Refraktometrik Algılama Floresan çekirdekli mikro kavitasyonlar sentezi ve İşletilmesi

Bu prosedürün genel amacı, bir mikroakışkan sensör teknolojisi geliştirmektir. Bu, ilk olarak silikon kuantum nokta katmanı ile kılcal damarları kodlayarak potansiyel cihazların üretilmesiyle gerçekleştirilir. İkinci adım, numunelerden hangisinin sensör olarak kullanım için temel gereksinimleri karşıladığını belirlemektir.

Daha sonra, analitlerin eklenmesine izin vermek için bir mikro pompalama sistemine bir sensör cihazı bağlanır. Son adım, floresan spektrumları toplamak ve sonuçları analiz etmektir. Sonuç olarak, floresan mikroskobu, bir kılcal kanaldaki sıvıların refraktik metrik algılamasını göstermek için kullanılır.

Bu cihazın ana avantajları, küçük boyutu, mikroakışkan uyumluluğu ve oldukça ucuz bir dizi bileşenden yapılmış eksiksiz bir cihazın kolayca tasavvur edilebilmesiydi. Mikroakışkan kanal nedeniyle, kılcal damarın içine herhangi bir sıvı pompalanabilir. En zor kısım, belirli analitlere bağlanmak için yüzeyi işlevsel hale getirmektir.

Bu cihaz, gıda güvenliği, yeraltı suyu analizi ve hatta sağlık hizmetleri gibi çok çeşitli potansiyel uygulamalara sahiptir. Bu cihazın en zor yanı, numune hazırlama hazırlığının çok titiz olması ve çok düşük bir başarı oranının olmasıdır çünkü en küçük şey numune hazırlamada başarısızlığa yol açabilir. Bu tekniğin görsel bir gösterimi, başarı oranını artırmaya yardımcı olur.

Mikro kılcal damarların hazırlanması ile başlayın. Ticari bir tedarikçiden silika kılcal damarlar edinin. Daha geniş bir şekilde ayrılmış spektral rezonanslar için yaklaşık 25 ila 30 mikrometrelik bir iç çap veya yaklaşık 100 mikrometrelik bir iç çap seçin.

Daha yüksek kalite faktörlerine sahip daha yakın aralıklı rezonanslar için, büyük dış çaplar daha dayanıklı ve kolayca manipüle edilebilen mikro boşluklar sağlayacaktır. Ardından, rulodan yaklaşık 10 santimetrelik kılcal damar parçaları kesmek için bir elmas elyaf balta kullanın. Her parça tek bir numune oluşturur.

Numuneleri bir tüp fırında 650 santigrat derecede bir saat oksijenle ısıtın. Bu işlem, içerideki silika kılcal damarı ortaya çıkarmak için renkli poliamid kılıfı çıkarır. Devam etmeden önce numunelerin oda sıcaklığına dönmesini bekleyin.

Akışkan oksit çözeltilerinden birinde hidrojen YLS OX veya HSQ elde edin ve konsantrasyonunu kuantum nokta oluşumu için uygun bir aralığa ayarlayın. Bu, bir kılcal damar için biraz deneme yanılma gerektirecektir. Bir yarıçapta 25 ila 30 mikrometre ile, ağırlıkça yaklaşık% 25'lik bir çözelti iyi bir hedeftir.

Hazırlık adımları tamamlandıktan sonra, hazırlanan kılcal damarları HSQ ve akışkan oksit çözeltisine daldırarak kaplanmış bir kılcal damar üretin. Solüsyon kanaldan yukarı çekilirken menisküs görünür olmalıdır. Menisküs tepeye ulaştığında, kılcal damarı çıkarın ve diz çökmüş bir pota olan bir bardağa yerleştirin.

Bunu, iki farklı konsantrasyonda HSQ çözeltisi kullanarak 20 ila 30 kılcal damar için tekrarlayın. Ağırlık olarak, kılcal damarlar havaya doldurulurken, akışkan oksit çözeltisi, çözeltinin oksijen ve su buharına maruz kalmasını en aza indirmek için mümkün olan bir torpido gözünde soğutulur. Kuantum noktaları silika matrisinde oluşturulur.

Tavlama işlemi sırasında, kılcal damarları, sıcaklığı 30 dakika boyunca oda sıcaklığından 300 santigrat dereceye çıkaracak şekilde ayarlanmış bir fırına yerleştirin. Bu sıcaklıkta üç saat bekletin, ardından 45 dakika içinde 1100 santigrat dereceye yükseltin ve bu sıcaklıkta bir saat kalın. Kılcal damarın yaklaşık 12 saat boyunca yavaşça oda sıcaklığına soğumasına izin verin.

Bu işlem, duvarları bir silika matrisine gömülü bir floresan kuantum noktaları tabakası ile kaplanmış 20 ila 30 kılcal damar ile sonuçlanır. Numuneleri karakterize etmek için, 700 ila 900 nanometre dalga boyu aralığında hem görüntüleme hem de spektroskopi yapabilen bir floresan mikroskobu kullanın. Aralarında hareket etmeyi kolaylaştıracak şekilde sahneye bir sıra aday kılcal damar yerleştirin.

Hızlı görsel analiz için, her bir kılcal damarı, mikroskop sahnesindeki boş alanda veya doğrudan objektif merceğin içinden mavi veya ultraviyole radyasyonla uyarın. Bir dikroik filtre kullanarak, mercek veya renkli bir kamera kullanarak kılcal damarların floresansını gözlemleyin. İmalat başarılı olduysa, kılcal damarlar parlak kırmızı bir floresan sergileyecektir Sarı turuncu bir floresan sergileyen kılcal damarlar veya hiç yok, imalat sırasında düşük bir HSQ konsantrasyonu olduğunu gösterir.

Bunlar, çatlak veya dokulu bir filme sahip olanlarla birlikte atılmalıdır. Kuantum nokta spektrumları 700 ila 900 nanometre aralığında yoğun olmalıdır. İç kılcal duvardan alınan spektrumlar, fısıldayan bir galeri modunun varlığından dolayı güçlü salınımlar göstermeli, bu modun kanıtını göstermeyen tüm örnekleri atmalıdır.

Ardından, refrakter metrik analiz için numuneler hazırlayın. Sıvıları kılcal damarın içine ve kılcından uzağa taşımak için aday bir kılcal damarın her iki ucunu polietilen veya benzeri bir boruya tutturmak için uygun bir yapıştırıcı kullanın. İlk tüpü yapıştırdıktan sonra, diğer tarafı yapıştırmaya çalışmadan önce kürlenmesini bekleyin.

Tüplerin iç çapı, kılcal damarın dış çapından biraz daha büyük olmalıdır. Yapıştırıcının kılcal kanala sızmasını ve onu tıkamasını önlemek için dikkatli olun. Ardından, boruyu şırınga ile bir mikro pompalama sistemine bağlayın.

Metanol, etanol ve su gibi iyi bilinen kırılma indekslerine sahip bileşikleri pompalamaya hazır olun. Cihazın kırılma metrik hassasiyetini belirlemek için her sıvıyı birer birer kılcal damara pompalayın. Kılcal damarın içindeki her sıvı ile spektrumları toplayın.

Kılcal damardaki her farklı çözeltide Fısıltı Galerisi modlarındaki kaymaları ölçmek için ışık yolunda bir analizör kullanın. Gözlemlenebilir bir kayma yoksa, kuantum filmi çok kalındır ve kılcal damar atılmalıdır. Başarılı numuneler tipik olarak çözelti başına beş ila 15 nanometre hassasiyete sahiptir.

Kırılma indisi birim verileri, kırılma metrik kurulumu kullanılarak toplanır. Biyo-algılama uygulamaları için bir sensör kılcal damarının referans spektrumunu alarak başlayın. Bu, kanal yüzeyi işlevsel hale getirildikten sonra yapılmalıdır.

Spesifik olarak, düşük tespit limitlerine ulaşmak için, numune kaymasını en aza indirmek için özen gösterilmelidir. Ayrıca spektrometreyi dalga boyu ve yoğunluk için düzeltmek için bir kalibrasyon standardı kullanın. Son olarak, sensör kılcal damarına sokulan analit ile spektral verileri toplayın.

Verileri makalede açıklanan yöntemlerle analiz edin. Kurulum, analitler kılcal kanala pompalanırken sürekli olarak spektrum alacak şekilde programlanabilir. En üstte metanol olarak alınan bir dizi spektrum bulunur, daha sonra su, daha sonra etanol kılcal damara pompalanmıştır.

Spektrumlar kırmızıdan maviye sırayla alındı. Bu şekil, her bir floresan spektrumunun forer güç spektrumunu göstermektedir. 40. bileşen, ana gözlemlenebilir fısıltı galerisi modu salınımını temsil eder.

40. bileşen için faz farkları dalga boyu kaymalarına dönüştürüldü ve zamanın bir fonksiyonu olarak çizildi. Burada görüldüğü gibi. Hata çubukları, 60 ölçüm için tepe kaymasının bir standart sapmasını temsil eder.

İç kısım, metanolden etanole kadar kırılma indisi aralığı üzerindeki ortalama hassasiyeti gösterir. Sürekli zaman serisi verilerinin analizinin, su ve metanol arasındaki kayma verilerinde bir yumru ortaya çıkardığını unutmayın. Bu, her iki saf fazdan daha yüksek bir kırılma indisine sahip küçük bir karıştırma bölgesinin varlığı ile tutarlıdır.

Bu tekniğin gerçekleştirilmesi birkaç saat sürebilir, ancak tamamlanması birkaç gün kadar sürebilir.