Realizzazione di un dipolo-assistita estrazione in fase solida Microchip per Trace analisi dei metalli in campioni di acqua

L'obiettivo generale di questo protocollo è quello di fabbricare un innovativo microchip per l'estrazione in fase solida per la determinazione di ioni metallici in tracce in campioni d'acqua in virtù delle interazioni ioniche a dipolo. Questo metodo fornisce una strategia di lavoro interattiva per le tecniche di nutrizione degli effetti solidi dei chip per l'analisi degli ioni metallici in tracce. I chip sviluppati trattengono gli ioni metallici solo grazie alla forza statica dell'elettrodo di dipolo.

Quelle major da fare in generale su chip solo procedure di istruzione veloce. Tale è il condizionamento per l'attivazione della fase stazionaria e la rigenerazione per il mantenimento di un mezzo strutturale evitato. A dimostrare la procedura saranno Yu-Chen Chuang e Pei-Chun Chao, studenti laureati del laboratorio del Dr.Soon.

Per iniziare, utilizzare un programma cad per disegnare il modello di rete del chip, come mostrato qui. Focalizzare la sorgente laser e quindi montare una lastra di PMMA di 2 mm di spessore sul piano di lavoro del sistema di microlavorazione laser. Selezionare la stampa nel software cad e quindi utilizzare il pannello di controllo del sistema di microlavorazione per impostare la potenza al 45% o 4,5 watt, la velocità al 13% o 99,06 mm al secondo e la modalità penna a VECT.

Lavorare il foglio di PMMA utilizzando il sistema di microlavorazione laser secondo il protocollo del produttore. Qui è mostrata una sezione trasversale della macchina alla piastra. Successivamente praticare tre fori nella piastra modellata di un sedicesimo di pollice di diametro che verranno utilizzati come accesso per un ingresso del campione, un ingresso buffer e un ingresso LU sulla piastra inferiore.

Quindi praticare un foro per un'uscita confluente sulla piastra di copertura. Immergere le piastre lavorate in un litro di SDS allo 0,1% ed esporre le parti all'agitazione ultrasonica tramite un oscillatore per dieci minuti. Quindi sostituire la soluzione SDS con acqua deionizzata.

Un'agitazione tramite un oscillatore ultrasonico per dieci minuti. Sostituire l'acqua deionizzata residua con un litro di acqua deionizzata fresca e quindi immergere le piastre lavorate con agitazione a ultrasuoni per dieci minuti per la terza volta. Successivamente, asciugare ciascuna delle piastre pulite utilizzando un leggero getto di azoto per due minuti.

Una volta asciutte, allineare le due lastre lavorate ad occhio nudo e quindi posizionare le due lastre in compressione tra due lastre di vetro utilizzando le clip per legante. A causa della modifica del canale del chip da parte della reazione di fotosintesi nella sessione successiva, il substrato deve essere maneggiato con estrema cura per evitare danni alla superficie. Ciò potrebbe ostacolare se accende la radiazione.

Quindi incollare le due piastre sotto compressione a 105 gradi Celsius per 30 minuti. Quindi raffreddare il panino a temperatura ambiente e rimuovere le clip del raccoglitore e le tavole di vetro. Inserire tubi di polietere etere chetone con diametro esterno di 1/16 di pollice nei fori di accesso.

Quindi mescolare correttamente due componenti di adesivi a base epossidica e fissare i condotti con un adesivo bicomponente a base epossidica. Lasciare indurire la resina epossidica a temperatura ambiente per dodici ore. Posizionare il tubo attraverso una pompa peristaltica e in una soluzione di idrossido di sodio saturo.

Erogare la soluzione di idrossido di sodio nel canale a una portata di 100 microlitri al minuto per 12 ore. Rimuovere la soluzione di idrossido di sodio residua, quindi sciacquare l'interno del canale con acqua deionizzata. Quindi rimuovere l'acqua deionizzata residua ed erogare una soluzione di acido nitrico 0,5 nel microchip.

Rimuovere la soluzione residua di acido nitrico e quindi impostare il sistema in modo che fornisca una soluzione di acrilammide al 50% nel microchip al buio. Far fluire la soluzione di acrilammide nel microchip a una velocità di flusso di 100 microlitri al minuto per otto ore. Quindi rimuovere la soluzione di acrilammide residua e quindi sciacquare l'interno del canale con acqua deionizzata.

Al termine del risciacquo, pompare l'aria attraverso il microchip per rimuovere l'acqua deionizzata rimanente, quindi coprire il microchip con una maschera fotografica costruita internamente che consente di esporre alla luce la regione desiderata del canale di estrazione. Quindi, prendi una cartuccia di estrazione in fase solida per la rimozione dell'inibitore e usa una pompa per lavare la cartuccia con almeno tre volumi di etanolo. Quindi lavare la cartuccia con tre volumi di dicloroetilene 1:1.

Perché il dicloroetilene 1:1 diventa instabile una volta rimosso l'inibitore. La formazione di estrazione in fase solida contenente cloro deve essere utilizzata il prima possibile. Passare quindi 1 mL di dicloroetilene 1:1 attraverso la cartuccia trattata, quindi raccogliere la frazione in una fiala di campione da 20 mL avvolta in un foglio di alluminio.

Quindi trasferire 491 microlitri del campione di dicloroetilene 1:1 in una soluzione contenente 12 mg di AIBN, 3,18 mL di etanolo e 1,65 mL di esani in un flacone di vetro da 100 mL. Utilizzare una siringa per iniettare il canale del chip con circa 200 microlitri della soluzione per la formazione di SPE contenente cloro. Quindi esporre il microchip a radiazioni ultraviolette con una lunghezza d'onda di emissione massima di 365 nm per 10 minuti.

Sostituire la soluzione residua iniettando nel canale 200 microlitri di soluzione per la formazione di SPE contenente cloro fresco ed esporre nuovamente il microchip ai raggi UV per 10 minuti. Ripeti questo processo per un totale di 18 volte. Infine, utilizzare la pompa peristaltica per sciacquare l'interno del canale con etanolo alla portata di 100 microlitri al minuto per 30 minuti.

Al termine del risciacquo, pompare aria attraverso il microchip per rimuovere l'etanolo rimanente. Dopo aver rimosso la soluzione residua con la pompa peristaltica, conservare il microchip fabbricato in un sacchetto con cerniera per un uso successivo. Durante la crescita graduale, sono state utilizzate misurazioni dell'angolo di contatto per monitorare i cambiamenti della superficie.

Le variazioni dell'angolo di contatto indicavano chiaramente che le modifiche della superficie si erano verificate durante le procedure di modifica. Per il prodotto finale è stato misurato un angolo di contatto di 80,3 gradi. L'esistenza delle porzioni di cloro di carbonio sul PMMA modificato è stata confermata mediante analisi di spettrometria di massa al plasma accoppiato induttivamente con ablazione laser.

Rispetto ai risultati ottenuti dall'ablazione del PMMA nativo, sono stati osservati segnali distinti per il cloro attesi dall'ablazione del PMMA modificato con le frazioni di cloro di carbonio. Gli spettri di Rama sono stati raccolti per convalidare ulteriormente l'attaccamento delle porzioni di cloro di carbonio al PMMA. Dimostrando il successo dell'attaccamento, sono stati osservati due picchi caratteristici associati alla vibrazione di allungamento asimmetrico del cloro del carbonio a 682 cm inversi e 718 cm inversi nello spettro del PMMA modificato.

Le interazioni elettrostatiche del dipolo, importanti per l'estrazione su truciolo per l'analisi dei metalli in tracce, sono state misurate utilizzando l'assorbimento dei raggi X vicino alle strutture del bordo. Mostra che la superficie modificata ha forti interazioni con il manganese 2+Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come fabbricare un micro chip SPE assistito da dipolo. Questa tecnica ha aperto la strada ai ricercatori in scienze ambientali per determinare la presenza di ioni metallici che causano un grave inquinamento e il compartimento tossicologico nell'acqua naturale.

Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere applicata alla gestione ambientale e alla prevenzione della contaminazione.