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

Aygıt Bir Zaman Kullanım Malzemelerin hazırlanması 1. <ol><li> Borunun hazırlanması <ol><li> 15 cm parça halinde tüp kesti. Boru 1,6 mm iç çap ve 3,2 mm dış çapa sahiptir. </li><li> Asmak tüp parçaları dikey bant kullanarak. Aşırı florpolimer çözümü toplamak için tüpler altına kağıt havlu yerleştirin. </li><li> Bu iç duvara bütün çevresi ile temas edecek şekilde, şırınga kullanarak her bir boru kesitinin üst açıklığı içine floropolimer çözeltisi 100 ul enjekte edilir. </li><li> Tüp segmentleri florpolimer çözümün aşırı miktarda kaldırmak için 1 saat süreyle yerinde asmak için izin verin. </li><li> Dışarı damla vermedi tüpün alt tarafında herhangi bir florpolimer çözüm temizleyin. Pozisyon asılı tüpünü çıkarın ve kağıt havlu atmayın. </li><li> 1 saat süre ile 100 ° C&#39;de fırına yer boru parçalarının floropolimer kaplama tabakasını tavlanması için. </li><li> Fırından tüp segmentleri çıkarın. Tüp seg olarak, cımbız kullanınments sıcak olacaktır. </li></ol></li><li> Seyreltilmiş manyetik boncuk çözeltisi hazırlanması <ol><li> Carry-over hacmi ve MB kütle, Şekil 2&#39;de gösterilen arasındaki ilişki tarafından tespit edildiği üzere, arzu edilen carry-over hacmi elde etmek için gerekli manyetik tane konsantrasyonu hesaplanır. Not: Orijinal MB çözelti, çözeltinin 50 ml MB olarak 1 g sahiptir. ~ 0.4 ul bir şekilde bir hacim elde etmek üzere 4 (su MB çözeltisi:) 20 ul test odasının hacmi göz önüne alındığında, 6 oranında damıtılmış su, orijinal MB seyreltilir. Farklı carry-over hacmi istendiğinde seyreltme oranını ayarlayın. </li><li> Bir mikro-dengesi üzerine 20 ml&#39;lik numune şişesine koyun. Denge sıfır. </li><li> Bir mikro pipet ile 0.6 ml geri sonra manyetik boncuk çözeltisi kabı çalkalayın. </li><li> Dengesine örnek şişesine Pipetlenen çözüm dağıtın. </li><li> Örnek şişesine damıtılmış su, 0.4 ml koyun. </li></ol></li><li> Floresan boya lJK hazırlık <ol><li> 1 dakika boyunca çözelti vorteks DI suya boya 2 wt.% Çözülür. </li></ol></li></ol> Floresan Deney için deneysel Kur 2. Hazırlık <ol><li> Boru cihazının hazırlanması. <ol><li> Hortumun bir ucuna bir dişi Luer kilit bağlantısını takın. </li><li> 3 ml hacmi ve 0.1 ml mezuniyet sahip bir Luer-lock şırınga içine tüp yerleştirin. </li><li> Şırınga pompası içine şırınga yerleştirin ve / saat 2 ml besleme hızını ayarlamak. </li><li> Boru içine sıvıların doğru yerleştirilmesi için, manyetik boncuklar ve floresan boya içeren bir solüsyon geri çekme şırınga pompası kullanımı. </li><li> Şırınga pompası çekilmesini kullanarak tüp içine manyetik boncuk solüsyonu 20 ul ekleyin. Bu sıvı kademeli bir test odası (test odasının hacmi deneye bağlı olarak değişebilir) olarak ifade edilir. 1 dakika boyunca manyetik boncuk çözeltisi ile konteyner vorteks ve ardından esnasında elle ajite<html> çekilme döngüsü üniforma MB dispersiyonlarını oluşturmak için. </li><li> Test odası sıvı ekleme varılmıştır sonra, tüpün içine hava 6 ul çıkarın. Hava Bu hacim, daha sonra iki sıvı kesimleri arasında bir vana oluşturacaktır. </li><li> Hava boşluğu, ekleme işlemi tamamlandıktan sonra, floresan boya ile para çekme sıvısı 180 ul başlar. Bu sıvı kademeli bir rezervuar olarak adlandırılır. Hazne hacminin deneye bağlı olarak değişebilir. Büyük rezervuar hacmi boya konsantrasyonunun değişimi en aza indirmek için faydalıdır. </li><li> Tüpün diğer ucu üzerine ikinci bir dişi Luer kilit bağlantısını yerleştirin. </li><li> Şırınga tüp aygıtı kaldırın. </li><li> Cihazın her iki ucunda Luer-kilit kapaklar yerleştirin. </li></ol></li><li> Floresan deneyler için Optik kurulum <ol><li> Inverted mikroskop bağlı tüm bileşenleri açın. </li><li> Bilgisayarı açın ve mikroskop görüntüleme yazılımını açın. </li></ol></li></ol>Floresan Deneylerin için &quot;&gt; 3. Deney Prosedürü <ol><li> Ters bir mikroskop kullanılarak test odasının ve rezervuarın ilk floresan yoğunluğu ölçüm alın. Numunenin floresan analiz ederken, odak tüp içinde sıvı segmentinin (x ve y yönlerinde) orta konumda olduğundan emin olun. Veri elektronik tablonun rekor ölçümleri. </li><li> Manyetik boncuk tüm test odasının bir alana ayırmak böyle küp mıknatıs üstünden cihazı yerleştirin. Mıknatıs (~ 10 sn) üstünden cihazı hareket ettirerek rezervuara boncuk aktarın. 1 inç Neodimyum mıknatıs küp 45.6 kg çekme kuvveti ile sınıf N48 olduğunu. </li><li> Manyetik boncuk kümesi hava boşluğu boyunca ve kap içine transfer edildikten sonra, mıknatısın üst üzerinde cihazı yerleştirerek ve küme içinde hapsolmuş olan sıvının serbest bırakmak için döner manyetik boncuk çalkalayın. Rezervuarın homojenizasyon olmuştur kadar manyetik boncuk ajitasyon devamtamamlanmış (~ 30-45 sn). </li><li> Mıknatıs rezervuar manyetik boncuk tek bir bölgeye ayırmak böyle üstünden cihazı yerleştirin. Test odasına geri manyetik boncuk küme aktarın. </li><li> Küme testi odasına ulaştığında, mıknatısın üstünden cihazı yerleştirerek ve içinde hapsolmuş floresan sıvı serbest dönen manyetik boncuk çalkalayın. Test bölmesinin homojenizasyon (~ 30-45 sn) tamamlanana kadar manyetik boncuk ajitasyon devam edin. </li><li> Ters bir mikroskop kullanılarak test odasının ve rezervuar hem floresan yoğunluğu ölçümleri alın. Veri elektronik tablonun rekor ölçümleri. </li><li> Her iki sıvı segmentleri benzer floresan yoğunlukları (~ 100 devir) yakınsama kadar Adımları 3,2-3,6 tekrarlanır. </li></ol> Floresan Verilerin 4. Sayısal Analizi <ol><li> Floresan yoğunluğu verileri bir elektronik içine saklanan sayesinde, MATLAB kullanarak sayısal analizi gerçekleştirmek. </li><li> Derive denklemleri rezervuar ve test odasına hem de floresan yoğunluğu teorik değerini hesaplamak için. MATLAB komut dosyasına aşağıdaki denklemler birleştirme: I florasan yoğunluğu (AU), V hacmi (il) &#39;dir, n, transferlerin sayısı, RT test odası, ve Cı-taşıyan üzerinde, deposudur. </li><li> MATLAB, araziler oluşturmak ve tüm deneyler için carry-over hacmini belirlemek için analiz kullanma. Şekil 2 üretmek için bu verileri kullanın. </li></ol> Surfaktan Deneyler için deneysel Kur 5. Hazırlık <ol><li> Boru cihazının hazırlanması. <ol><li> Hortumun bir ucu üzerine bir dişi Luer-Kilidi takın. </li><li> Bir Luer-lock şırınga içine tüp yerleştirin. </li><li> Şırınga pompası içine şırınga yerleştirin ve / saat 2 ml besleme hızını ayarlamak. </li><li> Boru içine sıvıların doğru yerleştirilmesi için, manyetik boncuk ve SU içeren solüsyon çekmek için şırınga pompası kullanmakrfactant. </li><li> Şırınga pompası çekilmesini kullanarak tüp içine 20 ul manyetik boncuk çözüm yerleştirin. Bu sıvı kademeli bir test odası (test odasının hacmi deneye bağlı olarak değişebilir) olarak ifade edilir. Üniforma MB dağılımların oluşturmak için çekilme döngüsü sırasında elle manyetik boncuk çözeltisi ile konteyner çalkalayın. </li><li> Test odası sıvı ekleme varılmıştır sonra, tüpün içine hava 6 ul çıkarın. Hava Bu hacim daha sonra hava boşluğu ifade edilecektir. </li><li> Hava boşluğu, ekleme işlemi tamamlandıktan sonra, geri çekilme, saf C12E5 yüzey 180 ul başlar. Bu, daha sonra rezervuar olarak ifade edilecektir. </li></ol></li><li> Yüzey deneyler için Optik kurulumu. <ol><li> Manyetik boncuklar ile test odasının stereo mikroskop ile odak içinde olduğu şekilde boru donanımı cihazı ile şırınga pompası hareket ettirin. </li><li> Bir LED ışık kaynağının üstünde polarize film bir yaprak yerleştirin. Bağlı tüp altında LED ışık kaynağı kaydırınŞırınga pompası. </li><li> Bant kullanarak stereo mikroskop merceği başka polarize filmini takın. İki polarizer filmleri birbirinden mahsup 90 derecesine sahip olduğundan emin olun. </li><li> Stereo mikroskop bir CCD (şarj bağlı cihaz) kamera monte. Fotoğraf makinesini bilgisayara bağlayın ve görüntüleme yazılımı açın. </li></ol></li></ol> Yüzey aktif Deneyler 6. Deney Prosedürü <ol><li> Mıknatıs bir stand üzerine monte ederken test odasına yanındaki küp mıknatıs yerleştirin. </li><li> Manyetik boncukları, bir küme oluşturmak sonra, manyetik boncuk kümesi, hava boşluğu boyunca ve yüzey aktif madde depolama haznesine, test bölmesinden hareket edecek şekilde 2 ml / st bir besleme hızında bir tüp içinde sıvı pompalama başlar. </li><li> Manyetik boncuk küme hazne odasının orta noktasını ulaştığında, şırınga pompası pompalama durdurun. </li><li> Manyetik boncuk bir ayırmak için için izin, tüpten uzak küp mıknatıs taşınd manyetik boncuk küme içinde toplanan sıvı difüzyon süresini azaltır. </li><li> Farklı aşamalarında H 2 O / C12E5 karışım döngüsünü gözlemlemek için bilgisayar ekranı izleyin. </li><li> Sıvının yayılması ve faz değişim tamamlandıktan sonra manyetik boncuk bir küme içine oluşturacak, böylece, rezervuar geri eski hedefe mıknatıs yerleştirin. </li><li> Şırınga pompası kullanılarak, manyetik boncuk küme hava boşluğu karşısında, yüzey rezervuar transfer edilir ve öyle ki sıvıları çekme geri H 2 O test odasına. </li><li> Manyetik boncuk küme test odasının orta noktasını ulaştığında, şırınga pompası pompalama durdurun. </li><li> Uzak tüpten küp mıknatıs taşıyın. Bu manyetik boncuk ayrılması için izin verecek ve manyetik boncuk küme içinde sıkışıp sıvının difüzyon süresini azaltmaya yardımcı olacaktır. </li><li> Farklı aşamalarında H 2 O / C12E5 karışım döngüsünü gözlemlemek için bilgisayar ekranı izleyin. </li&gt; <li> Sıvının yayılması ve faz değişim tamamlandıktan sonra manyetik boncuk bir küme içine oluşturacak, böylece test odası tarafından eski hedefe geri mıknatıs yerleştirin. </li><li> Test odası, bir faz değişikliği görüntüler kadar tekrarlayın 6.2-6.11 adımları. </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.

Faz diyagramı inceleme için en yaygın teknikler, farklı bileşimlere ve oranları ile çoklu numuneler hazırlanmış ve uzun bir işlem malzemenin önemli bir miktarını neden termodinamik dengeye ulaşmak zorunda olması gerekir. Bazı zorluklar düz kılcal ve kızılötesi analiz yöntemini kullanarak (pasif arayüz taşıma) yöntemi DIT ile çözülebilir, ancak bunların hiçbiri düşük maliyetli yatırım ile tüm zorlukları çözebilirsiniz. Bu mikro-akışkan &quot;laboratu...

Çapı 1 mikrometrenin mertebesinde manyetik boncuk (MBS), özellikle biyomedikal cihazların, mikroakışkan-tabanlı uygulamalarda oldukça sık 1,2 kullanılmıştır. Bu cihazlarda, MBs birkaç isim gibi hücre ve nükleik asit ayrılması, kontrast maddeler ve ilaç dağıtım gibi yetenekleri teklifinde bulundular. Harici (manyetik alan) kontrol ve damlacık tabanlı Mikroakiskan kombinasyonu küçük hacimli (&lt;100 nl) ile immün 3 kontrolünü sağladı. Sıvı 4 taşıma için kullanılan MBS, aynı zamanda söz göstermiştir. Bu yaklaşım bir hava valfi ile ayrılmış bir tüp içinde sıvı segmentler arasındaki biyomoleküllerin taşımak için MBs kullanır. Bu yöntem, geçmişte görülen diğer daha karmaşık laboratuvar çip üzerinde aygıtları kadar güçlü değildir, fakat çok daha basit olan ve sıvının mikrolitre boyutlu hacimli taşıma kapasitesi sunmaktadır etmez. Benzer bir yaklaşım son zamanlarda Haselton grubu tarafından bildirilen 5 ve biyomedikal uygulanmıştırtahlilleri. Bu cihazın en önemli yönü biri yüzey gerilimi kontrollü hava valfi tarafından sunulan sıvı bölüm ayrılıktır. MBs bağlı sıvının mikrolitrelik bir hacim, bir dıştan uygulanan manyetik bir alanı kullanarak sıvı kesimleri arasında, bu hava boşluğu yoluyla taşınmaktadır. Harici manyetik alanın etkisi altında (1,9 um ortalama çapı ~ 0.4-7 um ila) mikropartikül MBs içindeki sıvı yakalar, mikro gözenekli bir küme oluşturmak. Bu sıvı hapsedilmesi gücü sonraki bir hazneden MBs taşırken yüzey gerilimi kuvvetlerini dayanmak için yeterli olmaktadır. En yaklaşımlarının sıvılar 6 içinde bulunan (örneğin, biyo-gibi) özel moleküllerin taşınmasını istediğiniz Tipik olarak, bu etki, istenmeyen bir durumdur. Bununla birlikte, çalışmalarımızda görülebileceği gibi, bu etki cihazının pozitif yönü olmak için kullanılabilir. Biz bu &#39;laboratuvarı-in-tüp kullanmış olmasıİkili malzeme sistemlerde faz diyagramlarını analiz etmek için, Şekil 1 &#39;de şematik olarak gösterilen&#39; yaklaşımı,. O zengin sağladığından yaygın vb Özellikle ilaç, gıda ürünleri, kozmetik gibi endüstriyel uygulamalarda kullanıldığı gibi yüzey C12E5, karakterizasyonu ana odak noktası olarak seçildi, H 2 O / C12E5 ikili sistem araştırıldı fazların kümesi keşfetmek için. Bu kimyasal karışımı, belirli konsantrasyonlarda 7-9 altında sıvı kristal fazına yani geçişler belirli bir yönü üzerinde odaklanmıştır. Bu geçiş kolaylıkla faz sınırları vurgulamak amacıyla optik mikroskop çalışmalarında polarıcıları dahil ederek cihazda görülmektedir. Faz diyagramlarını harita edememek faz geçişi 10 ile ilgili kinetik anlamak için çalışmanın çok önemli bir alandır. Tam çözücüler a sahip yüzey aktif madde etkileşimi belirlemek için yeteneğind diğer bileşenler nedeniyle karmaşıklığı ve birçok farklı aşamadan 11 için çok önemlidir. Diğer birçok teknikleri, daha önce faz değişimini karakterize etmek için kullanılmaktadır. Geleneksel yaklaşım her farklı konsantrasyonlarda oluşan ve onları uzun işlem süreleri ve örnek hacimlerinin yüksek miktarda gerektiren, dengeye sağlayan birçok örnekleri yapmayı da içerir. Daha sonra, numuneler, tipik haliyle, yüzey aktif madde bileşimlerinin 12,13 yüksek çözünürlüğe sahip pasif ara yüzey taşıma (DIT), optik yöntemler ile analiz edilir. Kullandığımız olan yönteme benzer şekilde, DIt yöntemi görüntü farklı bir faz sınırları polarize ışık kullanır.

<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

1,9 um ortalama çap ~ manyetik boncuk bu sıvı segmentlerinin faz değişimi araştırmak amacıyla bir tüp ile bitişik segmentler arasında bir sıvı sıvıların mikrolitre hacimleri taşımak için kullanılmıştır. Manyetik boncuk boncuk dışarıdan bitişik sıvı segmentleri arasındaki hava valfini köprü için izin, bir mıknatıs kullanarak kontrol edildi. Bir hidrofobik kaplama iki sıvı kesimleri arasındaki mesafeyi artırmak için borunun iç yüzeyine uygulanmıştır. Uygulanan manyetik alan carry-over hacim olarak ifade edilir, küme içinde belirli bir sıvı miktarının yakalama, manyetik boncuklar bir toplam küme oluşturmuştur. Bir flüoresan boya daha sonra komşu sıvı segmentinde floresan yoğunluğu değiştirildi, sıvı transferleri, bir dizi, ardından bir sıvı segmentine ilave edildi. Ölçülen floresan yoğunluğu değişim sayısal analizi göre, manyetik boncuk kütlesi başına carry-over hacmi bulunmuştur~ 2 ila 3 ul / mg. Bu sıvı, az miktarda bir laboratuar içinde boru yaklaşım, cihazın uygulanabilirliğini arttırmak birkaç yüz mikrolitrelik nispeten az sıvı bölmeleri kullanımı izin vermektedir. Bir sıvı hacmi içinde küçük bir kompozisyon değişik uygulama, bu teknik su ve yüzey aktif C12E5 (pentaetilen glikol monododesil eter) arasında ikili faz diyagramını analiz alışılmış metotlardakinden daha küçük örnek hacimlerinin ile daha hızlı analiz yol uygulanmıştır.

Manyetik boncuk kütlesinin bir fonksiyonu olarak, sayısal analiz, ortalama sıvı taşınmasını hacimler için MATLAB ile birlikte, manyetik boncuklar ile sıvı ul hacimli miktarlarının taşınması için Lab-in-Tube yaklaşımı kullanarak, (Şekil 2) belirlenmiştir. Manyetik boncuk yüksek kütle 2-3 ul / mg oranında daha yüksek carry-over hacmini sağlar. Deney düzeneği (Şekil 1) H2O / C12E5 ikili sistem içinde faz değişikliği gözlemek için kullanıldı....

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.

Faz Diyagramı Karakterizasyonu Sıvı Taşıyıcılar Manyetik Boncuk Kullanarak

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

12.2K Görüntüleme.  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.

Sıvı Hücre Transmisyon Elektron Mikroskobu kullanarak Sıvılarda Malzemelerin Dinamik Süreçler Revealing

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

Mühendislik

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.

Sıvı İyonizasyon Odası Rekombinasyon Etkileri Karakterizasyonu bir Radyocerrahi Accelerator Dozimetri için kullanılır

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.

2-D Dama Faz GRATING kullanarak birden çok Directions boyunca X-ışını Işın Tutarlılık Ölçümü

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.

Düzlemsel Örnekleri Manyetik tanecikler Görüntüleme Manyetik algılama Tarayıcı Karıştırma frekansı

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.

Tarama Transmisyon Elektron Mikroskobu kullanılarak Sıvı Nano-ölçekli Nesnelerin dinamik Süreçlerinin İncelenmesi

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.

İletim Kikuchi difraksiyonu kullanılarak ultra-ince taneli ve Nanokristal Malzemelerin Karakterizasyonu

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.

Elektrik alanı kontrol elektronik elektrolit çoğunluğuna tarafından WS2 Nanodevices durumlarda

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.

Silikon nitrür membranlar üzerinde manyetik nanoyapıları imalatı transmisyon mikroskopisi teknikleri kullanarak manyetik girdap etütler

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.

Manyetik olarak ayarlı ölçüm Ferroelectric polarizasyon sıvı kristaller içinde

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.

Genlik ve lazer ışınları aşaması bir salt faz mekansal ışık modülatörü kullanarak şekillendirme

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