Fabricage van een dipool-geassisteerde Solid Phase Extraction Microchip voor Trace Metal Analysis in watermonsters

Het algemene doel van dit protocol is om een innovatieve vaste fase extractie microchip te fabriceren voor de bepaling van sporenmetaalionen in watermonsters door middel van de dipool ion interacties. Deze methode biedt een interactieve werkstrategie voor chip vaste effecten voedingstechnieken voor de analyse van sporenmetaalionen. De ontwikkelde chips houdt metaalionen alleen vast door de dipool elektrode statische kracht.

Die majors die over het algemeen op chips alleen snelle instructieprocedures uitvoeren. Zoals conditionering voor de activering van de stationaire fase en regeneratie voor het onderhoud van een structuur media vermeden. Het demonstreren van de procedure zal worden gedaan door Yu-Chen Chuang en Pei-Chun Chao, afstudeerstudenten uit het laboratorium van Dr. Soon.

Om te beginnen, gebruik een cad-programma om het netwerkpatroon van de chip te tekenen zoals hier getoond. Focus de laserbron en monteer vervolgens een 2 mm dik vel PMMA op de werktafel van het laser micro machinage systeem. Selecteer print in de cad-software en gebruik vervolgens het bedieningspaneel van het micro machinage systeem om het vermogen in te stellen op 45% of 4,5 watt, de snelheid op 13% of 99,06 mm per seconde en de penmodus op VECT.

Bewerk de PMMA-plaat met behulp van het laser micro machinage systeem volgens het protocol van de fabrikant. Een doorsnede van de machine naar plaat is hier getoond. Boor vervolgens drie gaten in de gepatroneerde plaat met een diameter van een zestiende inch die zullen worden gebruikt als toegang voor een monsterinlaat, een bufferinlaat en een LU-inlaat op de onderplaat.

Boor vervolgens een gat voor een confluente uitlaat op de dekplaat. Dompel de bewerkte platen onder in één liter 0,1% SDS en stel de onderdelen bloot aan ultrasone agitatie via een oscillator gedurende tien minuten. Vervolgens vervang de SDS-oplossing door gedeïoniserd water.

Schudden via een ultrasone oscillator gedurende tien minuten. Vervang het resterende gedeïoniseerde water door één liter verse gedeïoniseerde water en dompel vervolgens de bewerkte platen gedurende tien minuten voor de derde keer onder met ultrasone agitatie. Droog vervolgens elk van de schoongemaakte platen met een zachte stroom stikstof gedurende twee minuten.

Eens droog, lijn de twee bewerkte platen uit met het blote oog en plaats de twee platen in compressie tussen twee glazen platen met behulp van binderclips. Vanwege de wijziging van het chipkanaal door middel van fotosynthesereactie in de volgende sessie, moet het substraat met uiterste zorg worden behandeld om schade aan het oppervlak te voorkomen. Dat kan worden belemmerd als het de straling aansteekt.

Vervolgens bind de twee platen onder compressie bij 105 graden Celsius gedurende 30 minuten. Koel vervolgens de sandwich af tot kamertemperatuur en verwijder de binderclips en glazen platen. Plaats buizen met een buitendiameter van 1/16 inch polyether ether ketone in de toegangsgaten.

Meng vervolgens twee componenten van epoxy-gebaseerde lijmen goed en bevestig de leidingen met een epoxy-gebaseerde lijm met twee componenten. Laat de epoxy twaalf uur uitharden bij kamertemperatuur. Plaats de slang door een peristaltische pomp en in een oplossing van verzadigd natriumhydroxide.

Breng de natriumhydroxideoplossing aan op het kanaal met een stroomsnelheid van 100 microliter per minuut gedurende 12 uur. Verwijder de resterende natriumhydroxideoplossing en spoel vervolgens het binnenste van het kanaal met gedeïoniseerd water. Verwijder vervolgens het resterende gedeïoniseerde water en breng een 0,5% salpeterzuuroplossing in de microchip.

Verwijder de resterende salpeterzuuroplossing en stel vervolgens het systeem in om een 50% acrylamidoplossing in de microchip te leveren in het donker. Laat de acrylamide-oplossing in de microchip stromen met een stroomsnelheid van 100 microliter per minuut gedurende acht uur. Verwijder vervolgens de resterende acrylamideoplossing en spoel het binnenste van het kanaal met gedeïoniserd water.

Wanneer de spoeling is voltooid, pomp lucht door de microchip om het resterende gedeïoniseerde water te verwijderen en bedek de microchip met een in-house gebouwde fotomasker waardoor het gewenste gebied van het extractiekanaal wordt blootgesteld aan licht. Neem vervolgens een inhibitor verwijderingsfase extractie cartridge en gebruik een pomp om de cartridge te spoelen met ten minste drie cartridge volumes ethanol. Spoel vervolgens de cartridge met drie cartridge volumes 1:1 dichloorethyleen.

Omdat 1:1 dichloorethyleen onstabiel wordt zodra de inhibitie wordt verwijderd. De chloorhoudende vaste fase extractieformatie moet zo snel mogelijk worden gebruikt. Voer vervolgens 1 ml 1:1 dichloorethyleen door de behandelde cartridge en verzamel vervolgens de fractie in een 20 ml monsterfles gewikkeld in aluminiumfolie.

Vervolgens brengt u 491 microliter van de 1:1 dichloorethyleen monster over in een oplossing die 12 mg AIBN, 3,18 ml ethanol en 1,65 ml hexaan bevat in een 100 ml glazen fles. Gebruik een spuit om het kanaal van de chip te injecteren met ongeveer 200 microliter van de chloorhoudende SPE-formatieoplossing. Breng vervolgens de microchip bloot aan ultraviolette straling met een maximale emissiegolflengte van 365 nm gedurende 10 minuten.

Vervang de resterende oplossing door 200 microliter verse chloorhoudende SPE-formatieoplossing in het kanaal te injecteren en stel de microchip opnieuw bloot aan UV-straling gedurende 10 minuten. Herhaal dit proces in totaal 18 keer. Gebruik tenslotte de peristaltische pomp om het binnenste van het kanaal gedurende 30 minuten te spoelen met ethanol met een stroomsnelheid van 100 microliter per minuut.

Wanneer de spoeling is voltooid, pomp lucht door de microchip om het resterende ethanol te verwijderen. Nadat de resterende oplossing met de peristaltische pomp is verwijderd, bewaart u de gefabriceerde microchip in een ritszak voor later gebruik. Tijdens de stapsgewijze groei werden contacthoekmetingen gebruikt om de oppervlakteveranderingen te volgen.

De variaties in de contacthoek gaven duidelijk aan dat er oppervlakteveranderingen plaatsvonden tijdens de modificatieprocedures. Een contacthoek van 80,3 graden werd gemeten voor het eindproduct. Het bestaan van