nuova generazione di piattaforme analitiche multiparametriche con maggiore produttività per la caratterizzazione di sottoinsiemi di vescicole extracellulari. Il metodo si basa su una combinazione di metodi di biorilevamento multiplex con analisi metrologiche e morfomeccaniche mediante microscopia a forza atomica, accoppiata con spettroscopia Raman, per qualificare bersagli vescicolari intrappolati su un biochip microarray.

Piattaforma analitica multimodale su un chip di imaging a risonanza plasmonica di superficie multiplexed per l'analisi di sottoinsiemi di vescicole extracellulari

Il presente protocollo fornisce descrizioni dettagliate per l'isolamento efficiente delle vescicole extracellulari urinarie utilizzando microsfere magnetiche funzionalizzate. Inoltre, comprende analisi successive, tra cui western blotting, proteomica e fosfoproteomica.

Isolamento chimico basato sull'affinità di vescicole extracellulari da biofluidi per analisi proteomiche e fosfoproteomiche

Scopri un sistema impedenziometrico ad alte prestazioni per misurare i tassi di evaporazione delle soluzioni con rilevamento più rapido e campioni di piccole dimensioni. Questo metodo avanzato migliora la ricerca in chimica analitica e studi biomolecolari.

Una piattaforma basata su impedenza ad alte prestazioni per l'evaporazione tasso di rilevamento

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