Изготовление диполь-вспомогательной твердофазной экстракции микрочип для анализа следов металлов в проб воды

Общей целью данного протокола является создание инновационного микрочипа твердофазной экстракции для определения следов ионов металлов в образцах воды на основе взаимодействия дипольных ионов. Этот метод обеспечивает интерактивную рабочую стратегию для твердых эффектов чипа, методы питания, для анализа следов ионов металлов. Разработанные чипы удерживают ионы металлов только за счет статической силы дипольного электрода.

Те специальности делать в основном на чипах исключительно быстрые обучающие процедуры. Таким образом, обеспечивается кондиционирование для активации неподвижной фазы и регенерация для поддержания структурной среды. Демонстрировать процедуру будут Ю-Чен Чжуан и Пей-Чун Чао, аспиранты из лаборатории доктора Суна.

Для начала используйте программу CAD, чтобы нарисовать сетевую схему микросхемы, как показано здесь. Сфокусируйте источник лазера, а затем установите лист ПММА толщиной 2 мм на рабочий стол системы лазерной микрообработки. Выберите печать в программном обеспечении САПР, а затем с помощью панели управления микрообрабатывающей системы установите мощность на 45% или 4,5 Вт, скорость на 13% или 99,06 мм в секунду и режим пера на VECT.

Обработайте лист из ПММА с помощью лазерной микрообрабатывающей системы в соответствии с протоколом производителя. Здесь показано поперечное сечение от машины к листу. Затем просверлите три отверстия в узорчатой пластине диаметром одна шестнадцатая дюйма, которая будет использоваться в качестве доступа для входного отверстия для образца, буферного входного отверстия и входного отверстия LU на нижней пластине.

Затем просверлите одно отверстие для сливающегося выхода на крышке. Погрузите обработанные пластины в один литр 0,1% SDS и подвергните детали ультразвуковому перемешиванию с помощью генератора в течение десяти минут. Затем замените раствор SDS на деионизированную воду.

Взбалтывайте с помощью ультразвукового генератора в течение десяти минут. Замените остаточную деионизированную воду одним литром свежей деионизированной воды, а затем погрузите обработанные пластины с ультразвуковым перемешиванием на десять минут в третий раз. После этого высушите каждую из очищенных пластин, используя легкую струю азота в течение двух минут.

После высыхания совместите две обработанные пластины невооруженным глазом, а затем поместите две пластины в сжатие между двумя стеклянными досками с помощью связующих зажимов. Из-за изменения канала чипа в результате реакции фотосинтеза на последующем сеансе, с подложкой следует обращаться с особой осторожностью, чтобы предотвратить повреждение поверхности. Это может затруднить, если он зажжет излучение.

Затем соедините две пластины под давлением 105 градусов Цельсия в течение 30 минут. Затем охладите бутерброд до температуры окружающей среды и снимите связующие зажимы и стеклянные доски. Вставьте пробирки с полиэфирэфиркетоном наружного диаметра 1/16 дюйма в отверстия для доступа.

Затем тщательно смешайте двухкомпонентные клеи на основе эпоксидной смолы и закрепите кабелепроводы двухкомпонентным клеем на основе эпоксидной смолы. Дайте эпоксидной смоле застыть при температуре окружающей среды в течение двенадцати часов. Поместите трубку через перистальтический насос в раствор насыщенного гидроксида натрия.

Подайте раствор гидроксида натрия в канал со скоростью расхода 100 микролитров в минуту в течение 12 часов. Удалите остатки раствора гидроксида натрия, а затем промойте внутреннюю часть канала деионизированной водой. Затем удалите остатки деионизированной воды и подайте в микрочип 0,5 раствора азотной кислоты.

Удалите остаточный раствор азотной кислоты, а затем настройте систему на подачу 50%-ного раствора акриламида в микрочип в темноте. Влейте раствор акриламида в микрочип со скоростью потока 100 микролитров в минуту в течение восьми часов. Далее удалите остатки раствора акриламида, а затем промойте внутреннюю часть канала деионизированной водой.

Когда промывка закончена, прокачайте воздух через микрочип для удаления остатков деионизированной воды, затем накройте микрочип фотомаской собственного производства, которая позволяет подвергнуть желаемую область экстракционного канала воздействию света. Затем возьмите картридж для удаления ингибитора из твердой фазы и с помощью насоса промывайте картридж не менее чем тремя объемами картриджа этанола. Затем промойте картридж тремя объемами картриджа дихлорэтена 1:1.

Потому что дихлорэтен 1:1 становится нестабильным после удаления ингибита. Хлорсодержащую твердофазную экстракцию следует использовать как можно скорее. Далее пропустите 1 мл дихлорэтена 1:1 через обработанный картридж, а затем соберите фракцию во флакон для образца объемом 20 мл, завернутый в алюминиевую фольгу.

Затем переведите 491 микролитр образца дихлорэтена в соотношении 1:1 в раствор, содержащий 12 мг AIBN, 3,18 мл этанола и 1,65 мл гексанов, в стеклянный флакон объемом 100 мл. С помощью шприца введите в канал чипа примерно 200 микролитров раствора для образования SPE, содержащего хлор. Затем подвергните микросхему воздействию ультрафиолетового излучения с максимальной длиной волны излучения 365 нм в течение 10 минут.

Замените остаточный раствор, введя в канал 200 микролитров свежего хлора, содержащего раствор для образования SPE, и снова подвергните микросхему воздействию ультрафиолетового излучения в течение 10 минут. Повторите этот процесс в общей сложности 18 раз. Наконец, используйте перистальтический насос для промывки внутренней части канала этанолом со скоростью потока 100 микролитров в минуту в течение 30 минут.

Когда ополаскивание будет закончено, прокачайте воздух через микрочип для удаления остатков этанола. После удаления остатков раствора с помощью перистальтического насоса храните изготовленный микрочип в пакете-молнии для последующего использования. Во время ступенчатого роста измерения угла контакта использовались для контроля изменений поверхности.

Изменения угла контакта ясно указывали на то, что изменения поверхности происходили во время процедур модификации. Для конечного продукта был измерен угол контакта 80,3 градуса. Существование частиц углерода на модифицированном ПММА было подтверждено с помощью масс-спектрометрического анализа лазерной абляции с индуктивно связанной плазмой.

По сравнению с результатами, полученными при абляции нативного ПММА, отчетливые сигналы для хлора наблюдались ожидаемо при абляции ПММА, модифицированного углеродом. Спектры Рамы были собраны для дальнейшей валидации присоединения частиц углерода к ПММА. Демонстрируя успешное прикрепление, два характерных пика, связанных с асимметричной растягивающей вибрацией углерода хлора, наблюдались на расстоянии 682 обратных см и 718 обратных см в спектре модифицированного ПММА.

Дипольные электростатические взаимодействия, важные для извлечения чипа при анализе следов металлов, были измерены с использованием рентгеновского поглощения приграничных структур. Он показывает, что модифицированная поверхность имеет сильное взаимодействие с марганцем 2+ После просмотра этого видео вы должны иметь хорошее представление о том, как изготовить микрочип SPE с дипольным управлением. Этот метод проложил путь исследователям в области экологии к определению присутствия ионов металлов, которые вызывают серьезное загрязнение и токсикологический отсек в природной воде.

Как только этот метод будет освоен, его можно будет применять для управления окружающей средой и предотвращения загрязнения.