Name: Janus Parçacıklarının Hazırlanması ve Alternatif Akım Elektrokinetik Ölçümlerin Hızla Yapılmış İndiyum Kalay Oksit Elektrot Dizisi ile Hazırlanması (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-06-23T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 55 s
Description: Öğrenin, Janus parçacıkları hazırlama ve alternatif akım elektrokinetik ölçümler için hızla üretilmiş indiyum kalay oksit elektrot dizisi kullanma yöntemini. Bu teknik, elektrorotasyon ve dielektroforez deneylerini kolaylaştırır.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu çalışma, Bilim ve Teknoloji Bakanlığı, Tayvan, ROC tarafından Hibe NSC 103-2112-M-002-008-MY3 kapsamında desteklenmiştir.

1. Mikroçipin Üretimi <ol><li> ITO elektrodunun hazırlanması <ol><li> Çapraz desen çizmek için ticari illüstrasyon yazılımını kullanın. Diyagonal elektrotlar arasındaki mesafeyi 160 μm olarak ayarlayın ve Şekil 1&#39;de gösterildiği gibi çapraz desenlerin kollarını 30 mm genişliğinde ve 55 mm uzunluğunda yapın. Resim dosyasını bir DXF dosyası olarak kaydedin. </li><li> ITO camını 25 mm x 50 mm (genişlik x uzunluk) boyutuna küçültmek için bir cam kesici kullanın. ITO camını birkaç kez durulamak için% 75 etanol ve DI su kullanın. </li><li> Darbeli fiber lazer markalama makinesinin üzerine ITO cam koyun. ITO camı ve lazer arasındaki mesafeyi 279.5 mm olarak ayarlayarak lazeri ITO camının yüzeyine odaklayın. NOT: Burada kullanılan lazer aşağıdaki özelliklere sahiptir: 1,064 nm, 20 W, 90 ila 120 ns darbe genişliği ve 20 ila 80 kHz teksir tekrarlama frekansı, yaklaşık 5 x 10 5 W / cm2&#39;de darbe ışık yoğunluğu). </li><li> Resimleme dosyasını (DXF dosyası) doğrudan lazer markalama makinesinin bilgisayarına girin. &quot;İşaret Parametresi&quot; düğmesine tıklayın ve aşağıdaki parametreleri girin: hız, &quot;800 mm / s;&quot; Güç, &quot;% 60;&quot; Ve frekans, &quot;40 kHz&quot;. &quot;Çerçeve&quot;, &quot;Dolgu&quot; ve &quot;İlk Dolum&quot; terimlerini işaretleyin. <ol><li> Deseni ITO cam merkezinde konumlandıran &quot;Önizleme&quot; düğmesini tıklayın. ITO camını desenlemek için &quot;Numuneyi İşaretle&quot; düğmesine tıklayın ( Şekil 1 A ). </li></ol></li></ol></li><li> Dört fazlı bir jeneratör kurma ve deneysel mikroçipin bağlanması <ol><li> Şekil 2 A&#39;da gösterildiği gibi, invertörlerin devrelerini oluşturun. </li><li> Dört fazlı elektroddaki 4 kabloyu, Şekil 2 C&#39;de gösterildiği gibi bandla doğrudan temas ederek bağlayın. &quot;Channleri böl&quot;El 1 &quot;&#39;i çift bir BNC konnektörü kullanarak iki dal haline getirin. <ol><li> Bir şube ITO elektroduna bağlı tel (# 1) ve diğeri invertörün girişine bağlayın. Şekil 2 B&#39;de gösterildiği gibi, invertörün çıkışını kabloyla (# 3) bağlayın. </li></ol></li><li> &quot;Kanal 2&quot; &#39;yi, adım 1.2.2&#39;deki ile aynı yordamla bağlayın, ancak Şekil 2 B&#39;de gösterilen kablolara (# 2 ve # 4) bağlayın. </li><li> EROT deneyleri için, iki kanal arasındaki faz kaymasını doğrudan doğruya fonksiyon üreteci üzerinde 90 ° olarak ayarlayın. Şekil 2 D&#39; de gösterildiği gibi deneyler sırasında 0.5-4 V pp voltaj genlikinde bir sinüs dalgası ve 100 Hz ila 5 MHz arasında değişen bir frekansta uygulanır. </li><li> DEP deneyleri için, Kanal 1&#39;in bir dalını ITO elektroduna bağlı tel (# 1) ve diğeriInvertörün girişi. İnvertörün çıkışını kabloya bağlayın (# 2). Kanal 2&#39;yi aynı prosedürü kullanarak bağlayın, ancak kablolara (# 3 ve # 4) bağlayın. </li><li> 2 kanal arasındaki faz kaymasını 0 ° &#39;de doğrudan fonksiyon üreteci üzerinde ayarlayın. Şekil 2 D&#39; de gösterildiği gibi deneyler sırasında 0.5-4 V pp voltaj genlikinde bir sinüs dalgası ve 100 Hz ila 5 MHz arasında değişen bir frekansta uygulanır. </li></ol></li></ol> 2. Numunelerin Hazırlanması <ol><li> Janus parçacıklarının hazırlanması <ol><li> 2 um silika parçacık sulu süspansiyonunu (% 10 a / a), 2,200 xg&#39;de 1 dakika boyunca santrifüjleyin. </li><li> 1.5 mL&#39;lik bir mikrosantrifüj tüpüne 2 uL sedimenter silika parçacıklarını pipetleyin ve 500 μL etanol (% 99.5 v / v) ekleyin. NOT: Süpernatanın atılması gerekmez; Sadece 4 ° C&#39;de buzdolabında saklayın. Pipettin&#39;den önce yeniden askıya alınması gerekmez.g. </li><li> Etanol-silika partikül süspansiyonunu bir ultrasonatör (43 kHz, 50 W) ile 1 dakika süreyle sonik hale getirin ve sonra 2,200 xg&#39;de 3 dakika santrifüjleyin. </li><li> Süpernatantı 500 mcL etanol ile değiştirin ve adım 2.1.3&#39;ü üç kez tekrarlayın. </li><li> Süpernatantı 8 uL etanol ile değiştirin ve etanol-silika partikül süspansiyonunu bir ultrasonatör (43 kHz, 50 W) kullanılarak 3 dakika süreyle sonike edin. NOT: Yaklaşık 10 μL etanol-silika partikül süspansiyonu bu aşamada tüp içinde kalmalıdır. </li><li> Etanol-silika partikül süspansiyonundan 2 uL pipetleyin ve bir damlacık oluşturmak için normal bir cam slayta (genişlik: 25 mm, uzunluk: 75 mm ve kalınlık: 1.2 mm) bırakın. Not: Bu partikül süspansiyonu miktarı, tek tabakaları 5-6 slayt için hazırlamak için yeterlidir (her slayt için 2 μL). </li><li> Silika parçacıkların tek katmanını oluşturmak için etanol-silika partikül damlacıklarını hafifçe bir kapak camıyla sürükleyin ( Şekil 3 </stRong&gt; A ). </li><li> Silika parçacıkları monolayer ile slayt Au ile kaplanacak bir püskürtme cihazına koyun. <ol><li> 100 mTorr&#39;de püskürtme odasındaki havayı çıkarın ve argonu 10 dakika boyunca enjekte edin (havayı argon ile değiştirin). Argon enjekte etmeyi bırakın ve sonra argon 70 mTorr odasından çıkarın. </li><li> Akımı 200 s süreyle 15 mA&#39;ya ayarlayın. ( Şekil 3 B ); Bu adımda Janus parçacıkları hazırlanmış durumda. </li></ol></li><li> Püskürtülmüş slaytta DI su 20 mcL düşürün ve normal 200 mcL pipet ucu kullanarak tek tabaka Janus parçacıkları kazıyın. NOT: Tek katmandan kazınmış olan Janus parçacıkları, bu adımda DI su damlacıklarını askıda bırakır. </li><li> Janus parçacık süspansiyonu damlacıklarını pipetleyin ve bir başka 1.5 mL&#39;lik santrifüj tüpüne atın. </li><li> Numuneyi uygun bir konsantrasyona kadar DI su ile seyrelterek hazırlamak için Janus parçacık süspansiyonunu kullanınDeneyler için. NOT: Burada açıklanan deneylerdeki parçacık süspansiyonunun konsantrasyonu yaklaşık 2.000 sayım / μL&#39;dir. </li></ol></li><li> Tam olarak kaplanmış metal parçacıkların hazırlanması 14 <ol><li> PDMS polimer bazını ve kürleme maddesini 10: 1 ağırlık oranında karıştırın. </li><li> Kabın yan duvarlarını oluşturmak için cam kaydırma bandını sarın. Şekil 4 A&#39;da gösterildiği gibi, 2-3 mm&#39;lik bir PDMS tabakası elde etmek için, bantlanmış bir slayt üzerine PDMS&#39;nin karışımını dökün. </li><li> Kaydedilmiş slayt (konteynır) PDMS karışımı ile hava geçirmez bir odaya koyun ve PDMS karışımı kabarcıkları çıkarmak için 30 dakika vakum pompası çalıştırın. </li><li> Bantlı slayt (konteynır) PDMS karışımıyla (adım 2.2.3) fırına yerleştirin. PDMS karışımı oluşturmak için 70 ° C&#39;de 2 saat süreyle PDMS karışımı tedavi edin. </li><li> PDMS damgası iyileştikten sonra, PDMS damgasını almak için slayt ve bandı çıkarın, yüzeyBunlar Şekil 4B&#39;de gösterildiği gibi düz bir yüzey oluşturan cam slaydın üzerine monte edilmiştir. </li><li> Bir slaytta Janus parçacıklarının tek katmanını hazırlamak için 2.1.1-2.1.8 adımlarını izleyin. </li><li> Tek tabakayı düzgün basınçla damgalamak için PDMS damganın düz yüzeyini kullanın. </li><li> Adım 2.1.8&#39;de hazırlanan cam slayttan ters çevrilen Janus parçacıklarının tek tabaka ile PDMS damgasını Au ile kaplanacak püskürtme cihazına yerleştirin. <ol><li> 100 mTorr&#39;da püskürtme odasındaki havayı alın ve 10 dakika süreyle argon enjekte edin (havayı argon ile değiştirin). Argon enjekte etmeyi bırakın ve sonra argon 70 mTorr odasından çıkarın. </li><li> Akımı 200 s süreyle 15 mA&#39;ya ayarlayın ( Şekil 4 C ); Tamamen kaplanmış metal parçacıklar bu aşamada zaten hazırlanmıştır. </li></ol></li><li> Deney için örnek hazırlamak için 2.1.9-2.1.11 adımlarını izleyin. </li> &lt;/ Ol&gt; </li></ol> 3. AC Elektrokinetik Ölçüm Deneyleri <ol><li> Bir izleyici hazırlamak için 5 adet parafin film sarın. Bir ısı tabancası kullanarak ITO elektrot dizisini film kalınlığı 500 μm kalınlığında birleştirin ve elektrodu mikroskop sahnesine yerleştirin. <ol><li> Aşamalarında 2.1 ve 2.2&#39;de hazırlanan 8 μL parçacık süspansiyonunu çapraz elektrot dizisinin merkezine bırakın. Ara parçaya bir kapak cam yerleştirin. </li></ol></li><li> EROT deneyleri için, fonksiyon üreteci üzerinde 2 kanal arasındaki faz kaymasını 90 ° &#39;ye ayarlayın. 0.5-4 V pp voltaj amplitüdünde sinüs dalgası uygulayın ve deneyler sırasında 100 Hz ila 5 MHz arasında değişen bir frekansta (1.2.2-1.2.3 adımlarındaki bağlantıya dayanarak) uygulayın. <ol><li> İşlev jeneratöründeki &quot;dalga formu&quot; düğmesini tıklayarak dalga formunu seçin. Voltaj ve frekans değerini, fonksiyon ge üzerindeki numaralı düğmeleri kullanarak girinNerator ve ardından &quot;output&quot; butonuna basarak AC sinyalini açınız. </li></ol></li><li> DEP deneyleri için, 2 kanal arasındaki faz kaymasını 0 ° &#39;ye ayarlayın. Deneyler sırasında, adım 3.2.1&#39;deki gibi fonksiyon üretecini kurarak 0.5-4 V pp voltaj genlikliğinde ve 100 Hz ila 5 MHz frekansında sinüs dalgası uygulayın (adım 1.2.5&#39;deki bağlantılara dayanarak). </li><li> &quot;Çıkış&quot; düğmesine basarak AC sinyalini açın ve bir kamera kullanarak 40X, NA 0.6 objektifle ters optik mikroskop altında parçacık hareketi ve dönüş görüntüsünü çekin. </li><li> Parçacık hareketi ve döndürme görüntülerini yazılıma girin ve parçacığı ve açısal hızları elde etmek için parçacık izlemesi yoluyla parçacıkların yörüngesini analiz edin. Not: Resim ikili hale getirme ve parçacık takibi için &quot;Resim J&quot; yazılımı ve &quot;Çok İzleyici&quot; eklentisi kullanılmıştır. </li></ol>

<ol><li>Walther, A., Müller, A. H. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2008/SM/b718131k#!divAbstract">Janus particles.</a> Soft Matter. 4 (4), 663-668 (2008).</li>
<li>Chen, Y. -L., Jiang, H. -R. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.4967740?journalCode=apl">Electrorotation of a metallic coated Janus particle under AC electric fields.</a> Appl Phys Lett. 109 (19), 191605(2016).</li>
<li>Zhang, L., Zhu, Y. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22924894">Directed assembly of janus particles under high frequency ac-electric fields: Effects of medium conductivity and colloidal surface chemistry.</a> Langmuir. 28 (37), 13201-13207 (2012).</li>
<li>Gangwal, S., Cayre, O. J., Velev, O. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dielectrophoretic+assembly+of+metallodielectric+Janus+particles+in+AC+electric+fields%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Dielectrophoretic assembly of metallodielectric Janus particles in AC electric fields.</a> Langmuir. 24 (23), 13312-13320 (2008).</li>
<li>Zhang, L., Zhu, Y. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.3378687?journalCode=apl">Dielectrophoresis of Janus particles under high frequency ac-electric fields.</a> Appl Phys Lett. 96 (14), 141902(2010).</li>
<li>Chen, J., Zhang, H., Zheng, X., Cui, H. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.4868373">Janus particle microshuttle: 1D directional self-propulsion modulated by AC electrical field.</a> AIP Adv. 4 (3), 031325(2014).</li>
<li>Gangwal, S., Cayre, O. J., Bazant, M. Z., Velev, O. D. <a target="_blank" href="http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.100.058302">Induced-charge electrophoresis of metallodielectric particles.</a> Phys Rev Lett. 100 (5), 058302(2008).</li>
<li>Peng, C., Lazo, I., Shiyanovskii, S. V., Lavrentovich, O. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Induced-charge+electro-osmosis+around+metal+and+Janus+spheres+in+water%3A+Patterns+of+flow+and+breaking+symmetries%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Rev+E%22%5BJournal%5D)">Induced-charge electro-osmosis around metal and Janus spheres in water: Patterns of flow and breaking symmetries.</a> Phys Rev E. 90 (5), 051002(2014).</li>
<li>Ramos, A., García-Sánchez, P., Morgan, H. <a target="_blank" href="https://www.infona.pl/resource/bwmeta1.element.elsevier-629cc57b-551e-3eca-bc03-4c5aae304080">AC electrokinetics of conducting microparticles: A review.</a> Curr Opin Colloid Interface Sci. 24, 79-90 (2016).</li>
<li>Hong, L., Jiang, S., Granick, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simple+method+to+produce+Janus+colloidal+particles+in+large+quantity%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Simple method to produce Janus colloidal particles in large quantity.</a> Langmuir. 22 (23), 9495-9499 (2006).</li>
<li>Bhaskar, S., Hitt, J., Chang, S. W. L., Lahann, J. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.200806241/full#references">Multicompartmental microcylinders.</a> Angewandte Chemie International Edition. 48 (25), 4589-4593 (2009).</li>
<li>Nie, Z., Li, W., Seo, M., Xu, S., Kumacheva, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Janus+and+ternary+particles+generated+by+microfluidic+synthesis%3A+design%2C+synthesis%2C+and+self-assembly%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Chem+Soc%22%5BJournal%5D)">Janus and ternary particles generated by microfluidic synthesis: design, synthesis, and self-assembly.</a> J Am Chem Soc. 128 (29), 9408-9412 (2006).</li>
<li>Jiang, H. -R., Yoshinaga, N., Sano, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Active+motion+of+a+Janus+particle+by+self-thermophoresis+in+a+defocused+laser+beam%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Rev+Lett%22%5BJournal%5D)">Active motion of a Janus particle by self-thermophoresis in a defocused laser beam.</a> Phys Rev Lett. 105 (26), 268302(2010).</li>
<li>Pawar, A. B., Kretzschmar, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multifunctional+patchy+particles+by+glancing+angle+deposition%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Multifunctional patchy particles by glancing angle deposition.</a> Langmuir. 25 (16), 9057-9063 (2009).</li>
<li>García-Sánchez, P., Ren, Y., Arcenegui, J. J., Morgan, H., Ramos, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alternating+current+electrokinetic+properties+of+gold-coated+microspheres%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Alternating current electrokinetic properties of gold-coated microspheres.</a> Langmuir. 28 (39), 13861-13870 (2012).</li>
<li>Ren, Y. K., Morganti, D., Jiang, H. Y., Ramos, A., Morgan, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrorotation+of+metallic+microspheres%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Electrorotation of metallic microspheres.</a> Langmuir. 27 (6), 2128-2131 (2011).</li>
<li>Jones, T. B., Jones, T. B. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aJones%2C+TB+%22Electromechanics+of+particles%22">Electromechanics of particles</a>. , Cambridge University Press. Cambridge, UK. (2005).</li>
<li>Morganti, D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMorganti%2C+D+%22AC+electrokinetic+analysis+of+chemically+modified+microparticles%22">AC electrokinetic analysis of chemically modified microparticles</a>. , University of Southampton. (2012).</li>
<li>Morgan, H., Hughes, M. P., Green, N. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Separation+of+submicron+bioparticles+by+dielectrophoresis%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys+J%22%5BJournal%5D)">Separation of submicron bioparticles by dielectrophoresis.</a> Biophys J. 77 (1), 516-525 (1999).</li>
<li>Ren, Y., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2015/LC/c5lc00058k#!divAbstract">Induced-charge electroosmotic trapping of particles.</a> Lab Chip. 15 (10), 2181-2191 (2015).</li>
</ol>

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Fiber lazer işaretleme makinesi kullanarak ITO elektrod dizilerinin yapılması, keyfi modellerle elektrotlar hazırlamak için hızlı bir yöntem sağlar. Bununla birlikte, geleneksel yöntemlerle yaratılan metal elektrotlara kıyasla daha az yük taşıyıcı ve daha düşük üretim hassasiyeti gibi bu yöntemde hala bazı dezavantajlar bulunmaktadır. Bu dezavantajlar bazı deneyleri sınırlayabilir. Örneğin, elektrotlar arasında büyük bir mesafe olduğunda, daha az yük taşıyıcıları elektrik alanının dağılımını etkileyebilir. Buna ek olara...

Çift taneli Roma tanrısından sonra isimlendirilen Janus parçacıkları, iki tarafı fiziksel veya kimyasal olarak farklı yüzey özelliklerine sahip asimetrik parçacıklardır 1 , 2 . Bu asimetrik özellik nedeniyle, Janus parçacıkları, DEP 3 , 4 , 5 , 6 , EROT 2 ve indüklenmiş yük elektroforezi (ICEP) 7 , 8 , 9 gibi elektrik alanları altında özel yanıtlar sergiler. Son zamanlarda, Pickering emülsiyon yöntemi 10 , elektrohidrodinamik ortak jetleme yöntemi 11 ve mikroakışkan fotopolimerizasyon yöntemi 12 dahil olmak üzere, Janus parçacıklarının hazırlanması için çeşitli yöntemler bildirilmiştir. Bununla birlikte, bu yöntemler bir dizi compKarmaşık aygıtlar ve prosedürler. Bu makalede, Janus parçacıklarının ve tamamen kaplanmış metal parçacıkların hazırlanması için basit bir yöntem tanıtılmaktadır. Mikro ölçekli silika parçacıklarından oluşan bir tek tabaka bir kurutma prosesinde hazırlanır ve Au ile kaplanacak bir püskürtme cihazına konur. Parçacığın bir yarımküresi gölgeli ve yalnızca diğer yarımkürede Au 2 , 13 ile kaplanmıştır. Janus parçacıklarının tek katmanı bir polidimetilsiloksan (PDMS) damgası ile damgalanmış ve daha sonra tamamen kaplanmış metalik parçacıkların 14 hazırlanması için ikinci bir kaplama işlemi ile muamele edilmiştir. Bir Janus parçacığının elektriksel özelliklerini karakterize etmek için DEP, EROT ve elektro-yönelim gibi farklı AC elektrokinetik yanıtlar yaygın olarak 9 , 15 , 16 , 17 , 18 kullanılır <sYukarı&gt;, 19 . Örneğin, EROT, bir partikülün harici olarak dayatılan dönen bir elektrik alanı 2 , 9 , 15 , 16 altında kararlı duruma dönme tepkisidir. EROT&#39;yi ölçerek, parçacıkların indüklediği dipol ile elektrik alanlar arasındaki etkileşim elde edilebilir. Uyarılmış dipoller ve düzensiz bir elektrik alanı arasındaki etkileşimden kaynaklanan DEP, parçacık hareketine 3 , 4 , 5 , 9 , 15 yol açabilir. Mikroakışkan cihazdaki partiküllerin manipüle edilmesi ve karakterize edilmesi için genel bir yöntem olarak görev yapan elektrot kenarlarına farklı türdeki parçacıklar çekilebilir (pozitif DEP) ya da (DEP negatif DEP) itilebilir. Translasyonel (DEP) ve rota<html> Elektrik alanındaki partikülün EROT karakteristikleri sırasıyla Clausius-Mossotti (CM) faktörünün gerçek ve sanal kısmı tarafından baskındır. CM faktörü, DEP ve EROT&#39;nin karakteristik frekansı olan ω c = 2σ / aC DL&#39;den ortaya çıkan parçacıkların ve çevreleyen sıvının elektriksel özelliklerine bağlıdır; burada σ sıvı iletkenliği, a parçacık yarıçapı, Ve C DL , elektriksel çift tabakanın ( 15 , 16) kapasitansıdır. Parçacıkların EROT ve DEP&#39;sini ölçmek için, özel olarak tasarlanmış elektrot dizisi modellerine ihtiyaç vardır. Geleneksel olarak, bir fotolitografi tekniği elektrot dizileri oluşturmak için kullanılır ve fotorezist spin-kaplama, maske hizalama, pozlama ve geliştirme dahil olmak üzere bir dizi karmaşık işlem gerektirir 15 , 18 ,S = &quot;xref&quot;&gt; 19 , 20 . Bu makalede, elektrot dizilerinin hızlı üretimi direkt optik modelleme ile gösterilmiştir. Cam substrat üzerine kaplanmış şeffaf bir ince film ITO tabakası, bir fiber lazer markalama makinesi (1.064 nm, 20 W, 90 ila 120 ns darbe genişliği ve 20 ila 80 kHz atım tekrarlama frekansı) ile kısmen çıkartılarak Dört fazlı bir elektrod dizisi. Diyagonal elektrotlar arasındaki uzaklık 150-800 μm, deneylere uyacak şekilde ayarlanabilir. Dört fazlı elektrod dizisi farklı mikroakışkan aygıtlar 15 , 16 , 18&#39;deki parçacıkları karakterize etmek ve konsantre etmek için kullanılabilir. Dört fazlı elektrik alanını üretmek için, elektrot dizisi 2 kanallı bir işlev üretecine ve iki invertöre bağlanır. Bitişik elektrotlar arasındaki faz kayması ya 90 ° (EROT için) ya da 180 ° (DEP için) 15 . AC sinyali, 0.5 ila 4 V pp voltaj genlikte uygulanır ve frekans, işlem işlemi sırasında 100 Hz ila 5 MHz arasında değişir. Janus parçacıkları, metalik parçacıklar ve silika parçacıkları AC elektrokinetik özelliklerini ölçmek için numune olarak kullanılır. Parçacıkların süspansiyonları elektrot dizisinin orta bölümüne yerleştirilir ve 40X, NA 0.6 hedefli ters bir optik mikroskop altında gözlemlenir. Parçacık hareketi ve dönüşü bir dijital fotoğraf makinesi ile kaydedilir. DEP hareketi, dizi merkezinden 40 ila 65 μm arasında radyal olarak uzanan dairesel bölgede kaydedilir ve EROT, dairesel bölgede 65 μm radyal olarak dizi merkezinden uzakta kaydedilir. Parçacık hızı ve açısal hız parçacık izleme yöntemi ile ölçülür. Parçacık merkezleri yazılım kullanarak gri skala veya parçacık geometrisi ile ayırt edilir. Parçacık hızı ve açısal hız,Parçacık merkezlerinin hareketlerini ölçme. Bu makale, keyfi olarak desenli elektrod dizilerini hızla üretmek için basit bir yöntem sunmaktadır. Biyolojiden endüstriye kadar çeşitli alanlarda kullanılabilen tamamen veya kısmen kaplanmış metal parçacıkların hazırlanmasını sunar.

<table><tbody><tr><td>Silika Mikroküre-2.34 ve mikro; m</td><td>Bangs Laboratuvarları</td><td>SS04N</td><td></td></tr><tr><td>Etil Alkol (%99,5)</td><td>KATAYAMA KİMYASAL</td><td>E-0105</td><td></td></tr><tr><td>SYLGARD 184 A& B Silikon Elastomer (PDMS)</td> <td>DOW CORNING</td><td></td><td>PDMS&nbsp;</td></tr><tr><td>&nbsp; ITO cam</td><td>Lüminesans Teknolojisi</td><td>LT-G001</td><td></td></tr><tr><td>Fiber lazer markalama makinesi</td><td>Tayvan 3Aks Teknolojisi</td><td>TAFB-R-20W</td><td></td></tr><tr><td>&nbsp; 2 kanallı fonksiyon üreteci</td><td>Gwinsek</td><td>AFG-2225</td><td></td></tr><tr><td>CMOS kamera</td><td>Point Grey</td><td>GS3-U3-32S4M-C</td><td></td></tr><tr><td>Püskürtme</td><td>JEOL</td><td>JFC-1100E</td><td></td></tr><tr><td>İşlemsel Yükselteçler</td><td>Texas Instruments</td><td>LM6361N</td><td>OP invertörü&nbsp;</td></tr><tr><td>Ultrasonik Temizleyici</td><td>Gui Lin Yiyuan Ultrasonik Makine A.Ş.</td><td>DG-1</td><td></td></tr><tr><td>Mikrosantrifüj</td><td>Bilimsel Uzmanlıkları, Inc.</td><td></td><td>1.5ml</td></tr><tr><td>Mini Santrifüj</td><td>LMS</td><td>MC-MCF-2360</td><td></td></tr><tr><td>Mikroskop kapak camı</td><td>Marienfeld-Superior</td><td></td><td>18 * 18mm</td></tr><tr><td>Ters optik mikroskop</td><td>Olympus</td><td>OX-71 ve nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Parafilm</td><td>bemis</td><td></td><td>ara parçası</td></tr></tbody></table>

janus parçacıklarının hazırlanması ve alternatif akım elektrokinetik Ölçümlerin hızla yapılmış İndiyum kalay oksit elektrot dizisi ile hazırlanması

Preparation of Janus Particles and Alternating Current Electrokinetic Measurements with a Rapidly Fabricated Indium Tin Oxide Electrode Array

Bu makale, kısmen veya tamamen kaplanmış metal parçacıkların hazırlanması ve mikroakışkan aygıtlardaki elektrik deneylerini kolaylaştırabilen elektrot dizilerinin hızlı üretimini gerçekleştirmek için basit bir yöntem sunmaktadır. Janus parçacıkları, iki tarafında iki farklı yüzey özelliği içeren asimetrik parçacıklardır. Janus parçacıklarını hazırlamak için, bir silika parçacıkları tek katmanlı bir kurutma işlemi ile hazırlanır. Altın (Au), bir püskürtme aygıtı kullanılarak her partikülün bir tarafına çökelir. Tamamen kaplanmış metalik parçacıklar, ikinci kaplama işleminden sonra tamamlanır. Janus parçacıklarının elektriksel yüzey özelliklerini analiz etmek için dielektroforez (DEP) ve elektromotorlaştırma (EROT) gibi deneysel aygıtta özel olarak tasarlanmış elektrod dizilerini gerektiren alternatif akım (AC) elektrokinetik ölçümler gerçekleştirilir. Bununla birlikte, fotolitografi tekniği gibi elektrod dizilerini imal etmek için geleneksel yöntemler,Karmaşık işlemler. Burada, tasarlanmış bir elektrot dizisi imal etmek için esnek bir yöntem sunmaktayız. Bir indiyum kalay oksit (ITO) camı dört fazlı bir elektrot dizisi oluşturmak için bir fiber lazer markalama makinesi (1,064 nm, 20 W, 90 ila 120 ns darbe genişliği ve 20 ila 80 kHz darbe tekrarlama frekansı) ile desenlenmiştir. Dört fazlı elektrik alanı oluşturmak için elektrotlar 2 kanallı bir fonksiyon üreticisine ve iki invertöre bağlanır. Bitişik elektrotlar arasındaki faz kayması 90 ° (EROT için) veya 180 ° (DEP için) olarak ayarlanır. Dört fazlı ITO elektrot dizisi ile AC elektrokinetik ölçümlerin temsili sonuçları sunulmuştur.

Dört fazlı elektrod dizisi bir fiber lazer markalama makinesi ile oluşturulmuştur. Cam üzerine kaplanmış ITO iletken katmanı, Şekil 1 B&#39;de gösterildiği gibi, 160 um&#39;lik bir aralıkla bir çapraz desen oluşturmak üzere bir odak lazeri ile çıkarılır. <img alt="Şekil 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55950/55950fig1.jpg" /> Şekil 1 <st...

Bu makalede, kısmen veya tamamen kaplanmış metal parçacıkların hazırlanması ve hızla imal edilen indiyum kalay oksit (ITO) elektrot dizisi ile AC elektrokinetik özellik ölçümleri yapmak için basit bir yöntem gösterilmiştir.

Janus Parçacıklarının Hazırlanması ve Alternatif Akım Elektrokinetik Ölçümlerin Hızla Yapılmış İndiyum Kalay Oksit Elektrot Dizisi ile Hazırlanması

This article provides a simple method to prepare partially or fully coated metallic particles and to perform the rapid fabrication of electrode arrays, ...

Bu prosedürün genel amacı,le hızla indiyum kalay oksit elektrotlar üretmek ve elektrokinetik deneyler için metal kaplı parçacıklar hazırlamaktır. Bu yöntem; elektrorotasyon, dielektroforez ve mikroakışkanlar gibi elektrokinetik alanındaki deneyleri kolaylaştırabilir. Bu tekniğin temel avantajı, ITO elektrot üretimi ve metal kaplı parçacıkların hazırlanması için hızlı ve kolay bir yöntem sunmasıdır.Elektrot imalatına başlamak için, 25 milimetreye 50 milimetre boyutlarında temiz bir ITO kaplı cam parçasını darbeli fiber lazer kazıma makinesinin tablasına yerleştirin. Lazeri ITO camının 279,5 milimetre üzerine konumlandırın. Elektrot desenini cihaz kontrol yazılımına aktarın.Frame, Fill ve Fill First seçeneklerini seçin. Kazıma hızını 800 millimeters per second, lazer gücünü %60 ve frekansı 40 kilohertz olarak ayarlayın. Kazıma desenini önizleyin ve deseni camın merkezine getirmek için cam konumunu manuel olarak ayarlayın.Desen merkezlendikten sonra, iletken yüzeyi dört çeyreğe bölmek için gravür işlemini gerçekleştirin. Gravürlü ITO camın her bir iletken çeyreğine yalıtımlı çok damarlı bir tel sabitlemek için polimid bant kullanın. Ardından, çift BNC konnektörlü iki fonksiyonlu bir sinyal üretecinin her bir kanal çıkışını ayırın.Her kanalın bir çıkışını eviren bir operasyonel amplifikatör ile donatın. Elektrorotasyon ölçümleri için bir elektrot dizisini hazırlamak üzere, önce sol üst elektrodu birinci kanalın çift BNC konektörüne doğrudan bağlayın. İlgili evirici çıkışını ise komşu olmayan elektroda bağlayın.Ardından, sol alt elektrodu ikinci kanala bağlayın. Komşu elektrotlar arasında 90 derecelik bir faz kaymasıyla bir elektrot dizisi oluşturmak için ilgili invertör çıkışını son tele bağlayın. Dielektroforez için bir elektrot dizisi hazırlamak için ise, bunun yerine evriltilmiş birinci kanalı sol alt elektroda bağlayın.Sağ alt elektrodu ikinci kanala bağlayın. Komşu elektrotlar arasında 180 derecelik faz kayması olan bir dizi oluşturmak için son elektrodu ilgili evirici çıkışına bağlayın. Janus partiküllerini hazırlamaya başlamak için, ağırlıkça %10'luk iki mikrometrelik silika partikülleri sulu süspansiyonunu bir dakika boyunca 2.200 ×g'de santrifüjleyin.Elde edilen çökmüş silika partiküllerinden iki µL'yi 1,5 mL'lik bir mikrosantrifüj tüpüne aktarın. Silika partiküllerine 500 µL %99,5 etanol ekleyin. Süspansiyonu bir dakika boyunca sonikasyona tabi tutun ve ardından süspansiyonu 2.200 ×g'de üç dakika boyunca santrifüjleyin.Süpernatanı dökün ve numuneye 500 µL daha etanol ekleyin. Her seferinde etanolü yenileyerek sonikasyon ve santrifüj işlemini üç kez daha tekrarlayın. Ardından, süpernatanı dökün ve numuneye 8 µL etanol ekleyin.Numuneye üç dakika boyunca sonikasyon uygulayın. Elde edilen süspansiyondan iki µL'yi bir lam üzerine pipetleyin. Damlacığı lam üzerinde yavaşça yayarak silika partiküllerinden oluşan bir tek katman oluşturmak için bir lameller kullanın.Solvent buharlaştıktan sonra, lamı altın hedeflikli bir püskürtme kaplayıcıya yerleştirin. Janus partiküllerini hazırlamak için lamı 15 miliamper akımda 200 saniye boyunca püskürtme kaplamaya tabi tutun. Lama 20 mikrolitre deiyonize su uygulayın.Janus partikülleri, partiküller su damlacığı içinde askıya alınacak şekilde 200 µL'lik bir pipet ucuyla dikkatlice yerinden oynatın. Ardından, Janus partikül süspansiyonunu 1,5 mL'lik bir mikrosantrifüj tüpüne aktarın. Deney için uygun bir Janus partikül konsantrasyonu elde etmek amacıyla, süspansiyonu gerektiği kadar deiyonize su ile seyreltin.Tam kaplanmış metalik partikülleri hazırlamaya başlamak için, bir polidimetilsiloksan polimer bazını ve kürleme ajanını 10'a bir ağırlık oranında karıştırın. Bir kap oluşturmak için cam bir lamın kenarlarına bant yapıştırın. PDMS karışımını, bantla çevrelenmiş kabın içine iki ila üç milimetre derinliğe gelecek şekilde dökün.PDMS'i vakum altında 30 dakika boyunca gazdan arındırın ve 70 °C'de iki saat boyunca kürleyin. Ardından, pürüzsüz bir PDMS damgası elde etmek için kürlenmiş PDMS'i banttan ve lamdan ayırın. Bir cam lam üzerinde Janus partiküllerinden oluşan bir tek tabaka hazırlayın.Ardından, PDMS damgasının pürüzsüz yüzeyi aşağı gelecek şekilde lamın üzerine yerleştirin ve Janus partiküllerini damgaya aktarmak için eşit basınç uygulayın. Janus partiküllerinin silika yüzeylerini açığa çıkarmak için lamı PDMS damgasından dikkatlice ayırın. Tamamen kaplanmış partiküller elde etmek için PDMS damgası üzerindeki partikülleri altın ile başka bir ince katman halinde püskürtmeli kaplayın.Parçacıkları damlacık içinde askıya almak için bir deiyonize su damlası ve bir pipet ucu kullanarak parçacıkları damga yüzeyinden ayırın. Süspansiyonu bir mikrosantrifüj tüpüne aktarın ve süspansiyonu gerektiği gibi seyreltin. Deneye başlamak için, ITO dört fazlı elektrot dizisini beş kat parafin laboratuvar filmi ile kaplayın.Parafin katmanlarını elektrot dizisine sabitlemek ve 500 mikrometrelik bir ara boşluk oluşturmak için bir ısı tabancası kullanın. Ardından, elektrot dizisini 40X 0.6 NA objektif lensli bir ters mikroskobun tablasına yerleştirin. Dizinin merkezine sekiz mikrolitre partikül süspansiyonu ekleyin ve üzerini bir lamla kapatın.Bir elektrorotasyon deneyi için fonksiyon jeneratörü faz kaymasını 90 dereceye, bir dielektroforez deneyi için ise sıfır dereceye ayarlayın. Dalga formu olarak sinüs dalgasını seçin ve tepe-tepe voltajı ile frekansı ayarlayın. Sinyal jeneratörünü başlatın ve partikül hareketinin ve rotasyonunun görüntülerini yakalamak için evirtilmiş mikroskop kamerasını kullanın.İleri analizler için parçacık hızlarını belirlemek amacıyla görüntü işleme yazılımı kullanın. Farklı derecelerde altın kaplamaya sahip silika parçacıklar üzerinde alternatif akım elektrokinetik özellik ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Janus parçacıklarının, düşük frekanslarda elektrik alanı ile aynı yönde, yüksek frekanslarda ise alanın tersi yönünde döndüğü tespit edilmiştir.Maksimum açısal hız, karakteristik bir frekansta gözlemlendi. Saf silika partiküllerinin elektrorotasyon ölçümleri, ölçülen tüm frekanslarda ortak alan rotasyonu gösterdi. Maksimum açısal hız, ölçülen en düşük frekansta gözlemlendi.Buna karşılık, altın kaplı silika partikülleri ölçülen tüm frekanslarda karşı alan rotasyonu göstermiştir. Altın kaplı partiküller için maksimum açısal hız, Janus partiküllerine göre daha düşük bir karakteristik frekansta gözlemlenmiştir. Bu sonuçlar genel olarak, Janus partikül davranışının basit bir iki yarımküre süperpozisyon modeline dayandırılamayacağını göstermiştir.Tamamı altınla kaplanmış partiküllerin dielektroforez ölçümleri, düşük frekanslarda N-dielektroforez yanıtı ve yüksek frekanslarda P-dielektroforez yanıtı göstermiştir. Geçiş frekansı, maksimum açısal hızın gözlemlendiği karakteristik frekansla yakından örtüşmüştür. Geliştirilmesinin ardından bu teknikler, yumuşak madde alanındaki araştırmacıların mikroakışkan sentezde laminer akış için elektrot kanopilerini keşfetmelerinin önünü açmıştır.Bu videoyu izledikten sonra, lazer markalama makinesi ile ITO elektrotunun nasıl imal edileceği ve elektrokinetik deneyler için metal kaplı partiküllerin nasıl hazırlanacağı konusunda kapsamlı bir anlayışa sahip olmalısınız.

preparation-janus-particles-alternating-current-electrokinetic

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Sigara kirlenme PEG silan tek tabaka, indirgeyici bir potansiyel uygulama cam üzerine ayrı ayrı adreslenebilir İTO elektrotlar desorbed oldu. Elektrokimyasal elektrot desen yakından karşılık gelen cep telefonu modelleri ile, hücre adezyon, mekansal olarak tanımlanan bir moda yer alması için izin İTO Mikroelektronlar PEG-silan tabaka sıyırma.

Optik Şeffaf indiyum kalay oksit Elektrotlar Desenlendirme Hücreler

AC elektrik hareket gibi, mikro ve nano-ölçek daha bir gerçeklik haline geliyor sağlayan teknolojiler sıvıları ve asılı partiküller kurgulama geliştirmeye devam ediyoruz. Burada, bu cihazlar ve deneysel gözlemler nasıl yorumlamak için nasıl imal, AC elektrik hareket arkasındaki fizik tartışmak.

AC Elektrokinetik Olaylar Mikroelektrod Yapıları tarafından oluşturuldu

Farklı elektrot kaplamalar elektrokimyasal, kimyasal ve mekanik özellikleri değişiklikler yoluyla sinir kayıt performansını etkileyebilir. In vitro elektrot karşılaştırması, ancak in vivo yanıt karşılaştırılması tipik olarak elektrot / nöron mesafede ve hayvanlar arasında farklılıklar ile komplike nispeten basittir. Bu makalede, nöral kayıt elektrotları karşılaştırmak için sağlam bir yöntem sağlar.

Sinir Kayıt Elekrtotların Sistematik Elektrokimyasal ve Elektrofizyolojik Değerlendirme için Bir Yöntem

Bu protokol, iletken olmayan yüzeyler üzerinde ince film elektronik üretmek için tabaka inorganik nano-kristalin tabakasının sentezi ve çözelti depozisyonunu tarif etmektedir. Solvent stabilize mürekkepler sonrası birikimi ligand değişimi ve sinterleme aşağıdaki spin ve sprey kaplama yoluyla cam yüzeylerde tam fotovoltaik cihazlarını üretebilir.

Tam Çözüm İşlenmiş İnorganik nanokristal Fotovoltaik Cihazlarının İmalatı

Bu makale çözümleri buharlaşma oranı tespiti için bir empedans tabanlı cihazı sunar. Bu geleneksel bir kilo kaybı yaklaşımı üzerinde net avantajlar sunmaktadır: hızlı yanıt, yüksek hassasiyetli algılama, küçük bir örnek gereksinimi, çoklu numune ölçümleri, temizlik ve yeniden amaçlı kolay sökme.

Buharlaşma Hızı Algılama için bir Yüksek Performanslı Empedans tabanlı Platformu

Bir odaklı iyon ışını kullanarak mamüllerinin active LiPON tabanlı katı hal lityum nanobatteries imalatı için bir protokol sunulmuştur.

LiPON tabanlı katı hal lityum-iyon Nanobatteries in Situ test etmek için odaklı iyon kiriş imalatı

Verimli güneş-hidrojen üretimi son zamanlarda Bremen Drop Tower mikroyerçekimi ortamında bir fotoelektrokimyasal yarı hücreli fonksiyonel yarı iletken-elektrokatalizör sistemlerde gerçekleştirilmiştir. Burada, yarı iletken-elektrokatörekat cihazının üretimi için deneysel prosedürleri, damla kapsülündeki deneysel kurulumun ayrıntılarını ve serbest düşüş sırasındaki deneysel diziyi rapor ediyoruz.

Mikroyerçekimi Ortamında Verimli Güneş HidrojenI Üretimi Için Deneysel Yöntemler

Burada, yaygın olarak kullanılan birkaç numune hazırlama yöntemini detaylandırırken in situ TEM kapalı hücreli gaz reaksiyonu deneyleri yapmak için bir protokol sunuyoruz.

İletim Elektron Mikroskobunda In Situ Kapalı Hücreli Gaz Reaksiyonlarının Gerçekleştirilmesi

Mevcut protokol, gaz biriktirme ve sulu çözelti reaksiyonları yoluyla yüzey modifikasyonu işlemleri sırasında silikon düzlemsel intrakortikal mikroelektrotların işlenmesi için kullanılan araçları açıklamaktadır. Prosedür boyunca cihazları işlemek için kullanılan bileşenlerin montajı ayrıntılı olarak açıklanmaktadır.

Silikon Planar İntrakkortikal Mikroelektrotların Yüzey İşlemi için Araçlar

Analitik bir teknik olarak, nanometre ölçeğinde, elektro-aktif olmayan parçacıkları saymak ve karakterize etmek için giderek daha önemli bir yaklaşım olan nanoimpact elektrokimyası, ultramikroelektrotların kullanımından kaynaklanan heterojen akım dağılımları nedeniyle zayıf hassasiyetten muzdariptir. Burada özetlenen, bu tür ölçümlerde hassasiyeti artıran "elektrokatalitik kesinti" olarak adlandırılan genelleştirilmiş bir yaklaşımdır.

Bireysel elektro-aktif olmayan parçacıkların hassas elektrokimyasal boyutlandırılması

Bu protokol, kısa ve basit bir işlem (yaklaşık yarım gün) kullanılarak çözelti kapılı bir FET sensörü (örn. pH sensörü) olarak yapılabilen tek parça indiyum-kalay oksit (ITO) bazlı iyona duyarlı alan etkili transistörün (ISFET) üretimini açıklar. Bu tek parça ITO-ISFET, biyoalgılamaya da uygulanabilir.

Hassas Biyoalgılamayı Mümkün Kılan Çözelti Kapılı İndiyum-Kalay-Oksit Bazlı Tek Parça Transistör İmalatı

Öğrenin, Janus parçacıkları hazırlama ve alternatif akım elektrokinetik ölçümler için hızla üretilmiş indiyum kalay oksit elektrot dizisi kullanma yöntemini. Bu teknik, elektrorotasyon ve dielektroforez deneylerini kolaylaştırır.

Janus Parçacıklarının Hazırlanması ve Alternatif Akım Elektrokinetik Ölçümlerin Hızla Yapılmış İndiyum Kalay Oksit Elektrot Dizisi ile Hazırlanması (Video) | JoVE Journal

Janus Parçacıklarının Hazırlanması ve Alternatif Akım Elektrokinetik Ölçümlerin Hızla Yapılmış İndiyum Kalay Oksit Elektrot Dizisi ile Hazırlanması

Daha fazla video keşfet