Name: fabricating cotton analytical devices
Uploaded: 2016-08-30T13:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 40 s
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이 작품은 과학 기술의 대만 정부 보조금에 의해 부분적으로 지원되었다 (MOST 104-2628-E-007-001-MY3 (CMC))과 타이 재향 군인 병원 <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: arial, sans-serif; font-size: 12.8px; font-style: normal; font-variant: normal; font-weight: normal; letter-spacing: normal; line-height: normal; orphans: auto; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; white-space: normal; widows: 1; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; display: inline !important; float: none; background-color: rgb(255, 255, 255);">(TCVGH-1056904C (MYH)).

주의 : 적절한 실험실 위생 연습이 필요합니다. 이 POC 장치를 사용할 때 장갑과 보편적 인주의 사항이 필요합니다. 적절한 멸균 절차가 제대로 수행되지 않은 경우 결과 나 감염의 오염이 발생할 수 있습니다. 1. 테스트 스트립 장치를 준비 <ol><li> 접촉각 측정 (8) (그림 3)에 의해 클렌징면의 외부 층의 소수성을 결정합니다. </li><li> 종이 커터 (그림 2A)와 5.5 cm × 1 cm 조각으로 클렌징면을 절단하여면 기반 분석 장치를 제작. </li><li> 세 행 적층 필름의 표준 시트 드릴 홀 (ø = 0.5 cm); 이후 두 구멍 사이의 거리는 1cm이다. 참고 : 각 적층 필름의 표준 시트 (5.5 cm × 2 cm) (그림 2B)를 사용하여 제조 될 수있다 세 가지 시험 영역과 마찬가지로 36 개의 개별 테스트 스트립. </li><li> 클렌징 코튼 샌드위치 (characteriz적층 막, 즉 한쪽에 적층 막의 구멍 천공 시트, 다른 쪽 적층 막의 undrilled 시트 (NO 구멍)의 두 부분 사이의 외부 및 내부의 소수성 친수성)에 의해 에디션. 장치를 포장하는 라미네이터에 어셈블리를 배치합니다. 이는 장치의 기계적 강도를 강화하고, 외부의 불 투과성 층을 제공한다. 참고 : 구멍의 직경이 0.47 cm 적층 한 후 0.5 cm로 ~에서 축소됩니다. 약간의 차이는 각 구멍의 둘레 주위 클렌징면과 적층 필름 사이에 남아있을 것이다. 이러한 약간의 차이는 후속 단계에서 만들어진 테스트 패드 원의 배치를 용이하게한다. </li><li> 즉, 어셈블리, 개별 5.5 cm × 1 cm 테스트 스트립 장치를 잘라 가위의 쌍을 사용하여 드릴 적층 시트 / 화장 솜 / undrilled 적층 시트 &quot;샌드위치&quot;(그림 2C). (후술하는 바와 같이 장치 (48)는 표준 곡선을 작성하는 합계 18 소자 만들기아질산 분석 들어, BSA 분석을위한 장치 (15) 및 urobilinogen 분석을위한 장치 (15)). </li><li> 각 테스트 영역의 중심 (적층 막에 의해 커버되지 않은)에서 (작은 유체 채널로서) 슬릿을 절단하는 날카로운 칼이나 면도칼을 사용하여, 가로 및 세로 장치의 친수성 ​​층의 테스트 영역의 소수성 층을 통해, 신중하면 끼워 장치 (그림 2D)의 깊이를 반쯤 잘라. </li><li> 적층 (그림 2E)의 각 구멍의 둘레의 차이로 밀어 용지 테스트 패드 (ø = 0.5 cm)를 적용합니다. </li></ol> 2. 소변 검사를위한 기준 및 지표 솔루션을 준비 <ol><li> (DI) 탈 이온수 100 ㎖ 중의 69.0 mg의 아질산 나트륨을 용해시켜 10.0 mM의 아질산을 스톡 용액을 제조 하였다. 아질산염 농도를 표준액의 시리즈 (2500, 1250, 625, 312, 156, 및 78 μM)을 생성하기 위해 DI 물 아질산 원액을 희석한다 (도4A). </li><li> 100 ml의 PBS 용액 415 mg을 BSA에 용해시켜 60 μM 소 혈청 알부민 (BSA) 스톡 용액을 제조 하였다 (10 M 인산염 완충액, 0.0027 M 염화칼륨 및 0.137 M 염화나트륨, pH를 7.0). BSA 농도를 표준액의 시리즈를 생성하는 DI 워터의 BSA 스톡 용액을 희석 (30, 15, 7.5, 3.75 및 1.875 μM) (도 4b). </li><li> 100㎖의 탈 이온수에 250 g에 용해 urobilinogen 25 g / L urobilinogen 스톡 용액을 제조 하였다. urobilinogen 농도 표준 용액 (7.8, 15.6, 31.2, 62.5, 125 ㎎ / ℓ) (도 4C)의 시리즈를 생성하는 DI 물 스톡 urobilinogen 용액을 희석. </li><li> 50 밀리미터 술 파닐 아미드, 330 mM의 시트르산, 10 mM의 N- (1- 나프 틸) 에틸렌 디아민 디 하이드로 클로라이드를 함유 아질산염 표시 용액을 제조 하였다. </li><li> 250 mM의 시트르산을 완충액 (PH 1.8) 및 95 % 에탄올 tetrabromophenol 블루 3.3 mM의 용액을 함유 BSA 표시기 용액을 제조 하였다. </li><li>0.1 M 4- 디메틸 아민 벤즈알데히드를 포함 urobilinogen 표시 솔루션을 준비합니다. </li></ol> 3. 표시 패드를 준비합니다 <ol><li> 세 개의 원형 모양의 패드 나 디스크 (ø = 0.5 cm) 크로마토 그래피 용지에서 잘라 내기 및 솔루션 표준 곡선 (4 절)을 생성하기 위해 각 테스트 스트립 장치에 그들 (세 검정 스트립의 각 분석에 대해 하나)을 각각 삽입합니다. </li><li> 어셈블리의 세 적층 막 구멍 각각에서, 적층 필름 및 절단 구멍의 가장 가장자리면 시험 패드 사이에 약간의 차이를 관찰한다. 적층 막에 구멍 용지 테스트 패드보다 지름이 약간 작다 참고. 주 : 함께, 이러한 특징은 종이 테스트 패드 장치의면 테스트 패드 부에 대하여 적용 할 수 있도록 적층 필름 구멍의 가장자리 아래 언급 슬림형 갭, 즉에 용지 테스트 패드 미끄럼 가장자리. 이 대신에 용지 테스트 패드를 보유하고있다. </li><li> 아질산 아싸 준비장치의 Y 부분입니다. <ol><li> 코트 아질산염 표시 (단계 2.4에서 준비) 솔루션은 상온에서 완전히 건조 할 수 있도록 4 μL와 아질산 분석 패드. </li></ol></li><li> 탐지 장치의 총 단백질 분석의 부분을 준비합니다. <ol><li> 코트 BSA 표시 솔루션 (단계 2.5에서 준비)하고 주위 온도에서 완전히 건조 할 수 있도록 4 μL로 총 단백질 분석 패드. </li></ol></li><li> 탐지 장치의 Uroblinogen 분석 비중을 준비합니다. <ol><li> 코트 uroblinogen 표시 등 (단계 2.6에서 준비)하고 주위 온도에서 완전히 건조 할 수 있도록 4 μL와 uroblinogen 분석 패드. </li></ol></li></ol> 4. 코튼 기반 분석 장치에 대한 표준 곡선을 만들기 <ol><li> 준비 각 표준의 경우, 준비된 장치의 흡수 끝을 찍어 ~ 10 초 (흡수 볼륨에 대한 표준 용액에 (분석 지표 (3.4 절 참조)와 함께 미리로드)200-300 μL) (그림 2 층). </li><li> 10 분 비색 반응 (그림 2 층)에 완료 될 때까지 주위 환경에서면 기반 장치를 놓습니다. 세중의 각 실험을 반복합니다. </li><li> 각각의 테스트 패드 (도 2G)에서 발생하는 색채의 변화를 분석하는 장치를 검사한다. 데스크탑 스캐너 화상 해상도 600 dpi로 함께 RGB 모드 스캔 테스트 패드의 유리 테스트 패드를 찾는 결과. JPEG 형식으로 각각의 이미지를 저장합니다. </li><li> 각 색의 강도 (도 2H)를 결정하기 위해 이미지 분석 소프트웨어를 사용하여 컴퓨터에서 스캔 한 이미지를 분석한다. <ol><li> http://imagej.nih.gov/ij/에서 ImageJ에 소프트웨어를 다운로드합니다. 스캔 한 이미지 파일을 엽니 다. 메뉴 명령에서 이미지를 선택하고, 8 비트 그레이 스케일로 RGB 이미지를 변환하는 &quot;형식&quot;을 선택합니다. </li><li> 시험 패드 분석 영역을 선택하려면 도구 모음에서 &quot;타원형&quot;도구를 사용합니다. 선택 메뉴 통신에 &quot;분석&quot;의 ands 및 색상 강도를 분석하는 &quot;측정&quot;을 선택합니다. 기록은 강도 결과를 의미한다. </li></ol></li><li> 아질산염, 총 단백질 및 urobilinogen 분석 (그림 2I)의 표준 곡선을 설정합니다. <ol><li> 표준 아질산염, 총 단백질 및 urobilinogen 용액의 상이한 농도를 나타내며 stastical 소프트웨어를 이용한 2 차원 좌표계에서, 평균 강도 결과를 상관. </li><li> 이차 모델과 선형 회귀 모델별로 총 단백질과 urobilinogen 분석을위한 표준 곡선에 의해 아질산염 분석의 표준 곡선을 맞 춥니 다. </li></ol></li></ol> 5. 설립 표준 곡선 값을 이용하여 미지 시료의 농도를 결정 <ol><li> 아질산염, 총 단백질 및 미지 용액의 농도를 urobilinogen 결정 표준 용액의 농도 및 아질산 대용 강도 측정 결과, 총 단백질을 측정 한 바와 같은 장치를 사용하기 urobi2 단계에서 내장 된 모델의 방정식에 linogen 분석. </li></ol>

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	<li>Yager, P., Domingo, G. J., Gerdes, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Point-of-care+diagnostics+for+global+health.">Point-of-care diagnostics for global health.</a> Annu. Rev. Biomed. Eng. 10, 107-144 (2008).</li><li>Chin, C. D., Linder, V., Sia, S. 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S., 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=Urinary+biomarkers+for+sensitive+and+specific+detection+of+acute+kidney+injury+in+humans.">Urinary biomarkers for sensitive and specific detection of acute kidney injury in humans.</a> Clin. Transl. Sci. 1 (3), 200-208 (2008).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests. S.C.L., C.M.K., F.G.T., and C.M.C. are inventors of a patent (patent No.: US 8691162 B1) owned by National Tsing Hua University on the basis of the work reported in this manuscript. S.C.L., C.M.K., F.G.T., and C.M.C.have patents pending in Taiwan and China based on the work reported in this manuscript. M.Y.H. declares no potential conflict of interest.

이 프로토콜에서 중요한 단계는 여과지 (크로마토 여과지 또는 정량 여과지) (소수성 / 친수성을 가변으로)면 재료의 적절한 조합을 포함 결정. 잘 계획되고 실행 장치 설계는 최상의 성능 비색 분석법 속성을 렌더링한다. 우리의 비색 분석 결과에서, 여기에 제시된면 기반 분석 장치는 여러 질병 검출을위한 플랫폼으로 큰 잠재력을 보여줍니다. 현재 대부분의 측방 유동 기?...

현장 진료의 개발 (POC), 저렴한 강력하고 쉽게 사용이 글로벌 건강 1,2 향상을위한 필수적입니다있는 진단 장치. 특히, 장치는 셀룰로오스 기판 (예를 들면, 종이, 실, 면화) 때문에 편재, 저렴한 가격, 빠른 결과 3-7를 제공하기 위해 사용, 견고성 및 용량의 용이성 저렴한 비용 분석을위한 유망한 분석 플랫폼을 제공하는 구성. 여기서는 소변위한 측방 유동 기반 포맷을 사용하는면 기반 분석 장치의 개발을 공개. 이면 기반 분석 장치는 몇 가지 주요 장점 대안 검출 방법을 제공합니다 최소한의 인간의 노력으로 전) 제조를; ⅱ) 저렴한 비용으로; ⅲ) 용량은 교차 오염의 우려가없는 다수의 상이한 분석을 실시하는 데 사용하는 단계; . ⅳ) 장치 독립성, 즉, 기능은 추가 장비 및 / 또는 전기없이 실행하는 단계; 그리고, V) 속도 (비색 분석법)를 10 분 이내에 완료 될 수있다. 이면 기반 분석 장치의 구조는 네 부분으로 분할 될 수있다 : ⅰ) 외부 소수성 층 자연스럽게 소수성면; ⅱ) 내부에 친수성 ​​액체 위킹하는 운송 채널로서 기능면; 결합과 면화를 사용하고 있지만, 반응 / 테스트 패드의 배치를위한 구멍을 뚫고 포함 압축 ⅲ) 적층 필름; 및 ⅳ) 비색 분석법에 대한 반응 영역으로서면 (구체적으로는, 공간의 적층 막 중 천공)의 외부 표면 상에 배치 / 코팅 반응성 시약 매립 크로마토 종이 테스트 패드 (즉, 아질산 총 단백질, 산도, 그리고 urobilinogen 분석) 및 결과가 표시됩니다. 다음 시험의 기본 메커니즘이다. 코튼 기반 분석 장치는 부서를 통해 절반 방법을 관통하는 라인으로 득점한다코튼 물질의 H는 샘플 유체가 반응성 패드 사용되고 도달 할 수있는 유동 채널을 생성한다. 용액은 시험 패드 (도 1)의 흡수 단부로부터 유체 채널을 따라 악한 그러자 분석 장치의 흡수 에지는 타겟 샘플에 침지된다. 시험 패드의 흡수 강도면의 그것보다 크기 때문에, 테스트 패드로 흡수 용액은 리플 로우가 유체 채널로 다시이 없도록 확실하게 테스트 패드 종이 내부에 포함하고, 비색 결과는 이후에 고정 될 테스트 패드 소재입니다. 반응의 끝에서, 측색 결과 데스크탑 스캐너를 사용하여 기록하고, 화상 해석 소프트웨어를 통해 분석 하였다.

<table><tbody><tr><td>bovine serum albumin</td><td>Sigma-Aldrich, US</td><td>No. 9048468</td><td>&amp;ge; 99%</td></tr><tr><td>nitrite&amp;nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich, US</td><td>No. 7632000</td><td>&amp;ge; 99%</td></tr><tr><td>urobilinogen&amp;nbsp;</td><td>Santa Cruz Bio, US</td><td>No. SC-296690</td><td></td></tr><tr><td>citrate</td><td>Sigma-Aldrich U.S</td><td>No. 6132043</td><td>&amp;ge; 99%</td></tr><tr><td>tetrabromophenol blue</td><td>Sigma-Aldrich U.S</td><td>No. 4430255</td><td>&amp;ge; 99%</td></tr><tr><td>sulfanilamide</td><td>Sigma-Aldrich U.S</td><td>No. 63741</td><td>&amp;ge; 99%</td></tr><tr><td>citric acid&amp;nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich U.S</td><td>No. 77929</td><td>&amp;ge; 99.5%</td></tr><tr><td>&amp;nbsp;N-(1-naphthyl) ethylenediamine dihydrochloride</td><td>Sigma-Aldrich U.S</td><td>No. 1465254</td><td>&amp;ge; 98%</td></tr><tr><td>4-(Dimethylamine)benzaldehyde</td><td>AlfaAesar, U.S</td><td>No. A11712</td><td>&amp;ge; 98%</td></tr><tr><td>Methyl Red sodium salt</td><td>sigma, U.S</td><td>No. 114502</td><td>&amp;ge;95%</td></tr><tr><td>Bromothyle blue</td><td>sigma, U.S</td><td>No. 114413</td><td>&amp;ge;95%</td></tr><tr><td>Shiseido Cleansing Cotton</td><td>Shiseido, Japan</td><td>No. 79014</td><td></td></tr><tr><td>chromatography paper</td><td>GE Healthcare Whatman, Springfield Mill, UK</td><td>No. 30306132</td><td></td></tr><tr><td>plastic substrate</td><td>lamination film, MAS</td><td>A4</td><td>216 mm x 303 mm</td></tr><tr><td>scanner</td><td>microtek scanmaker</td><td>&amp;nbsp;i2400</td><td></td></tr><tr><td>paper cutter</td><td>Life paper cutter</td><td>No.306</td><td></td></tr><tr><td>laminator</td><td>AURORA&amp;nbsp;</td><td>LM4231H</td><td></td></tr><tr><td>laminator film</td><td>UNI LAMI&amp;nbsp;</td><td>4A</td><td></td></tr></tbody></table>

fabricating cotton analytical devices

강력한, 저렴한 비용 분석 장치는 사용하기 쉬운, 신속하고 저렴한해야한다. 이러한 장치는 부족한 샘플 작동 및 후속 치료에 대한 정보를 제공 할 수 있어야한다. 여기서는 횡 흐름 기반 포맷을 사용하고, 쉽게 신속하고 저렴한 제작 및 수행하는데 사용될 수있다 (즉, 아질산염, 총 단백질 및 urobilinogen 분석) 분석 장치 면화 기반 소변의 발전을 보여 교차 오염의 우려없이 여러 테스트합니다. 코튼은 흐름 기반 분석에 활용할 수있는 천연 흡수성 특성을 갖는 셀룰로오스 섬유로 구성된다. 우리면 기반 분석 장치의 단순하지만 우아한 제조 공정이 본 연구에 기재되어있다. 면 구조와 테스트 패드의 배치는 각각 소수성 물질의 흡수 강도를 이용한다. 때문에 이러한 물리적 특성, 색채 결과는 지속적으로 시험을 준수 할 수 있습니다인주. 이 장치는 적시에 임상 정보를받을 의사 수 및 조기 개입을위한 도구로서 큰 잠재력을 보여줍니다.

우리는 성공적으로 친수성 (내측 부분)을 특징으로 시판 세정면과 소수성 (외장 부) 속성 (도 1A)를 사용하여면 기반 분석 장치의 개발을 입증 하였다. (3) 접촉각 측정의 결과를 보여준다. 외부면의 소수성 인터페이스는 127.35 ° ± 4.73 °이었다. (도 2F)을 분석하고 사용자 친화적 인 측면에서, 여기에서 사용되는 비색 분석법...

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Fabricating Cotton Analytical Devices

To investigate simple fabrication approaches for multiple assay needs, we created a fluid-absorbing channel system made of cotton material. This device was used to establish a multiple detection platform, and solve contamination issues that commonly affect lateral flow-based biomedical devices, for clinical urinalysis of nitrite, total protein, and urobilinogen.

면 분석 장치를 제조

A robust, low-cost analytical device should be user-friendly, rapid, and affordable. Such devices should also be able to operate with scarce samples and ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

6.7K 조회수.  National Tsing Hua University. To investigate simple fabrication approaches for multiple assay needs, we created a fluid-absorbing channel system made of cotton material. This device was used to establish a multiple detection platform, and solve contamination issues that commonly affect lateral flow-based biomedical devices, for clinical urinalysis of nitrite, total protein, and urobilinogen.

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Fabrication of Electrochemical-DNA Biosensors for the Reagentless Detection of Nucleic Acids, Proteins and Small Molecules

As medicine is currently practiced, doctors send specimens to a central laboratory for testing and thus must wait hours or days to 
receive the results. Many patients would be better served by rapid, bedside tests. To this end our laboratory and others have developed a versatile, reagentless 
biosensor platform that supports the quantitative, reagentless, electrochemical detection of nucleic acids (DNA, RNA), proteins (including antibodies) and small 
molecules analytes directly in unprocessed clinical and environmental samples. In this video, we demonstrate the preparation and use of several biosensors in this 
"E-DNA" class. In particular, we fabricate and demonstrate sensors for the detection of a target DNA sequence in a polymerase chain reaction mixture, an HIV-specific antibody and the drug cocaine. The preparation procedure requires only three hours of hands-on effort followed by an overnight incubation, and their use requires only minutes.

"E-DNA" sensors, reagentless, electrochemical biosensors that perform well even when challenged directly in blood and other complex matrices, have been adapted to the detection of a wide range of nucleic acid, protein and small molecule analytes. Here we present a general procedure for the fabrication and use of such sensors.

핵산, 단백질과 작은 분자의 Reagentless 감지를위한 전기 -의 DNA Biosensors의 제작

As medicine is currently practiced, doctors send specimens to a central laboratory for testing and thus must wait hours or days to 
receive the results. ...

연구

생체공학

Fabrication of Large-area Free-standing Ultrathin Polymer Films

This procedure describes a method for the fabrication of large-area and ultrathin free-standing polymer films. Typically, ultrathin films are prepared using either sacrificial layers, which may damage the film or affect its mechanical properties, or they are made on freshly cleaved mica, a substrate that is difficult to scale. Further, the size of ultrathin film is typically limited to a few square millimeters. In this method, we modify a surface with a polyelectrolyte that alters the strength of adhesion between polymer and deposition substrate. The polyelectrolyte can be shown to remain on the wafer using spectroscopy, and a treated wafer can be used to produce multiple films, indicating that at best minimal amounts of the polyelectrolyte are added to the film. The process has thus far been shown to be limited in scalability only by the size of the coating equipment, and is expected to be readily scalable to industrial processes. In this study, the protocol for making the solutions, preparing the deposition surface, and producing the films is described.

We describe a method for the fabrication of large-area (up to 13 cm diameter) and ultrathin (as thin as 8 nm) polymer films. Instead of using a sacrificial interlayer to delaminate the film from its substrate, we use a self-limiting surface treatment suitable for arbitrarily large areas.

대 면적의 제작은 초박막 고분자 필름을 무료 서

This procedure describes a method for the fabrication of large-area and ultrathin free-standing polymer films.  Typically, ultrathin films are prepared ...

화학

Fabrication of Carbon Nanotube High-Frequency Nanoelectronic Biosensor for Sensing in High Ionic Strength Solutions

The unique electronic properties and high surface-to-volume ratios of single-walled carbon nanotubes (SWNT) and semiconductor nanowires (NW) 1-4 make them good candidates for high sensitivity biosensors. When a charged molecule binds to such a sensor surface, it alters the carrier density5 in the sensor, resulting in changes in its DC conductance. However, in an ionic solution a charged surface also attracts counter-ions from the solution, forming an electrical double layer (EDL). This EDL effectively screens off the charge, and in physiologically relevant conditions ~100 millimolar (mM), the characteristic charge screening length (Debye length) is less than a nanometer (nm). Thus, in high ionic strength solutions, charge based (DC) detection is fundamentally impeded6-8.
We overcome charge screening effects by detecting molecular dipoles rather than charges at high frequency, by operating carbon nanotube field effect transistors as high frequency mixers9-11. At high frequencies, the AC drive force can no longer overcome the solution drag and the ions in solution do not have sufficient time to form the EDL. Further, frequency mixing technique allows us to operate at frequencies high enough to overcome ionic screening, and yet detect the sensing signals at lower frequencies11-12. Also, the high transconductance of SWNT transistors provides an internal gain for the sensing signal, which obviates the need for external signal amplifier.
Here, we describe the protocol to (a) fabricate SWNT transistors, (b) functionalize biomolecules to the nanotube13, (c) design and stamp a poly-dimethylsiloxane (PDMS) micro-fluidic chamber14 onto the device, and (d) carry out high frequency sensing in different ionic strength solutions11.

We describe the device fabrication and measurement protocol for carbon nanotube based high frequency biosensors. The high frequency sensing technique mitigates the fundamental ionic (Debye) screening effect and allows nanotube biosensor to be operated in high ionic strength solutions where conventional electronic biosensors fail. Our technology provides a unique platform for point-of-care (POC) electronic biosensors operating in physiologically relevant conditions.

높은 이온 강도 솔루션에 감지하기위한 탄소 나노 튜브 고주파 나노 바이오 센서의 제작

The unique electronic properties and high surface-to-volume ratios of single-walled carbon nanotubes (SWNT) and semiconductor nanowires (NW) 1-4 make them ...

Microfluidic Dry-spinning and Characterization of Regenerated Silk Fibroin Fibers

The protocol demonstrates a method for mimicking the spinning process of silkworm. In the native spinning process, the contracting spinning duct enables the silk proteins to be compact and ordered by shearing and elongation forces. Here, a biomimetic microfluidic channel was designed to mimic the specific geometry of the spinning duct of the silkworm. Regenerated silk fibroin (RSF) spinning doped with high concentration, was extruded through the microchannel to dry-spin fibers at ambient temperature and pressure. In the post-treated process, the as-spun fibers were drawn and stored in ethanol aqueous solution. Synchrotron radiation wide-angle X-ray diffraction (SR-WAXD) technology was used to investigate the microstructure of single RSF fibers, which were fixed to a sample holder with the RSF fiber axis normal to the microbeam of the X-ray. The crystallinity, crystallite size, and crystalline orientation of the fiber were calculated from the WAXD data. The diffraction arcs near the equator of the two-dimensional WAXD pattern indicate that the post-treated RSF fiber has a high orientation degree.

A protocol for the microfluidic spinning and microstructure characterization of regenerated silk fibroin monofilament is presented.

미세 드라이 회전 및 재생성된 실크 Fibroin 섬유의 특성

The protocol demonstrates a method for mimicking the spinning process of silkworm. In the native spinning process, the contracting spinning duct enables ...

Fabrication of an Optical Cell Dryer for the Spectroscopic Analysis Cells

Optical cells, which are experimental instruments, are small, square tubes sealed on one side. A sample is placed in this tube, and a measurement is performed with a spectroscope. The materials used for optical cells generally include quartz glass or plastic, but expensive quartz glass is reused by removing substances, other than liquids, to be analyzed that adhere to the interior of the container. In such a case, the optical cells are washed with water or ethanol and dried. Then, the next sample is added and measured. Optical cells are dried naturally or with a manual hairdryer. However, drying takes time, which makes it one of the factors that increase the experiment time. In this study, the objective is to drastically reduce the drying time with a dedicated automatic dryer that can dry multiple optical cells at once. To realize this, a circuit was designed for a microcomputer, and the hardware using it was independently designed and manufactured.

A protocol for fabricating a device for simultaneously drying multiple optical cells is presented.

한 광학 셀의 제작 건조 분 광 분석 셀에 대 한

Optical cells, which are experimental instruments, are small, square tubes sealed on one side. A sample is placed in this tube, and a measurement is ...

공학

Hybrid Printing for the Fabrication of Smart Sensors

A method to combine additively manufactured substrates or foils and multilayer inkjet printing for the fabrication of sensor devices is presented. First, three substrates (acrylate, ceramics, and copper) are prepared. To determine the resulting material properties of these substrates, profilometer, contact angle, scanning electron microscope (SEM), and focused ion beam (FIB) measurements are done. The achievable printing resolution and suitable drop volume for each substrate are, then, found through the drop size tests. Then, layers of insulating and conductive ink are inkjet printed alternately to fabricate the target sensor structures. After each printing step, the respective layers are individually treated by photonic curing. The parameters used for the curing of each layer are adapted depending on the printed ink, as well as on the surface properties of the respective substrate. To confirm the resulting conductivity and to determine the quality of the printed surface, four-point probe and profilometer measurements are done. Finally, a measurement set-up and results achieved by such an all-printed sensor system are shown to demonstrate the achievable quality.

Here we present a protocol for the fabrication of inkjet-printed multilayer sensor structures on additively manufactured substrates and foil.

스마트 센서의 제조에 인쇄 하는 하이브리드

A method to combine additively manufactured substrates or foils and multilayer inkjet printing for the fabrication of sensor devices is presented. First, ...

Fabrication of Three-dimensional Paper-based Microfluidic Devices for Immunoassays

Paper wicks fluids autonomously due to capillary action. By patterning paper with hydrophobic barriers, the transport of fluids can be controlled and directed within a layer of paper. Moreover, stacking multiple layers of patterned paper creates sophisticated three-dimensional microfluidic networks that can support the development of analytical and bioanalytical assays. Paper-based microfluidic devices are inexpensive, portable, easy to use, and require no external equipment to operate. As a result, they hold great promise as a platform for point-of-care diagnostics. In order to properly evaluate the utility and analytical performance of paper-based devices, suitable methods must be developed to ensure their manufacture is reproducible and at a scale that is appropriate for laboratory settings. In this manuscript, a method to fabricate a general device architecture that can be used for paper-based immunoassays is described. We use a form of additive manufacturing (multi-layer lamination) to prepare devices that comprise multiple layers of patterned paper and patterned adhesive. In addition to demonstrating the proper use of these three-dimensional paper-based microfluidic devices with an immunoassay for human chorionic gonadotropin (hCG), errors in the manufacturing process that may result in device failures are discussed. We expect this approach to manufacturing paper-based devices will find broad utility in the development of analytical applications designed specifically for limited-resource settings.

We detail a method to fabricate three-dimensional paper-based microfluidic devices for use in the development of immunoassays. Our approach to device assembly is a type of multilayer, additive manufacturing. We demonstrate a sandwich immunoassay to provide representative results for these types of paper-based devices.

면역 측정법에 대한 3 차원 종이 기반 미세 유체 장치의 제작

Paper wicks fluids autonomously due to capillary action. By patterning paper with hydrophobic barriers, the transport of fluids can be controlled and ...

A Simple and Scalable Fabrication Method for Organic Electronic Devices on Textiles

Today, wearable electronics devices combine a large variety of functional, stretchable, and flexible technologies. However, in many cases, these devices cannot be worn under everyday conditions. Therefore, textiles are commonly considered the best substrate to accommodate electronic devices in wearable use. In this paper, we describe how to selectively pattern organic electroactive materials on textiles from a solution in an easy and scalable manner. This versatile deposition technique enables the fabrication of wearable organic electronic devices on clothes.

In this paper, we present a protocol to selectively deposit organic materials on textiles, which allows for the direct integration of organic electronic devices with wearables. The fabricated devices can be fully integrated in textiles, respecting their mechanical appearance and enabling sensing capabilities.

섬유에 유기 전자 장치를위한 간편하고 확장 가능한 제조 방법

Today, wearable electronics devices combine a large variety of functional, stretchable, and flexible technologies. However, in many cases, these devices ...

나노셀룰로오스 종이 기반 분석 장치의 마이크로 엠보싱 제작  

Microembossing: A Convenient Process for Fabricating Microchannels on Nanocellulose Paper-Based Microfluidics

Nanopaper, derived from nanofibrillated cellulose, has generated considerable interest as a promising material for microfluidic applications. Its appeal lies in a range of excellent&#160;qualities, including an exceptionally smooth surface, outstanding optical transparency, a uniform nanofiber matrix with nanoscale porosity, and customizable chemical properties. Despite the rapid growth of nanopaper-based microfluidics, the current techniques used to create microchannels on nanopaper, such as 3D printing, spray coating, or manual cutting and assembly, which are crucial for practical applications, still possess certain limitations, notably susceptibility to contamination. Furthermore, these methods are restricted to the production of millimeter-sized channels. This study introduces a straightforward process that utilizes convenient plastic micro-molds for simple microembossing operations to fabricate microchannels on nanopaper, achieving a minimum width of 200 &#181;m. The developed microchannel outperforms existing approaches, achieving a fourfold improvement, and can be fabricated within 45 min. Furthermore, fabrication parameters have been optimized, and a convenient quick-reference table is provided for application developers. The proof-of-concept for a laminar mixer, droplet generator, and functional nanopaper-based analytical devices (NanoPADs) designed for Rhodamine B sensing using surface-enhanced Raman spectroscopy was demonstrated. Notably, the NanoPADs exhibited exceptional performance with improved limits of detection. These outstanding results can be attributed to the superior optical properties of nanopaper and the recently developed accurate microembossing method, enabling the integration and fine-tuning of the NanoPADs.

저자 스포트라이트: Nanopaper의 마이크로채널 제조를 통한 미세유체역학의 혁명 

This protocol describes a straightforward process that utilizes convenient plastic micro-molds for simple microembossing operations to fabricate microchannels on nanofibrillated cellulose paper, achieving a minimum width of 200 &#181;m.

마이크로엠보싱: 나노셀룰로오스 종이 기반 미세유체역학에서 마이크로채널을 제작하기 위한 편리한 공정

Nanopaper, derived from nanofibrillated cellulose, has generated considerable interest as a promising material for microfluidic applications. Its appeal ...

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