Nós apresentamos um sistema de introdução de amostras de gotículas discreto para espectrometria de massas com plasma (ICPMS). Baseia-se um chip de microfluidos barato e descartável, que gera gotículas altamente monodispersas numa gama de tamanhos de 40-60 mm a frequências de 90 a 7.000 Hz.
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Artigo de método
Um chip microfluídico para ICPMS Amostra Introdução
Neste artigo
Resumo
Resumo
Este protocolo discute a fabricação e uso de um baixo custo chip microfluídico descartável como o sistema de introdução de amostras para a espectrometria de massas com plasma (ICPMS). O chip produz gotículas monodispersas em amostras aquosas de perfluoro-hexano (PFH). Tamanho e frequência das gotículas aquosas pode ser variada no intervalo de 40 a 60 mm e de 90 a 7000 Hz, respectivamente. As gotículas são ejectadas a partir do chip com um segundo fluxo de PFH e permanecer intacta durante a ejecção. Um sistema de dessolvatação construído sob encomenda remove o PFH e transporta as gotas para os ICPMS. Aqui, os sinais muito estáveis com uma estreita distribuição de intensidade pode ser medido, mostrando o monodispersity das gotículas. Mostra-se que o sistema de introdução podem ser utilizados para a determinação quantitativa de ferro nas células vermelhas do sangue de bovinos individuais. No futuro, as capacidades do dispositivo de introdução pode ser facilmente estendido pela integração de módulos microfluídicos adicionais.
Introdução
Análise elementar de amostras líquidas por espectrometria de massas com plasma (ICPMS) é comumente realizada utilizando nebulizadores em combinação com câmaras de pulverização como o sistema de introdução 1. Neste sistema de introdução da amostra, a amostra é pulverizada através de um nebulizador para gerar um aerossol polidispersa. A câmara de pulverização downstream é usado para filtrar grandes gotas. Este método está associado a um elevado consumo de amostra (> 0,3 ml min -1) 2 e um meio de transporte da amostra incompleta. Assim, torna-se impraticável para aplicações onde os volumes de amostra apenas microlitro estão disponíveis, como em est....
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Protocolo
1. SU-8 fabricação principal (Figura 2)
Nota: Execute a fabricação dos SU-8 moldes de mestre em uma sala limpa para evitar defeitos causados por partículas de poeira. Duas bolachas são necessários para a fabricação, uma bolacha com características de microfluidos e um sem.
- Prepare os moldes de mestre para o chip microfluídico. Primeiro, aplicar uma camada de adesão para a bolacha de silício.
- Desidratar uma bolacha de silício de 10 min a 200 ° C. Arrefecer o wafer até RT e carregá-lo em um coater rotação e rotação revesti-la com SU-8 2002, com o seguinte protocolo.
- Dispensar cerca de 3 ml para resistir a bol....
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Resultados
O sistema apresentado pode ser empregue para medir pequenos volumes de soluções ou suspensões que contêm células ou nanopartículas. Exemplos de uma medição de uma solução padrão e caracterização de células individuais são mostradas aqui. Mais exemplos podem ser encontrados em Verboket et ai. 22.
Tipicamente, o sinal de uma única gota de uma solução é um evento muito curto. Ele geralmente dura alguns 100 ms 26. Com os ICPMS utilizados aqui (tempo de 10 mseg) sin.......
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Discussão
Embora a fabricação dos chips é muito confiável há alguns pontos críticos durante a fabricação que requerem atenção especial. Em primeiro lugar, a limpeza durante a montagem é muito importante para evitar a contaminação do chip pela poeira. A poeira pode bloquear os canais e prevenir uma geração de gotículas estável. Em segundo lugar, é especialmente importante que a ponta é cortada ortogonal para o canal do bocal. O ângulo de corte influencia fortemente o ângulo de ejecção. Se o líquido é ejectado a um ângulo que pode .......
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Divulgações
Os autores declaram que não têm interesses financeiros concorrentes.
Agradecimentos
Este trabalho foi apoiado pelo Conselho Europeu de Pesquisa (ERC Starting Grant nμLIPIDS, nº 203428) e ETH Zurich (número do projeto: ETH-49 12-2). Os autores deste manuscrito gostariam de agradecer a Bodo Hattendorf pela ajuda com o ICP-MS e F. Kurth pela contagem de células. Os autores também gostariam de agradecer a Christoph Bärtschi e Roland Mäder por seu apoio na construção da configuração mecânica. A instalação de sala limpa FIRST na ETH Zurich é reconhecida pelo suporte na microfabricação.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Wafer de silício 100 mm | Si-Mat (Kaufering, Alemanha) | ||
| SU-8 2002 | Microchem Corp. (Massachusetts, EUA) | ||
| SU-8 2050 | Microchem Corp. (Massachusetts, EUA) | ||
| Acetona | Merk VWR (Darmstadt, Alemanha) | 100014 | |
| MR-developer 600 | Microresist Technology GmbH (Berlim, Alemanha) | ||
| Isopropanol | Merk VWR (Darmstadt, Alemanha) | 109634 | |
| 1H,1H,2H,2H-perfluorodeciltriclorosilano | ABCR-Chemicals (Karlsruhe, Alemanha | )AB111155 | |
| Kit de elastômero de silicone Sylgard 184 (PDMS) | Dow Corning (Michigan, EUA) | 39100000 | |
| Perfluorohexano 99% | Sigma-Aldrich (Missouri, EUA) | ||
| FC-40 | ABCR-Chemicals (Karlsruhe, Alemanha) | AB103511 | |
| Solução salina tamponada com fosfato | Life Technologies (Paisley, Reino Unido) | 10010-015 | |
| Glóbulos vermelhos em solução salina tamponada com fosfato | Rockland Immunochemicals Inc. (Pensilvânia, EUA) | R400-0100 | |
| Soluções padrão de elemento único Na, Fe | Inorganic Ventures (Virgínia, EUA) | ||
| Solução padrão multielemento | Merck Millipore (Massachusetts, EUA) | IV | |
| Ácido nítrico | Água subfervida | ||
| de pureza ultra-alta | Merck Millipore (Massachusetts, EUA) | ||
| Placa quente HP 160 III BM | Sawatec (Sax, Suíça) | utilizada para a preparação de wafers | |
| Módulos de rotação SM 180 BM | Sawatec (Sax, Suíça) | utilizados para a preparação de wafers | |
| Fotomáscara de filme de alta resolução | Microlitho (Essex, Reino Unido) | ||
| Perfilador de etapas Dektak XT advanced | Bruker (Massachusetts, EUA) | ||
| Placa quente MR 3002 | Heidolph (Schwabach, Alemanha) | usada para moldagem de réplicas | |
| perfurador de biópsia de 1,5 mm | Miltex (Pensilvânia, EUA) | 33-31AA/33-31A | |
| WS-400 BZ-6NPP/LITE | Laurell (Pensilvânia, EUA) | usado para colagem adesiva | |
| Bomba de seringa neMESYS | Cetoni (Korbussen, Alemanha) | ||
| Seringa de 1 ml | Codan (Lensahn, Alemanha) | 62.1002 | |
| Seringa de 5 ml | B. Braun (Melsungen, Alemanha) | Tubulação PTFE 4606051V | |
| PKM SA (Lyss, Suíça) | PTFE-AWG-TFT20. N | ||
| ICPMS baseado em quadrupolo ELAN6000 | PerkinElmer (Massachusetts, EUA) | ||
| Desolvator de membrana CETAC6000AT+ | CETAC Technologies (Nebraska, EUA) | apenas a unidade do desolvator é usada | |
| Câmera de alta velocidade Miro M110 | Vision Research (New Jersey, EUA) | ||
| Programa de análise de dados Origin pro | OriginLab Corp. (Massachusetts, EUA) | versão 8.6 | |
| Microscópio | Olympus (Tóquio, Japão) | IX71 |
Referências
- 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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Reimpressões e permissões
