우리는 유도 결합 플라즈마 질량 분석법 (ICPMS) 미국 이산 액적 샘플 도입 시스템을 제시한다. 그것은 90 내지 7000 Hz의 주파수로 40-60 ㎛의 크기 범위 고도로 단 분산 액 적을 생성 저렴하고 일회용 미세 유체 칩에 기초한다.
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이 논문에서
요약
초록
이 프로토콜은 유도 결합 플라즈마 질량 분석법 (ICPMS)에 대한 샘플 도입 시스템과 같은 저가의 일회용 미세 유체 칩의 제조 및 사용을 설명한다. 이 칩은 퍼플 (PFH)에서 단 분산시킨 수용액 방울을 생성합니다. 크기 및 수성 액적 주파수는 각각 40~60 μm의 범위 및 90 내지 7000 Hz로 변화 될 수있다. 액 PFH의 제 2 유동로 칩으로부터 토출 분사시 그대로 유지된다. 맞춤형 탈 시스템은 PFH를 제거하고 ICPMS에 방울을 전송합니다. 여기서, 좁은 강도 분포와 매우 안정적인 신호는 방울의 단분 산성을 나타내는 측정 할 수있다. 우리는 도입 시스템 정량적 단일 소 적혈구 철을 결정하는데 이용 될 수 있음을 보여준다. 향후 도입 장치의 기능을 용이하게 부가적인 마이크로 유체 모듈의 적분에 의해 확장 될 수있다.
서론
유도 결합 플라즈마 질량 분석법 (ICPMS)에 의한 액체 시료의 원소 분석은 일반적으로 도입 시스템 (1)으로 분사 챔버와 조합 분무기를 사용하여 수행된다. 이 샘플 도입 시스템에서는 샘플은 다 분산 에어로졸을 생성하기 위해 에어로졸 생성기에 의해 분무된다. 스프레이 하류 챔버는 큰 방울을 필터링하는 데 사용된다. 이 방법은 높은 샘플링 소비 (> 0.3 ml의 분 -1) 및이 불완전한 샘플 운송과 관련된다. 따라서, 그것은 단지 ㎕의 샘플 볼륨, 생물학적 법의학, 독성 및 임상 시험 3에서와 같이 사용 가능한 애플리케이션에 비실용적. 샘플 소비를 줄이기 위해 작은 노즐 치수 분무기 3을 개발 하였다. 그러나, 감소 된 노즐 크기는 소화되지 않은 생물학적 유체 또는 농축 염 용액의 시료 3을 분석 할 때 막힘의 위험을 증가시킨다.
시료 도입에 대한 다른 접근 방법은 Olesik 등. (4)에 의해 제안되었다. 저자는 피에조 전기 구동 마이크로 펌프에 의해 생성 된 단 분산 이산 미세 방울의 형태 ICPMS 내로 액체를 주입. 바로이 시스템은 다양한 응용 프로그램을 발견하지 못했지만, 그것은 ICPMS 이산....
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프로토콜
1. SU-8 마스터 제작 (그림 2)
주 : 먼지 입자에 의한 결함을 방지하기 위해 클린 룸에서 SU-8 마스터 몰드의 제조를 수행한다. 두 웨이퍼 제조, 마이크로 유체 기능과없이 하나 하나의 웨이퍼 필요합니다.
- 마이크로 유체 칩의 마스터 몰드를 준비합니다. 먼저 실리콘 웨이퍼에 접착층을 적용한다.
- 200 ℃에서 10 분 동안 실리콘 웨이퍼 탈수. RT까지 웨이퍼 쿨 다음과 같은 프로토콜을 사용하여 SU-8 스핀 코터, 스핀 코트 여기에 2002을에로드합니다.
- 약 3 ml의 분배는 웨이퍼 상에 레지스트.
- 이 웨이퍼 전체에 걸쳐 확산 레지스트 10 초 동안 500 rpm으로 상기 웨이퍼를 스핀.
- 약 2 ㎛의 레지스트 높이를 달성하기 위해 30 초 동안 2000 rpm에서 스핀 웨이퍼.
- 아세톤을 적신 면봉으로 웨이퍼의 가장자리에서 초과 저항 제거를 방지하기 위해다음 단계에서 핫 플레이트로 웨이퍼의 고집. 핫 플레이트에 95 ° C에서 60 초 동안 웨이퍼를 굽는다.
- 자외선 (80 엠제이 / 365 nm에서 cm 2)와 웨이퍼 전체를 노출. 포스트 베이크 120 초에 95 ° C에서....
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결과
제시된 시스템은 세포 또는 용액 또는 나노 입자를 함유하는 현탁액의 소량을 측정하는 데 사용될 수있다. 단 전지의 표준 용액 및 특성의 측정의 예는 여기에 도시되어있다. 더 많은 예제는 Verboket 등. (22)에서 찾을 수 있습니다.
통상적으로 용액의 단일 방울의 신호는 매우 짧은 경우이다. 보통 몇 백 26 마이크로 초 동안 지속된다. 여기에 사용 ICPMS으로. 이런 짧은 신호가 일시적으로 해결 될 수없는 (시간이 10 밀리 초를 거)도 7a 및 그림은 나 표준 용액의 신호 주파수 분포 히스토그램을 보여 7b는. 소적 시간적 지터> 10 밀리와 플라즈마에 도착한다. 검출은 비동기이다. 하나 (201 ± 24), 두 (381 ± 34) 또는 세 (560 ± 45)의 신호는 물방울 하나 드웰 시간 내에 감지됩니다. 신호 .......
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토론
칩의 제조가 매우 안정 있지만 특별한주의를 필요로하는 제조시 몇 가지 중요한 포인트가 있습니다. 먼저, 조립시에는 먼지 청결도 칩의 오염을 방지하는 것이 매우 중요하다. 먼지는 채널을 차단하고 안정적인 액적 발생을 방지 할 수있다. 둘째, 노즐 팁은 직교 채널 잘려진 특히 중요하다. 절삭 각도 강하게 분사 각도에 영향을 미친다. 액체 토출 각도 경우는 액 적이 토출 손실이 발생할 수있다.
설치를 구축 할 때이 안정적인지 확인합니다. 금속 튜브와 어댑터의 수직 정렬이 중요하다. 또한 측정시 특별한주의가 필요한 몇 가지 포인트가있다. 어댑터에 칩의 삽입은 신중하게 수행되어야한다. 그것은 삽입시 제트가 중단 정지되는 경우가 발생할 수 있습니다. 세포 위치와 오리에와 측정을 위해주사기 펌프와 튜브의 ntation 중요하다. 이들의 적절한 배치는 주사기 튜브에 세포를 침전 줄일 수있다.
여기에 제시된 짐을 싣다 칩은 기존의 상업 .......
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공개 사항
저자는 경쟁하는 금전적 이해관계가 없음을 선언합니다.
감사의 글
이 작업은 European Research Council(ERC Starting Grant nμLIPIDS, No. 203428)과 ETH Zurich(프로젝트 번호: ETH-49 12-2)의 지원을 받았습니다. 이 원고의 저자는 ICP-MS에 도움을 준 Bodo Hattendorf와 세포 계수에 대해 F. Kurth에게 감사를 표합니다. 저자는 또한 기계 장치 구축에 도움을 준 Christoph Bärtschi와 Roland Mäder에게 감사를 표합니다. ETH Zurich의 클린룸 시설 FIRST는 미세 가공을 지원하는 것으로 인정받았습니다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 실리콘 웨이퍼 100 mm | Si-Mat (Kaufering, 독일) | ||
| SU-8 2002 | Microchem Corp. (매사추세츠, 미국) | ||
| SU-8 2050 | Microchem Corp. (미국 매사추세츠) | ||
| Acetone | Merk VWR (독일 다름슈타트) | 100014 | |
| MR-developer 600 | Microresist Technology GmbH (독일 베를린) | ||
| Isopropanol | Merk VWR (독일 다름슈타트) | 109634 | |
| 1H,1H,2H,2H-perfluorodecyltrichlorosilane | ABCR-Chemicals(독일 카를스루에) | AB111155 | |
| Sylgard 184 실리콘 엘라스토머 키트(PDMS)Dow | Corning(미국 미시간) | 39100000 | |
| 퍼플루오로헥산 99% | 시그마-알드리치(미국 미주리) | ||
| FC-40 | ABCR-Chemicals (독일 카를스루에) | AB103511 | |
| 인산염 완충 식염수 | Life Technologies(영국 페이즐리) | 10010-015 | |
| 인산염 완충 식염수 내 적혈구 | Rockland Immunochemicals Inc.(미국 펜실베니아) | R400-0100 | |
| 단일원소 표준용액 Na, Fe | Inorganic Ventures(미국 버지니아) | ||
| 다중 요소 표준 솔루션 | Merck Millipore (미국 매사추세츠) | ||
| 질산 | 서브 보일드 | ||
| 초고순도 물 | Merck Millipore (미국 매사추세츠) | ||
| 웨이퍼 준비에 사용되는 | 핫 플레이트 HP 160 III BM | Sawatec (Sax, 스위스) | |
| 스핀 모듈 SM 180 BM | Sawatec (Sax, 스위스)웨이퍼 | 준비에 사용되는 | |
| 고해상도 필름 포토마스크 | Microlitho (Essex, U.K.) | ||
| 스텝 프로파일러 Dektak XT 고급 | Bruker (미국 매사추세츠주) | ||
| 핫 플레이트 MR 3002 | Heidolph (Schwabach, Germany) | 복제 성형에 사용됩니다 | |
| 1.5mm 생검 펀처 | Miltex(미국 펜실베니아) | 33-31AA/33-31A | |
| 스핀 코터 WS-400 BZ-6NPP/LITE | Laurell (미국 펜실베니아) | 접착 본딩에 사용되는 | |
| 주사기 펌프 neMESYS | Cetoni (Korbussen, Germany) | ||
| 1 ml 주사기 | Codan (Lensahn, 독일) | 62.1002 | |
| 5ml 주사기 | B. Braun (독일 멜숭겐) | 4606051V | |
| PTFE 튜브 | PKM SA (스위스, Lyss) | PTFE-AWG-TFT20입니다. N | |
| 사중극자 기반 ICPMS ELAN6000 | PerkinElmer(미국 매사추세츠) | ||
| Membrane desolvator CETAC6000AT+ | CETAC Technologies(미국 네브래스카) | 탈용매 장치만 사용 | |
| 카메라 Miro M110 | Vision Research (미국 뉴저지) | ||
| 데이터 분석 프로그램 Origin pro | OriginLab Corp. (미국 매사추세츠) | 버전 8.6 | |
| 현미경 | Olympus(일본 도쿄) | IX71 |
참고문헌
- 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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재인쇄 및 허가
