The authors acknowledge many useful discussions with M. Caggioni and support from Proctor and Gamble in the form of an internship for NAB.

1. إعداد لمرة واحدة استخدام المواد في الجهاز <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد أنبوب <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قطع الأنابيب إلى 15 سم قطاعات. أنابيب لديها 1.6 مم القطر الداخلي و 3.2 مم القطر الخارجي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> شرائح أنبوب تعليق عموديا باستخدام الشريط. ضع منشفة ورقية تحت أنابيب لجمع الحل الفلورو بوليمر الزائد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضخ 100 ميكرولتر من محلول الفلورو في افتتاح قمة كل شريحة باستخدام أنبوب حقنة، بحيث أنها سوف تأتي في اتصال مع محيط بأكمله على الجدار الداخلي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> السماح قطاعات أنبوب لشنق في مكان لمدة 1 ساعة لإزالة كميات زائدة من حل الفلورو. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنظيف أي حل الفلورو من الجانب السفلي من الأنبوب الذي لم بالتنقيط بها. إزالة أنابيب من شنقا موقف والتخلص من المناشف الورقية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> شرائح مكان الأنبوب في الفرن على 100 درجة مئوية لمدة 1 ساعة ليصلب طبقة طلاء الفلورو. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة شرائح أنبوب من الفرن. استخدام ملاقط، وأنبوب ثوانىوالإدلاء بالبيانات تكون ساخنة. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد المخفف حل حبة المغناطيسي <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حساب تركيز حبة المغناطيسي اللازمة لتحقيق حجم المرحل المطلوب، على النحو الذي تحدده العلاقة بين المرحل حجم وMB يظهر كتلة في الشكل 2. ملاحظة: MB حل الأصلي له 1 غرام من ميجا في 50 مل من محلول. النظر في حجم غرفة الاختبار من 20 ميكرولتر، وتمييع MB حل الأصلي مع الماء المقطر إلى نسبة 6: 4 (MB الحل: الماء) للحصول على حجم ترحيل ~ 0.4 ميكرولتر. ضبط نسبة التخفيف عند الرغبة مختلف حجم المرحل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع قارورة 20 مل العينة على التوازن الجزئي. الصفر التوازن. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تستنهض الهمم الحاوية حل حبة المغناطيسي، ثم سحب 0.6 مل باستخدام ماصة الصغرى. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الاستغناء عن حل pipetted في قارورة العينة على التوازن. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الاستغناء عن 0.4 مل من الماء المقطر في عينة قارورة. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> صبغة الفلورسنت لإعداد iquid <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حل 2 وزن٪ من الصبغة في الماء DI قبل vortexing الحل لمدة 1 دقيقة. </li></ol></li></ol> 2. إعداد الإعداد التجريبية للتجارب الإسفار <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد جهاز الأنابيب. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدراج الإناث موصل لور قفل على واحدة من نهاية الأنبوب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع أنبوب في محقنة لور قفل لديها حجم 3 مل و 0.1 مل التخرج. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع الحقنة في ضخ حقنة وضبط معدل التغذية في 2 مل / ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لالإدراج دقيقة من السوائل في الأنابيب، واستخدام ضخ حقنة لسحب محلول يحتوي على حبات مغناطيسية وصبغة الفلورسنت. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدراج 20 ميكرولتر من محلول حبة المغناطيسي في أنبوب باستخدام ضخ حقنة الانسحاب. ويشار إلى هذا الجزء السائل باسم غرفة الاختبار (اختبار حجم الغرفة يمكن أن تختلف تبعا التجربة). دوامة الحاوية مع الحل حبة المغناطيسي لمدة 1 دقيقة ثم تستنهض الهمم باليد أثناء<html> دورة انسحاب لتشكيل MB التفرق موحدة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد اختتمت غرفة الاختبار الإدراج السائل، سحب 6 ميكرولتر من الهواء في الأنبوب. وهذا الحجم من الهواء تشكل في وقت لاحق صمام بين اثنين من شرائح السائلة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد اكتمال فجوة الهواء الإدراج، تبدأ سحب 180 ميكرولتر من السائل مع صبغة الفلورسنت. ويشار إلى هذا الجزء السائل باسم الخزان. حجم الخزان يمكن أن تختلف تبعا التجربة. أكبر حجم المكمن هو مفيد للحد من تغير تركيز الصبغة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع الإناث موصل لور قفل الثاني على الطرف الآخر من الأنبوب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة الجهاز أنبوب من الحقنة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تضع سقفا لور قفل على طرفي الجهاز. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الإعداد البصريات للتجارب مضان <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدوره على جميع مكونات متصلة مجهر مقلوب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قم بتشغيل الكمبيوتر وفتح برامج التصوير المجهر. </li></ol></li></ol>&quot;&gt; 3. الإجراءات التجريبية للتجارب الإسفار <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اتخاذ الأولي قياس كثافة مضان من غرفة الاختبار وخزان باستخدام مجهر مقلوب. عند تحليل مضان من العينة، وضمان أن يتم التركيز في موقف مركز (في كلا الاتجاهين x و Y) الجزء السائل داخل الأنبوب. قياسات سجل في جدول البيانات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع الجهاز على رأس مكعب المغناطيس بحيث حبات مغناطيسية كل فصل إلى منطقة واحدة في غرفة الاختبار. نقل حبات إلى الخزان عن طريق تحريك الجهاز على أعلى من المغناطيس (~ 10 ثانية). 1 بوصة النيوديميوم مكعب المغناطيس الصف N48 مع قوة سحب من 45.6 كجم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مرة واحدة يتم نقل كتلة حبة المغناطيسي من خلال فجوة الهواء وداخل الخزان، وتستنهض الهمم حبات مغناطيسية من خلال وضع الجهاز على أعلى من المغناطيس والدورية للافراج عن السائل الوقوع داخل الكتلة. تواصل التحريض من حبات مغناطيسية حتى يتم التجانس الخزانالانتهاء (~ 30-45 ثانية). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع الجهاز على رأس المغناطيس بحيث حبات مغناطيسية في الخزان كل فصل إلى منطقة واحدة. نقل الكتلة حبة المغناطيسي مرة أخرى إلى غرفة الاختبار. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مرة واحدة الكتلة تصل إلى غرفة الاختبار، تستنهض الهمم حبات مغناطيسية من خلال وضع الجهاز على أعلى من المغناطيس والدورية للافراج عن السائل الفلورسنت محاصرين داخل. تواصل التحريض من حبات مغناطيسية حتى تم الانتهاء تجانس غرفة الاختبار (~ 30-45 ثانية). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أخذ قياسات كثافة مضان من كل من غرفة الاختبار وخزان باستخدام مجهر مقلوب. قياسات سجل في جدول البيانات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وتتكرر الخطوات 3،2-3،6 حتى قطاعي السائلة تلتقي لشدة مضان مماثلة (~ 100 دورات). </li></ol> 4. التحليل العددي من البيانات الفلورسنت <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مع تخزين البيانات كثافة الفلورسنت في جدول بيانات، نفذ التحليل العددي باستخدام MATLAB. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Derivالمعادلات البريد لحساب قيمة النظرية للكثافة مضان في كل من خزان وغرفة الاختبار. دمج المعادلات التالية في ملف نصي MATLAB: حيث I هي شدة مضان (AU)، V هو حجم (ميكرولتر)، ن هو عدد التحويلات، R هو الخزان، T هو غرفة الاختبار، وC هو ترحيل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام MATLAB، وتوليد المؤامرات وتحليل لتحديد حجم المرحل لجميع التجارب. استخدام هذه البيانات لإنتاج الشكل 2. </li></ol> 5. إعداد الإعداد التجريبية للتجارب السطحي <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد جهاز الأنابيب. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدراج الإناث لور قفل على واحدة من نهاية الأنبوب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع أنبوب في محقنة لور قفل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع الحقنة في ضخ حقنة وضبط معدل التغذية في 2 مل / ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لالإدراج دقيقة من السوائل في الأنابيب، واستخدام ضخ حقنة لسحب محلول يحتوي على حبات مغناطيسية وسوrfactant. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدراج حل حبة 20 ميكرولتر المغناطيسي في أنبوب باستخدام ضخ حقنة الانسحاب. ويشار إلى هذا الجزء السائل باسم غرفة الاختبار (اختبار حجم الغرفة يمكن أن تختلف تبعا التجربة). تستنهض الهمم الحاوية مع الحل حبة المغناطيسي باليد أثناء دورة انسحاب لتشكيل MB التفرق موحدة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد اختتمت غرفة الاختبار الإدراج السائل، سحب 6 ميكرولتر من الهواء في الأنبوب. سيتم لاحقا يشار إلى هذا الحجم من الهواء على أنها فجوة الهواء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد اكتمال فجوة الهواء الإدراج، تبدأ سحب 180 ميكرولتر من الذهب الخالص C12E5 السطحي. هذا سيتم لاحقا يشار إلى الخزان. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الإعداد البصريات للتجارب السطحي. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل ضخ حقنة مع جهاز أنابيب بحيث غرفة الاختبار مع حبات مغناطيسية هو في التركيز مع المجهر ستيريو. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع ورقة من فيلم المستقطب على رأس مصدر ضوء LED. حرك مصدر ضوء LED تحت أنبوب تعلقضخ حقنة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نعلق الفيلم المستقطب آخر لعدسة المجهر ستيريو باستخدام الشريط. مما لا شك فيه أن اثنين من الأفلام المستقطب لها 90 درجة تعويض عن بعضها البعض. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> شن CCD (المسؤول إلى جانب جهاز) الكاميرا إلى مجهر ستيريو. توصيل الكاميرا إلى الكمبيوتر وفتح برامج التصوير. </li></ol></li></ol> 6. إجراء التجارب لتجارب السطحي <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع مغناطيس مكعب المقبل إلى غرفة الاختبار بينما شنت المغناطيس على موقف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مرة واحدة تشكل حبات مغناطيسية كتلة، تبدأ ضخ السوائل في الأنبوب في معدل التغذية من 2 مل / ساعة بحيث يتم نقل الكتلة حبة المغناطيسي من غرفة الاختبار، عبر فجوة الهواء، والى غرفة الخزان السطحي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وبمجرد وصول كتلة حبة المغناطيسي في منتصف الغرفة الخزان، ووقف الضخ على ضخ حقنة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحريك المغناطيس المكعب بعيدا عن الأنبوب، والسماح لحبات مغناطيسية لفصلالثانية تقليل الوقت نشر السائل المحاصرين في الكتلة حبة المغناطيسي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مشاهدة شاشة الكمبيوتر لمراقبة H 2 O / C12E5 دورة الخليط من خلال مراحل مختلفة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بمجرد الانتهاء من نشر ومرحلة التغيير من السائل، ضع مغناطيس إلى وجهتها سابقا من قبل الخزان بحيث تشكل حبات مغناطيسية إلى كتلة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عن طريق ضخ حقنة، سحب السوائل مثل أن الكتلة حبة المغناطيسي يتم نقلها من الخزان السطحي، عبر فجوة الهواء، ومرة أخرى إلى H 2 O اختبار الغرفة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وبمجرد وصول كتلة حبة المغناطيسي في منتصف غرفة الاختبار، ووقف الضخ على ضخ حقنة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحريك المغناطيس المكعب بعيدا عن الأنبوب. وهذا سوف يسمح حبات مغناطيسية لفصل وسوف يساعد على التقليل من الوقت نشر السائل المحاصرين في الكتلة حبة المغناطيسي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مشاهدة شاشة الكمبيوتر لمراقبة H 2 O / C12E5 دورة الخليط من خلال مراحل مختلفة. </lI&gt; <li style=";text-align:right;direction:rtl"> بمجرد الانتهاء من نشر ومرحلة التغيير من السائل، ضع مغناطيس إلى الوجهة السابقة من خلال غرفة الاختبار بحيث تشكل حبات مغناطيسية إلى كتلة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> كرر الخطوات 6،2-6،11 حتى تعرض غرفة الاختبار تغيير المرحلة. </li></ol>

<ol>
	<li>Gijs, M. A., Lacharme, F., Lehmann, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+applications+of+magnetic+particles+for+biological+analysis+and+catalysis.">Microfluidic applications of magnetic particles for biological analysis and catalysis.</a> Chemical review. 110, 1518-1563 (2009).</li><li>Kozissnik, B., Dobson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomedical+applications+of+mesoscale+magnetic+particles.">Biomedical applications of mesoscale magnetic particles.</a> MRS Bulleti. 38, 927-932 (2013).</li><li>Ali-Cherif, A., Begolo, S., Descroix, S., Viovy, J. -. L., Malaquin, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Programmable+Magnetic+Tweezers+and+Droplet+Microfluidic+Device+for+High-Throughput+Nanoliter+Multi-Step+Assays.">Programmable Magnetic Tweezers and Droplet Microfluidic Device for High-Throughput Nanoliter Multi-Step Assays.</a> Angewandte Chemie International Editio. 51, 10765-10769 (2012).</li><li>Blumenschein, N. A., Han, D., Caggioni, M., Steckl, 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=Magnetic+Particles+as+Liquid+Carriers+in+the+Microfluidic+Lab-in-Tube+Approach+To+Detect+Phase+Change.">Magnetic Particles as Liquid Carriers in the Microfluidic Lab-in-Tube Approach To Detect Phase Change.</a> ACS Applied Materials, &amp; Interface. 6, 8066-8072 (2014).</li><li>Bordelon, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+low-resource+RNA+extraction+cassette+based+on+surface+tension+valves.">Development of a low-resource RNA extraction cassette based on surface tension valves.</a> ACS applied materials. 3, 2161-2168 (2011).</li><li>Adams, N. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+criteria+for+developing+low-resource+magnetic+bead+assays+using+surface+tension+valves.">Design criteria for developing low-resource magnetic bead assays using surface tension valves.</a> Biomicrofluidic. 7, 014104 (2013).</li><li>Hishida, M., Tanaka, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transition+of+the+hydration+state+of+a+surfactant+accompanying+structural+transitions+of+self-assembled+aggregates.">Transition of the hydration state of a surfactant accompanying structural transitions of self-assembled aggregates.</a> Journal of Physics: Condensed Matte. 24, 284113 (2012).</li><li>Strey, R., Schomacker, R., Roux, D., Nallet, F., Olsson, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dilute+lamellar+and+L3+phases+in+the+binary+water-C12E5+system.">Dilute lamellar and L3 phases in the binary water-C12E5 system.</a> Journal of the Chemical Society, Faraday Transaction. 86, 2253-2261 (1990).</li><li>Chen, B. -. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dissolution+Rates+of+Pure+Nonionic+Surfactants.">Dissolution Rates of Pure Nonionic Surfactants.</a> Langmui. 16, 5276-5283 (2000).</li><li>Warren, P. B., Buchanan, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+of+surfactant+dissolution.">Kinetics of surfactant dissolution.</a> Current Opinion in Colloid, &amp; Interface Scienc. 6, 287-293 (2001).</li><li>Laughlin, 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> The Aqueous Phase Behavior of Surfactant. , (1996).</li><li>Laughlin, R. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phase+Studies+by+Diffusive+Interfacial+Transport+Using+Near-Infrared+Analysis+for+Water+(DIT-NIR).">Phase Studies by Diffusive Interfacial Transport Using Near-Infrared Analysis for Water (DIT-NIR).</a> The Journal of Physical Chemistry. 104, 7354-7362 (2000).</li><li>Lynch, M. L., Kochvar, K. A., Burns, J. L., Laughlin, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aqueous-Phase+Behavior+and+Cubic+Phase-Containing+Emulsions+in+the+C12E2&#8722;Water+System.">Aqueous-Phase Behavior and Cubic Phase-Containing Emulsions in the C12E2&#8722;Water System.</a> Langmui. 16, 3537-3542 (2000).</li></ol>

The authors have no competing financial interests.

في التقنيات الأكثر شيوعا لتحقيق مرحلة الرسم، وعينات متعددة مع التراكيب ونسب مختلفة تحتاج إلى أن تكون مستعدة ولديها للوصول إلى التوازن الحرارية الذي يسبب عملية طويلة وكمية كبيرة من المواد. بعض التحديات يمكن حلها عن طريق DIT طريقة (نقل بينية ناشر) باستخدام الشعرية شقة و...

حبات مغناطيسية (ميجا) بناء على أمر من 1 ميكرومتر في القطر وقد استخدمت 1،2 في كثير من الأحيان في التطبيقات المستندة إلى الموائع الدقيقة، ولا سيما للأجهزة الطبية الحيوية. في هذه الأجهزة، وعرضت ميجا قدرات مثل الخلايا وفصل الحمض النووي، عوامل التباين، وتسليم المخدرات، على سبيل المثال لا الحصر. وقد مكن مزيج من الخارجية (المجال المغناطيسي) السيطرة على microfluidics والقائم على قطرة 3 السيطرة المناعية باستخدام كميات صغيرة (&lt;100 NL). وقد أظهرت ميجا كما وعد عندما تستخدم لمعالجة السائل 4. يستخدم هذا النهج ميجا لنقل الجزيئات الحيوية بين قطاعات السائل داخل أنبوب مفصولة صمام الهواء. هذه الطريقة ليست قوية مثل أجهزة أخرى أكثر تعقيدا مختبر على رقاقة رأينا في الماضي، وإنما هو أبسط من ذلك بكثير ولا توفر القدرة على التعامل مع كميات ميكروليتر الحجم من السائل. وقد تم مؤخرا ذكرت نهج مماثل 5 من قبل مجموعة Haselton وتطبيقها على الطب الحيويالمقايسات. واحدة من أهم جانب من جوانب هذا الجهاز هو فصل الجزء السائل التي تقدمها صمام هواء يمكن التحكم سطح التوتر. يتم نقل كميات ميكروليتر من السائل تعلق ميجا من خلال هذه الثغرة الجوي بين قطاعات السائلة باستخدام مجال مغناطيسي تطبيقها خارجيا. ميجا Microparticle (من ~ 0،4-7 ميكرون في القطر بمعدل 1.9 ميكرون) تحت تأثير مجال مغناطيسي خارجي خلق العنقودية الصغيرة التي يسهل اختراقها التي يعوض السائل داخل. قوة هذا انحباس سائل كافية لتحمل قوى التوتر السطحي عند نقل ميجا من خزان واحد إلى آخر. عادة، وهذا أثر غير مرغوب فيه، حيث أن معظم المناهج يريدون نقل جزيئات محددة (مثل المؤشرات الحيوية) الواردة في السوائل 6 فقط. لكن، وكما يمكن أن ينظر إليه في عملنا، وهذا التأثير يمكن استخدامها لتصبح أحد الجوانب الإيجابية للجهاز. لقد استخدمت هذا &quot;مختبر في أنبوب&quot;النهج، كما هو موضح في الشكل 1 تخطيطي، لتحليل مخططات المرحلة في النظم المواد ثنائية. وقد تم اختيار السطحي C12E5 بوصفه المحور الرئيسي للتوصيف، كما يستخدم على نطاق واسع في التطبيقات الصناعية مثل الصناعات الدوائية، والمنتجات الغذائية، ومستحضرات التجميل، وما إلى ذلك على وجه الخصوص، وكان التحقيق في H 2 O / C12E5 نظام ثنائي لأنه يوفر الأغنياء مجموعة من المراحل لاستكشاف. لقد ركزنا على جانب واحد محدد من هذا الخليط الكيميائي، وهي الانتقال الى مراحل البلورية السائلة تحت بعض تركيزات 7-9. وقد لوحظ هذا التحول بسهولة في الجهاز لدينا من خلال دمج المستقطبات في الدراسات المجهر الضوئي من أجل تسليط الضوء على حدود المرحلة. أن تكون قادرة على الخريطة مخططات المرحلة هي منطقة مهمة جدا من الدراسة من أجل فهم حركية يشارك مع المرحلة الانتقالية 10. القدرة على تحديد بدقة التفاعل السطحي مع المذيبات لالثاني المكونات الأخرى أمر بالغ الأهمية نظرا لتعقيدها والعديد من مراحل متميزة (11). وقد سبق استخدام العديد من التقنيات الأخرى لتوصيف مرحلة تغيير. ينطوي النهج التقليدي صنع العديد من العينات، يتألف كل منها من تركيزات مختلفة والسماح لهم لكي تتوازن، الأمر الذي يتطلب أوقات المعالجة المطولة وكمية عالية من أحجام العينة. ثم، يتم عادة تحليل العينات عن طريق وسائل بصرية مثل النقل بينية ناشر (DIT)، والذي يقدم عالية الدقة من هذه التراكيب السطحي 12،13. وعلى غرار الأسلوب نحن قد تستخدم، يستخدم أسلوب DIT الضوء المستقطب إلى صورة حدود مرحلة متميزة.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>AccuBead</td>
			<td>Bioneer Inc.</td>
			<td>TS-1010-1</td>
			<td>Magnetic beads</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C12E5 Surfactant</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>76437</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermo Scientific Nalgene 890</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14176178</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cube Magnet</td>
			<td>Apex Magnets</td>
			<td>M1CU</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polarizer Film</td>
			<td>Edmund Optics</td>
			<td>38-493</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Teflon AF</td>
			<td>Dupont</td>
			<td>400s1-100-1</td>
			<td>Fluoropolymer solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Keyacid Red Dye</td>
			<td>Keystone</td>
			<td>601-001-49</td>
			<td>Fluorescent dye</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer-Lock</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>T-45502-12</td>
			<td>Female</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer-Lock</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>T-45502-56</td>
			<td>Male</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-823-435</td>
			<td>3 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe Pump</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>53130</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereo Microscope</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>SMZ-2T</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inverted Microscope</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>Eclipse Ti-U</td>
			<td>The filter cube used had an excitation wavelength range from 540-580 nm and a dichroic mirror at 585 nm, allowing for photoemission ranging from 593-668 nm.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Balance</td>
			<td>Denver Instruments&#160;</td>
			<td>PI-225D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope-Mounted Camera</td>
			<td>Motic</td>
			<td>5000</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

phase diagram characterization using magnetic beads as liquid carriers

واستخدمت حبات مغناطيسية مع ~ 1.9 ميكرون متوسط ​​قطر لنقل كميات ميكروليتر من السوائل بين قطاعات السائلة متجاورة مع أنبوب لغرض التحقيق في مرحلة تغيير من تلك الشرائح السائلة. وقد سيطر على حبات مغناطيسية خارجيا باستخدام المغناطيس، والسماح لحبات لسد صمام الهواء بين قطاعات السائلة المجاورة. تم تطبيق طلاء مسعور إلى السطح الداخلي للأنبوب لتعزيز الفصل بين جزأين السائلة. شكلت المجال المغناطيسي تطبق كتلة الإجمالية للحبات مغناطيسية، واستولت على كمية السائل معين داخل الكتلة التي يشار اليها على انها حجم المرحل. تمت إضافة صبغة الفلورسنت إلى الجزء السائل واحدة، تليها سلسلة من التحويلات السائلة، التي ثم تغير كثافة مضان في الجزء السائل المجاورة. استنادا إلى تحليل العددي لقياس تغير كثافة مضان، تم العثور على حجم المرحل في كتلة حبات مغناطيسيةأن يكون ~ 2-3 ميكرولتر / ملغ. هذه كمية صغيرة من السائل يسمح لاستخدام شرائح صغيرة نسبيا السائلة من بضع مئات من ميكرولتر، وتعزيز جدوى الجهاز لنهج مختبر في أنبوب. تم تطبيق هذه التقنية لتطبيق التباين التركيبي صغير في حجم السائل لتحليل مرحلة الرسم ثنائي بين المياه والسطحي C12E5 (pentaethylene جلايكول الأثير monododecyl)، مما أدى إلى أسرع التحليل مع أحجام العينة أصغر من الأساليب التقليدية.

باستخدام نهج مختبر في انابيب لنقل كميات ميكرولتر حجم السائل مع حبات مغناطيسية جنبا إلى جنب مع MATLAB للتحليل العددي، متوسط ​​حجم التداول المرحل السائلة، بوصفها وظيفة من المغناطيسية كتلة حبة، تم العثور على (الشكل 2). كتلة أكبر من حبات مغناطيسية توفر أعلى حجم ال...

Watch this Scientific Journal Video about Phase Diagram Characterization Using Magnetic Beads as Liquid Carriers at JoVE.com

Phase Diagram Characterization Using Magnetic Beads as Liquid Carriers

Here, we present a protocol to investigate multi-component phase diagrams using externally controlled magnetic beads as liquid carriers in a lab-in-tube approach. This approach can aid in applications that seek to gather further information on phase change in complex liquid systems.

المرحلة مخطط توصيف باستخدام الخرز المغناطيسي حيث الناقلون السائلة

Magnetic beads with ~1.9 &#181;m average diameter were used to transport microliter volumes of liquids between contiguous liquid segments with a tube for ...

phase-diagram-characterization-using-magnetic-beads-as-liquid-carriers

Research

JoVE Journal

Engineering

12.1K Views.  University of Cincinnati. Here, we present a protocol to investigate multi-component phase diagrams using externally controlled magnetic beads as liquid carriers in a lab-in-tube approach. This approach can aid in applications that seek to gather further information on phase change in complex liquid systems.

Video: Phase Diagram Characterization Using Magnetic Beads as Liquid Carriers

Revealing Dynamic Processes of Materials in Liquids Using Liquid Cell Transmission Electron Microscopy

The recent development for in situ transmission electron microscopy, which allows imaging through liquids with high spatial resolution, has attracted significant interests across the research fields of materials science, physics, chemistry and biology. The key enabling technology is a liquid cell. We fabricate liquid cells with thin viewing windows through a sequential microfabrication process, including silicon nitride membrane deposition, photolithographic patterning, wafer etching, cell bonding, etc. A liquid cell with the dimensions of a regular TEM grid can fit in any standard TEM sample holder. About 100 nanoliters reaction solution is loaded into the reservoirs and about 30 picoliters liquid is drawn into the viewing windows by capillary force. Subsequently, the cell is sealed and loaded into a microscope for in situ imaging. Inside the TEM, the electron beam goes through the thin liquid layer sandwiched between two silicon nitride membranes. Dynamic processes of nanoparticles in liquids, such as nucleation and growth of nanocrystals, diffusion and assembly of nanoparticles, etc., have been imaged in real time with sub-nanometer resolution. We have also applied this method to other research areas, e.g., imaging proteins in water. Liquid cell TEM is poised to play a major role in revealing dynamic processes of materials in their working environments. It may also bring high impact in the study of biological processes in their native environment.

We have developed a self-contained liquid cell, which allows imaging through liquids using a transmission electron microscope. Dynamic processes of nanoparticles in liquids can be revealed in real time with sub-nanometer resolution.

الكشف عن العمليات الدينامية للمواد السائلة في السوائل عن طريق انتقال الإلكترون المجهري الخليوي

The recent development for in situ transmission electron microscopy, which allows imaging through liquids with high spatial resolution, has attracted ...

Characterization of Recombination Effects in a Liquid Ionization Chamber Used for the Dosimetry of a Radiosurgical Accelerator

Most modern radiation therapy devices allow the use of very small fields, either through beamlets in Intensity-Modulated Radiation Therapy (IMRT) or via stereotactic radiotherapy where positioning accuracy allows delivering very high doses per fraction in a small volume of the patient. Dosimetric measurements on medical accelerators are conventionally realized using air-filled ionization chambers. However, in small beams these are subject to nonnegligible perturbation effects. This study focuses on liquid ionization chambers, which offer advantages in terms of spatial resolution and low fluence perturbation. Ion recombination effects are investigated for the microLion detector (PTW) used with the Cyberknife system (Accuray). The method consists of performing a series of water tank measurements at different source-surface distances, and applying corrections to the liquid detector readings based on simultaneous gaseous detector measurements. This approach facilitates isolating the recombination effects arising from the high density of the liquid sensitive medium and obtaining correction factors to apply to the detector readings. The main difficulty resides in achieving a sufficient level of accuracy in the setup to be able to detect small changes in the chamber response.

A growing number of radiation therapy devices offer the advantage of delivering the dose through very small beams to the tumor, allowing for increased conformity and higher doses per fraction. Many different detectors can be used for the dosimetry of these small fields. In the present study, the effect of ion recombination is investigated for a liquid ionization chamber using a stereotactic radiation therapy system.

توصيف التوحد آثار في غرفة التأين السائل المستخدمة لقياس الجرعات الإشعاعية من مسرع مبضع

Most modern radiation therapy devices allow the use of very small fields, either through beamlets in Intensity-Modulated Radiation Therapy (IMRT) or via ...

Measurement of X-ray Beam Coherence along Multiple Directions Using 2-D Checkerboard Phase Grating

A procedure for a technique to measure the transverse coherence of synchrotron radiation X-ray sources using a single phase grating interferometer is reported. The measurements were demonstrated at the 1-BM bending magnet beamline of the Advanced Photon Source (APS) at Argonne National Laboratory (ANL). By using a 2-D checkerboard &#960;/2 phase-shift grating, transverse coherence lengths were obtained along the vertical and horizontal directions as well as along the 45&#176; and 135&#176; directions to the horizontal direction. Following the technical details specified in this paper, interferograms were measured at different positions downstream of the phase grating along the beam propagation direction. Visibility values of each interferogram were extracted from analyzing harmonic peaks in its Fourier Transformed image. Consequently, the coherence length along each direction can be extracted from the evolution of visibility as a function of the grating-to-detector distance. The simultaneous measurement of coherence lengths in four directions helped identify the elliptical shape of the coherence area of the Gaussian-shaped X-ray source. The reported technique for multiple-direction coherence characterization is important for selecting the appropriate sample size and orientation as well as for correcting the partial coherence effects in coherence scattering experiments. This technique can also be applied for assessing coherence preserving capabilities of X-ray optics.

The measurement protocol and data analysis procedure are given for obtaining transverse coherence of a synchrotron radiation X-ray source along four directions simultaneously using a single 2-D checkerboard phase grating. This simple technique can be applied for complete transverse coherence characterization of X-ray sources and X-ray optics.

قياس الأشعة السينية شعاع بالاتساق على طول الاتجاهات متعددة باستخدام 2-D شطرنج المرحلة المشبك

A procedure for a technique to measure the transverse coherence of synchrotron radiation X-ray sources using a single phase grating interferometer is ...

Frequency Mixing Magnetic Detection Scanner for Imaging Magnetic Particles in Planar Samples

The setup of a planar Frequency Mixing Magnetic Detection (p-FMMD) scanner for performing Magnetic Particles Imaging (MPI) of flat samples is presented. It consists of two magnetic measurement heads on both sides of the sample mounted on the legs of a u-shaped support. The sample is locally exposed to a magnetic excitation field consisting of two distinct frequencies, a stronger component at about 77 kHz and a weaker field at 61 Hz. The nonlinear magnetization characteristics of superparamagnetic particles give rise to the generation of intermodulation products. A selected sum-frequency component of the high and low frequency magnetic field incident on the magnetically nonlinear particles is recorded by a demodulation electronics. In contrast to a conventional MPI scanner, p-FMMD does not require the application of a strong magnetic field to the whole sample because mixing of the two frequencies occurs locally. Thus, the lateral dimensions of the sample are just limited by the scanning range and the supports. However, the sample height determines the spatial resolution. In the current setup it is limited to 2 mm. As examples, we present two 20 mm &#215; 25 mm p-FMMD images acquired from samples with 1 &#181;m diameter maghemite particles in silanol matrix and with 50 nm magnetite particles in aminosilane matrix. The results show that the novel MPI scanner can be applied for analysis of thin biological samples and for medical diagnostic purposes.

A scanner for imaging magnetic particles in planar samples was developed using the planar frequency mixing magnetic detection technique. The magnetic intermodulation product response from the nonlinear nonhysteretic magnetization of the particles is recorded upon a two-frequency excitation. It can be used to take 2D images of thin biological samples.

تردد خلط الماسح الكشف المغناطيسي لتصوير الجزيئات المغناطيسية في عينات مستو

The setup of a planar Frequency Mixing Magnetic Detection (p-FMMD) scanner for performing Magnetic Particles Imaging (MPI) of flat samples is presented. ...

Studying Dynamic Processes of Nano-sized Objects in Liquid using Scanning Transmission Electron Microscopy

Samples fully embedded in liquid can be studied at a nanoscale spatial resolution with Scanning Transmission Electron Microscopy (STEM) using a microfluidic chamber assembled in the specimen holder for Transmission Electron Microscopy (TEM) and STEM. The microfluidic system consists of two silicon microchips supporting thin Silicon Nitride (SiN) membrane windows. This article describes the basic steps of sample loading and data acquisition. Most important of all is to ensure that the liquid compartment is correctly assembled, thus providing a thin liquid layer and a vacuum seal. This protocol also includes a number of tests necessary to perform during sample loading in order to ensure correct assembly. Once the sample is loaded in the electron microscope, the liquid thickness needs to be measured. Incorrect assembly may result in a too-thick liquid, while a too-thin liquid may indicate the absence of liquid, such as when a bubble is formed. Finally, the protocol explains how images are taken and how dynamic processes can be studied. A sample containing AuNPs is imaged both in pure water and in saline.

This protocol describes the operation of a liquid flow specimen holder for scanning transmission electron microscopy of AuNPs in water, as used for the observation of nanoscale dynamic processes.

دراسة العمليات الديناميكية للأجسام نانو الحجم في السائل باستخدام المسح الضوئي نقل المجهر

Samples fully embedded in liquid can be studied at a nanoscale spatial resolution with Scanning Transmission Electron Microscopy (STEM) using a ...

Characterization of Ultra-fine Grained and Nanocrystalline Materials Using Transmission Kikuchi Diffraction

One of the challenges in microstructure analysis nowadays resides in the reliable and accurate characterization of ultra-fine grained (UFG) and nanocrystalline materials. The traditional techniques associated with scanning electron microscopy (SEM), such as electron backscatter diffraction (EBSD), do not possess the required spatial resolution due to the large interaction volume between the electrons from the beam and the atoms of the material. Transmission electron microscopy (TEM) has the required spatial resolution. However, due to a lack of automation in the analysis system, the rate of data acquisition is slow which limits the area of the specimen that can be characterized. This paper presents a new characterization technique, Transmission Kikuchi Diffraction (TKD), which enables the analysis of the microstructure of UFG and nanocrystalline materials using an SEM equipped with a standard EBSD system. The spatial resolution of this technique can reach 2 nm. This technique can be applied to a large range of materials that would be difficult to analyze using traditional EBSD. After presenting the experimental set up and describing the different steps necessary to realize a TKD analysis, examples of its use on metal alloys and minerals are shown to illustrate the resolution of the technique and its flexibility in term of material to be characterized.

This paper provides a detailed method to characterize the microstructure of ultra-fine grained and nanocrystalline materials using a scanning electron microscope equipped with a standard electron backscatter diffraction system. Metal alloys and minerals presenting refined microstructures are analyzed using this technique, showing the diversity of its possible applications.

توصيف محبب غاية في الدقة وNanocrystalline المواد عن طريق نقل كيكوتشي حيود

One of the challenges in microstructure analysis nowadays resides in the reliable and accurate characterization of ultra-fine grained (UFG) and ...

Electric-field Control of Electronic States in WS2 Nanodevices by Electrolyte Gating

A method of carrier number control by electrolyte gating is demonstrated. We have obtained WS2 thin flakes with atomically flat surface via scotch tape method or individual WS2 nanotubes by dispersing the suspension of WS2 nanotubes. The selected samples have been fabricated into devices by the use of the electron beam lithography and electrolyte is put on the devices. We have characterized the electronic properties of the devices under applying the gate voltage. In the small gate voltage region, ions in the electrolyte are accumulated on the surface of the samples which leads to the large electric potential drop and resultant electrostatic carrier doping at the interface. Ambipolar transfer curve has been observed in this electrostatic doping region. When the gate voltage is further increased, we met another drastic increase of source-drain current which implies that ions are intercalated into layers of WS2 and electrochemical carrier doping is realized. In such electrochemical doping region, superconductivity has been observed. The focused technique provides a powerful strategy for achieving the electric-filed-induced quantum phase transition.

Electric-field Control of Electronic States in WS2 Nanodevices by Electrolyte Gating

Here, we present a protocol to control the carrier number in solids by using the electrolyte.

المجال الكهربائي لسيطرة الدول الإلكترونية في نانوديفيسيس2 WS بالكهرباء النابضة

A method of carrier number control by electrolyte gating is demonstrated. We have obtained WS2 thin flakes with atomically flat surface via scotch tape ...

Fabrication of Magnetic Nanostructures on Silicon Nitride Membranes for Magnetic Vortex Studies Using Transmission Microscopy Techniques

Electron and x-ray magnetic microscopies allow for high-resolution magnetic imaging down to tens of nanometers. However, the samples need to be prepared on transparent membranes which are very fragile and difficult to manipulate. We present processes for the fabrication of samples with magnetic micro- and nanostructures with spin configurations forming magnetic vortices suitable for Lorentz transmission electron microscopy and magnetic transmission x-ray microscopy studies. The samples are prepared on silicon nitride membranes and the fabrication consists of a spin coating, UV and electron-beam lithography, the chemical development of the resist, and the evaporation of the magnetic material followed by a lift-off process forming the final magnetic structures. The samples for the Lorentz transmission electron microscopy consist of magnetic nanodiscs prepared in a single lithography step. The samples for the magnetic x-ray transmission microscopy are used for time-resolved magnetization dynamic experiments, and magnetic nanodiscs are placed on a waveguide which is used for the generation of repeatable magnetic field pulses by passing an electric current through the waveguide. The waveguide is created in an extra lithography step.

A protocol for the fabrication of magnetic micro- and nanostructures with spin configurations forming magnetic vortices suitable for transmission electron microscopy (TEM) and magnetic transmission x-ray microscopy (MTXM) studies is presented.

تصنيع النانو المغناطيسية في أغشية نيتريد السيليكون لدراسات دوامة مغناطيسية باستخدام تقنيات الفحص المجهري الإرسال

Electron and x-ray magnetic microscopies allow for high-resolution magnetic imaging down to tens of nanometers. However, the samples need to be prepared ...

Measuring Magnetically-Tuned Ferroelectric Polarization in Liquid Crystals

Materials showing coupling phenomena between magnetism and (ferro)electricity, i.e., magnetoelectric effects, have attracted a great deal of attention due to their potential applications for future device technologies such as sensors and storage. However, conventional approaches, which usually utilize materials containing magnetic metal ions (or radicals), have a major problem: only a few materials have been found to show the coupling phenomena at room temperature. Recently, we proposed a new approach to achieve room-temperature magnetoelectrics. In contrast to conventional approaches, our alternative proposal focuses on a completely different material, a &#34;liquid crystal&#34;, free from magnetic metal ions. In such liquid crystals, a magnetic field can be utilized to control the orientational state of constituent molecules and the corresponding electric polarization through magnetic anisotropy of the molecules; it is an unprecedented mechanism of the magnetoelectric effect. In this context, this paper provides a protocol to measure ferroelectric properties induced by a magnetic field, that is, the direct magnetoelectric effect, in a liquid crystal. With the method detailed here, we successfully detected magnetically-tuned electric polarization in the chiral smectic C phase of a liquid crystal at room temperature. Taken together with the flexibility of constituent molecules, which directly affects the magnetoelectric responses, the introduced method will serve to allow liquid crystal cells to acquire more functions as room-temperature magnetoelectrics and associated optical materials.

In this report, we present a protocol to examine direct magnetoelectric effects, i.e., induction of ferroelectric polarization by applying magnetic fields, in liquid crystals. This protocol provides a unique approach, supported by the softness of liquid crystals, to achieve room-temperature magnetoelectrics.

قياس الاستقطاب Ferroelectric ضبطها مغناطيسيا بالبلورات السائلة

Materials showing coupling phenomena between magnetism and (ferro)electricity, i.e., magnetoelectric effects, have attracted a great deal of attention due ...

Shaping the Amplitude and Phase of Laser Beams by Using a Phase-only Spatial Light Modulator

The aim of this article is to visually demonstrate the utilization of an interferometric method for encoding complex fields associated with coherent laser radiation. The method is based on the coherent sum of two uniform waves, previously encoded into a phase-only spatial light modulator (SLM) by spatial multiplexing of their phases. Here, the interference process is carried out by spatial filtering of light frequencies at the Fourier plane of certain imaging system. The correct implementation of this method allows arbitrary phase and amplitude information to be retrieved at the output of the optical system.
It is an on-axis, rather than off-axis encoding technique, with a direct processing algorithm (not an iterative loop), and free from coherent noise (speckle). The complex field can be exactly retrieved at the output of the optical system, except for some loss of resolution due to the frequency filtering process. The main limitation of the method might come from the inability to operate at frequency rates higher than the refresh rate of the SLM. Applications include, but are not limited to, linear and non-linear microscopy, beam shaping, or laser micro-processing of material surfaces.

We show how to encode the complex field of laser beams by using a single phase element. A common-path interferometer is employed to mix the phase information displayed into a phase-only spatial light modulator to finally retrieve the desired complex field pattern at the output of an optical imaging system.

تشكيل السعة والطور لأشعة الليزر باستخدام الكهرومغناطيسية خفيفة مكانية المرحلة فقط

The aim of this article is to visually demonstrate the utilization of an interferometric method for encoding complex fields associated with coherent laser ...