Prezentujemy dyskretny system wprowadzania próbek kropel do spektrometrii mas z plazmą sprzężoną indukcyjnie (ICPMS). Opiera się na tanim i jednorazowym chipie mikroprzepływowym, który generuje wysoce monodyspersyjne kropelki w zakresie wielkości 40−60 μm przy częstotliwościach od 90 do 7 000 Hz.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Układ mikroprzepływowy do próbki ICPMS Wprowadzenie
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Ten protokół omawia wytwarzanie i wykorzystanie jednorazowego taniego chipa mikroprzepływowego jako systemu wprowadzania próbek do spektrometrii mas z plazmą sprzężoną indukcyjnie (ICPMS). Chip wytwarza monodyspersyjne kropelki próbki wodnej w perfluoroheksanie (PFH). Wielkość i częstotliwość kropel wody może być zmieniana w zakresie odpowiednio od 40 do 60 μm i od 90 do 7 000 Hz. Kropelki są wyrzucane z chipa wraz z drugim przepływem PFH i pozostają nienaruszone podczas wyrzucania. Specjalnie zbudowany system desolwatacji usuwa PFH i transportuje kropelki do ICPMS. Tutaj można mierzyć bardzo stabilne sygnały o wąskim rozkładzie natężenia, pokazujące monodyspersyjność kropel. Pokazujemy, że system introdukcji może być stosowany do ilościowego oznaczania żelaza w pojedynczych krwinkach czerwonych bydła. W przyszłości możliwości urządzenia wprowadzającego można łatwo rozszerzyć poprzez integrację dodatkowych modułów mikroprzepływowych.
Wprowadzenie
Analiza elementarna próbek cieczy za pomocą spektrometrii mas z plazmą sprzężoną indukcyjnie (ICPMS) jest powszechnie przeprowadzana przy użyciu nebulizatorów w połączeniu z komorami natryskowymi jako system wprowadzający1. W tym systemie wprowadzania próbek próbka jest rozpylana przez nebulizator w celu wytworzenia aerozolu polidyspersyjnego. Znajdująca się za nią komora natryskowa służy do odfiltrowywania dużych kropel. Metoda ta wiąże się z dużym zużyciem próbki (>0,3 ml min-1)2 i niepełnym transportem próbki. W związku z tym staje się niepraktyczny w zastosowaniach, w których dostępne są tylko mikrolitrowe objętości próbek, jak w b....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
1. Główna produkcja SU-8 (Rysunek 2)
UWAGA: Przeprowadź produkcję form wzorcowych SU-8 w czystym pomieszczeniu, aby zapobiec defektom spowodowanym przez cząsteczki kurzu. Do produkcji potrzebne są dwie płytki, jedna z cechami mikroprzepływowymi, a druga bez.
- Przygotuj formy wzorcowe dla chipa mikroprzepływowego. Najpierw nałóż warstwę adhezyjną na płytkę silikonową.
- Odwodnić wafel krzemowy przez 10 minut w temperaturze 200 °C. Schłodzić wafel do temperatury RT i załadować go do powlekarki wirowej i obtoczyć w wirówce SU-8 2002 zgodnie z następującym protokołem.
- Dozować około 3 ml rezystancji na wafel. ....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Przedstawiony system może być wykorzystany do pomiaru małych objętości roztworów lub zawiesin zawierających komórki lub nanocząsteczki. Poniżej przedstawiono przykłady pomiaru roztworu wzorcowego oraz charakterystyki pojedynczych komórek. Więcej przykładów znajduje się w pracy Verboket et al.22.
Zazwyczaj sygnał z pojedynczej kropli roztworu jest zdarzeniem bardzo krótkotrwałym. Trwa on zwykle kilkaset µsec26. Przy użyciu zastosowanego tutaj ICPMS (czas przebywan.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Chociaż produkcja chipów jest bardzo niezawodna, podczas produkcji istnieją pewne krytyczne punkty, które wymagają szczególnej uwagi. Po pierwsze, czystość podczas montażu jest bardzo ważna, aby zapobiec zanieczyszczeniu wióra przez kurz. Pył może blokować kanały i uniemożliwiać stabilne wytwarzanie kropel. Po drugie, szczególnie ważne jest, aby końcówka była przycięta prostopadle do kanału dyszy. Kąt cięcia ma duży wpływ na kąt wyrzutu. Jeśli ciecz zostanie wyrzucona pod kątem, może to spowodować utratę wyrzuconych krop.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych.
Podziękowania
Ta praca była wspierana przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych (ERC Starting Grant nμLIPIDS, nr 203428) i ETH Zurich (numer projektu: ETH-49 12-2). Autorzy tego manuskryptu chcieliby podziękować Bodo Hattendorfowi za pomoc w ICP-MS oraz F. Kurthowi za liczenie komórek. Autorzy chcieliby również podziękować Christophowi Bärtschiemu i Rolandowi Mäderowi za ich wsparcie przy budowie mechanicznego zestawu. Obiekt clean room FIRST na ETH Zurich jest znany ze wsparcia w zakresie mikroprodukcji.
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Wafel krzemowy 100 mm | Si-Mat (Kaufering, Niemcy) | ||
| SU-8 2002 | Microchem Corp. (Massachusetts, USA) | ||
| SU-8 2050 | Microchem Corp. (Massachusetts, Stany Zjednoczone) | ||
| Aceton | Merk VWR (Darmstadt, Niemcy) | 100014 | |
| MR-developer 600 | Microresist Technology GmbH (Berlin, Niemcy) | ||
| Izopropanol | Merk VWR (Darmstadt, Niemcy) | 109634 | |
| 1H,1H,2H,2H-perfluorodecylotrichlorosilan | ABCR-Chemicals (Karlsruhe, Niemcy) | AB111155 | |
| Sylgard 184 zestaw elastomerów silikonowych (PDMS) | Dow Corning (Michigan, Stany Zjednoczone) | 39100000 | |
| Perfluoroheksan 99% | Sigma-Aldrich (Missouri, Stany Zjednoczone) | ||
| FC-40 | ABCR-Chemicals (Karlsruhe, Niemcy) | AB103511 | |
| Solanka buforowana fosforanami | Life Technologies (Paisley, Zjednoczone Królestwo) | 10010-015 | |
| Czerwone krwinki w roztworze soli fizjologicznej buforowanym fosforanami | Rockland Immunochemicals Inc. (Pensylwania, Stany Zjednoczone) | R400-0100 | |
| Jednopierwiastkowe roztwory wzorcowe Na, Fe | Inorganic Ventures (Wirginia, Stany Zjednoczone) | ||
| Wieloelementowe rozwiązanie standardowe | Merck Millipore (Massachusetts, Stany Zjednoczone) | IV | |
| Kwas azotowy | Przegotowana | ||
| woda o ultrawysokiej czystości | Merck Millipore (Massachusetts, Stany Zjednoczone) | ||
| Płyta grzejna HP 160 III BM | Sawatec (Sax, Szwajcaria) | używana do przygotowania wafli | |
| Moduły wirujące SM 180 BM | Sawatec (Sax, Szwajcaria) | używana do przygotowania wafli | |
| Fotomaska filmowa o wysokiej rozdzielczości | Microlitho (Essex, Wielka Brytania) | ||
| Profiler krokowy Dektak XT zaawansowany | Bruker (Massachusetts, Stany Zjednoczone) | ||
| Płyta grzejna MR 3002 | Heidolph (Schwabach, Niemcy) | używana do formowania replik | |
| Dziurkacz do biopsji 1,5 mm | Miltex (Pensylwania, USA) | 33-31AA/33-31A Powlekarka | |
| wirowa WS-400 BZ-6NPP/LITE | Laurell (Pensylwania, Stany Zjednoczone) | stosowany do klejenia | |
| Pompka strzykawkowa neMESYS | Cetoni (Korbussen, Niemcy) | ||
| Strzykawka 1 ml | Codan (Lensahn, Niemcy) | 62.1002 | |
| Strzykawka 5 ml | B. Braun (Melsungen, Niemcy) | Rurki PTFE 4606051V | |
| PKM S.A. (LYSS, SZWAJCARIA)  | PTFE-AWG-TFT20. N | ||
| Quadrupol ICPMS ELAN6000 | PerkinElmer (Massachusetts, Stany Zjednoczone) | ||
| Desolwator membranowy CETAC6000AT | CETAC Technologies (Nebraska, Stany Zjednoczone) | jest tylko jednostka desolwatora | |
| Kamera szybkoobrotowa Miro M110 | Vision Research (New Jersey, USA) | ||
| Program do analizy danych Origin pro | OriginLab Corp. (Massachusetts, Stany Zjednoczone) | wersja 8.6 | |
| Mikroskop | Olympus (Tokio, Japonia) | IX71 |
Bibliografia
- 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....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
