ويدعم هذا العمل البحثي كجزء من مركز للمستوى الذرية محفز التصميم، وهو مركز بحوث الطاقة الحدودي الذي تموله وزارة الطاقة الأميركية، مكتب العلوم، مكتب علوم الطاقة الأساسية في إطار جائزة عدد DE-SC0001058 ودعمت أيضا من قبل مجلس الحكام تحت بند المنح جائزة LEQSF عدد (2009-14) EFRC-MATCH وLEDSF-EPS (2012) الأراضي الفلسطينية المحتلة-IN-15. يتم دعم عمليات MRCAT من قبل وزارة الطاقة والمؤسسات الأعضاء MRCAT. يتم اعتماد استخدام فوتون المصدر المتقدمة في ANL من قبل وزارة الطاقة الأميركية، مكتب العلوم، مكتب علوم الطاقة الأساسية، بموجب العقد رقم DE-AC02-06CH11357. وقدمت الدعم المالي لJTM كجزء من معهد اتوم كفاءة التحولات الكيميائية (IACT)، وهو مركز أبحاث الطاقة الحدودي الذي تموله وزارة الطاقة الأميركية، مكتب العلوم، مكتب علوم الطاقة الأساسية.

Millifluidics انشاء: شراء شريحة millifluidic (مصنوعة من البوليستر تيريفثاليت البوليمر) من Microplumbers Microsciences ذ م م، التي لديها قنوات اعوج مع أبعاد 2 ملم (عرض) × 0.15 ملم (H) × 220 ملم (L). استخدام أنابيب FEP مع أبعاد 0.25 ملم معرف، 1/16 في OD، لتوصيل رقاقة إلى المضخة. استخدام اثنين من مضخات مختلفة لاثنين من تجارب مختلفة. استخدام P-مضخة للتجربة الأولى (النانوية النحاس) والجهاز millifluidic للتجربة الثانية (جزيئات الذهب). ولم يبق للحد من مشكلة فقاعات الغاز داخل القنوات، الطازجة NABH 4 الحل مفتوحة على الوقوف ل~ 10-15 دقيقة قبل ضخ الشريحة بحيث فقاعات الغاز الهروب من الحل. وأعقب هذه الخطوة لجميع تجاربنا. 1. توليف الصغيرة جدا النحاس نانو الكتل (UCNCs) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> المواد الكيميائية المطلوبة: الحصول على النحاس (II) نيتراهيدرات الشركة المصرية للاتصالات، بوروهيدريد الصوديوم، هيدروكسيد الصوديوم الكريات وO-[2 - (3-mercaptopropionylamino) اثيل]-O&#39;-methylpolyethylene غليكول (MW = 5،000) [MPEG] واستخدام جميع المواد الكيميائية دون مزيد من التنقية. استخدام المياه nanopure (18.2 MΩ سم) للتجربة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام P-مضخة ينظم تحت ضغط النيتروجين للتجربة. اختبار مضخات المياه مع كمذيب في ضغوط مختلفة قبل التجربة لربط مع المقابلة في أسعار التدفق (مل / ساعة). شطف المفاعل millifluidic وأنابيب مع الماء منزوع الأيونات قبل بدء التجربة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حل 174 ملغ (0.95 ملمول) من النحاس (II) نترات و 610 ملغم (0.122 ملمول) من O-[2 - (3-mercaptopropionylamino) اثيل] غليكول-O&#39;-methylpolyethylene في 28 مل من الماء nanopure والاحتفاظ بها في قارورة أن تكون متصلا مع قناة مدخل واحد </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إبقاء حل آخر من 111 ملغ (2.93 ملمول) من بوروهيدريد الصوديوم و 102 ملغم (2.78 ملمول) هيدروكسيد الصوديوم في 28 مل (درجة الحموضة ~ 13) في قارورة مختلفة وتوصيله معغيرها من قناة الإدخال. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تدفق كل من الحلول في وقت واحد داخل المفاعل millifluidic في معدلات تدفق مختلفة، (أدناه) وجمع UCNCs الناتجة عند مخرج في قارورة من الزجاج. تطهير الحل مع النيتروجين وتخزينه تحت النيتروجين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تعمل المضخات تحت ضغوط مستمرة مختلفة من 50 م بار (6.81 مل / ساعة)، 100 م بار (14.31 مل / ساعة)، 200 م بار (32.7 مل / ساعة) و 300 م بار (51.4 مل / ساعة) في درجة حرارة الغرفة لتخليق UCNCs في معدلات تدفق مختلفة،. </li></ol> بينما أظهرت الإجراء التوليف باستخدام millifluidic مجموعة المتابعة مع P-مضخة، فإنه يمكن أيضا أن يتم استخدام الجهاز millifluidic باليد من Millifluidica. 2. الوقت تصميما الدراسات الحركية الموضع على الذهب جسيمات متناهية الصغر في تشكيل <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> المواد الكيميائية المطلوبة: الحصول على حمض chloroauric (HAuCl 4 3H 2 O). المتوسط-2 ،3-حمض dimercaptosuccinic (DMSA) وبوروهيدريد الصوديوم &amp; #160؛ واستخدام جميع المواد الكيميائية دون مزيد من التنقية. استخدام المياه nanopure (18.2 MΩ سم) للتجربة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام عالية الدقة، ومؤتمتة بالكامل، نبض حر مضخات حقنة لتدفق السوائل داخل الرقاقة. اختبار مضخات المياه مع كمذيب في مختلف تدفق في أسعار قبل التجربة لتحسين معدل التدفق المطلوب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد الحلول القياسية (ط) HAuCl 4. 3H 2 O (10 ملمول، 118.2 mg/30 مل) و (ب) DMSA (20 ملمول، 109.2 mg/30 مل) مع 50 ملغ من هيدروكسيد الصوديوم (الرقم الهيدروجيني 12) في nanopure الماء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تغذية الحلين من خلال اثنين من محاقن منفصلة في رقاقة millifluidic بمعدل تدفق ثابت من 10 مل / ساعة باستخدام مضخة الآلي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> زوجين رقاقة millifluidic إلى خط السنكروترون شعاع باستخدام المرحلة المعدنية التي لديها إمكانية الوصول إلى حركة في اتجاهات XYZ وجمع البيانات في مناطق مختلفة XAS على رقاقة كما تم ضخ الحلول من خلال رقاقة. </li></ol> في حين أن &lt;م&gt; التحليل في الموقع وقد تجلى الإجراء باستخدام millifluidic مجموعة المتابعة مع P-مضخة، فإنه يمكن أيضا أن تنفذ باستخدام جهاز millifluidic باليد. 3. استمرار تدفق الذهب الحفز وقد تجلى هذا الإجراء باستخدام جهاز millifluidic باليد. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> المواد الكيميائية المطلوبة: الحصول على حمض chloroauric (HAuCl 4 3H 2 O)، ميزو 2 حمض ،3-dimercaptosuccinic (DMSA)، بوروهيدريد الصوديوم، 4-نيتروفينول، 4 أمينوفينول واستخدام جميع المواد الكيميائية دون مزيد من التنقية. استخدام المياه nanopure (18.2 MΩ سم) للتجربة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد محفز: إعداد الحلول القياسية من HAuCl 4 3H 2 O (10 ملمول، 118.2 mg/30 مل)، DMSA (20 ملمول، 109.2 mg/30 مل) وNABH 4 (10 ملمول، 11.34 mg/30 مل) في Nanopure الماء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يستغرق 10 مل كل 4 HAuCl والحلول DMSA إلى قسمين قارورة منفصلة وتدفق عشرم داخل رقاقة استخدام الجهاز millifluidic باليد مع معدل تدفق موحدة من 12 مل / ساعة لمدة 45 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تدفق 10 ملمول NABH 4 داخل رقاقة في 12 مل / ساعة معدل التدفق لمدة 15 دقيقة للحد من الاتحاد الافريقي (I) إلى الاتحاد الافريقي (0). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أخيرا، وغسل بالماء رقاقة nanopure لمدة 30 دقيقة بمعدل تدفق نفسه قبل إجراء التجارب الحفز. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> رد فعل الحفز: تنفيذ رد فعل التحويل الكيميائية (خفض) من 4 نيتروفينول (4-NP) في 4 أمينوفينول (4-AP) داخل حافزا الذهب (أعدت أعلاه) المغلفة قناة millifluidic على النحو المبين أدناه. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> خلط 15 مل من محلول 9 × 10 -5 مول من 4-NP مع 3.3 مل من 0.65 مول NABH 4 الحل لتشكيل أيون 4-nitrophenolate (4 NPI). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تمرير حل الناتجة خلال حافزا الذهب المودعة داخل رقاقة بمعدل تدفق ثابت من 5 مل / ساعة لتقييم النشاط التحفيزي. تحليل أطياف الأشعة فوق البنفسجية فيز من المنتجات التي تم جمعها ضمن نطاق الطول الموجي من 250-500 نانومتر للتأكد من تحويل 4-NP. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تقدير النشاط التحفيزي للتفاعل عن طريق الحصول على منحنى المعايرة من 4 NPI. منحنى المعايرة يمكن الحصول عليها عن طريق التآمر استيعاب الكثافة وحظ تجريبيا (I) من 4 NPI بتركيزات مختلفة القياسية. مرتفعات الذروة (399 نانومتر في) للأشعة فوق البنفسجية فيس منحنيات الامتصاص تمثل استيعاب الكثافة (I) القيم وفقا للقانون والبيرة لامبرت، فإن أي تغيير في قيمة الارتفاع الذروة إظهار تغيير المناظر في تركيزه. لذلك، تقدير النشاط التحفيزي من خلال إيجاد الفرق في تركيزات الأولية والنهائية من المتفاعلة من منحنى المعايرة. على سبيل المثال، إذا كان ارتفاع الذروة هو 1 وحدة (الشكل 6) أنه يتوافق مع التحويل التحفيزي من 90٪ (على أساس المؤامرة المعايرة). </li></ol>

<ol>
	<li>Song, Y., Hormes, J., Kumar, C. S. S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+Synthesis+of+Nanomaterials.">Microfluidic Synthesis of Nanomaterials.</a> Small. 4 (6), 698-711 (2008).</li><li>Huebner, A., Sharma, S., Srisa-Art, M., Hollfelder, F., Edel, J. B., DeMello, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microdroplets:+a+sea+of+applications.">Microdroplets: a sea of applications.</a> Lab Chip. 8, 1244-1254 (2008).</li><li>Helen, S., Delai, L. C., Rustem, F. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reactions+in+Droplets+in+Microfluidic+Channels.">Reactions in Droplets in Microfluidic Channels.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 45, 7336-7356 (2006).</li><li>Marre, S., Jensen, K. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+nanostructures+in+microfluidic+systems.">Synthesis of nanostructures in microfluidic systems.</a> Chem. Soc. Rev. 39, 1183-1202 (2010).</li><li>Theberge, A. B., Courtois, F., Schaerli, Y., Fischlechner, M., Abell, C., Hollfelder, F., Huck, W. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microdroplets+in+microfluidics:+an+evolving+platform+for+discoveries+in+chemistry+and+biology.">Microdroplets in microfluidics: an evolving platform for discoveries in chemistry and biology.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 49 (34), 5846-5868 (2010).</li><li>Nicolas, L., Flavie, S., Pierre, G., Pascal, P., Annie, C., Bertrand, P., Cindy, H., Patrick, M., Samuel, M., Thomas, D., Cyril, A., Pascale, S., Laurent, P., Christopher, G., Emmanuel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Some+recent+advances+in+the+design+and+the+use+of+miniaturized+droplet-based+continuous+process:+Applications+in+chemistry+and+high-pressure+microflows.">Some recent advances in the design and the use of miniaturized droplet-based continuous process: Applications in chemistry and high-pressure microflows.</a> Lab Chip. 11, 779 (2011).</li><li>Biswas, S., Miller, J. T., Li, Y., Nandakumar, K., Kumar, C. S. S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Developing+Millifluidic+Platform+for+Synthesis+of+Ultra-small+Nanoclusters+(UNCs):+Ultra-small+Copper+Nanoclusters+(UCNCs)+as+a+Case+Study.">Developing Millifluidic Platform for Synthesis of Ultra-small Nanoclusters (UNCs): Ultra-small Copper Nanoclusters (UCNCs) as a Case Study.</a> Small. 8 (5), 688-698 (2012).</li><li>Li, Y., Sanampudi, A., Reddy, V. R., Biswas, S., Nandakumar, K., Yamane, D. G., Goettert, J. S., Kumar, C. S. S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Size+Evolution+of+Gold+Nanoparticles+in+a+Millifluidic+Reactor.">Size Evolution of Gold Nanoparticles in a Millifluidic Reactor.</a> Phys. Chem. Phys. 13 (1), 177-182 (2012).</li><li>Li, Y., Yamane, D. G., Li, S., Biswas, S., Reddy, R., Goettert, J. S., Nandakumar, K., Kumar, C. S. S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Geometric+Optimization+of+Liquid-Liquid+Slug+Flow+in+a+Flow-focusing+Millifluidic+Device+for+Synthesis+of+Nanomaterials.">Geometric Optimization of Liquid-Liquid Slug Flow in a Flow-focusing Millifluidic Device for Synthesis of Nanomaterials.</a> Chem. Eng. J. 217, 447-459 (2013).</li><li>Zinoveva, S., De Silva, R., Louis, R. D., Datta, P., Kumar, C. S. S. R., Goettert, J., Hormes, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+wet+chemical+synthesis+of+Co+nanoparticles+in+a+microreactor+system:+A+time-resolved+investigation+by+X-ray+absorption+spectroscopy.">The wet chemical synthesis of Co nanoparticles in a microreactor system: A time-resolved investigation by X-ray absorption spectroscopy.</a> Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 582, 239-241 (2007).</li><li>Krishna, K. S., Navin, C. V., Biswas, S., Singh, V., Ham, K., Bovenkamp, G. L., Theegala, C. S., Miller, J. T., Spivey, J., Kumar, C. S. S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Millifluidics+for+Time-resolved+Mapping+of+the+Growth+of+Gold+Nanostructures.">Millifluidics for Time-resolved Mapping of the Growth of Gold Nanostructures.</a> J. Am. Chem. Soc. 135 (14), 5450-5456 (2013).</li><li>Kumar, C. S. S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Microfluidic Devices in nanotechnology-Fundamental Concepts. , (2010).</li><li>Kumar, C. S. S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Microfluidic Devices in nanotechnology-Fundamental Concepts. , (2010).</li><li>Meille, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+on+Methods+to+Deposit+Catalysts+on+Structured+Surfaces.">Review on Methods to Deposit Catalysts on Structured Surfaces.</a> Appl. Catal. A Gen. 315, 1-17 (2006).</li><li>Shin, W. C., McDonald, J. A., Zhao, S., Besser, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Etching+Characteristics+of+a+Micromachined+Chemical+Reactor+Using+Inductively+Coupled+Plasma.">Etching Characteristics of a Micromachined Chemical Reactor Using Inductively Coupled Plasma.</a> , p357 (2002).</li><li>Abahmane, L., K&#246;hler, J. M., Gro&#223;, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gold-nanoparticle-catalyzed+synthesis+of+propargylamines:+the+traditional+A3-multicomponent+reaction+performed+as+a+two-step+flow+process.">Gold-nanoparticle-catalyzed synthesis of propargylamines: the traditional A3-multicomponent reaction performed as a two-step flow process.</a> Chem. Eur. J. 17, 3005-3010 (2011).</li><li>Abahmane, L., Knauer, A., Ritter, U., K&#246;hler, J. M., Gro&#223;, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heterogeneous+Catalyzed+Pyridine+Synthesis+using+Montmorillionite+and+Nanoparticle-Impregnated+Alumina+in+a+Continuous+Micro+Flow+System.">Heterogeneous Catalyzed Pyridine Synthesis using Montmorillionite and Nanoparticle-Impregnated Alumina in a Continuous Micro Flow System.</a> Chem. Eng. Technol. 32, 1799-1805 (2009).</li><li>Abahmane, L., Knauer, A., K&#246;hler, J. M., Gro&#223;, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+polypyridine+derivatives+using+alumina+supported+gold+nanoparticles+under+micro+continuous+flow+conditions.">Synthesis of polypyridine derivatives using alumina supported gold nanoparticles under micro continuous flow conditions.</a> Chem. Eng. J. 167, 519-526 (2011).</li><li>Negishi, Y., Tsukuda, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=One-Pot+Preparation+of+Subnanometer-Sized+Gold+Clusters+via+Reduction+and+Stabilization+by+meso-2,3-Dimercaptosuccinic+Acid.">One-Pot Preparation of Subnanometer-Sized Gold Clusters via Reduction and Stabilization by meso-2,3-Dimercaptosuccinic Acid.</a> J. Am. Chem. Soc. 125, 4046-4047 (2003).</li><li>Abou-Hassan, A., Sandre, O., Cabuil, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidics+in+Inorganic+Chemistry.">Microfluidics in Inorganic Chemistry.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 49, 6268-6286 (2010).</li><li>Jiang, D., Walter, M., Dai, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gold+Sulfide+Nanoclusters:+A+Unique+Core-In-Cage+Structure.">Gold Sulfide Nanoclusters: A Unique Core-In-Cage Structure.</a> Chem. Eur. J. 16, 4999-5003 (2010).</li><li>Kuroda, K., Ishida, T., Haruta, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduction+of+4-nitrophenol+to+4-aminophenol+over+Au+nanoparticles+deposited+on+PMMA.">Reduction of 4-nitrophenol to 4-aminophenol over Au nanoparticles deposited on PMMA.</a> J. Mol. Catal. A Chem. 298, 7-11 (2009).</li><li>Navin, C. V., Krishna, K. S., Theegala, C. S., Kumar, C. S. S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lab-on-a-chip+devices+for+gold+nanoparticle+synthesis+and+their+role+as+a+catalyst+support+for+continuous+flow+catalysis.">Lab-on-a-chip devices for gold nanoparticle synthesis and their role as a catalyst support for continuous flow catalysis.</a> Nanotech. Rev. , (2013).</li><li>Shahbazali, E., Hessel, V., No&#235;l, T., Wang, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metallic+nanoparticles+made+in+flow+and+their+catalytic+applications+in+organic+synthesis.">Metallic nanoparticles made in flow and their catalytic applications in organic synthesis.</a> Nanotech. Rev. , (2013).</li></ol>

جميع المؤلفين باستثناء CSSR كومار تعلن أنه ليس لديهم مصالح مالية المتنافسة. C. SSR كومار هو مؤسس الشركة Millifluidica LLC.

تم تشكيل UCNCs من رد الفعل الحد من نترات النحاس مع بوروهيدريد الصوديوم في وجود البوليمر متوجا كيل O-[2 - (3-Mercaptopropionylamino) اثيل]-O&#39;-methylpolyethylene غليكول (MW = 5،000) [MPEG]. تم إجراء رد فعل داخل المفاعل رقاقة millifluidic في مختلف تدفق في أسعار مثل 6.8 مل / ساعة، 14.3 مل / ساعة، 32.7 مل / ساعة، و 51.4 مل / ...

وقد أثبتت المختبر على واحد في رقاقة (الكونغرس) لأجهزة التركيب الكيميائي ميزة كبيرة من حيث زيادة كتلة ونقل الحرارة، ومراقبة رد فعل متفوقة، إنتاجية عالية وأكثر أمنا العملية البيئة 1. هذه الأجهزة يمكن تصنيفها في FLUIDICS رقاقة مقرها ومقرها nonchip الأجهزة فلويديك. بين FLUIDICS يعتمد على الشرائح الالكترونية، يتم التحقيق فيها بشكل جيد على microfluidics وموضوع المغطاة بشكل جيد في الأدب 2-5. نظم الكونغرس Nonchip أساس استخدام المفاعلات الأنبوبية 6. تقليديا، تستخدم أنظمة ميكروفلويديك لمراقبة دقيقة والتلاعب من السوائل التي يتم تقييد هندسي لنطاق دون المليمتر. أدخلنا مؤخرا مفهوم millifluidics يعتمد على الشرائح الالكترونية، والتي يمكن استخدامها للتلاعب من السوائل في القنوات في نطاق ملليمتر (إما عرض أو عمق أو كليهما من القنوات ما لا يقل عن ملليمتر في الحجم) 7-9. وعلاوة على ذلك، ورقائق millifluidic هي سهلة نسبيا الى افتعال مبادرة الخوذ البيضاءلو تقدم التحكم مماثلة الإفراط في معدلات تدفق والتلاعب من الكواشف. ويمكن أيضا أن تعمل هذه الرقائق في أعلى معدلات التدفق، وخلق مرات الإقامة أصغر، وبالتالي، وتقدم إمكانية زيادة للتوليف تسيطر النانوية مع توزيع حجم أضيق. كمثال على ذلك، أننا أظهرنا مؤخرا تركيب nanoclusters لالنحاس صغير جدا وتتميز لهم باستخدام الوضع الطبيعي الأشعة السينية طيف الامتصاص وكذلك في TEM. القدرة على الحصول على أوقات إقامة قنوات صغيرة داخل millifluidic في تركيبة مع استخدام MPEG، وهو ثنائي الأسنان فعالة جدا مضاد للفيروسات وكيل استقرار لتشكيل الغرويات مستقرة من النحاس nanoclusters ل7. بالإضافة إلى تركيب المواد الكيميائية والمواد متناهية الصغر، يمكن للmillifluidics العرض، نتيجة لارتفاع حجم وتركيز في منطقة التحقيق، منصة الاصطناعية التي هي أكثر عمومية وفعالة للدراسات الحركية وقت حل وachie أيضافيس أفضل إشارة إلى نسبة الضوضاء من أنظمة ميكروفلويديك 7،10. نقدم لك مجموعة من استخدام رقاقة millifluidic كمثال للمرة تحل تحليل نمو النانو الذهب من الحل باستخدام XAS في الموقع مع قرار صغيرة مثل الساعة 5 ميللي ثانية 11. أيضا، وتستند غالبية المفاعلات الصغيرة وضعت حتى الآن للتطبيقات الحفز على 12،13 السيليكون. على تلفيق مكلفة بالإضافة إلى كميات صغيرة ولدت يجعلها غير صالحة للتصنيع على نطاق واسع. الأساليب العامة اثنين لطلاء القنوات مع nanocatalysts - الكيميائية والفيزيائية، وغالبا ما يشار إلى إجراءات طلاء السيليكون، ويوجد حاليا في رواج 14،15. بالإضافة إلى تكلفة التصنيع الجزئي، انسداد القنوات يجعل قد يكون مفاعل الحفز الجزئي غير صالحة للتصنيع على نطاق واسع. على الرغم من microreactors استخدمت لالحفز غير المتجانس في الدقيقة مستمرة التدفق من خلال عمليات earliإيه 16-18، والقدرة على التحكم في البعد، والتشكل من المواد الحفازة ذات البنية النانومترية الذهب جزءا لا يتجزأ من داخل قنوات التدفق المستمر تم استكشافها أبدا من قبل. وقد وضعنا مؤخرا تقنية لطلاء القنوات millifluidic مع المحفزات الاتحاد الافريقي، بعد أن تسيطر التشكل نانو وأبعاد (الشكل 5) 11، لتنفيذ الحفز من التفاعلات الكيميائية الهامة صناعيا. كمثال لقد أثبتنا تحويل 4-نيتروفينول إلى 4 أمينوفينول يحفزه الذهب ذات البنية النانومترية المغلفة داخل قنوات millifluidic. بالنظر إلى أن شريحة واحدة مفاعل millifluidic يمكن أن تنتج في أسعار تدفق 50-60 مل / ساعة، 7 الإنتاجية العالية والتوليف رقابة من المواد الكيميائية من الممكن إما من خلال عملية التدفق المستمر أو المعالجة المتوازية. من أجل الاستفادة من الإمكانيات التي millifluidics تقدم، مع بعض الأمثلة وصفها على النحو الوارد أعلاه، علينا أن نظهر أيضا سهلة الاستعمالجهاز millifluidic التي هو محمول ويحتوي على جميع المكونات المطلوبة مثل رقائق millifluidic، والفتحات، وأجهزة التحكم في التدفق، مضخات والتوصيلات الكهربائية المتكاملة. مثل هذا الجهاز millifluidic، كما هو مبين في الشكل 7، وهو متاح من الشركة Millifluidica LLC (الآن <a href="http://www.millifluidica.com" target="_blank">www.millifluidica.com</a> ). يوفر المخطوطة أيضا البروتوكولات باستخدام جهاز millifluidic باليد، كما هو موضح أدناه، لتخليق رقابة للمواد متناهية الصغر، والتحليل حل وقت آليات التفاعل والحفز المستمر التدفق.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Copper (II) nitrate hydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>13778-31-9</td>
			<td>99.999% pure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>O-[2-(3-mercaptopropionylamino)ethyl]-O&#8242;-methylpolyethylene glycol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>401916-61-8&#160;</td>
			<td>MW=5,000</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HAuCl4.3H2O (Chloroauric acid)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>27988-77-8&#160;</td>
			<td>99.999% pure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>meso-2,3-dimercaptosuccinic acid (DMSA)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>304-55-2</td>
			<td>~98% pure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-Nitrophenol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>100-02-7&#160;</td>
			<td>spectrophotometric grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-Aminophenol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>123-30-8&#160;</td>
			<td>&#62;99% pure (HPLC grade)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium borohydride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>16940-66-2&#160;</td>
			<td>98% pure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium hydroxide pellets</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>1310-73-2&#160;</td>
			<td>99.99% pure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>[header]</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>EQUIPMENT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Millifluidic Chips</td>
			<td>Microplumbers Microsciences LLC</td>
			<td>SDC-01</td>
			<td>Made from polyester terephthalate polymer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pressure Pump</td>
			<td>Mitos P-Pump, Dolomite</td>
			<td>3200016</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Automated Syringe Pump</td>
			<td>Cetoni Automation and Microsystems, GmbH</td>
			<td></td>
			<td>Syringe pump neMESYS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV-3600 UV-VIS-NIR Spectrophotometer</td>
			<td>Shimadzu</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hand-held Millifluidic Device</td>
			<td>Millifluidica</td>
			<td>SCMD-1008</td>
			<td>Figure 7</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

millifluidics for chemical synthesis and time-resolved mechanistic studies

ووصف الإجراءات التي تستخدم الأجهزة millifluidic لتخليق المواد الكيميائية والدراسات الميكانيكية الوقت حل من خلال اتخاذ ثلاثة أمثلة. في الأولى، يوصف توليف nanoclusters لالنحاس الصغيرة جدا. يوفر المثال الثاني فائدتها للتحقيق في الوقت حل حركية التفاعلات الكيميائية من خلال تحليل تكوين جسيمات متناهية الصغر الذهب باستخدام الموضع امتصاص الأشعة السينية الطيفي في. يوضح المثال النهائي المستمر الحفز تدفق من ردود الفعل داخل القناة millifluidic المغلفة مع حافزا ذات البنية النانومترية.

فرقت جيدا وتم الحصول موحدة nanoclusters لالنحاس الحجم مع توزيع حجم الضيقة باستخدام الإعداد رقاقة millifluidic (الشكل 1A). لم مختلف في أسعار تدفق تستخدم لتخليق لا يكون لها تأثير كبير على حجم المجموعات. ومع ذلك، مع زيادة في معدل التدفق، هناك تحسنا ملاحظتها في تضييق حجم التوزيع. تم ال...

Watch this Scientific Journal Video about Millifluidics for Chemical Synthesis and Time-resolved Mechanistic Studies at JoVE.com

Millifluidics for Chemical Synthesis and Time-resolved Mechanistic Studies

وتستخدم أجهزة Millifluidic لتخليق رقابة للمواد متناهية الصغر، والتحليل حل وقت آليات التفاعل والحفز المستمر التدفق.

Millifluidics لتخليق المواد الكيميائية والدراسات الميكنة الوقت لحلها

Procedures utilizing millifluidic devices for chemical synthesis and time-resolved mechanistic studies are described by taking three examples. In the ...

millifluidics-for-chemical-synthesis-time-resolved-mechanistic

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Physics

Bioengineering

Unit 1

Work and Kinetic Energy

SCIENTISTS IN ACTION

11.1K Views.  Louisiana State University.  وتستخدم أجهزة Millifluidic لتخليق رقابة للمواد متناهية الصغر، والتحليل حل وقت آليات التفاعل والحفز المستمر التدفق. 

Video: Millifluidics for Chemical Synthesis and Time-resolved Mechanistic Studies

Combinatorial Synthesis of and High-throughput Protein Release from Polymer Film and Nanoparticle Libraries

Polyanhydrides are a class of biomaterials with excellent biocompatibility and drug delivery capabilities. While they have been studied extensively with conventional one-sample-at-a-time synthesis techniques, a more recent high-throughput approach has been developed enabling the synthesis and testing of large libraries of polyanhydrides1. This will facilitate more efficient optimization and design process of these biomaterials for drug and vaccine delivery applications. The method in this work describes the combinatorial synthesis of biodegradable polyanhydride film and nanoparticle libraries and the high-throughput detection of protein release from these libraries. In this robotically operated method (Figure 1), linear actuators and syringe pumps are controlled by LabVIEW, which enables a hands-free automated protocol, eliminating user error. Furthermore, this method enables the rapid fabrication of micro-scale polymer libraries, reducing the batch size while resulting in the creation of multivariant polymer systems. This combinatorial approach to polymer synthesis facilitates the synthesis of up to 15 different polymers in an equivalent amount of time it would take to synthesize one polymer conventionally. In addition, the combinatorial polymer library can be fabricated into blank or protein-loaded geometries including films or nanoparticles upon dissolution of the polymer library in a solvent and precipitation into a non-solvent (for nanoparticles) or by vacuum drying (for films). Upon loading a fluorochrome-conjugated protein into the polymer libraries, protein release kinetics can be assessed at high-throughput using a fluorescence-based detection method (Figures 2 and 3) as described previously1. This combinatorial platform has been validated with conventional methods2 and the polyanhydride film and nanoparticle libraries have been characterized with 1H NMR and FTIR. The libraries have been screened for protein release kinetics, stability and antigenicity; in vitro cellular toxicity, cytokine production, surface marker expression, adhesion, proliferation and differentiation; and in vivo biodistribution and mucoadhesion1-11. The combinatorial method developed herein enables high-throughput polymer synthesis and fabrication of protein-loaded nanoparticle and film libraries, which can, in turn, be screened in vitro and in vivo for optimization of biomaterial performance.

This method describes the combinatorial synthesis of biodegradable polyanhydride film and nanoparticle libraries and the high-throughput detection of protein release from these libraries.

اندماجي تجميع وعالية الإنتاجية الإصدار البروتين من فيلم البوليمر ومكتبات جسيمات متناهية الصغر

Polyanhydrides are a class of biomaterials with excellent biocompatibility and drug delivery capabilities. While they have been studied extensively with ...

High-throughput Synthesis of Carbohydrates and Functionalization of Polyanhydride Nanoparticles

Transdisciplinary approaches involving areas such as material design, nanotechnology, chemistry, and immunology have to be utilized to rationally design efficacious vaccines carriers. Nanoparticle-based platforms can prolong the persistence of vaccine antigens, which could improve vaccine immunogenicity1. Several biodegradable polymers have been studied as vaccine delivery vehicles1; in particular, polyanhydride particles have demonstrated the ability to provide sustained release of stable protein antigens and to activate antigen presenting cells and modulate immune responses2-12.
The molecular design of these vaccine carriers needs to integrate the rational selection of polymer properties as well as the incorporation of appropriate targeting agents. High throughput automated fabrication of targeting ligands and functionalized particles is a powerful tool that will enhance the ability to study a wide range of properties and will lead to the design of reproducible vaccine delivery devices.
The addition of targeting ligands capable of being recognized by specific receptors on immune cells has been shown to modulate and tailor immune responses10,11,13 C-type lectin receptors (CLRs) are pattern recognition receptors (PRRs) that recognize carbohydrates present on the surface of pathogens. The stimulation of immune cells via CLRs allows for enhanced internalization of antigen and subsequent presentation for further T cell activation14,15. Therefore, carbohydrate molecules play an important role in the study of immune responses; however, the use of these biomolecules often suffers from the lack of availability of structurally well-defined and pure carbohydrates. An automation platform based on iterative solution-phase reactions can enable rapid and controlled synthesis of these synthetically challenging molecules using significantly lower building block quantities than traditional solid-phase methods16,17.
Herein we report a protocol for the automated solution-phase synthesis of oligosaccharides such as mannose-based targeting ligands with fluorous solid-phase extraction for intermediate purification. After development of automated methods to make the carbohydrate-based targeting agent, we describe methods for their attachment on the surface of polyanhydride nanoparticles employing an automated robotic set up operated by LabVIEW as previously described10. Surface functionalization with carbohydrates has shown efficacy in targeting CLRs10,11 and increasing the throughput of the fabrication method to unearth the complexities associated with a multi-parametric system will be of great value (Figure 1a).

In this article, a high throughput method is presented for the synthesis of oligosaccharides and their attachment to the surface of polyanhydride nanoparticles for further use in targeting specific receptors on antigen presenting cells.

الإنتاجية العالية لتخليق الكربوهيدرات وFunctionalization النانوية Polyanhydride

Transdisciplinary approaches involving areas such as material design, nanotechnology, chemistry, and immunology have to be utilized to rationally design ...

Microfabrication of Nanoporous Gold Patterns for Cell-material Interaction Studies

Nanostructured materials with feature sizes in tens of nanometers have enhanced the performance of several technologies, including fuel cells, biosensors, biomedical device coatings, and drug delivery tools. Nanoporous gold (np-Au), produced by a nano-scale self-assembly process, is a relatively new material that exhibits large effective surface area, high electrical conductivity, and catalytic activity. These properties have made np-Au an attractive material to scientific community. Most studies on np-Au employ macro-scale specimens and focus on fundamental science of the material and its catalytic and sensor applications. The macro-scale specimens limit np-Au's potential in miniaturized systems, including biomedical devices. In order to address these issues, we initially describe two different methods to micropattern np-Au thin films on rigid substrates. The first method employs manually-produced stencil masks for creating millimeter-scale np-Au patterns, while the second method uses lift-off photolithography to pattern sub-millimeter-scale patterns. As the np-Au thin films are obtained by sputter-deposition process, they are compatible with conventional microfabrication techniques, thereby amenable to facile integration into microsystems. These systems include electrically-addressable biosensor platforms that benefit from high effective surface area, electrical conductivity, and gold-thiol-based surface bioconjugation. We describe cell culture, immunostaining, and image processing techniques to quantify np-Au's interaction with mammalian cells, which is an important performance parameter for some biosensors. We expect that the techniques illustrated here will assist the integration of np-Au in platforms at various length-scales and in numerous applications, including biosensors, energy storage systems, and catalysts.

We report on techniques to micropattern nanoporous gold thin films via stencil printing and photolithography, as well as methods to culture cells on the microfabricated patterns. In addition, we describe image analysis methods to characterize morphology of the material and the cultured cells using scanning electron and fluorescence microscopy techniques.

التصنيع الدقيق لأنماط ذهب نانوية مسامية للدراسات التفاعل الخلوي المواد

Nanostructured materials with feature sizes in tens of nanometers have enhanced the performance of several technologies, including fuel cells, biosensors, ...

Synthesis of an Intein-mediated Artificial Protein Hydrogel

We present the synthesis of a highly stable protein hydrogel mediated by a split-intein-catalyzed protein trans-splicing reaction. The building blocks of this hydrogel are two protein block-copolymers each containing a subunit of a trimeric protein that serves as a crosslinker and one half of a split intein. A highly hydrophilic random coil is inserted into one of the block-copolymers for water retention. Mixing of the two protein block copolymers triggers an intein trans-splicing reaction, yielding a polypeptide unit with crosslinkers at either end that rapidly self-assembles into a hydrogel. This hydrogel is very stable under both acidic and basic conditions, at temperatures up to 50 &#176;C, and in organic solvents. The hydrogel rapidly reforms after shear-induced rupture. Incorporation of a &#34;docking station peptide&#34; into the hydrogel building block enables convenient incorporation of &#34;docking protein&#34;-tagged target proteins. The hydrogel is compatible with tissue culture growth media, supports the diffusion of 20 kDa molecules, and enables the immobilization of bioactive globular proteins. The application of the intein-mediated protein hydrogel as an organic-solvent-compatible biocatalyst was demonstrated by encapsulating the horseradish peroxidase enzyme and corroborating its activity.

We present the synthesis of a split-intein-mediated protein hydrogel. The building blocks of this hydrogel are two protein copolymers each containing a subunit of a trimeric protein that serves as a crosslinker and one half of a split intein. Mixing of the two protein copolymers triggers an intein trans-splicing reaction, yielding a polypeptide unit that self-assembles into a hydrogel. This hydrogel is highly pH- and temperature-stable, compatible with organic solvents, and easily incorporates functional globular proteins.

التوليف من البروتين الاصطناعي Intein بوساطة هيدروجيل

We present the synthesis of a highly stable protein hydrogel mediated by a split-intein-catalyzed protein trans-splicing reaction. The building blocks of ...

Synthesis of Keratin-based Nanofiber for Biomedical Engineering

Electrospinning, due to its versatility and potential for applications in various fields, is being frequently used to fabricate nanofibers. Production of these porous nanofibers is of great interest due to their unique physiochemical properties. Here we elaborate on the fabrication of keratin containing poly (&#949;-caprolactone) (PCL) nanofibers (i.e., PCL/keratin composite fiber). Water soluble keratin was first extracted from human hair and mixed with PCL in different ratios. The blended solution of PCL/keratin was transformed into nanofibrous membranes using a laboratory designed electrospinning set up. Fiber morphology and mechanical properties of the obtained nanofiber were observed and measured using scanning electron microscopy and tensile tester. Furthermore, degradability and chemical properties of the nanofiber were studied by FTIR. SEM images showed uniform surface morphology for PCL/keratin fibers of different compositions. These PCL/keratin fibers also showed excellent mechanical properties such as Young&#39;s modulus and failure point. Fibroblast cells were able to attach and proliferate thus proving good cell viability. Based on the characteristics discussed above, we can strongly argue that the blended nanofibers of natural and synthetic polymers can represent an excellent development of composite materials that can be used for different biomedical applications.

Electrospun nanofibers have a high surface area to weight ratio, excellent mechanical integrity, and support cell growth and proliferation. These nanofibers have a wide range of biomedical applications. Here we fabricate keratin/ PCL nanofibers, using the electrospinning technique, and characterize the fibers for possible applications in tissue engineering.

التوليف من ألياف نانوية أساس كيراتين للهندسة الطبية الحيوية

Electrospinning, due to its versatility and potential for applications in various fields, is being frequently used to fabricate nanofibers. Production of ...

The Synthesis of RGD-functionalized Hydrogels as a Tool for Therapeutic Applications

The use of polymers as biomaterials has provided significant advantages in therapeutic applications. In particular, the possibility to modify and functionalize polymer chains with compounds that are able to improve biocompatibility, mechanical properties, or cell viability allows the design of novel materials to meet new challenges in the biomedical field. With the polymer functionalization strategies, click chemistry is a powerful tool to improve cell-compatibility and drug delivery properties of polymeric devices. Similarly, the fundamental need of biomedicine to use sterile tools to avoid potential adverse-side effects, such as toxicity or contamination of the biological environment, gives rise to increasing interest in the microwave-assisted strategy.
The combination of click chemistry and the microwave-assisted method is suitable to produce biocompatible hydrogels with desired functionalities and improved performances in biomedical applications. This work aims to synthesize RGD-functionalized hydrogels. RGD (arginylglycylaspartic acid) is a tripeptide that can mimic cell adhesion proteins and bind to cell-surface receptors, creating a hospitable microenvironment for cells within the 3D polymeric network of the hydrogels. RGD functionalization occurs through Huisgen 1,3-dipolar cycloaddition. Some PAA carboxyl groups are modified with an alkyne moiety, whereas RGD is functionalized with azido acid as the terminal residue of the peptide sequence. Finally, both products are used in a copper catalyzed click reaction to permanently link the peptide to PAA. This modified polymer is used with carbomer, agarose and polyethylene glycol (PEG) to synthesize a hydrogel matrix. The 3D structure is formed due to an esterification reaction involving carboxyl groups from PAA and carbomer and hydroxyl groups from agarose and PEG through microwave-assisted polycondensation. The efficiency of the gelation mechanism ensures a high degree of RGD functionalization. In addition, the procedure to load therapeutic compounds or biological tools within this functionalized network is very simple and reproducible.

We present a protocol for the synthesis of RGD-functionalized hydrogels as devices for cell and drug delivery. The procedure involves copper catalyzed alkyne-azide cycloaddition (CuAAC) between alkyne-modified polyacrylic acid (PAA) and a RGD-azide derivative. The hydrogels are formed using microwave-assisted polycondensation and their physicochemical properties are investigated.

وتوليف الهلاميات المائية functionalized RGD-كأداة للتطبيقات العلاجية

The use of polymers as biomaterials has provided significant advantages in therapeutic applications. In particular, the possibility to modify and ...

Polydimethylsiloxane-polycarbonate Microfluidic Devices for Cell Migration Studies Under Perpendicular Chemical and Oxygen Gradients

This paper reports a microfluidic device made of polydimethylsiloxane (PDMS) with an embedded polycarbonate (PC) thin film to study cell migration under combinations of chemical and oxygen gradients. Both chemical and oxygen gradients can greatly affect cell migration in vivo; however, due to technical limitations, very little research has been performed to investigate their effects in vitro. The device developed in this research takes advantage of a series of serpentine-shaped channels to generate the desired chemical gradients and exploits a spatially confined chemical reaction method for oxygen gradient generation. The directions of the chemical and oxygen gradients are perpendicular to each other to enable straightforward migration result interpretation. In order to efficiently generate the oxygen gradients with minimal chemical consumption, the embedded PC thin film is utilized as a gas diffusion barrier. The developed microfluidic device can be actuated by syringe pumps and placed into a conventional cell incubator during cell migration experiments to allow for setup simplification and optimized cell culture conditions. In cell experiments, we used the device to study migrations of adenocarcinomic human alveolar basal epithelial cells, A549, under combinations of chemokine (stromal cell-derived factor, SDF-1&#945;) and oxygen gradients. The experimental results show that the device can stably generate perpendicular chemokine and oxygen gradients and is compatible with cells. The migration study results indicate that oxygen gradients may play an essential role in guiding cell migration, and cellular behavior under combinations of gradients cannot be predicted from those under single gradients. The device provides a powerful and practical tool for researchers to study interactions between chemical and oxygen gradients in cell culture, which can promote better cell migration studies in more in vivo-like microenvironments.

The control of chemical and oxygen gradients is essential for cell cultures. This paper reports a polydimethylsiloxane-polycarbonate (PDMS-PC) microfluidic device capable of reliably generating combinations of chemical and oxygen gradients for cell migration studies, which can be practically utilized in biological labs without sophisticated instrumentation.

ثنائي ميثيل بولي سيلوكسان البولي أجهزة ميكروفلويديك لخلية دراسات الهجرة تحت عمودي الكيميائية والتدرجات الأوكسجين

This paper reports a microfluidic device made of polydimethylsiloxane (PDMS) with an embedded polycarbonate (PC) thin film to study cell migration under ...

Synthesis of Hydrogels with Antifouling Properties As Membranes for Water Purification

Hydrogels have been widely utilized to enhance the surface hydrophilicity of membranes for water purification, increasing the antifouling properties and thus achieving stable water permeability through membranes over time. Here, we report a facile method to prepare hydrogels based on zwitterions for membrane applications. Freestanding films can be prepared from sulfobetaine methacrylate (SBMA) with a crosslinker of poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) via photopolymerization. The hydrogels can also be prepared by impregnation into hydrophobic porous supports to enhance the mechanical strength. These films can be characterized by attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) to determine the degree of conversion of the (meth)acrylate groups, using goniometers for hydrophilicity and differential scanning calorimetry (DSC) for polymer chain dynamics. We also report protocols to determine the water permeability in dead-end filtration systems and the effect of foulants (bovine serum albumin, BSA) on membrane performance.

This paper reports practical methods to prepare hydrogels in freestanding films and impregnated membranes and to characterize their physical properties, including water transport properties.

توليف الهلاميات المائية مع خصائص المضادة للحشف والأغشية لتنقية المياه

Hydrogels have been widely utilized to enhance the surface hydrophilicity of membranes for water purification, increasing the antifouling properties and ...

Ammonia Synthesis at Low Pressure

Ammonia can be synthesized at low pressure by the use of an ammonia selective absorbent. The process can be driven with wind energy, available locally in areas requiring ammonia for synthetic fertilizer. Such wind energy is often called &#34;stranded,&#34; because it is only available far from population centers where it can be directly used.
In the proposed low pressure process, nitrogen is made from air using pressure swing absorption, and hydrogen is produced by electrolysis of water. While these gases can react at approximately 400 &#176;C in the presence of a promoted conventional catalyst, the conversion is often limited by the reverse reaction, which makes this reaction only feasible at high pressures. This limitation can be removed by absorption on an ammine-like calcium or magnesium chloride. Such alkaline metal halides can effectively remove ammonia, thus suppressing the equilibrium constraints of the reaction. In the proposed absorption-enhanced ammonia synthesis process, the rate of reaction may then be controlled not by the chemical kinetics nor the absorption rates, but by the rate of the recycle of unreacted gases. The results compare favorably with ammonia made from a conventional small scale Haber-Bosch process.

Ammonia can be synthesized at low pressure by using a conventional catalyst and an ammonia selective absorbent.

توليف الأمونيا في الضغط المنخفض

Ammonia can be synthesized at low pressure by the use of an ammonia selective absorbent. The process can be driven with wind energy, available locally in ...

Synthesis of Functionalized 10-nm Polymer-coated Gold Particles for Endothelium Targeting and Drug Delivery

Gold nanoparticles (AuNPs) have been used extensively in medical research due to their size, biocompatibility, and modifiable surface. Specific targeting and drug delivery are some of the applications of these AuNPs, but endothelial extracellular matrices&#39; defensive properties hamper particle uptake. To address this issue, we describe a synthesis method for ultrasmall gold nanoparticles to improve vascular delivery, with customizable functional groups and polymer lengths for further adjustments. The protocol yields 2.5 nm AuNPs that are capped with tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium chloride (THPC). The replacement of THPC with hetero-functional polyethylene glycol (PEG) on the surface of the AuNP increases the hydrodynamic radius to 10.5 nm while providing various functional groups on the surface. The last part of the protocol includes an optional addition of a fluorophore to allow the AuNPs to be visualized under fluorescence to track nanoparticle uptake. Dialysis and lyophilization were used to purify and isolate the AuNPs. These fluorescent nanoparticles can be visualized in both in vitro and in vivo experiments due to the biocompatible PEG coating and fluorescent probes. Additionally, the size range of these nanoparticles render them an ideal candidate for probing the glycocalyx without disrupting normal vasculature function, which may lead to improved delivery and therapeutics.

We describe a method of synthesizing biocompatible 10-nm gold nanoparticles, functionalized by coating poly-ethylene glycol onto the surface. These particles can be used in vitro and in vivo for delivering therapeutics to nanoscale cellular and extracellular spaces that are difficult to access with conventional nanoparticle sizes.

تركيب 10 نانومتر فونكتيوناليزيد المغلفة البوليمر جزيئات الذهب لاستهداف البطانة وإيصال الأدوية

Gold nanoparticles (AuNPs) have been used extensively in medical research due to their size, biocompatibility, and modifiable surface. Specific targeting ...