Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

Fase Diagram Karakterisering Ved hjelp av magnetiske kuler som flytende bærere

Published: September 4, 2015 doi: 10.3791/52957

Abstract

Magnetiske kuler med ~ 1,9 um gjennomsnittlig diameter ble brukt til å transportere mikrolitervolumer av væsker mellom tilstøtende flytende segmenter med et rør for det formål å undersøke faseforandringen av de flytende segmenter. De magnetiske kulene ble eksternt styrt ved hjelp av en magnet, slik at perlene for å bygge bro over luftventilen mellom de tilstøtende flytende segmenter. Et hydrofobt belegg ble påført på den indre overflaten av røret for å forbedre separasjonen mellom to væskesegmenter. Det påførte magnetiske felt dannet et aggregat klynge av magnetiske kuler, fange en viss mengde væske i den klyngen som er referert til som carry-over volum. En fluoriserende fargestoff ble tilsatt til en flytende segment, etterfulgt av en serie av væskeoverføringer, som deretter skiftes fluorescensintensiteten i nabovæskesegment. Basert på den numerisk analyse av den målte fluorescensintensiteten endring, har volumet i overhenget per massen av magnetiske kuler som ble funnetå være ~ 2 til 3 ul / mg. Denne lille mengde væske som er tillatt for bruk av forholdsvis små flytende segmenter av et par hundre mikroliter, noe som forbedrer muligheten for innretningen for en lab-i-rør tilnærming. Denne teknikk med å anvende små komposisjons variasjon i et væskevolum ble brukt til å analysere det binære fasediagram mellom vann og det overflateaktive C12E5 (pentaetylenglykol monododecyl eter), hvilket fører til raskere analyse med små prøvevolumer enn konvensjonelle metoder.

Introduction

Magnetiske kuler (MBS) i størrelsesorden 1 pm i diameter har vært brukt 1,2 ganske ofte i microfluidic-baserte applikasjoner, spesielt for biomedisinske innretninger. I disse enhetene, har MBs tilbudt evner som celle og nukleinsyre separasjon, kontrastmidler, og levering av legemidler, for å nevne noen. Kombinasjonen av eksterne (magnetfelt) kontroll og dråpebasert MicroFluidics har aktivert 3 kontroll av immunanalyser ved bruk av små mengder (<100 nl). MBs har også vist lovende når det brukes til flytende Håndtering 4. Denne tilnærmingen benytter MB til transport av biomolekyler mellom flytende segmenter innenfor et rør adskilt av en luftventil. Denne metoden er ikke så kraftig som andre mer komplekse lab-på-chip-enheter sett i fortiden, men det er mye enklere og tilbyr muligheten til å håndtere mikroliter store volumer av væske. En lignende tilnærming er nylig blitt rapportert av 5 Haselton gruppe og påført biomedisinskanalyser.

En av de viktigste trekk ved denne enheten er det flytende segment separasjon som tilbys av overflatespenning styrt luftventil. Mikroliter volum av væske festet til MB er transportert gjennom denne luftspalte mellom væskesegmenter ved hjelp av en eksternt påført magnetisk felt. Mikropartikkel-MB (fra 0,4 til 7 ~ pm i diameter med et gjennomsnitt på 1,9 um) under virkningen av det ytre magnetfelt skaper en mikro-porøs klynge som fanger opp væsken inne. Styrken av denne væsken klem er tilstrekkelig til å motstå kreftene fra overflatespenning ved transport av MBS fra ett reservoar til det neste. Vanligvis er denne effekten uønsket, ettersom de fleste fremgangsmåter bare vil transport av spesifikke molekyler (slik som biomarkører) som inneholdes i væskene 6. Imidlertid, som det kan ses i vårt arbeid, denne effekten kan benyttes til å bli et positiv side av enheten.

Vi har utnyttet denne "lab-i-rør'Tilnærming, vist skjematisk i figur 1, for å analysere fasediagrammer i binære systemer materialer. Den surfaktant C12E5 har blitt valgt som hovedfokus for karakterisering, som det er mye brukt i industrielle applikasjoner som legemidler, matvarer, kosmetikk, etc. Spesielt ble det H 2 O / C12E5 binære systemet undersøkes fordi det gir en rik sett faser for å utforske. Vi har fokusert på ett bestemt aspekt av denne kjemiske blanding, nemlig overganger til flytende krystallinske faser under visse konsentrasjoner 7-9. Denne overgangen er lett observert i vår enhet ved å innlemme polarizers i de optiske mikroskopi studier for å markere fasegrensene.

Å kunne kartlegge fasediagram er et svært viktig fagområde for å forstå de kinetikk involvert med faseovergangen 10. Evnen til nøyaktig å bestemme vekselvirkningen av overflateaktive stoffer med oppløsningsmidler ennd andre komponenter er viktig på grunn av sin kompleksitet og mange distinkte faser 11. Mange andre teknikker har tidligere blitt brukt til å karakterisere faseforandring. Den konvensjonelle metoden innebærer å lage mange prøver, som hver består av forskjellige konsentrasjoner og tillater dem å stabilisere seg, noe som krever lange behandlingstider og høy mengde av prøvevolum. Deretter blir prøver vanligvis analysert ved hjelp av optiske metoder slik som grenseflate diffusive transport (DIT), som gir høy oppløsning av slike overflateaktive preparater 12,13. I likhet med metoden vi har anvendt, benytter DIT metoden polarisert lys til bilde distinkte fasegrensene.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Utarbeidelse av engangsavgift for bruk Materialer i Enhets

  1. Utarbeidelse av rør
    1. Kutt slangen inn i 15 cm segmenter. Tubing har 1,6 mm indre diameter og 3,2 mm ytre diameter.
    2. Hang rørsegmenter vertikalt ved hjelp av tape. Plasser papir håndkle under rør for å samle overskudd fluor løsning.
    3. Injisere 100 ul fluorpolymeroppløsning i toppåpningen til hvert rør segment ved hjelp av sprøyte, slik at den vil komme i kontakt med hele omkretsen på den indre vegg.
    4. Tillat tube segmenter for å henge på plass for en time for å fjerne overflødig mengde fluor løsning.
    5. Rense ut noen fluor løsning fra undersiden av røret som ikke dryppe ut. Fjern slangen fra hengende posisjon og kast papirhåndklær.
    6. Sted rørsegmenter i ovn ved 100 ° C i 1 time for å gløde fluorpolymerbelegglaget.
    7. Fjern tube segmenter fra oven. Bruk pinsett, som tube SEGmenter vil være varm.
  2. Utarbeidelse av fortynnet magnetiske kuler løsning
    1. Beregne magnetiske kuler konsentrasjon nødvendig for å oppnå overhenget volum ønsket, som bestemmes av forholdet mellom carry-over volum og MB masse vist i figur 2.
      Merk: Den opprinnelige MB løsningen har en g MB i 50 ml oppløsning. Vurderer en testkammervolum på 20 ul, fortynnet MB opprinnelige oppløsningen med destillert vann til et forhold på 6: 4 (MB oppløsning: vann) for å oppnå et overheng volum på ~ 0,4 mL. Juster fortynningsforhold når annerledes carry-over volum er ønsket.
    2. Plasser en 20 ml prøveglass på en micro-balanse. Nullbalansen.
    3. Omrør den magnetiske kuler oppløsningsbeholderen, og deretter ta ut 0,6 ml ved hjelp av en mikro-pipette.
    4. Tilsett pipettert løsningen inn i prøveglass på balanse.
    5. Utlevere 0,4 ml destillert vann i prøveglass.
  3. Fluorescerende fargestoff lflytende hydro forberedelse
    1. Oppløs 2 vekt.% Av fargestoff i DI vann ved å virvle løsningen i 1 min.

2. Utarbeidelse av Forsøksoppsett for Fluorescens Experiments

  1. Utarbeidelse av tubing enhet.
    1. Sett en hunn-Luer-lock tilkobling til en ende av slangen.
    2. Plasser slangen i en Luer-lock sprøyte som har en 3 ml volum og 0,1 ml konfirmasjonen.
    3. Plasser sprøyten inn i sprøytepumpe og innstilt matehastighet på 2 ml / time.
    4. For nøyaktig innføring av væske inn i røret, bruker sprøytepumpe for å trekke oppløsningen inneholdende de magnetiske perler og fluorescerende fargestoff.
    5. Sett 20 mL av magnetiske kuler løsning i røret ved hjelp av sprøytepumpe trekning. Denne væskesegmentet er referert til som testkammer på (testkammervolum, kan variere avhengig av eksperimentet). Vortex beholderen med magnetiske kuler løsning i 1 minutt, og deretter agiterer for hånd under tilbaketrekking syklus å danne ensartede MB dispersjoner.
    6. Etter at testkammer væske innsetting er avsluttet, trekker 6 ul av luft inn i røret. Dette volum av luft vil senere danne en ventil mellom de to væskesegmenter.
    7. Etter luftspalte innsetting er fullført, begynner tilbaketrekking 180 mL væske med fluorescerende fargestoff. Denne væskesegmentet er referert til som reservoaret. Reservoarvolumet kan variere avhengig av eksperimentet. Større reservoarvolumet er gunstig for å minimalisere endringen av fargestoff konsentrasjon.
    8. Plassere en andre hunn-Luer-lock tilkobling på den andre enden av røret.
    9. Fjern røret enheten fra sprøyten.
    10. Plasser Luer-lock caps på begge ender av enheten.
  2. Optikk oppsett for fluorescens eksperimenter
    1. Slå på alle komponentene som er koblet til invertert mikroskop.
    2. Slå på datamaskinen og åpne mikroskop bildebehandlingsprogrammer.
"> 3. Eksperimentell prosedyre for Fluorescens Experiments

  1. Ta innledende fluorescensintensiteten måling av prøvekammeret og reservoaret ved hjelp av det inverterte mikroskop. Når du analyserer fluorescens av prøven, sikre at fokuset er i midtstilling (i både x- og y-retningene) av væske segment inne i røret. Rekord målinger i dataarket.
  2. Plassere enheten over toppen av kuben magnet slik at de magnetiske kuler alle segregere til ett område i testkammeret. Overføre perlene til reservoaret ved å bevege anordningen over toppen av magneten (~ 10 sek). 1 tomme neodymium kube magnet er grade N48 med en trekkraft på 45,6 kg.
  3. Når magnetiske kuler cluster overføres gjennom luftgapet og inn i reservoaret, agitere magnetiske kuler ved å plassere enheten over toppen av magnet og roterer for å slippe væsken blir fanget i klyngen. Fortsett omrøring av de magnetiske kuler inntil homogenisering av reservoaret har værtfullført (~ 30-45 sek).
  4. Plassere enheten over toppen av magneten slik at de magnetiske perler i reservoaret alle segregere til ett område. Overfør den magnetiske kuler klyngen tilbake til testkammeret.
  5. Når klyngen når testkammeret, agitere magnetiske kuler ved å plassere enheten over toppen av magnet og roterer for å slippe innestengt fluorescerende væske innenfor. Fortsett omrøring av de magnetiske kuler inntil homogenisering av testkammeret er fullført (~ 30-45 sek).
  6. Ta fluorescens intensitet målinger av både testkammeret og reservoaret ved hjelp av det inverterte mikroskop. Rekord målinger i dataarket.
  7. Trinn 3.2 til 3.6 gjentas inntil både flytende segmenter konvergere til lignende fluorescensintensiteter (~ 100 sykluser).

4. Numerisk analyse av Fluorescent data

  1. Med fluorescentintensiteten data som er lagret i et regneark, utføre numerisk analyse ved hjelp av MATLAB.
  2. Derive ligninger til å beregne en teoretisk verdi av fluorescens intensitet i både reservoaret og testkammeret. Innlemme følgende ligninger i en MATLAB script fil:
    hvor I er fluorescensintensitet (AU), V er volum (ul), n er antallet overføringer, er R reservoaret, T er testkammeret, og C er bære-over.
  3. Ved hjelp av MATLAB, generere plott og analysere for å bestemme volumet carry-over for alle forsøk. Bruke disse dataene til å produsere figur 2.

5. Utarbeidelse av Forsøksoppsett for Surfactant Experiments

  1. Utarbeidelse av tubing enhet.
    1. Sett en hunn-Luer-lås på den ene ende av slangen.
    2. Plasser slangen i en Luer-lock sprøyte.
    3. Plasser sprøyten inn i sprøytepumpe og innstilt matehastighet på 2 ml / time.
    4. For nøyaktig innføring av væske inn i røret, bruker sprøytepumpe for å trekke oppløsningen inneholdende de magnetiske perler og surfactant.
    5. Sett 20 ul magnetiske kuler løsning i røret ved hjelp av sprøytepumpe trekning. Denne væskesegmentet er referert til som testkammer på (testkammervolum, kan variere avhengig av eksperimentet). Agitere beholderen med magnetiske kuler løsning for hånd under tilbaketrekningen syklus for å danne ensartede MB dispersjoner.
    6. Etter at testkammer væske innsetting er avsluttet, trekker 6 ul av luft inn i røret. Dette volum av luft vil senere bli referert til som luftgapet.
    7. Etter luftspalte innsetting er fullført, begynner tilbaketrekking 180 mL av ren C12E5 surfaktant. Dette vil senere bli referert til som reservoaret.
  2. Optikk oppsett for overflateaktive eksperimenter.
    1. Bevege pumpesprøyte med rør-enheten, slik at testkammeret med magnetiske perler er i fokus med stereomikroskop.
    2. Plassere et ark av polarisatoren film på toppen av en LED-lyskilde. Skyv LED lyskilde under slange festet tilsprøytepumpen.
    3. Fest en annen polarisator film til linsen i stereo mikroskop ved hjelp av tape. Vær sikker på at de to polarisatoren filmene har en 90 graders forskyvning fra hverandre.
    4. Montere en CCD (charge coupled device) kameraet til stereo mikroskop. Koble kameraet til datamaskinen og åpne opp bildebehandlingsprogrammer.

6. Eksperimentell Prosedyre for Surfactant Experiments

  1. Plasser kuben magneten ved siden av testkammeret, mens magneten er montert på et stativ.
  2. Når de magnetiske kuler danner et cluster, begynner å pumpe væske i røret ved matehastighet på 2 ml / time, slik at den magnetiske kuler klyngen flyttes fra testkammeret, over luftspalten og inn i den overflateaktive reservoarkammeret.
  3. Når den magnetiske kuler klyngen når midtpunktet av reservoarkammeret, stopp pumping på sprøytepumpe.
  4. Flytter terningen magnet bort fra røret, slik at for magnetiske kuler for å separere ennd redusere diffusjon tiden for væsken fanget i den magnetiske kuler klyngen.
  5. Se dataskjermen for å observere H 2 O / C12E5 blanding bla gjennom ulike faser.
  6. Når diffusjon og faseforandring av væsken blir utført ved å plassere magneten tilbake til sin tidligere målet fra reservoaret, slik at det dannes magnetiske kuler inn i en klynge.
  7. Ved hjelp av sprøytepumpen, trekke væskene slik at den magnetiske kuler cluster overføres fra det overflateaktive reservoaret, over luftspalten, og tilbake inn i H 2 O testkammer.
  8. Når den magnetiske kuler klyngen når midtpunktet av testkammeret, stopp pumping på sprøytepumpe.
  9. Flytt kuben magnet bort fra røret. Dette vil tillate magnetiske kuler for å separere og vil bidra til å redusere diffusjon tiden for væsken fanget i den magnetiske kuler klyngen.
  10. Se dataskjermen for å observere H 2 O / C12E5 blanding bla gjennom ulike faser. Når diffusjon og faseforandring av væsken blir utført ved å plassere magneten tilbake til sin tidligere destinasjon ved testkammeret, slik at det dannes magnetiske kuler inn i en klynge.
  11. Gjenta trinn 06.02 til 06.11 fram til testkammeret viser en faseendring.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Ved hjelp av Lab-i-Tube tilnærming for å transportere ul volum mengder væske med magnetiske kuler sammen med MATLAB for numerisk analyse, gjennomsnittlig væske overheng volumer som en funksjon av magnetiske kuler massen, ble funnet (Figur 2). Høyere masse av magnetiske kuler gir høyere carry-over volum i prisen på 2-3 mL / mg. Det eksperimentelle oppsettet (figur 1) ble anvendt for å observere faseendring i H 2 O / C12E5 binært system. Siden H 2 O / C12E5-systemet er godt kjent og har mange distinkte faser, som kan sees i figur 3B, tjente som et passende referansepunkt for ytterligere å karakter vår enhet. Den stiplede linje i Figur 3B viser den nominelle temperatur som forsøkene ble utført ved på ~ 20 ° C. Reaksjoner ble omhyggelig observert fra kort tid, for eksempel 0 til 90 sek vist i figur 3C, for å lengre tid, slik som 1,5 til 25 min & #160;. Det fremgår av figur 4 L 1 L α faseforandring ble brukt til å verifisere carry-over volum i H2O / C12E5 binært system. Korttids observasjon viser faseoverganger i forskjellige flytende krystallinske faser når de bæres vannet blir overført til C12E5 overflateaktive kammeret. Imidlertid kan denne være tidsmessig faseendring som diffusjon fortsetter å oppnå en homogen tilstand i væskekammeret. Etter hvert vil flere overføringer føre til en permanent faseendring, som vist i figur 5B. Selv om et hydrofobt belegg ble påført på den indre vegg av røret, en bekymring for vår enhet var variasjon i overhenget volum på grunn av væske klebing til innerveggen av røret som større volumer ble pumpet tilbake og videre . En måte å avkrefte denne bekymringen var å fjerne de magnetiske kuler fra enheten og utføre de samme eksperimentene nøyaktig som om de magnetiske kuler ble fortsatt på plass. Dette ville eliminere overhengover volum, slik at vi kan observere noen effekt på kjemisk sammensetning som stammer fra denne uønskede væskeoverføring. En sammenligning av faseforandring sees når de magnetiske kuler er på plass (figur 5 A, B) i forhold til når de er fjernet fra systemet (figur 5 C, D) ble laget. Heldigvis ble denne bekymringen funnet å være ubetydelig i forhold til volumet overhenget.

Figur 1
Figur 1. Prinsippskisse av eksperimentelle oppsettet og foto av rør som brukes viser to flytende segmenter adskilt med en luftventil. Gjengitt (tilpasset) med tillatelse fra Blumenschein, N., Han, D., Caggioni, M., Steckl, A. Magnetic Partikler som flytende bærere i mikrofluid Lab-in-Tube tilnærming til Detect Phase Change. ACS Applied Materials og grensesnitt. 6 (11), 8066-8072, doi: 10,1021 / am502845p (2014).Copyright 2014 American Chemical Society. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 2
Figur 2. Gjennomsnittlig flytende carry-over volum per overføring vs. magnetiske kuler masse. Numerisk analyse av tomten ved hjelp av MATLAB. Gjengitt (tilpasset) med tillatelse fra Blumenschein, N., Han, D., Caggioni, M., Steckl, A. magnetiske partikler som flytende bærere i mikrofluid Lab-in-Tube tilnærming til Detect Phase Change. ACS Applied Materials og grensesnitt. 6 (11), 8066-8072, doi: 10,1021 / am502845p (2014). Copyright 2014 American Chemical Society. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.


Figur 3. (A) Lab-i-rør eksperimentelt oppsett. (B) faseendring plotting av H 2 O / C12E5 binært system. (C) Observert faseforandring av H2O / C12E5 0-90 sek. Gjengitt (tilpasset) med tillatelse fra Blumenschein, N., Han, D., Caggioni, M., Steckl, A. magnetiske partikler som flytende bærere i mikrofluid Lab-in-Tube tilnærming til Detect Phase Change. ACS Applied Materials og grensesnitt. 6 (11), 8066-8072, doi: 10,1021 / am502845p (2014). Copyright 2014 American Chemical Society. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 4
Figur 4.H 2 O / C12E5 faseforandringen i løpet av perioden fra 1,5 til 25 min. Gjengitt (tilpasset) med tillatelse fra Blumenschein, N., Han, D., Caggioni, M., Steckl, A. magnetiske partikler som flytende bærere i mikrofluid Lab -i-Tube tilnærming til Detect Phase Change. ACS Applied Materials og grensesnitt. 6 (11), 8066-8072, doi: 10,1021 / am502845p (2014). Copyright 2014 American Chemical Society. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 5
Figur 5. To enheter fremstilt med et prøvekammer initial konsentrasjon på 1: 1 H2O / C12E5 og reservoar inneholdende ren C12E5. Bruke ~ 0,2 mg perler fra startbetingelse (A) til 6 overføringer (B), for å prøve overganger fra L1 la- fase. Her i mangelnce MBS, er ingen faseforandring sett (C, D). Forsøket ble utført ved 25 ° C. Gjengitt (tilpasset) med tillatelse fra Blumenschein, N., Han, D., Caggioni, M., Steckl, A. magnetiske partikler som flytende bærere i mikrofluid Lab-in-Tube tilnærming til Detect Phase Change. ACS Applied Materials og grensesnitt. 6 (11), 8066-8072, doi: 10,1021 / am502845p (2014). Copyright 2014 American Chemical Society. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

I de fleste vanlige teknikker for å fasediagram undersøkelse av flere prøver med forskjellige sammensetninger og forhold må være forberedt og må nå termodynamisk likevekt, som fører til en langvarig prosess, og en betydelig mengde materiale. Noen utfordringer kan løses ved DIT (diffusive grense transport) metode med flat kapillær og infrarød analysemetode, men ingen av dem kan løse alle utfordringer med lav investeringskostnad.

Muligheten for å bruke magnetiske kuler som flytende bærere i dette mikrofluid "lab-i-rør" tilnærming ble demonstrert ved bruk av deteksjon av faseforandringen mellom tilstøtende flytende segmenter. Denne metoden gjør det mulig å nøyaktig forandringsblandingen, som kan forutbestemmes ved hjelp av den viste numerisk analyseteknikk. Evnen til å se live endringer i et vannoverflateaktive system, samtidig som ørsmå endringer i den kjemiske make-up viste seg å være en verdifull ressurs i denne enheten.Nåværende teknikker som brukes i industrien for å analysere fase endring har noen uheldige aspekter forbundet. Kostnaden er alltid et problem, og har evnen til å bruke slike små mengder kostbare kjemikalier som C12E5 under eksperimentering er absolutt en fordel. Likeledes når redusere prøvestørrelse, blir ventetiden for diffusjonsprosessen å finne sted vesentlig redusert. H 2 O / C12E5 systemet er ganske komplisert, og kan ta lang tid å bosette seg i en bestemt fase når dens sammensetning endres. Disse lange diffusjon ganger kan synes å være uønsket, men når du sammenligner det til diffusjon tider med metoder praktiseres i bransjen, er det fort sett på som en progressiv skritt i å analysere sammensetningen av intrikate systemer.

Ved analyse av faseendringen av et binært system, eller en rekke av blandede kjemikalier, er det avgjørende å ha tilstrekkelig presisjon i fremgangsmåten som benyttes. Mye tid ble brukt på å finne en sammenheng mellom volum carry-over og mamagnetiske perle masse. Et par ulike variabler, for eksempel magnetiske kuler klynge porøsitet, test kammervolum versus reservoarvolum, og magnetiske kuler klynge masse, ble studert, slik at vi kan slå sammen ulike sett av data og lage en modell. Under denne prosessen, den store takeaway var det oppnådde lineære forholdet mellom overhenget volum og magnetiske kuler cluster masse. Vi fant volumoverhenget til å være ~ 2 til 3 pl / mg av perler. Naturligvis har dette forholdet ikke korrelerer med testkammeret og reservoarvolum, noe som åpner for mer komplekse eksperimentering metoder. Betydning, ettersom volumet overhenget virker nesten som en konstant, avhengig av magnetiske kuler masse, væskevolumene i systemet kan bli forhåndsinnstilt til å skape ønskede vise endringer i sammensetningen av de to væsker. Dette kan komme godt med når brukeren ønsker å se sammensetningen svingninger alt fra 0,25% til 10%.

Protokollen gir høy gjennomførbarhet for å utforske Phase diagram med liten prøvemengde og fin oppløsning på sammensetningen. Men fortsatt krever gjeldende protokollen flere minutter for enkelt overføre, fører til dager for fullstendig fasediagram etterforskning. Denne begrensning kan overvinnes enten ved å bruke tynnere rørdiameter eller mekanisk aktivering indusert av ytre magnetfelt variasjon.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
AccuBead Bioneer Inc. TS-1010-1 Magnetic beads
C12E5 Surfactant Sigma-Aldrich 76437
Thermo Scientific Nalgene 890 Fisher Scientific 14176178
Cube Magnet Apex Magnets M1CU
Polarizer Film Edmund Optics 38-493
Teflon AF Dupont 400s1-100-1 Fluoropolymer solution
Keyacid Red Dye Keystone 601-001-49 Fluorescent dye
Luer-Lock Cole-Parmer T-45502-12 Female
Luer-Lock Cole-Parmer T-45502-56 Male
Syringe Fisher Scientific 14-823-435 3 ml
Syringe Pump Stoelting 53130
Stereo Microscope Nikon SMZ-2T
Inverted Microscope Nikon Eclipse Ti-U The filter cube used had an excitation wavelength range from 540-580 nm and a dichroic mirror at 585 nm, allowing for photoemission ranging from 593-668 nm.
Balance Denver Instruments  PI-225D
Microscope-Mounted Camera Motic 5000

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Gijs, M. A., Lacharme, F., Lehmann, U. Microfluidic applications of magnetic particles for biological analysis and catalysis. Chemical review. 110, 1518-1563 (2009).
  2. Kozissnik, B., Dobson, J. Biomedical applications of mesoscale magnetic particles. MRS Bulleti. 38, 927-932 (2013).
  3. Ali-Cherif, A., Begolo, S., Descroix, S., Viovy, J. -L., Malaquin, L. Programmable Magnetic Tweezers and Droplet Microfluidic Device for High-Throughput Nanoliter Multi-Step Assays. Angewandte Chemie International Editio. 51, 10765-10769 (2012).
  4. Blumenschein, N. A., Han, D., Caggioni, M., Steckl, A. J. Magnetic Particles as Liquid Carriers in the Microfluidic Lab-in-Tube Approach To Detect Phase Change. ACS Applied Materials, & Interface. 6, 8066-8072 (2014).
  5. Bordelon, H., et al. Development of a low-resource RNA extraction cassette based on surface tension valves. ACS applied materials. 3, 2161-2168 (2011).
  6. Adams, N. M., et al. Design criteria for developing low-resource magnetic bead assays using surface tension valves. Biomicrofluidic. 7, 014104 (2013).
  7. Hishida, M., Tanaka, K. Transition of the hydration state of a surfactant accompanying structural transitions of self-assembled aggregates. Journal of Physics: Condensed Matte. 24, 284113 (2012).
  8. Strey, R., Schomacker, R., Roux, D., Nallet, F., Olsson, U. Dilute lamellar and L3 phases in the binary water-C12E5 system. Journal of the Chemical Society, Faraday Transaction. 86, 2253-2261 (1990).
  9. Chen, B. -H., et al. Dissolution Rates of Pure Nonionic Surfactants. Langmui. 16, 5276-5283 (2000).
  10. Warren, P. B., Buchanan, M. Kinetics of surfactant dissolution. Current Opinion in Colloid, & Interface Scienc. 6, 287-293 (2001).
  11. Laughlin, R. The Aqueous Phase Behavior of Surfactant. , Academic Press. New York. (1996).
  12. Laughlin, R. G., et al. Phase Studies by Diffusive Interfacial Transport Using Near-Infrared Analysis for Water (DIT-NIR). The Journal of Physical Chemistry. 104, 7354-7362 (2000).
  13. Lynch, M. L., Kochvar, K. A., Burns, J. L., Laughlin, R. G. Aqueous-Phase Behavior and Cubic Phase-Containing Emulsions in the C12E2−Water System. Langmui. 16, 3537-3542 (2000).

Tags

Engineering magnetiske kuler overflatespenning ventil lab-i-rør bære-over volum fluorescens intensitet surfaktant fasediagram
Fase Diagram Karakterisering Ved hjelp av magnetiske kuler som flytende bærere
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Blumenschein, N., Han, D., Steckl,More

Blumenschein, N., Han, D., Steckl, A. J. Phase Diagram Characterization Using Magnetic Beads as Liquid Carriers. J. Vis. Exp. (103), e52957, doi:10.3791/52957 (2015).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter