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

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.

L'obiettivo generale di questo esperimento è misurare i tassi di evaporazione delle soluzioni, utilizzando un sistema basato sull'impedenza. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nei campi della chimica analitica come l'idratazione competitiva dei cosmetici. Il vantaggio principale di questa tecnica è la risposta di rilevamento più rapida, le dimensioni ridotte del campione, l'elevata sensibilità, la gestione di più campioni e la facilità di smontaggio per la pulizia e il riutilizzo.

Questo metodo può fornire informazioni sul processo di evaporazione. Può essere applicato anche ad altri lacci come la dissezione biomolecolare e il comportamento cellulare. Abbiamo avuto l'idea del metodo per la prima volta quando abbiamo scoperto che la natura dispendiosa in termini di tempo del sistema di misurazione standard era problematica.

Per iniziare a costruire il modulo chip sperimentale, utilizzare un tagliavetro per tagliare un substrato di vetro rivestito di ossido di indio-stagno alle dimensioni appropriate. Sonicare il vetro ITO in acetone. E poi in acqua deionizzata per 15 minuti ciascuno.

Quindi asciugare il vetro ITO con aria secca. Applicare cinque millilitri di liquido fotoresist positivo sul vetro ITO e centrifugare il vetro per 30 secondi. Mantieni il bicchiere a 90 gradi Celsius per cinque minuti.

Quindi coprire il vetro con una maschera fotografica a pellicola ed esporre il vetro a 14 milliwatt di luce ultravioletta a 436 nanometri per 3,1 secondi. Lasciare raffreddare il bicchiere a temperatura ambiente. Quindi sviluppare il vetro nella soluzione di sviluppo per 30 secondi.

Scaldare il bicchiere sviluppato su una piastra calda a 120 gradi Celsius per 10 minuti. Lasciare raffreddare il bicchiere a 80 gradi Celsius. Mettere il vetro in soluzione di mordenzatura a 80 gradi per tre minuti.

Quindi immergere il bicchiere nell'acetone per un minuto per rimuovere il materiale fotoresist residuo. Usando un tagliavetro, taglia il vetro ITO in eccesso dal chip. Quindi, sonicare un array di silicone a 8 pozzetti e il chip ITO in detersivo, acqua deionizzata, etanolo al 95% e acqua deonizzata di nuovo per 15 minuti ciascuno.

Asciugare l'array e il chip con aria secca. Posizionare con cura l'array di silicone pulito e asciutto sulla superficie del chip ITO in modo che le dita dell'elettrodo sul chip siano tutte all'interno dei pozzetti dell'array di silicone. Infine, premere l'array di silicone sul chip ITO per formare il modulo chip sperimentale.

Per iniziare la preparazione per l'esperimento, collegare un amplificatore di blocco a un computer. Quindi collegare un circuito relè di commutazione all'amplificatore di blocco. Inserire il modulo chip sperimentale nella presa del circuito del relè dell'interruttore.

Nel software, impostare la frequenza del segnale, il numero di pozzetti del campione, il ciclo di esecuzione e il nome del file. Quindi preparare soluzioni da 4 millilitri di concentrazioni variabili di acido ialuronico in acqua di rubinetto. Trasferire 2,5 millilitri di ciascuna soluzione in una piccola fiala.

Per iniziare l'esperimento, per ogni campione trasferire 0,5 millilitri in un pozzetto del modulo chip sperimentale. Quindi pesare ogni fiala di campione con una bilancia di precisione e registrare i pesi. Nel software, iniziare a raccogliere i dati sulla resistenza e sulla fase del segnale.

Registrare i pesi delle fiale a intervalli di tempo regolari durante l'esperimento di evaporazione. Continuare a raccogliere i dati fino a quando la velocità di evaporazione non può essere determinata con precisione dalla variazione di peso delle fiale del campione. Il tasso di evaporazione delle soluzioni di acido ialuronico rispetto all'acqua potrebbe essere calcolato dai dati di impedenza dopo un'ora di raccolta dei dati.

Il metodo di pesatura richiedeva mezza giornata di raccolta dati per determinare il tasso di evaporazione. I dati sull'impedenza, una volta normalizzati e convertiti in tasso di perdita di peso, hanno indicato che il tasso di evaporazione della soluzione di acido ialuronico allo 0,05% in peso in volume è inferiore del 12% rispetto all'acqua. Il metodo di pesatura convenzionale ha mostrato la stessa tendenza alla diminuzione del tasso di evaporazione relativa.

Ma la sensibilità della bilancia di precisione era inferiore a quella del rilevatore di impedenza. Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere eseguita in un'ora se eseguita correttamente. Dopo il suo sviluppo, questa tecnica ha aperto la strada ai ricercatori nel campo della biomedicina per migliorare il rilevamento della biomedicazione e il comportamento cellulare utilizzando un microchip costante.