Wytwarzanie mikrochipa do ekstrakcji do fazy stałej wspomaganego dipolem do analizy metali śladowych w próbkach wody

Ogólnym celem tego protokołu jest wytworzenie innowacyjnego mikrochipa do ekstrakcji do fazy stałej do oznaczania jonów metali śladowych w próbkach wody na podstawie oddziaływań jonów dipolowych. Metoda ta zapewnia interaktywną strategię roboczą dla technik odżywiania chipów z efektami ciał stałych do analizy jonów metali śladowych. Opracowane chipy zatrzymują jony metali tylko dzięki sile statycznej elektrody dipolowej.

Te główne do zrobienia na ogół na chipach wyłącznie szybkie procedury instruktażowe. Takie jest uwarunkowanie aktywacji fazy stacjonarnej i regeneracji w celu utrzymania unikanego medium strukturalnego. Procedurę zademonstrują Yu-Chen Chuang i Pei-Chun Chao, absolwenci z laboratorium dr Soona.

Aby rozpocząć, użyj programu CAD, aby narysować wzór sieci chipa, jak pokazano tutaj. Skoncentruj źródło lasera, a następnie zamontuj arkusz PMMA o grubości 2 mm na stole roboczym systemu mikroobróbki laserowej. Wybierz druk w oprogramowaniu CAD, a następnie użyj panelu sterowania systemu mikroobróbki, aby ustawić moc na 45% lub 4,5 wata, prędkość na 13% lub 99,06 mm na sekundę, a tryb pióra na VECT.

Blachę PMMA należy obrobić za pomocą systemu mikroobróbki laserowej zgodnie z protokołem producenta. Przekrój poprzeczny maszyny do płyty jest pokazany tutaj. Następnie wywierć trzy otwory w wzorzystej płytce o średnicy jednej szesnastej cala, które będą używane jako dostęp do wlotu próbki, wlotu bufora i wlotu LU na dolnej płycie.

Następnie wywierć jeden otwór na zlewający się odpływ na pokrywie. Zanurz obrabiane płytki w jednym litrze 0,1% SDS i wystawiaj części na mieszanie ultradźwiękowe za pomocą oscylatora przez dziesięć minut. Następnie zastąp roztwór SDS wodą dejonizowaną.

Mieszanie za pomocą oscylatora ultradźwiękowego przez dziesięć minut. Zastąp pozostałą wodę dejonizowaną jednym litrem świeżej wody dejonizowanej, a następnie zanurz obrabiane płytki z mieszaniem ultradźwiękowym na dziesięć minut po raz trzeci. Następnie wysusz każdą z oczyszczonych płytek delikatnym strumieniem azotu przez dwie minuty.

Po wyschnięciu wyrównaj dwie obrobione płytki gołym okiem, a następnie umieść dwie płytki w ściśnięciu między dwiema szklanymi deskami za pomocą spinaczy do segregatorów. Ze względu na modyfikację kanału chipowego przez reakcję fotosyntezy w kolejnej sesji, z podłożem należy obchodzić się z najwyższą ostrożnością, aby zapobiec uszkodzeniom powierzchni. Może to utrudnić, jeśli zapali promieniowanie.

Następnie sklej dwie płytki pod ciśnieniem w temperaturze 105 stopni Celsjusza przez 30 minut. Następnie schłodzić kanapkę do temperatury otoczenia i usunąć spinacze do segregatora oraz szklane deski. Włóż rurki polieteroeteroketonowe o średnicy zewnętrznej 1/16 cala do otworów dostępowych.

Następnie odpowiednio wymieszaj dwuskładnikowe kleje na bazie żywicy epoksydowej i zabezpiecz przewody dwuskładnikowym klejem na bazie żywicy epoksydowej. Pozostaw żywicę epoksydową do utwardzenia w temperaturze otoczenia przez dwanaście godzin. Przepuścić rurkę przez pompę perystaltyczną i umieścić w roztworze nasyconego wodorotlenku sodu.

Dostarczać roztwór wodorotlenku sodu do kanału z natężeniem przepływu 100 mikrolitrów na minutę przez 12 godzin. Usuń pozostały roztwór wodorotlenku sodu, a następnie przepłucz wnętrze kanału wodą dejonizowaną. Następnie usuń resztki wody dejonizowanej i wprowadź roztwór kwasu azotowego o stężeniu 0,5 do mikroczipa.

Usuń pozostały roztwór kwasu azotowego, a następnie ustaw system tak, aby dostarczał 50% roztwór akrylamidu do mikroczipa w ciemności. Wlej roztwór akrylamidu do mikrochipa z szybkością przepływu 100 mikrolitrów na minutę przez osiem godzin. Następnie usuń resztki roztworu akryloamidu, a następnie przepłucz wnętrze kanału wodą dejonizowaną.

Po zakończeniu płukania przepompuj powietrze przez mikroczip, aby usunąć pozostałą wodę dejonizowaną, a następnie przykryj mikroczip wbudowaną we własnym zakresie maską fotograficzną, która pozwala na wystawienie żądanego obszaru kanału ekstrakcyjnego na działanie światła. Następnie weź wkład do ekstrakcji do fazy stałej do usuwania inhibitora i użyj pompy, aby przepłukać wkład co najmniej trzema objętościami wkładu etanolu. Następnie przepłukać wkład trzema objętościami wkładu dichloroetenu w stosunku 1:1.

Ponieważ dichloroeten w stosunku 1:1 staje się niestabilny po usunięciu inhibitu. Preparat ekstrakcyjny zawierający chlor do fazy stałej należy zużyć tak szybko, jak to możliwe. Następnie przepuścić 1 ml dichloretenu w proporcji 1:1 przez poddane działaniu środka wkład, a następnie zebrać frakcję do fiolki z próbką o pojemności 20 ml owiniętej folią aluminiową.

Następnie przenieść 491 mikrolitrów próbki dichloroetenu w stosunku 1:1 do roztworu zawierającego 12 mg AIBN, 3,18 ml etanolu i 1,65 ml heksanów w szklanej butelce o pojemności 100 ml. Za pomocą strzykawki wstrzyknąć do kanału chipa około 200 mikrolitrów roztworu tworzącego SPE zawierającego chlor. Następnie wystaw mikroczip na działanie promieniowania ultrafioletowego o maksymalnej długości fali emisji 365 nm przez 10 minut.

Zastąp pozostały roztwór, wstrzykując 200 mikrolitrów świeżego roztworu tworzącego SPE zawierającego chlor do kanału i ponownie wystaw mikroczip na działanie promieniowania UV przez 10 minut. Powtórz ten proces w sumie 18 razy. Na koniec użyj pompy perystaltycznej, aby przepłukać wnętrze kanału etanolem o natężeniu przepływu 100 mikrolitrów na minutę przez 30 minut.

Po zakończeniu płukania przepompuj powietrze przez mikroczip, aby usunąć pozostały etanol. Po usunięciu pozostałego roztworu za pomocą pompy perystaltycznej należy przechowywać wytworzony mikroczip w torbie na zamek błyskawiczny do późniejszego użycia. Podczas stopniowego wzrostu wykorzystano pomiary kąta zwilżania do monitorowania zmian powierzchni.

Zmiany kąta zwilżania wyraźnie wskazywały, że zmiany powierzchni wystąpiły podczas procedur modyfikacji. Dla produktu końcowego zmierzono kąt zwilżania 80,3 stopnia. Istnienie ugrupowań chloru węgla na zmodyfikowanym PMMA potwierdzono za pomocą analizy spektrometrii mas w plazmie sprzężonej indukcyjnie z ablacją laserową.

W porównaniu z wynikami uzyskanymi przez ablację natywnego PMMA, zaobserwowano wyraźne sygnały dla chloru oczekiwane przez ablację PMMA zmodyfikowanego cząsteczkami chloru węgla. Widma Ramy zebrano w celu dalszej walidacji przyłączenia ugrupowań chloru węgla do PMMA. Demonstrując udane przyłączenie, zaobserwowano dwa charakterystyczne piki związane z asymetrycznymi drganiami rozciągającymi chloru węgla na 682 odwróconych cm i 718 odwrotnych cm w widmie zmodyfikowanego PMMA.

Dipolowe oddziaływania elektrostatyczne ważne dla ekstrakcji wiórów w celu analizy metali śladowych zostały tutaj zmierzone przy użyciu absorpcji promieniowania rentgenowskiego w pobliżu struktur krawędziowych. Pokazuje, że zmodyfikowana powierzchnia ma silne interakcje z manganem 2 +Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak wytworzyć mikro chip SPE wspomagany dipolem. Technika ta utorowała drogę naukowcom zajmującym się naukami o środowisku do określenia obecności jonów metali, które powodują poważne zanieczyszczenie i kompartment toksykologiczny w wodzie naturalnej.

Po opanowaniu technika ta może być stosowana do zarządzania środowiskiem i zapobiegania zanieczyszczeniom.