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Bioengineering

Millifluidics per sintesi chimica e risolte nel tempo meccanicistici Studies

Published: November 27, 2013 doi: 10.3791/50711
Automatic Translation
1,2, 1,2, 1,2,3, 1, 4, 1,2
1Center for Advanced Microstructures and Devices (CAMD), Louisiana State University, 2Center for Atomic-Level Catalyst Design, Cain Department of Chemical Engineering, Louisiana State University, 3Department of Biological and Agricultural Engineering, Louisiana State University, 4Argonne National Laboratory

Summary

Dispositivi Millifluidic sono utilizzati per la sintesi controllata dei nanomateriali, analisi risolta nel tempo dei meccanismi di reazione e catalisi flusso continuo.

Abstract

Procedure che utilizzano dispositivi millifluidic per la sintesi chimica e studi meccanicistici risolte nel tempo sono descritte prendendo tre esempi. Nel primo, la sintesi di ultra-piccole nanocluster rame è descritto. Il secondo esempio fornisce loro utilità per indagare risolte nel tempo cinetica delle reazioni chimiche analizzando formazione di nanoparticelle d'oro utilizzando nella spettroscopia di assorbimento di raggi X situ. L'ultimo esempio viene illustrato catalisi flusso continuo di reazioni all'interno del canale millifluidic rivestiti con catalizzatore nanostrutturato.

Introduction

Dispositivi Lab-on-a-chip (LOC) per sintesi chimica hanno dimostrato un significativo vantaggio in termini di aumento di massa e trasferimento di calore, controllo di reazione superiore, alta produttività e ambiente operativo più sicuro 1. Questi dispositivi possono essere classificati in fluidica di chip basati e dispositivi fluidici nonchip based. Tra i fluidica basati su chip, microfluidica è ben studiata e un argomento ben trattato nella letteratura 2-5. Sistemi basati LOC Nonchip utilizzano reattori tubolari 6. Convenzionalmente, sistemi microfluidici sono utilizzati per un controllo preciso e manipolazione di fluidi che sono geometricamente vincolati a scala submillimetrica. Abbiamo recentemente introdotto il concetto di millifluidics basati su chip, che possono essere utilizzati per la manipolazione di fluidi in canali in scala millimetrica (larghezza o profondità o entrambi i canali sono almeno un millimetro) 7-9. Inoltre, i chip millifluidic sono relativamente facili da fabbricare whiLe offrendo controllo analogo su portate e la manipolazione dei reagenti. Questi chip possono essere usati anche a portate più elevate, creando tempi di permanenza più piccole, così, che offre la possibilità di scale-up di sintesi controllata di nanoparticelle con distribuzione granulometrica ristretta. Come esempio, abbiamo recentemente dimostrato la sintesi di ultra-piccole nanocluster rame e caratterizzato mediante spettroscopia di assorbimento di raggi X situ e TEM. Possibilità di ottenere piccoli tempi di permanenza all'interno dei canali millifluidic in combinazione con l'uso di MPEG, che è molto efficiente bidentato PEGylated agente stabilizzante per la formazione di colloidi stabili di nanocluster rame 7.

Oltre alla sintesi di prodotti chimici e nanomateriali, i millifluidics potrebbe offrire, grazie alla maggiore volume e la concentrazione nella zona di sonda, una piattaforma sintetico che è più generalizzato ed efficiente per studi cinetici risolta nel tempo e anche ragVES migliore rapporto segnale-rumore rispetto ai sistemi microfluidici 7,10. Mostriamo l'uso di chip di millifluidic come esempio per tempo risolto analisi della crescita di nanostrutture oro da soluzione utilizzando in situ XAS con una risoluzione temporale di soli 5 ​​msec 11.

Inoltre, la maggioranza dei micro reattori sviluppati fino ad oggi per applicazioni di catalisi si riferiscono al 12,13 silicio. Loro fabbricazione costosa oltre a piccoli volumi generati li rende inadatti per la produzione su larga scala. I due metodi generali per rivestire i canali con nanocatalysts - chimico-fisiche, spesso definito come le procedure di rivestimento di silicio, sono attualmente in voga 14,15. Oltre a costoso micro fabbricazione, intasamento dei canali rende micro reattore catalisi può essere adatta per la produzione su larga scala. Sebbene microreattori sono state utilizzate per la catalisi eterogenea in micro continuo flusso attraverso processi earlier 16-18, la capacità di controllare la dimensione e morfologia dei catalizzatori nanostrutturati oro incorporati nei canali di flusso continuo è stato mai esplorate prima. Abbiamo recentemente sviluppato una tecnologia per rivestire i canali millifluidic con Au catalizzatori, dopo aver controllato nano morfologia e dimensioni (Figura 5) 11, per la realizzazione di catalisi di reazioni chimiche industrialmente importanti. Come esempio abbiamo dimostrato conversione di 4-nitrofenolo in 4-amminofenolo catalizzata da oro nanostrutturato rivestite all'interno dei canali millifluidic. Considerando che un singolo chip reattore millifluidic può produrre portate di 50-60 ml / hr, 7 ad alta produttività e sintesi controllata di sostanze chimiche è possibile sia attraverso il funzionamento di flusso continuo o elaborazione parallela.

Al fine di sfruttare le possibilità dei millifluidics offrono, con alcuni esempi descritti come sopra, anche noi dimostriamo un user-friendlydispositivo millifluidic che è portatile e ha i tutti i componenti necessari quali chip millifluidic, collettori, regolatori di flusso, pompe e collegamenti elettrici integrati. Tale dispositivo millifluidic, come mostrato nella figura 7, è ora disponibile presso la società Millifluidica LLC ( www.millifluidica.com ). Il manoscritto fornisce anche i protocolli usando il dispositivo millifluidic portatile, come descritto di seguito, per la sintesi controllata di nanomateriali, analisi risolta nel tempo dei meccanismi di reazione e catalisi flusso continuo.

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Protocol

Millifluidics set-up: Acquistare un chip millifluidic (in poliestere polimero tereftalato) dal Microplumbers Microsciences LLC, che ha canali a serpentina con dimensioni di 2 mm (W) x 0,15 millimetri (H) x 220 mm (L). Utilizzare FEP Tubing con dimensioni 0,25 mm ID, 1/16 in OD, per collegare il chip alla pompa. Utilizzare due pompe diverse per i due diversi esperimenti. Con P-Pompa per il primo esperimento (nanoparticelle di rame) e il dispositivo millifluidic per il secondo esperimento (nanoparticelle di oro). Per ridurre al minimo il problema di bolle di gas all'interno dei canali, preparata di fresco NaBH4 soluzione viene lasciata aperta riposare per ~ 10-15 minuti prima del pompaggio nel chip in modo che le bolle di gas sfuggono dalla soluzione. Questa fase è stata seguita per tutti i nostri esperimenti.

1. Sintesi di Ultra-piccole di rame Nano Clusters (UCNCs)

  1. Prodotti chimici richiesti: Ottenere rame (II) nitraTE idrato, boroidruro di sodio, idrossido di sodio e pellets O-[2 - (3-mercaptopropionylamino) etil]-O'-methylpolyethylene glicole (MW = 5.000) [MPEG] e utilizzare tutti i prodotti chimici senza ulteriore purificazione. Utilizzare acqua Nanopure (18,2 mW cm) per l'esperimento.
  2. Con P-pompa regolata sotto pressione di azoto per l'esperimento. Testare le pompe con l'acqua come solvente a diverse pressioni prima dell'esperimento di correlare con i flussi corrispondenti (ml / h). Sciacquare il reattore millifluidic e tubi con acqua deionizzata prima dell'inizio dell'esperimento.
  3. Sciogliere 174 mg (0,95 mmol) di rame (II) nitrato e 610 mg (0,122 mmol) di O-[2 - (3-mercaptopropionylamino) etil]-O'-methylpolyethylene glicole in 28 ml di acqua Nanopure e tenerli in un flaconcino essere collegato con un canale di ingresso
  4. Mantenere un'altra soluzione di 111 mg (2,93 mmol) di boroidruro di sodio e 102 mg (2,78 mmol) di idrossido di sodio in 28 ml (pH ~ 13) in una fiala diversa e collegarlo con l'altro canale di ingresso.
  5. Flusso entrambe le soluzioni contemporaneamente all'interno del reattore millifluidic a diverse portate (riportate di seguito) e raccogliere le UCNCs risultanti in uscita in flaconcino di vetro. Spurgare la soluzione con azoto e conservarlo sotto azoto.
  6. Azionare le pompe sotto diverse pressioni costanti di 50 mbar (6.81 ml / hr), 100 mbar (14.31 ml / hr), 200 mbar (32,7 ml / h) e 300 mbar (51,4 ml / hr) a temperatura ambiente per la sintesi di UCNCs a differenti portate.

Mentre la procedura di sintesi è stata dimostrata usando l'millifluidic set-up con P-pompa, può anche essere effettuata utilizzando il dispositivo millifluidic portatile da Millifluidica.

2. Tempo risolto in situ Studi cinetici su Gold nanoparticelle Formazione

  1. Prodotti chimici richiesti: Ottenere acido chloroauric (HAuCl4 3H 2 O). Meso-2 ,3-dimercaptosuccinico (DMSA) e sodio boroidruro & #160, e utilizzare tutte le sostanze chimiche senza ulteriore purificazione. Utilizzare acqua Nanopure (18,2 mW cm) per l'esperimento.
  2. Utilizzare alta precisione, completamente automatizzate, pulsazioni gratuito pompe siringa a scorrere i liquidi all'interno del chip. Testare le pompe con l'acqua come solvente a diverse portate prima dell'esperimento per ottimizzare la portata necessaria.
  3. Preparare soluzioni standard di (i) HAuCl4. 3H 2 O (10 mmol, 118,2 mg/30 ml) e (ii) DMSA (20 mmol, 109,2 mg/30 ml) con 50 mg di idrossido di sodio (pH 12) in Nanopure acqua.
  4. Alimentare i due soluzioni attraverso due siringhe diverse nel chip millifluidic costantemente ad una portata di 10 ml / h utilizzando la pompa automatizzato.
  5. Coppia il chip millifluidic alla linea di fascio sincrotrone utilizzando una fase metallica che ha accesso al movimento in direzioni XYZ e raccogliere i dati XAS in diverse zone del chip come le soluzioni sono stati pompati attraverso il chip.

Mentre il <em> analisi in situ procedimento è stata dimostrata usando l'millifluidic set-up con P-pompa, può anche essere eseguita utilizzando un dispositivo millifluidic portatile.

3. Flusso continuo Oro Catalysis

Questa procedura è stata dimostrata utilizzando un dispositivo millifluidic portatile.

  1. Chimica richieste: Ottenere acido chloroauric (HAuCl4 3H 2 O.), Meso-2 ,3-dimercaptosuccinico (DMSA), boroidruro di sodio, 4-nitrofenolo, 4 aminophenol e utilizzare tutte le sostanze chimiche senza ulteriore purificazione. Utilizzare acqua Nanopure (18,2 mW cm) per l'esperimento.
  2. Preparazione del catalizzatore:. Preparare le soluzioni standard di HAuCl4 3H 2 O (10 mmol, 118,2 mg/30 ml), DMSA (20 mmol, 109,2 mg/30 ml) e NaBH4 (10 mmol, 11,34 mg/30 ml) in Nanopure acqua.
  3. Prendere 10 ml ciascuna di HAuCl4 e soluzioni DMSA in due flaconcini separati e il flusso them all'interno del chip utilizzando il dispositivo millifluidic portatile con una portata uniforme di 12 ml / h per 45 min.
  4. Di flusso 10 mmol NaBH4 all'interno del chip a 12 ml / hr portata per 15 min per ridurre l'Au (I) Au (0).
  5. Infine, lavare il chip con acqua Nanopure per 30 minuti alla stessa portata prima di condurre gli esperimenti di catalisi.
  6. Reazione Catalisi: Eseguire la reazione di conversione chimica (riduzione) del 4-nitrofenolo (4-NP) in 4 aminofenolo (4-AP) entro il catalizzatore oro (preparata in precedenza) rivestito canale millifluidic come indicato di seguito.
  7. Mescolare 15 ml di soluzione di 9 x 10 -5 moli di 4-NP con 3.3 ml di 0,65 mol NaBH 4 soluzione per formare ioni 4 nitrophenolate (4-NPI).
  8. Far passare la soluzione risultante sul catalizzatore oro depositato entro chip alla portata costante di 5 ml / hr per valutare l'attività catalitica. Analizzare gli spettri UV-Vis dei prodotti raccolti nell'intervallo di lunghezza d'onda di 250-500 nm per confermare la conversione di 4-NP.
  9. Valutare l'attività catalitica della reazione ottenendo la curva di taratura di 4-NPI. Curva di calibrazione può essere acquisita riportando l'intensità di assorbimento osservato sperimentalmente (I) di 4-NPI a differenti concentrazioni standard. Le altezze dei picchi (a 399 nm) per le curve di assorbimento UV-Vis rappresentano l'intensità di assorbimento valori (I) e secondo la legge di Beer Lambert, qualsiasi variazione del valore di altezza di picco mostrerebbero corrispondente variazione nella sua concentrazione. Pertanto, valutare l'attività catalitica trovando la differenza di concentrazioni iniziali e finali del reagente dalla curva di calibrazione. Ad esempio, se l'altezza è di 1 unità (Figura 6) che corrisponde ad una conversione catalitica del 90% (in base al diagramma di taratura).

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Representative Results

Bene dispersi e nanocluster uniformi di rame dimensioni, con una distribuzione di dimensione ristretta sono stati ottenuti utilizzando la configurazione di chip millifluidic (Fig. 1a). Le diverse portate utilizzati per la sintesi non hanno un effetto significativo sulla dimensione dei cluster. Tuttavia, con aumento della portata, c'è un miglioramento osservabile nel restringimento della distribuzione dimensionale. UCNCs con una migliore distribuzione della dimensione ristretta sono stati ottenuti a portata di 32,7 ml / h. La dimensione di UCNCs formate ad 32,7 ml / hr portata ha un diametro medio di 1,2 nm (Figura 1b).

Viene mostrato il tempo-risolta in situ configurazione XAS in Fig 2a. Come descritto nella procedura sperimentale, il chip millifluidic stato montato su una fase metallica direttamente nel percorso del fascio sincrotrone monochromatized e regolato in modo che il fascio passa attraverso la zona desiderata sul chip. Dopo aver ottimizzato le condizioni di flusso, i reagenti precursori (acido chloroauric (HAuCl4 3 taglienti sono stati ottenuti in cinque diverse zone sondati da una dimensione del fascio di raggi X di 0,05 mm x 0,05 mm, per scorrendo le soluzioni precursori nei canali. Sulla base di queste analisi spettri, i primi cambiamenti nella soluzione precursore è risultato avere luogo intorno alla zona 5 con la formazione di Au x S y - NanoClusters 21 avente un rapporto Au / S vicino a 2 con Au (I) stato di ossidazione. Fig. 3a mostra le Au L XANES 3-edge spettri raccolti in zone diverse con lo spettro ottenuto alla zona 3 mostra la presenza del precursore, HAuCl4, avente Au (III) stato di ossidazione. Fig. 4 mostra l'immagine microscopia elettronica a trasmissione (TEM) del campione di Au x S y - nanocluster di formato 1-2 nm raccolti da zona 5. Sulla base della analisi EXAFSsis combinazione lineare e sagomata con lamina d'oro e composti di riferimento solfuro oro del campione sondato in zona 5, possiamo anche confermare che il campione sia una miscela di sale precursore oro (40% di HAuCl4) e il 60% del Au x S y - nanocluster (Fig. 3b). La formazione di Au x S y - nanocluster stata osservata la prima 17 secondi dopo l'inizio della reazione e la velocità di reazione (calcolato utilizzando il consumo precursori) a questo punto era 0,235 mmol / sec. Nessun nanoparticelle di oro metallico sono stati ottenuti anche dopo 12-24 ore di reazione e il colloide stabile contenuta solo Au x S y - nanocluster. Dopo aver superato NaBH4 attraverso il chip, l'analisi EXAFS ha mostrato che il legame di lunghezza dei nanocluster aumentato da 2,30 Å (Au-S) a 2,86 Å (Au-Au) indica la riduzione di Au (I) di Au (0) (Fig. 3c). Oltre prolungatatempo di fluire precursori (9 h), l'Au x S y - depositi all'interno dei canali millifluidic in forma di microstrutture emisferiche (Fig. 5).

Per l'esperimento catalisi, conversione di 4-NP a 4-AP è stata monitorata in base all'analisi UV-Vis dei prodotti ottenuti in confronto con gli spettri degli standard (Fig. 6a), In miscelazione con NaBH4 si può vedere che lo spettro di assorbimento del 4-NP (λ max di 316 nm) è stato spostato a 399 nm indica la formazione di 4-NPI che sulla ulteriore reazione è stata convertita in 4-AP (λ max di 301 nm) di fluire attraverso il canale millifluidic contenente l'oro nanostrutturato depositato al centro. Tasso di conversione del 90,5% è stata osservata per 4-NP a 4-AP (Fig. 6b) all'interno del chip oro depositato considerando che la conversione era solo il 20% in un chip privo di oro. Soprattutto, il catalizzatore oro è stato trovato per essere catalytically attivi anche dopo 80 ore di reazione. I risultati mostrano l'importanza di millifluidics per catalisi flusso continuo.

Figura 1
Figura 1: (a) Una rappresentazione schematica della piattaforma millifluidic per la sintesi di UCNCs insieme con lo schema di reazione (b) Immagine TEM di ~ 1,2 nm UCNCs formati usando il chip millifluidic con una portata di 32,7 ml / h (riprodotto con il permesso di riferimento 7).

Figura 2
Figura 2: (a) in situ XAS analisi set-up per gli studi cinetici risolte nel tempo (b) di chip Millifluidic con il netto zquelle dove in situ viene eseguita XAS (riprodotto con il permesso di ref. 7, Copyright Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2012).

Figura 3
Figura 3: (a) XANES spettri mostrano la Au L 3 bordo a zona 3 (rosso), zona 5 (blu) e la zona 5 dopo 12 ore (nero) (b) spettri EXAFS alle stesse zone (c) EXAFS di Au lamina (nero) e del campione dopo NaBH4 riduzione (rosso), (-) trasformata di Fourier grandezza e (---) componente immaginaria della trasformata di Fourier (riprodotto dal riferimento 11).

Figura 4
Figura 4: TEMimmagine di ragazza x S y - nanocluster (Tratto da riferimento 11)

Figura 5
Figura 5: immagini SEM dei diversi ingrandimenti catalizzatore oro formate all'interno del canale millifluidic dopo 9 h di rivestimento.

Figura 6
Figura 6: UV-Vis spettri di (a) 4-NP, 4-NPI, e 4-AP (b) Conversione di 4-NPI a 4-AP in un reattore di chip millifluidic con e senza oro (riprodotto dal riferimento 11) .

Figura 7 Figura 7: dispositivo millifluidic Hand-held utilizzati negli esperimenti.

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Discussion

Le UCNCs sono formate dalla reazione di riduzione di nitrato di rame con boroidruro di sodio in presenza di agente polimerico tappatura O-[2 - (3-Mercaptopropionylamino) etil]-O'-methylpolyethylene glicole (MW = 5.000) [MPEG]. La reazione è stata effettuata all'interno del reattore di chip millifluidic a diverse portate come 6,8 ml / h, 14,3 ml / h, 32,7 ml / h, e 51,4 ml / h per studiare l'effetto delle portate sui UCNCs formate. I rispettivi tempi di permanenza per i flussi di cui sopra sono 47.49, 24.44, 16.56 e 9.02 sec. I cluster di rame colloidali ottenuti in tutte queste portate sono rimasti stabili fino a tre mesi in condizioni inerti. Una distribuzione dimensionale ristretta con granulometria media di 1,2 nm è stata ottenuta per la portata di 32,7 ml / hr.

Uno dei principali vantaggi di utilizzare millifluidics sopra microfluidica per sintesi chimica in sintesi generale e nanoparticelle in particolare è la possibilità di raggiungere elevate portate. Per example, portate alte come 51,4 ​​ml / h sono stati osservati nel nostro esperimento, mentre le portate tipiche che sono realizzabili con microfluidica con 10-100 micron dimensioni di canale sono nel range di 0,03-4 ml / h 20. E 'stato possibile raggiungere portate ancora più elevati (ie> 3 ml / min), quando è stato utilizzato il dispositivo millifluidic da Millifluidica. Proprietà fluidici dovute a tali portate elevate conservavano caratteristiche come flusso laminare simile al caso di microfluidica determinato sperimentalmente nonché attraverso simulazioni numeriche. Ad esempio, i numeri del Reynolds calcolato confermato il flusso laminare e l'intervallo di numeri Peclet dimostrato che la miscelazione dei due ingressi è dominato dalla convezione.

Alcune delle fasi critiche nella sintesi sono identificazione di appropriate processo di riduzione di sali metallici e tensioattivo adatto come stabilizzante. Inoltre, la progettazione del canale millifluidic e selezionecorrette portate è importante. Poiché gli attuali chip millifluidic sono realizzati con polimeri, le reazioni sono limitati a reazioni a base acquosa e quelli che possono essere effettuate a temperatura ambiente. Tuttavia, utilizzando opportuni alta temperatura chip polimerici stabili o chip su base borosilicato, si può effettuare reazioni a temperature più elevate, nonché l'utilizzo di solventi organici.

Per gli studi cinetici risolta nel tempo, la formazione in situ di nanoparticelle di oro a partire dal sale oro precursore è stato sondato in tempo reale utilizzando nella spettroscopia di assorbimento di raggi X situ convertendo risoluzione spaziale in risoluzione temporale. La prima prova della formazione di nanoparticelle di oro con Au-Au bonding è stata osservata solo dopo l'aggiunta di NaBH4 differenza dei risultati delle investigazioni Tsukuda e collaboratori 19. Hanno riferito la formazione di metallico Au 13 (DMSA) 8 cluster con Au-Au incollaggio su Mixing degli stessi precursori nella sintesi matraccio tradizionale. La tecnica, quindi, è utile per l'osservazione delle intermedi di reazione in fase di risoluzione che non è possibile in un pallone di reazione a base tradizionale.

Uno dei maggiori vantaggi dell'utilizzo di sistemi millifluidic per tempo risolto studio cinetico è dovuto alla possibilità di avere concentrazioni più elevate che consentano una migliore rapporto segnale rumore quando le reazioni vengono sondati in situ. Nel sistema attuale, la limitazione è che, solo duro raggi X possono essere usati per sondare la reazione utilizzando XAS. Per sondare le reazioni con altre tecniche spettroscopiche quali spettroscopia UV-VIS, i chip millifluidic necessario avere finestre ottiche. Anche in questo caso, con l'attuale configurazione, si potrebbe rilevarlo solo reazioni all'acqua e alla temperatura ambiente.

Catalisi utilizzando catalizzatori a base di oro all'interno di processi batch è ben noto e molto perseguito attivamente la ricerca. Tuttavia, il same non è vero per la catalisi a flusso continuo. In questa indagine, dimostriamo flusso continuo attività catalitica dei catalizzatori oro formate all'interno del chip millifluidic per la riduzione di 4-NP a 4-AP 22, che è stato utilizzato come esempio. I risultati hanno mostrato oltre il 90% di conversione di 4-NP con catalizzatore oro utilizzando l'approccio catalisi flusso continuo. Uno dei principali vantaggi di questo metodo sul processo di catalisi in batch è la riusabilità del catalizzatore. Ad esempio, il catalizzatore è stato riutilizzato più di 40 cicli (80 hr di tempo di reazione), rimasto ancora attivo.

I vantaggi di utilizzare il sistema attuale di catalisi flusso continuo è che i canali sono meno probabilità di essere intasato dal catalizzatore a differenza di quelli riportati in letteratura utilizzando sistemi microfluidici 23,24. Ancora un altro vantaggio è la possibilità di sondare la reazione di catalisi in situ come accade per comprendere il meccanismo di reazione di catalisi. Curaffitto limitazioni del sistema di catalisi flusso continuo che sono solo reazioni di catalisi soluzione monofase a base acquosa possono essere eseguite e che anche solo a temperatura ambiente. Ulteriori modifiche del dispositivo devono consentire fase gas catalisi flusso continuo a temperatura ambiente oa temperature elevate.

In sintesi, noi dimostriamo due importanti funzionalità di reattori millifluidic. In primo luogo, può essere utilizzato come strumento per sintesi chimica flusso continuo e seconda, come sonda versatile per volta risolta studi cinetici di reazioni chimiche. Inoltre, dimostriamo che un dispositivo millifluidic può essere utilizzato sia come strumento educativo per imparare sui dispositivi lab-on-a-chip e anche come un semplice, facile da usare e dispositivo tenuto in mano per sintesi chimica e sonda situ per reazioni chimiche.

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Disclosures

Tutti gli autori ad eccezione CSSR Kumar dichiarano di non avere interessi finanziari in competizione. C. SSR Kumar è il fondatore della società Millifluidica LLC.

Acknowledgments

Questo lavoro di ricerca è supportata come parte del Centro per livello atomico Catalyst Design, Frontier Centro di ricerca energetica finanziata dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, Office of Science, Ufficio di Scienze di base dell'energia sotto Award Numero DE-SC0001058 e sostenuto anche dal Consiglio di Regents sotto sovvenzioni numero aggiudicazione LEQSF (2009-14)-EFRC-Match e LEDSF-EPS (2012)-OPT-IN-15. Operazioni MRCAT sono supportate dal Dipartimento dell'Energia e delle istituzioni aderenti MRCAT. L'uso del Advanced Photon Source di ANL è sostenuta dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, Office of Science, Ufficio di Scienze di base dell'energia, nell'ambito del contratto n ° DE-AC02-06CH11357. Il sostegno finanziario per JTM è stato fornito come parte dell'Istituto per Atom-efficienti trasformazioni chimiche (IACT), un centro di ricerca energetica Frontier finanziato dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, Office of Science, Ufficio delle Scienze di base dell'energia.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Copper (II) nitrate hydrate Sigma-Aldrich 13778-31-9 99.999% pure
O-[2-(3-mercaptopropionylamino)ethyl]-O′-methylpolyethylene glycol Sigma-Aldrich 401916-61-8 MW=5,000
HAuCl4.3H2O (Chloroauric acid) Sigma-Aldrich 27988-77-8 99.999% pure
meso-2,3-dimercaptosuccinic acid (DMSA) Sigma-Aldrich 304-55-2 ~98% pure
4-Nitrophenol Sigma-Aldrich 100-02-7 spectrophotometric grade
4-Aminophenol Sigma-Aldrich 123-30-8 >99% pure (HPLC grade)
Sodium borohydride Sigma-Aldrich 16940-66-2 98% pure
Sodium hydroxide pellets Sigma-Aldrich 1310-73-2 99.99% pure
EQUIPMENT
Millifluidic Chips Microplumbers Microsciences LLC SDC-01 Made from polyester terephthalate polymer
Pressure Pump Mitos P-Pump, Dolomite 3200016
Automated Syringe Pump Cetoni Automation and Microsystems, GmbH Syringe pump neMESYS
UV-3600 UV-VIS-NIR Spectrophotometer Shimadzu
Hand-held Millifluidic Device Millifluidica SCMD-1008 Figure 7

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Krishna, K. S., Biswas, S., Navin, C. V., Yamane, D. G., Miller, J. T., Kumar, C. S. S. R. Millifluidics for Chemical Synthesis and Time-resolved Mechanistic Studies. J. Vis. Exp. (81), e50711, doi:10.3791/50711 (2013).

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