The authors would like to convey their gratitude for the technical support provided by National Synchrotron Radiation Research Center (NSRRC) (Taiwan). The authors are grateful for the financial support provided by the Ministry of Science and Technology of the Republic of China (Taiwan) and the Industrial Technology Research Institute (Taiwan).

Dikkat! Bazı kimyasal maddeler (örneğin, akrilamid, 1,1-dikloretan), bu işlemlerde kullanılan akut toksik ve kanserojendir. Kullanmadan önce tüm ilgili malzeme güvenlik bilgi formlarını (MSDS) bakın. deneyler yaparken uygun güvenlik uygulamalarını takip edin. Not: Aksi belirtilmediği sürece, bir Sınıf 100 laminar akış başlığı içinde, ortam sıcaklığında işlemleri yürütmek. Dipol-destekli SPE Microchip 1. Fabrikasyon <ol><li> PMMA Microchip hazırlanması Not: çip imalat protokolü başka yerlerde tarif edilene benzer 8. <ol><li> Çipin ağ deseni çizin (Şekil 1 (a)) üreticinin protokolüne göre bilgisayar destekli tasarım (CAD) yazılımı kullanılarak. </li><li> PMMA levha monte çalışma masasında (350 mm (L) 20 mm (W) x 2 mm (H) x)Daha sonra lazer mikro sistemi ve vakumlu levha yüzeyi üzerinde lazer kaynağı odaklanır. </li><li> Mikro sistemi kontrol paneli sayesinde CAD yazılımı Yazdır seçin ve ardından% 45 (4.5 W),% 13 (99.06 mm sn-1) olarak Güç, Hız ve Kalem Mod ayarlayın ve vect. Not: Kanal özelliklerini etkileyen bu tür Güç, Hız ve Kalem Modu gibi parametreler önceden araştırıldı. Değerlendirme yöntemi karmaşık akademik amaçlar olmadan kanallar için makineye adaptasyonu için uygun bir kanal kullanılmıştır Yuan ve Dasa. 17 Bu çalışmada seçilen parametreler tarafından önerilen benzer oldu. İnsanlar ihtiyaç doğrultusunda lazer işleme için başka bir koşul seçebilirsiniz. </li><li> . Üreticinin protokolüne uygun olarak lazer mikro sistemi tarafından çekilen kalıp ve makine PMMA Baskı Şekil 1 (b) </strong&gt; 1 (c) Şekil. fabrikasyon mikroçip düzenini görüntüler işlenmiş plaka kesitinin fotoğrafı görüntüler. Lazer radyasyonuna maruz kalma nedeniyle ciddi göz hasarı önlemek için lazer sistemi kullanılarak Dikkat! Gözlük takın. Uygun bir egzoz sistemi nedeniyle lazer işleme sırasında duman / duman üretimi tavsiye edilir. </li><li> Kapak plakası, Şekil 1, bir birleşik çıkış için örnek bir giriş yeri, bir tampon girişi ve alt plaka üzerinde yıkama sıvısı giriş ve biri için matkap üç 1/16 inç çapında bir giriş delikleri (B). ! Dikkat fiziksel yaralanmaları önlemek için işleme prosedürleri sırasında matkap ucu ile vücut temasından kaçının. delerken eldiven giyen yasaklanmıştır. </li><li> 10 dakika boyunca ultrasonik osilatör ile% 0.1 çalkalanarak 1 L&#39;lik bir kap (w / v) sodyum dodesil sülfat (SDS) çözeltisi 1 L işlenmiş plakaları bırakın. </li><li> w SDS çözümü değiştirini deiyonize su ve 10 dakika boyunca ultrasonik osilatör ile çalkalayın. </li><li> Taze bir rezidüel DI H2O değiştirin ve 10 dakika boyunca ultrasonik osilatörle ile çalkalanarak DI H2O 1 L işlenmiş plakaları bırakın. Daha sonra, 2 dakika süre ile hafif bir azot akımı ile temizlenen her plaka kurutun. </li><li> Çıplak gözle iki işlenmiş tabak hizalayın ve sonra bağlayıcı klipleri kullanarak iki cam kurulları arasındaki iki tabak sandviç. </li><li> 30 dakika boyunca 105 ° C&#39;de basınç altında iki tabak da bağlayın. </li><li> ortam sıcaklığına sandviç soğutun ve daha sonra bağlayıcı klipleri ve cam panoları çıkarın. </li><li> erişim deliklere 1/16 inç dış çaplı poli (etheretherketone) (PEEK) tüpleri yerleştirin ve sonra bir iki bileşenli epoksi bazlı yapıştırıcı ile kanalları sabitleyin. </li><li> 12 saat için çevre sıcaklığında yapışkan kurutun. </li></ol></li><li> PMMA Microchip Kanal İçişleri Modifikasyonu <br/&gt; Not:. Aşağıdaki kısmen hafif değişiklikler yayınlanan prosedürlere atıfta 8,18,19 <ol><li> 12 saat (72 mL toplam satış hacmi) için mikroçip bir peristaltik pompa ile 1-100 ul dk&#39;lık bir akış hızında bir doymuş sodyum hidroksit (NaOH) çözeltisi sunmak. </li><li> Bir artık çözeltinin ayrılması ve daha sonra 100 ul dk&#39;lık bir akış oranında DI H2O ile kanal iç yıkayın - 30 dakika (3 mL toplam satış hacmi) bir peristaltik pompa vasıtasıyla 1. </li><li> H2O kalıntı DI çıkarmak ve daha sonra 100 ul dk&#39;lık bir akış oranında mikroçip bir% 0.5 (h / h), nitrik asit (HNO 3) bir çözüm sunmak - 30 dakika (3 mL toplam hacim için peristaltik bir pompa aracılığıyla 1 ). </li><li> Bir artık çözeltinin ayrılması ve daha sonra 100 ul dk&#39;lık bir akış oranında karanlıkta mikroçip içine akrilamid çözeltisi (ağ / hac)% 50 teslim - 1 V8 saat (48 ml toplam teslim hacmi) için ia peristaltik pompa. </li><li> Bir artık çözeltinin ayrılması ve daha sonra 100 ul dk&#39;lık bir akış oranında DI H2O ile kanal iç yıkayın - 30 dakika (3 mL toplam satış hacmi) bir peristaltik pompa vasıtasıyla 1. </li><li> Peristaltik bir pompa ile artık DI H 2 O kaldırmak için hava pompası ve daha sonra ışığa maruz kalması çıkarma kanalının istenilen bölgesini sağlayan bir in-house inşa photomask ile mikroçip kapsamaktadır. Not: in-house inşa photomask bir siyah kağıt yapılmış açık bir pencere (94 mm (L) 2 mm (W) x) içeren istenen bölgeyi izin (114 mm (L) 22 mm (W) x) ekstraksiyon kanalının ışığa maruz. </li><li> Cl-İçeren SPE Formasyonu Çözüm hazırlanması <ol><li> etanol en az üç kartuş hacimleri tutarındaki inhibitör kaldırma SPE kartuşu yıkayın. </li><li> 1,1&#39;-dikloroeten kartuşu yıkayınkullanımdan önce en az üç kartuş hacimleri tutarında. </li><li> tedavi kartuşundan 1,1&#39;-dikloroeten 1 ml geçmek ve daha sonra, alüminyum folyo ile sarılmış bir numune şişesi içine kısmını (20 mi) toplanır. </li><li> 491 ul 1,1 &#39;dikloretan 12 mg 2,2&#39;-azobisizobütironitril (AIBN), 3.18 mi etanol ihtiva eden çözelti içine, 100 ml bir cam şişe içinde 1.65 mL heksanlar ekleyin. </li></ol></li><li> 10 dakika (ışık yoğunluğu ~ 2.65 mW cm için 365 nm maksimum emisyon dalga boyu radyasyon (UV 365) şırınga enjeksiyonu ile Cl-içeren SPE oluşumu çözeltisi (yaklaşık 200 ul) ile talaş kanalını doldurun ve sonra ultraviyole mikroçip maruz -2). Dikkat uygun bir egzoz sistemi, çünkü UV ışınlaması sırasında ozon üretimi, tavsiye edilir. </li><li> Şırınga enjeksiyonundan tarafından yeni bir Cl içeren SPE formasyonu çözeltisi (yaklaşık 200 ul) ile artık çözüm değiştirinction ve sonra tekrar 10 dakika süreyle 365 radyasyon UV (ışık yoğunluğu ~ 2.65 mW cm -2) için mikroçip maruz bırakmaktadır. </li><li> Tekrarlayın Adım 1.2.9 18 kez. </li><li> 30 dakika (3 mL toplam satış hacmi) için peristaltik bir pompa aracılığıyla 1-100 ul dakika akış hızında, etanol ile kanal iç durulayın. peristaltik bir pompa ile bir artık çözeltinin uzaklaştırılmasından sonra, daha sonraki kullanım için bir fermuarlı torba imal mikroçip saklayın. </li></ol></li></ol> PMMA Modifikasyon 2. Yüzey Doğrulama <ol><li> Temas Açısı Analizi <ol><li> PMMA levhanın kesilmesi lazer mikro sistemi (50 mm (U), 20 mm x (W) x 2 mm (H)) PMMA sübstratlara (350 mm (U), 20 mm (G) x 2 mm (Y) x) . </li><li> 50 ml konik bir tüp içinde bir NaOH çözeltisi, doymuş 40 ml PMMA substratlar bırakın ve daha sonra 12 saat için sallanan bir sallayıcı cihaz aracılığıyla elde edilen karışımları çalkalayın. </li><li> P durulama ardından kalıntı çözüm kaldırmak ve40 ml DI H2O ile MMA yüzeyler </li><li> 40 mi DI H2O PMMA substratlar bırakın ve daha sonra 30 dakika boyunca bir sallanan çalkalayıcı ile elde edilen karışımlar çalkalayın. </li><li> Kalan DI H 2 O. kaldır % 0.5 (h / h) HNO 3 çözelti, 40 ml&#39;lik bir PMMA substratlar bırakın ve daha sonra 30 dakika boyunca bir sallanan çalkalayıcı ile elde edilen karışımlar çalkalayın. </li><li> artık çözüm çıkarın. % 50 (ağırlık / hacim) akrilamid çözeltisi 40 ml PMMA substratlar bırakın ve daha sonra 8 saat karanlıkta sallanan çalkalayıcı ile elde edilen karışımlar çalkalayın. </li><li> Bir artık çözeltinin ayrılması ve sonra da 40 mi DI H2O PMMA substratlar yıkayın </li><li> DI H2O 40 ml PMMA substratlar bırakın ve daha sonra 30 dakika boyunca bir sallanan çalkalayıcı ile elde edilen karışımlar çalkalayın. </li><li> Artık DI H2O çıkarmak ve daha sonra 2 dakika boyunca hafif bir azot akımı ile, her PMMA alt-tabakanın kuru. </li><li> hazırlanmasıSPE formasyonu Çözüm Cı-İçeren <ol><li> etanol en az üç kartuş hacimleri tutarındaki inhibitör kaldırma SPE kartuşu yıkayın. </li><li> 1,1 dikloretan kullanımdan önce en az üç kartuş hacimleri tutarında kartuşu yıkayın. </li><li> tedavi kartuşundan 1,1&#39;-dikloroeten 6 ml geçmek ve daha sonra, alüminyum folyo ile sarılmış bir numune şişesi içine kısmını (20 mi) toplanır. </li><li> 120 mg AIBN, 31.8 mL etanol ve 100 ml bir cam şişe içinde 16.5 ml, hekzan ihtiva eden çözelti içine 4.91 ml 1,1-dikloretan ekleyin. </li></ol></li><li> 10 dakika (ışık yoğunluğu ~ 2.65 mW cm-2) 365 radyasyon UV tabakaları ortaya ardından PMMA substratların yüzeyleri üzerine Cı-ihtiva eden SPE formasyonu çözeltisi 2 mi uygulayınız. Dikkat uygun bir egzoz sistemi, çünkü UV ışınlaması sırasında ozon üretimi, tavsiye edilir. </li><li> artık Solu değiştirinDaha sonra 2 taze Cl içeren SPE formasyonu solüsyonu ile yon tekrar 10 dakika süreyle 365 radyasyon UV (ışık yoğunluğu ~ 2.65 mW cm -2) substratlar maruz bırakmaktadır. </li><li> Tekrarlayın Adım 2.1.12 18 kez. </li><li> bir artık çözeltinin ayrılması ve sonra da 50 ml konik bir tüp içinde 40 ml etanol ile PMMA substratlar yıkayın. </li><li> Bir artık çözeltinin ayrılması ve sonra da 40 mi DI H2O PMMA substratlar yıkayın </li><li> Artık DI H2O çıkarmak ve daha sonra 2 dakika boyunca hafif bir azot akımı ile, her PMMA alt-tabakanın kuru. </li><li> PMMA yüzeyler üzerine 5 ul DI H 2 O bırakın ve üreticinin protokolüne göre bir temas açısı metre ile temas açısını belirler. Not: her bir durumda, rapor temas açılarını belirlemek için üç tekrarlanan ölçümlerin ortalamasını kullanın. </li></ol></li><li> -Inductively Plazma-Kütle Spektrometre (ICP-MS) Analizi &lt;Coupled Lazer Ablasyon (LA)/ Strong&gt; <ol><li> harç ve tokmak aracılığıyla PMMA tozları içine PMMA boncuk 8 g öğütün. </li><li> 50 ml konik bir tüp içinde bir NaOH çözeltisi, doymuş 40 ml PMMA tozlar bırakın ve daha sonra 12 saat için sallanan bir sallayıcı cihaz aracılığıyla elde edilen karışımları çalkalayın. </li><li> 5 ml uçları olan bir dijital pipetle bir artık çözeltinin ayrılması ve sonra da 40 mi DI H2O PMMA tozlar yıkayın </li><li> 40 mi DI H2O PMMA tozlar bırakın ve daha sonra 30 dakika boyunca bir sallanan çalkalayıcı ile elde edilen karışımlar çalkalayın. </li><li> Kalan DI H 2 O. kaldır % 0.5 (h / h) HNO 3 çözeltisi 40 ml PMMA tozlar bırakın ve daha sonra 30 dakika boyunca bir sallanan çalkalayıcı ile elde edilen karışımlar çalkalayın. </li><li> artık çözüm çıkarın. % 50 (ağırlık / hacim) akrilamid çözeltisi 40 ml PMMA tozlar bırakın ve daha sonra 8 saat karanlıkta sallanan çalkalayıcı ile elde edilen karışımlar çalkalayın. </li><li> artık çözüm kaldırmak ve daha sonra PMMA tozları zekâ durulamaDI H 2 O. h 40 ml </li><li> DI H2O 40 ml PMMA tozlar bırakın ve daha sonra 30 dakika boyunca bir sallanan çalkalayıcı ile elde edilen karışımlar çalkalayın. </li><li> Artık DI H2O çıkarın ve daha sonra 8 saat süre ile 60 ° C &#39;de PMMA tozlar fırında. </li><li> Cl-İçeren SPE Formasyonu Çözüm hazırlanması <ol><li> etanol en az üç kartuş hacimleri tutarındaki inhibitör kaldırma SPE kartuşu yıkayın. </li><li> 1,1 dikloretan kullanımdan önce en az üç kartuş hacimleri tutarında kartuşu yıkayın. </li><li> tedavi kartuşundan 16 mi 1,1-dikloretan geçmek ve daha sonra, alüminyum folyo ile sarılmış bir numune şişesi (20 mL) içinde bir kısmını toplamaktadır. </li><li> 250 ml&#39;lik bir cam şişeye 360 ​​mg AIBN, 95.4 mL etanol ve 49.5 ml, hekzan ihtiva eden çözelti içine 14.73 ml 1,1-dikloretan ekleyin. </li></ol></li><li> A Cı-ihtiva eden SPE formasyonu çözeltisine 6 ml PMMA tozlar karıştırın50 ml konik tüp, ve aynı şekilde bir 24 oyuklu doku kültürü plakası, altı kuyu içine konik tüp karışımının 1 ml aktarın. </li><li> PMMA kurulu ile doku kültürü plakası Kapak ve daha sonra 10 dakika (ışık yoğunluğu ~ 2.65 mW cm -2) için 365 radyasyon UV doku kültürü plakası maruz kalmaktadır. Dikkat uygun bir egzoz sistemi, çünkü UV ışınlaması sırasında ozon üretimi, tavsiye edilir. </li><li> Her bir taze Cı-ihtiva eden SPE formasyonu çözeltisi 1 ml bir artık çözeltinin yerine ve tekrar 10 dakika süre ile 365 radyasyon (UV ışık yoğunluğu ~ 2.65 mW cm-2) doku kültürü plakası maruz kalmaktadır. </li><li> Tekrarlayın Adım 2.2.13 18 kez. </li><li> bir artık çözeltinin ayrılması ve daha sonra 1 mi etanol ile her bir PMMA tozlar yıkayın. </li><li> Bir artık çözeltinin ayrılması ve daha sonra 1 ml Dİ H2O ile her bir PMMA tozlar durulama </li><li> &lt;Kalıntı DI H kaldıralt&gt; 2 O ve daha sonra 8 saat süre ile 60 ° C &#39;de PMMA tozlar fırında. </li><li> Bir hidrolik pres makinesi aracılığı ile pelet kurutularak toz (1 g) sıkıştırmak ve daha sonra bir LA-ICP-MS sistemi ile Cl işaretini ölçer. Not: m Cl için sinyal / z 35 implante Cı-Cı kısımları için bir gösterge olarak seçilmiştir. Bir 193-nm lazer ablasyon kaynağı olarak kullanıldı. Enerji, Fluence, Spot Boyutu ve Tekrar Oranı% 75, 8.85 J cm -2, 100 um ve 5 Hz olarak belirlenmiştir. Her sonuç için en az 7 tekrarlanan ölçümler istendi. LA-ICP-MS analitik prosedürler yerde yayımlanmamış prosedürleri bakın. 20 </li></ol></li><li> Raman Spektroskopisi <ol><li> 2.2.17 Adım Adım 2.2.1 den protokolü gerçekleştirin. </li><li> Bir hidrolik pres makinesi aracılığı ile pelet kurutularak toz (1 g) sıkıştırın ve bir Raman spektrometresi ile spektrumları alır. Not: photoexcitation kaynağı olarak 100 mW maksimum lazer gücü ile 780 nm lazer hattı kullanın. 550 900 cm arasında değişen Raman spektrumunun bölgesini kullanın -1 PMMA C-Cl kısımların eki araştırmak. </li></ol></li></ol> Dipol-destekli SPE Reaksiyonu 3. Karakterizasyonu <ol><li> 2.2.17 Adım Adım 2.2.1 den protokolü gerçekleştirin. </li><li> % 20 manganez nitrat tetrahidrat (w / v) (Mn (NO 3) 2 4H 2 O) çözeltisi, 5 ml 0.5 g PMMA tozlar bırakın ve daha sonra aynı şekilde 5 mi 40 mM maleat tampon solüsyonu ile elde edilen karışımlar karıştırın. </li><li> Saf HNO 3 çözeltisi kullanılarak 8 değerine elde edilen karışımların pH ayarlama ve daha sonra 1 saat için sallanan bir sallayıcı ile karışımları çalkalayın. </li><li> bir artık çözeltinin ayrılması ve daha sonra 8 saat süre ile 60 ° C &#39;de PMMA tozlar fırında. X-ışını Akustik alüminyum folyo ile sarılmış 15 ml konik bir tüp içinde tozlar saklayınption yakın kenar yapısı (XANES) analizi. Not: Mn K-kenar spektrumları 07A ve Ulusal Sinkrotron Radyasyon Araştırma Merkezi (NSRRC, Hsinchu, Tayvan) ve 17C1 ışın demetleri kullanılarak toplanmıştır XANES. elektron depolama halkası 1.5 GeV enerji ve 100-200 mA akımda ile ameliyat edildi. Bir Si (111), çift kristal monokromatörü gücü 15 keV 1 enerjisiyle yüksek monokromatikleştirilmeyen foton kirişler sağlanması ve çözülmesi için kullanılan (E / AE) 5,000.The foton enerjisinin kadar bilinen Mn kullanılarak Mn standartları ile kalibre edilmiştir K 6539,0 eV kenar emme dönüm noktası. Önerilen SPE reaksiyonun karakterizasyonu için dipol-iyon etkileşimlerini araştırmak için kullanıldı eV 6530 ila 6570 Mn, K-kenar bölgesinde spektrumları XANES. </li></ol>

<ol>
	<li>De Mello, A. J., Beard, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dealing+with+'real'+samples:+sample+pre-treatment+in+microfluidic+systems.">Dealing with 'real' samples: sample pre-treatment in microfluidic systems.</a> Lab Chip. 3 (1), 11-19 (2003).</li><li>Lichtenberg, J., de Rooij, N. F., Verpoorte, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sample+pretreatment+on+microfabricated+devices.">Sample pretreatment on microfabricated devices.</a> Talanta. 56 (2), 233-266 (2002).</li><li>Song, S., Singh, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On-chip+sample+preconcentration+for+integrated+microfluidic+analysis.">On-chip sample preconcentration for integrated microfluidic analysis.</a> Anal. Bioanal. Chem. 384 (1), 41-43 (2006).</li><li>Lafleur, J. P., Salin, E. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pre-concentration+of+trace+metals+on+centrifugal+microfluidic+discs+with+direct+determination+by+laser+ablation+inductively+coupled+plasma+mass+spectrometry.">Pre-concentration of trace metals on centrifugal microfluidic discs with direct determination by laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry.</a> J. Anal. At. Spectrom. 24 (11), 1511-1516 (2009).</li><li>Xue, S., Liu, Y., Li, H. -. F., Uchiyama, K., Lin, J. -. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+microscale+solid-phase+extraction+poly(dimethylsiloxane)+chip+for+enrichment+and+fluorescent+detection+of+metal+ions.">A microscale solid-phase extraction poly(dimethylsiloxane) chip for enrichment and fluorescent detection of metal ions.</a> Talanta. 116, 1005-1009 (2013).</li><li>Khoai, D. V., Kitano, A., Yamamoto, T., Ukita, Y., Takamura, Y. <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+high+sensitive+liquid+electrode+plasma-Atomic+emission+spectrometry+(LEP-AES)+integrated+with+solid+phase+pre-concentration.">Development of high sensitive liquid electrode plasma-Atomic emission spectrometry (LEP-AES) integrated with solid phase pre-concentration.</a> Microelectron. Eng. 111, 343-347 (2013).</li><li>Khoai, D. V., Yamamoto, T., Ukita, Y., Takamura, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On-chip+solid+phase+extraction-liquid+electrode+plasma+atomic+emission+spectrometry+for+detection+of+trace+lead.">On-chip solid phase extraction-liquid electrode plasma atomic emission spectrometry for detection of trace lead.</a> Jpn. J. Appl. Phys. 53 (5S1), 1-5 (2014).</li><li>Shih, T. -. T., Chen, W. -. Y., Sun, Y. -. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Open-channel+chip-based+solid-phase+extraction+combined+with+inductively+coupled+plasma-mass+spectrometry+for+online+determination+of+trace+elements+in+volume-limited+saline+samples.">Open-channel chip-based solid-phase extraction combined with inductively coupled plasma-mass spectrometry for online determination of trace elements in volume-limited saline samples.</a> J. Chromatogr. A. 1218 (16), 2342-2348 (2011).</li><li>Chen, B., 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=Magnetic+solid+phase+microextraction+on+a+microchip+combined+with+electrothermal+vaporization-inductively+coupled+plasma+mass+spectrometry+for+determination+of+Cd,+Hg+and+Pb+in+cells.">Magnetic solid phase microextraction on a microchip combined with electrothermal vaporization-inductively coupled plasma mass spectrometry for determination of Cd, Hg and Pb in cells.</a> J. Anal. At. Spectrom. 25 (12), 1931-1938 (2010).</li><li>Kim, Y. H., Kim, G. Y., Lim, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro+Pre-concentration+and+Separation+of+Metal+Ions+Using+Microchip+Column+Packed+with+Magnetic+Particles+Immobilized+by+Aminobenzyl+Ethylenediaminetetraacetic+Acid.">Micro Pre-concentration and Separation of Metal Ions Using Microchip Column Packed with Magnetic Particles Immobilized by Aminobenzyl Ethylenediaminetetraacetic Acid.</a> Bull. Korean Chem. Soc. 31 (4), 905-909 (2010).</li><li>Strabburg, S., Wollenweber, D., Wunsch, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contamination+caused+by+ion-exchange+resin!?+Consequences+for+ultra-trace+analysis.">Contamination caused by ion-exchange resin!? Consequences for ultra-trace analysis.</a> Fresenius J. Anal. Chem. 360 (7-8), 792-794 (1998).</li><li>Watts, J. F., Chehimi, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=X-ray+Photoelectron+Spectroscopy+Investigations+of+Acid-Base+Interactions+in+Adhesion.">X-ray Photoelectron Spectroscopy Investigations of Acid-Base Interactions in Adhesion.</a> J. Adhes. 41 (1-4), 81-91 (1993).</li><li>Eboatu, A. N., Diete-Spiff, S. T., Ezenweke, L. O., Omalu, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Use+of+Polymers+as+Sequestering+Agents+for+Toxic+Metal+Ions.">The Use of Polymers as Sequestering Agents for Toxic Metal Ions.</a> J. Appl. Polym. Sci. 85 (13), 2781-2786 (2002).</li><li>Fiorini, G. S., Chiu, D. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Disposable+microfluidic+devices:+fabrication,+function,+and+application.">Disposable microfluidic devices: fabrication, function, and application.</a> Biotechniques. 38 (3), 429-446 (2005).</li><li>Shadpour, H., Musyimi, H., Chen, J., Soper, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiochemical+properties+of+various+polymer+substrates+and+their+effects+on+microchip+electrophoresis+performance.">Physiochemical properties of various polymer substrates and their effects on microchip electrophoresis performance.</a> J. Chromatogr. A. 1111 (2), 238-251 (2006).</li><li>Shih, T. -. T., 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=A+dipole-assisted+solid-phase+extraction+microchip+combined+with+inductively+coupled+plasma-mass+spectrometry+for+online+determination+of+trace+heavy+metals+in+natural+water.">A dipole-assisted solid-phase extraction microchip combined with inductively coupled plasma-mass spectrometry for online determination of trace heavy metals in natural water.</a> Analyst. 140 (2), 600-608 (2015).</li><li>Yuan, D., Das, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+and+theoretical+analysis+of+direct-write+laser+micromachining+of+polymethyl+methacrylate+by+CO2+laser+ablation.">Experimental and theoretical analysis of direct-write laser micromachining of polymethyl methacrylate by CO2 laser ablation.</a> J. Appl. Phys. 101 (2), 1-6 (2007).</li><li>Xie, S., Svec, F., Frechet, J. M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+Porous+Hydrophilic+Monoliths:+Effect+of+the+Polymerization+Conditions+on+the+Porous+Properties+of+Poly(acrylamide-co-N,N'-methylenebisacrylamide)+Monolithic+Rods.">Preparation of Porous Hydrophilic Monoliths: Effect of the Polymerization Conditions on the Porous Properties of Poly(acrylamide-co-N,N'-methylenebisacrylamide) Monolithic Rods.</a> J. Polym. Sci. Pol. Chem. 35 (6), 1013-1021 (1997).</li><li>Ericson, C., Liao, J. -. L., Nakazato, K., Hjerten, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+continuous+beds+for+electrochromatography+and+reversed-phase+liquid+chromatography+of+low-molecular-mass+compounds.">Preparation of continuous beds for electrochromatography and reversed-phase liquid chromatography of low-molecular-mass compounds.</a> J. Chromatogr. A. 767 (1-2), 33-41 (1997).</li><li>Shih, T. -. T., Lin, C. -. H., Hsu, I. -. H., Chen, J. -. Y., Sun, Y. -. C. <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+Titanium+Dioxide-Coated+Microfluidic-Based+Photocatalyst-Assisted+Reduction+Device+to+Couple+High-Performance+Liquid+Chromatography+with+Inductively+Coupled+Plasma-Mass+Spectrometry+for+Determination+of+Inorganic+Selenium+Species.">Development of a Titanium Dioxide-Coated Microfluidic-Based Photocatalyst-Assisted Reduction Device to Couple High-Performance Liquid Chromatography with Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry for Determination of Inorganic Selenium Species.</a> Anal. Chem. 85 (21), 10091-10098 (2013).</li><li>Carre, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polar+interactions+at+liquid/polymer+interfaces.">Polar interactions at liquid/polymer interfaces.</a> J. Adhes. Sci. Technol. 21 (10), 961-981 (2007).</li><li>Willis, H. A., Zichy, V. J. I., Hendra, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Laser-Raman+and+Infra-red+Spectra+of+Poly(Methyl+Methacrylate).">The Laser-Raman and Infra-red Spectra of Poly(Methyl Methacrylate).</a> Polymer. 10, 737-746 (1969).</li><li>Hendra, P. J., Mwkenzie, J. R., Holliday, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+laser-Raman+spectrum+of+polyvinylidene+chloride.">The laser-Raman spectrum of polyvinylidene chloride.</a> Spectroc. Acta Pt. A-Molec. Biomolec. Spectr. 25 (8), 1349-1354 (1969).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Bir dipol destekli SPE mikroçip hazırlanması için ayrıntılı prosedürler yukarıda sunuldu. Bu bölümde, PMMA C-Cı kısmı ve eser metal iyonlarının tespiti için bir ekstraksiyon ortamı olarak kullanılmıştır Cı-içeren PMMA, fizibilite implantasyonu ile ilgili değişiklik, protokol yarar vardır adım adım değerlendirildi. Yüzey doğrulama amaçlı, örnek tipi analitik cihazlar ile uyumluluğu temelinde seçildi. Diğer bir deyişle, benzer bir işlem ile hazırlanan deney numuneleri türleri analitik aletlerin gereklerine uygun olarak tespit edilmiştir. Örneğin, bir toz paketleme tipi örnek LA-ICP-MS, Raman spektroskopik kullanıldı oysa bir alt tabaka tipi örneği, temas açısı ölçümü için kullanılan ve XANES analiz eder. Başlangıçta, kimyasal işlevleri ataşe tarafından uygulanan değişimini izlemek içinTeklif edilen usul ve esnasında PMMA&#39;nın yüzeyine d, her bir aşama gerçekleştirildi tekabül eden elde edilen bir ürün için bir temas açısı analiz (Şekil 2). Şekil 2&#39;de de gösterildiği gibi, temas açısının değişiklikler açık yüzey değişiklikleri modifikasyon işlemleri sırasında meydana gelen, ve daha önce sonuçları rapor ile uyum içinde olan son ürün için ölçülmüştür 80.3 ° ± 0.43 ° &#39;lik temas açısı göstermiştir. 21 Buna ek olarak, modifiye PMMA C-Cl parçalarının varlığı da LA-ICP-MS analizi ile teyit edilmiştir. Yerel PMMA kesip çıkarılması yoluyla elde edilen sonuçlar ile karşılaştırıldığında, Cl için farklı sinyaller, C-Cl kısımları ile PMMA ablasyon ile beklentiler dahilinde gözlenmiştir (Şekil 3 (a)). Raman spektrumları daha PMMA C-Cı parçalarının ek doğrulanması için toplanmıştır. Figu gösterildiği gibi3 (b) Re, CCI 2 asimetrik gerilme titreşim ile bağlantılı iki karakteristik tepe noktaları 682 cm-1 ve 718 cm-1 PMMA spektrumunda gözlenen edildi ve Willis ve arkadaşları tarafından rapor edilen sonuçlar şu şekilde oldukça iyi bir anlaşmanın . 22 ve HENDRA ve ark., 23, diğer bir deyişle, PMMA C-Cı parçalarının ek başarılı modifikasyonundan sonra elde edilebilir. Ayrıca, bu çalışmada önerilen çıkarma mekanizmasını açıklığa kavuşturmak için, XANES analizi kullanılmıştır. Şekil 4&#39;te gösterildiği gibi, yüksek oranda elektronegatif Cı-Cı kısmı ve pozitif yüklü metal iyonları arasındaki etkileşimler, Mn + 2 iyonları ile muamele PMMA tekabül XANES spektrumu baskın soğurma kenarı varlığı ile teyit edilebilir. Böylece, dipol-elektrostatik etkileşimler gerçekten tr on-chip çıkarma uygulanabilir olacaktırace metal analizleri. Tayvan&#39;da iki nehrin toplanan su örneklerinde ayrıntılı analiz sonuçları başka bir yerde tarif edilmiştir. 16 Bildiğimiz kadarıyla, bu eser metal iyonlarının belirlenmesi için yonga üzerinde SPE reaksiyonunda yenilikçi bir çalışma stratejisi kullanan ilk girişimi, ve gelişmiş aygıt diğer on-chip SPE teknikleri ile karşılaştırıldığında önemli ölçüde dayanıklı olduğunu (yani fazla 160 analitik işleri) çıkarma verimliliği açısından önemli bir bozulma olmadan elde edilebilir. Bu çıkarma mekanizması esas olarak, yüksek oranda elektronegatif Cı-Cı kısmı ve pozitif yüklü metal iyonları ile olan etkileşimleri dayanıyordu çünkü Bununla birlikte, önerilen teknik kadar negatif yüklü türlerin çıkarılması için uygun olmadığı tahmin edilmiştir.

çevre yönetimi ve kirlilik önleme bakış açılarından, ciddi kirlilik veya toksikolojik problemler dünya çapında bir endişe neden metaller iz. Çiğ örneklerinde beklenmedik birlikte mevcut kimyasal türler genellikle izleri miktarlarda mevcut analitlerin doğru belirlenmesi engel çünkü örnek ön tekniği yaygın, işleme ve çipli platformlar aracılığıyla gerçek örneklerini analiz başarının anahtarı olarak kabul edilmiştir on-chip uygun bir örnek temizleme ve aynı anda yapılacak analit önderiştirme izin bu teknik karmaşık tuz matrislerinden metal iyonlarının izolasyonu için son derece yararlıdır çünkü. mevcut teknikleri arasında 1, on-chip katı faz ekstraksiyon (SPE), eser metal analizleri için özellikle popüler. 2,3 eser metallerin belirlenmesinde kullanılan on-chip SPE teknikleri ilerlemesi sürekli gelişmektedir. ilk günlerinde, to fiş reçineden dolu SPE birimleri oluşturmak için mikro halinde ticari olarak temin edilebilen reçine yükleme hazırlandı SPE. 4-7 Bu arada, reçine retainable formlara metal iyonlarının dönüşümü sağlamak için türetilmiş olan analiti gerektirir. 4, alternatif bir yöntem, çipli SPE cihazların hazırlanması için basit yüzey modifikasyonu sonra eser metallerin toplanması için bir SPE sorbent olarak çip kanalını kullanmaktır. 8 Son yıllarda manyetik nanopartiküller (MNPS) ve özel kimyasalların birleşme içeren yükselen bir eğilim gördük metal iyonlarının etkili bir tutma kapasitesine sahip fonksiyonel grupları içeren. Ticari reçineler aksine, MNPS gibi harici bir manyetik alan T yardımıyla mikro içine paketlenir sonra γ-merkaptopropiltrimetoksisilan (γ-MPTS) 9 ve aminobenzil etilendiamintetraasetik asit (ABEDTA), 10 gibi bileşikler ile modifiyeolan metal iyonlarının seçici ekstraksiyon elde eder. on-chip SPE tekniklerinin geliştirilmesinde önemli bir ilerleme tanık olmasına rağmen, bildirilen teknikler genellikle iyon değişimi veya şelasyon ya göre çalışmayabilir. Bu gibi tekniklerin kullanılması klima, yıkama ya da rejenerasyon ile ilişkili analitik performansını korumak için dahil olmak üzere, kaçınılmaz çalışma prosedürleri, gerektirmesi gibi sakıncalara sahiptir. Ne yazık ki, ek operasyonel işlemleri için ihtiyaç her analiz için gerekli zamanı uzatır kalmayıp yüksek boş değerler ve &#39;tekrarı sonuçlar sebep olma riski. 11 Bu nedenle, on-chip SPE teknikleri için strateji çalışan alternatif bir eser metal analizleri için zorunludur. 1993 yılında, Watt ve Chehimi 12 metal iyonları polimerik malzemelerin doğru bir tutma eğilimi ve analitlerin bu en verimli bir klor (Cl) -containi tutulan bulundung polimerik malzeme, sodyum iyonları dışında, poli (vinil klorür) (PVC). Bu nedenle, 2002 yılında, Eboatu ve ark., 13 ayrıca PVC çözümlerden bazı toksik metal haciz bildirdi. Bu analit zenginlestirme ve tuz matris ortadan kaldırılması için üstün özellikler sergiledi polimerik malzemeler Cl içeren belirtti Çünkü, Cl içeren SPE işlevselliği ile çipli cihazlar tayini için yeni bir on-chip SPE tekniğinin geliştirilmesi için cazip bir strateji kabul edildi metal iyonlarını iz. Bu tür fabrikasyon kolaylığı, istenilen kimyasal / mekanik özellikleri ve optik netlik olarak düşünüldüğünde malzeme özellikleri, 14,15 bu çalışma microdevice imal etmek poli (metil metakrilat) (PMMA) yararlandı. Daha sonra, Cı-içeren SPE işlevi eser metal iyonlarının tespiti için yeni bir çip üzerinde SPE tekniğin geliştirilmesi için imal edilmiş bir cihaza yerleştirildi. 16 Remarkably, kanal iç oldukça elektronegatif C-Cl kısımları ve pozitif yüklü metal iyonları arasındaki dipol-iyon etkileşimleri yenilikçi çıkarma mekanizmasının güven yol açan genel on-chip SPE işlemleri sırasında alınan önlemleri önlemek için mümkün kılar aşırı ayıraç kullanımı ya da ek adımlar ilişkilendirilen eylemi nedeniyle ya kirlenme dramatik bir azalma. Bu katkı sağlanan protokol işleri için dipol-destekli SPE mikroçip imal etmek farklı kökenden gelen araştırmacılar sağlayacaktır. fabrikasyon mikroçip için detaylı karakterizasyonu prosedürleri de tarif edilmiştir.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1311">
	<tbody>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:383px;">AutoCAD</td>
			<td style="width:231px;">Autodesk</td>
			<td style="width:276px;">N/A</td>
			<td style="width:423px;">http://www.autodesk.com/education/free-software/autocad</td>
		</tr>
		<tr height="80">
			<td height="80" style="height:80px;">Poly(methyl methacrylate) (PMMA) sheet</td>
			<td style="width:231px;">Kun Quan Engineering Plastics</td>
			<td style="width:276px;">N/A</td>
			<td style="width:423px;">350 mm (L) x 20 mm (W) x 2 mm (H). The glass transition temperature (Tg) of PMMA sheets is ranged from 102&#8211;110 &#176;C. The UV transmittance of the PMMA at 365 nm is 91.2%.</td>
		</tr>
		<tr height="52">
			<td height="52" style="height:52px;width:383px;">Micromachining system</td>
			<td style="width:231px;">Laser Life</td>
			<td>LES-10</td>
			<td style="width:423px;">Maximum laser power: 10 W. Maximium engraving speed: 762 mm s&#8722;1.</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:383px;">High-resolution optical microscope</td>
			<td style="width:231px;">Ching Hsing Computer-Tech</td>
			<td style="width:276px;">FS-230</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:383px;">Power Image Analysis system (PIA)</td>
			<td style="width:231px;">Ching Hsing Computer-Tech</td>
			<td style="width:276px;">PIA V16.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:383px;">Multi drilling machines</td>
			<td style="width:231px;">N/A</td>
			<td>LT-848</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:383px;">Deionized water (D. I. H2O)</td>
			<td style="width:231px;">Millipore</td>
			<td>Milli-Q Integral 5 System</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">Sodium dodecyl sulfate (SDS)</td>
			<td style="width:231px;">J. T. Baker</td>
			<td>4095-04</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:383px;">Ultrasound oscillator</td>
			<td style="width:231px;">Elma</td>
			<td>Transsonic Digital</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:383px;">Glass board</td>
			<td style="width:231px;">N/A</td>
			<td style="width:276px;">N/A</td>
			<td>160 mm (L) x 35 mm (W) x 2 mm (H); fragile</td>
		</tr>
		<tr height="70">
			<td height="70" style="height:70px;">Binder clip</td>
			<td style="width:231px;">SDI</td>
			<td style="width:276px;">0234T-1</td>
			<td style="width:423px;">http://stationery.sdi.com.tw/product_detail.php?Key=322&#38;cID=55&#38;uID=6</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:383px;">Precision oven</td>
			<td style="width:231px;">Yeong Shin</td>
			<td style="width:276px;">DK-45</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="52">
			<td height="52" style="height:52px;">Poly(etheretherketone) (PEEK) tube</td>
			<td style="width:231px;">VICI</td>
			<td style="width:276px;">JR-T-6002 (0.5 mm i.d.); JR-T-6001 (0.25 mm i.d.)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:383px;">Polymer tubing&#160; cutter</td>
			<td style="width:231px;">Upchurch Scientific</td>
			<td style="width:276px;">A-327</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="52">
			<td height="52" style="height:53px;">Two-component epoxy-based adhesive</td>
			<td style="width:231px;">Richwang</td>
			<td style="width:276px;">N/A</td>
			<td style="width:423px;">Skin irritative. The major components are an epoxy resin and a hardener.</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:383px;">Peristaltic pump</td>
			<td style="width:231px;">Gilson</td>
			<td>Minipuls 3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:383px;">Peristaltic tube</td>
			<td style="width:231px;">Gilson</td>
			<td>F117934</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:383px;">Sodium hydroxide (NaOH)</td>
			<td style="width:231px;">Sigma&#8211;Aldrich</td>
			<td style="width:276px;">30620</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:383px;">Nitric acid (HNO3)</td>
			<td style="width:231px;">J. T. Baker</td>
			<td style="width:276px;">959834</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">Acrylamide (prop-2-enamide, C3H5NO)</td>
			<td style="width:231px;">Sigma&#8211;Aldrich</td>
			<td style="width:276px;">A8887</td>
			<td>Acutely toxic and carcinogenic</td>
		</tr>
		<tr height="78">
			<td height="78" style="height:78px;width:383px;">In-house-built photomask</td>
			<td style="width:231px;">N/A</td>
			<td style="width:276px;">N/A</td>
			<td style="width:423px;">The in-house-built photomask was made of a black paper (114 mm (L) &#215; 22 mm (W)) that contained an open window (94 mm (L) &#215; 2 mm (W)) allowing the desired region</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:383px;">1,1-Dichloroethylene</td>
			<td style="width:231px;">Sigma&#8211;Aldrich</td>
			<td style="width:276px;">163032</td>
			<td>Acutely toxic and carcinogenic</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:383px;">Cartridge</td>
			<td style="width:231px;">Dikma</td>
			<td style="width:276px;">ProElut AL-B&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:383px;">2,2-Azobisisobutyronitrile (AIBN, C8H12N4)</td>
			<td style="width:231px;">Showa Chemical&#160;</td>
			<td style="width:276px;">0159-2130</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:383px;">Ethanol</td>
			<td style="width:231px;">Sigma&#8211;Aldrich</td>
			<td>32221</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:383px;">Hexanes (C6H14)</td>
			<td style="width:231px;">Millinckrodt Chemical</td>
			<td style="width:276px;">5189-08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="52">
			<td height="52" style="height:52px;width:383px;">&#160;In-house-built irradiation system</td>
			<td style="width:231px;">Great Lighting (UV-A lamp)</td>
			<td style="width:276px;">N/A</td>
			<td style="width:423px;">An opaque box with an UV-A lamp (40 W, maximum emission at 365 nm)</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:383px;">Glass vial</td>
			<td style="width:231px;">Yeong Shin</td>
			<td style="width:276px;">132300019</td>
			<td>Fragile</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:383px;">Aluminum foil</td>
			<td style="width:231px;">Diamond</td>
			<td style="width:276px;">N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="52">
			<td height="52" style="height:52px;">Conical tubes with screw caps</td>
			<td style="width:231px;">labcon</td>
			<td style="width:276px;">3181-345-008 (50 mL); 3131-345-008 (15 mL)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">Rocking shaker</td>
			<td style="width:231px;">TKS</td>
			<td style="width:276px;">RS-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:383px;">Contact angle meter</td>
			<td style="width:231px;">First Ten Angstroms</td>
			<td>FTA 125</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">PMMA bead</td>
			<td style="width:231px;">Scientific Polymer Products</td>
			<td style="width:276px;">037A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">Mortar and pestle, agate&#160;</td>
			<td style="width:231px;">Yeong Shin</td>
			<td style="width:276px;">139000004</td>
			<td>Fragile</td>
		</tr>
		<tr height="52">
			<td height="52" style="height:52px;">Tissue culture plate</td>
			<td style="width:231px;">AdvanGene Life Science Plasticware</td>
			<td style="width:276px;">AGC-CP-24S-50EA</td>
			<td>24-Well, non-treated, sterilized</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">Hydraulic press</td>
			<td style="width:231px;">Panchum</td>
			<td style="width:276px;">Press-200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:383px;">Laser ablation</td>
			<td style="width:231px;">New Wave Research</td>
			<td>NWR193</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:26px;width:383px;">Inductively coupled plasma-mass spectrometer</td>
			<td style="width:231px;">Agilent Technologies</td>
			<td>Agilent 7500a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="52">
			<td height="52" style="height:52px;width:383px;">Glass bottle</td>
			<td style="width:231px;">DURAN</td>
			<td style="width:276px;">21801245 (100 mL); 21801365 (250 mL)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:383px;">Dispersive Raman spectrometer</td>
			<td style="width:231px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>Nicolet Almega XR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;">Manganese nitrate tetrahydrate (Mn(NO3)2&#215;4H2O)</td>
			<td style="width:231px;">Sigma&#8211;Aldrich</td>
			<td style="width:276px;">63547</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:383px;">Maleic acid disodium salt hydrate (C4H4Na2O5)</td>
			<td style="width:231px;">Sigma&#8211;Aldrich</td>
			<td style="width:276px;">M9009</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="78">
			<td height="78" style="height:78px;width:383px;">X-ray absorption near edge structure (XANES)&#160;</td>
			<td style="width:231px;">N/A</td>
			<td style="width:276px;">N/A</td>
			<td style="width:423px;">The Mn K-edge XANES analyses were conducted at 07A and 17C1 beamlines of the National Synchrotron Radiation Research Center (NSRRC) in Taiwan.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication of a dipole-assisted solid phase extraction microchip for trace metal analysis in water samples

Bu kağıt, su örneklerindeki eser metal analizi için kullanılabilir bir dipol destekli katı faz ekstraksiyon (SPE) mikroçip için bir fabrikasyon protokolü açıklanır. çipli SPE teknikleri evrim kısa bir bakış sağlanır. Bu özel polimerik malzemelerin giriş ve Spe rolleri izlemektedir. Yenilikçi bir dipol destekli SPE tekniğin geliştirilmesi, SPE özelliğe-ihtiva-eden bir klor (Cl), bir poli (metil metakrilat) (PMMA), mikroçip yerleştirildi. Burada, temas açısı analizi, Raman spektroskopik analizi ve lazer ablasyon-indüktif eşleşmiş plazma-kütle spektrometresi dahil olmak üzere çeşitli analitik teknikler (LA-ICP-MS) analizi C-Cl parçalarının implantasyon protokolünün programı doğrulamak için istihdam edildi PMMA. X-ışını soğurma yakın kenar yapısının analiz sonuçları (XANES) analiz, dipol sayesinde bir ekstraksiyon ortamı olarak kullanılmaktadır Cı-içeren PMMA uygulanabilirliğini ortayayüksek oranda elektronegatif Cı-Cı kısmı ve pozitif yüklü metal iyonları ile iyon etkileşimleri.

Şekil 2, PMMA mikroçip kanal değiştirme işlemleri sırasında ortaya çıkan reaksiyon göstermektedir. Temas açısı analizi, önerilen prosedürler sırasında yüzey değişiklikleri izlemek için kullanılmıştır. Bir LA-ICP-MS sistemi ve dağıtıcı Raman spektrometresi Cı-Cl başarıyla modifikasyonu doğrulamak için kullanılmıştır PMMA alt-tabaka üzerinde oluşumunu kısmının (Şekil 3 (a), (b)). Önerilen dipol destekli SPE reaksiyon XANES analizi (Şekil 4) ile karakterize edilmiştir. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/53500/53500fig1.jpg" /> Şekil 1. PMMA mikroçip. (A) &#39;fabrikasyon mikroçip için desen dosyasının anlık. (B) imal mikroçip Düzeni: S, E ve B numunesi, yıkama sıvısı ve buf için giriş portları temsilfer çözeltiler sırasıyla; O çıkışını temsil ediyor. siyah daire her delinmiş erişim deliğini temsil eder. Örnek ve tampon çözeltileri oluşturmak için kullanılan, kanallar, her iki emme kanalı ile 30 ° &#39;lik bir açı oluşturduğu. birleşik çıkışına numune ve tampon çözeltilerin akım yakınsaması alanına mesafe olarak tanımlanan etkin bir ekstraksiyon kanalının uzunluğu, 94 mm idi. (C) işlenmiş levha enine kesitinin fotoğrafıdır. Referans çoğaltılamaz. 16 Kimya Royal Society of izniyle. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53500/53500fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/53500/53500fig2.jpg" /> PMMA mikroçip için kanal değişiklik Şekil 2. Şema. Ek photogrAPHS sırayla elde edilen ürüne karşılık gelen temas açısına göstermektedir. Temas açısı, bir su damlasının bir görüntü kullanılarak belirlenmiştir. Üç tekrarlı ölçümün ortalaması, her durumda rapor iletişim açılarının tespit edilmesi için kullanıldı. Referans çoğaltılamaz. 16 Kimya Royal Society of izniyle. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53500/53500fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/53500/53500fig3.jpg" /> PMMA değişiklik Şekil 3. Yüzey doğrulama. (A) Cl için sinyal C-Cl kısımları ile modifiye PMMA ve PMMA hem kesip elde edilir. içerlek her birini elde etmek sinyale karşılık gelen ablasyon konumlarını göstermektedir. (B) yerli Raman spektrumları ve PMMA değiştirdi. Referans çoğaltılamaz. izniyle 16Royal Society of Chemistry. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53500/53500fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/53500/53500fig4.jpg" /> Şekil 4. Mn, K-kenar Mn 2 + iyonları ile tedavi PMMA değiştirilmiş ve değiştirilmiş PMMA spektrumları XANES. Modifiye PMMA spektrumları kırmızı çizgi olarak sunuldu. Absorpsiyon spektrumları gösterilen modifiye PMMA yüksek elektronegatif C-Cl kısımları ve Mn 2+ iyonları arasındaki etkileşimler mavi hat olarak sunuldu. Referans çoğaltılamaz. 16 Kimya Royal Society of izniyle. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53500/53500fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Fabrication of a Dipole-assisted Solid Phase Extraction Microchip for Trace Metal Analysis in Water Samples at JoVE.com

Fabrication of a Dipole-assisted Solid Phase Extraction Microchip for Trace Metal Analysis in Water Samples

The fabrication protocol of a dipole-assisted solid phase extraction microchip for the trace metal analysis is presented.

Su Örneklerinde Eser Metal Analizi için Dipol destekli Katı Faz Ekstraksiyon Microchip Fabrikasyon

This paper describes a fabrication protocol for a dipole-assisted solid phase extraction (SPE) microchip available for trace metal analysis in water ...

fabrication-dipole-assisted-solid-phase-extraction-microchip-for

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Physics

Bioengineering

Unit 1

Electric Charges and Fields

SCIENTISTS IN ACTION

8.6K Görüntüleme.  National Tsing Hua University. The fabrication protocol of a dipole-assisted solid phase extraction microchip for the trace metal analysis is presented.

Video: Fabrication of a Dipole-assisted Solid Phase Extraction Microchip for Trace Metal Analysis in Water Samples

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.

Nükleik Asitler, Proteinler ve Küçük Moleküller Reagentless Algılama Elektrokimyasal DNA Biyosensörler Fabrikasyon

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. ...

Biyomühendislik

Creating Two-Dimensional Patterned Substrates for Protein and Cell Confinement

Microcontact printing provides a rapid, highly reproducible method for the creation of well-defined patterned substrates.1 While microcontact printing can be employed to directly print a large number of molecules, including proteins,2 DNA,3 and silanes,4 the formation of self-assembled monolayers (SAMs) from long chain alkane thiols on gold provides a simple way to confine proteins and cells to specific patterns containing adhesive and resistant regions. This confinement can be used to control cell morphology and is useful for examining a variety of questions in protein and cell biology. Here, we describe a general method for the creation of well-defined protein patterns for cellular studies.5 This process involves three steps: the production of a patterned master using photolithography, the creation of a PDMS stamp, and microcontact printing of a gold-coated substrate. Once patterned, these cell culture substrates are capable of confining proteins and/or cells (primary cells or cell lines) to the pattern.
The use of self-assembled monolayer chemistry allows for precise control over the patterned protein/cell adhesive regions and non-adhesive regions; this cannot be achieved using direct protein stamping. Hexadecanethiol, the long chain alkane thiol used in the microcontact printing step, produces a hydrophobic surface that readily adsorbs protein from solution. The glycol-terminated thiol, used for backfilling the non-printed regions of the substrate, creates a monolayer that is resistant to protein adsorption and therefore cell growth.6 These thiol monomers produce highly structured monolayers that precisely define regions of the substrate that can support protein adsorption and cell growth. As a result, these substrates are useful for a wide variety of applications from the study of intercellular behavior7 to the creation of microelectronics.8
While other types of monolayer chemistry have been used for cell culture studies, including work from our group using trichlorosilanes to create patterns directly on glass substrates,9 patterned monolayers formed from alkane thiols on gold are straight-forward to prepare. Moreover, the monomers used for monolayer preparation are commercially available, stable, and do not require storage or handling under inert atmosphere. Patterned substrates prepared from alkane thiols can also be recycled and reused several times, maintaining cell confinement.10

Self-assembled monolayers (SAMs) formed from long chain alkane thiols on gold provide well-defined substrates for the formation of protein patterns and cell confinement. Microcontact printing of hexadecanethiol using a polydimethylsiloxane (PDMS) stamp followed by backfilling with a glycol-terminated alkane thiol monomer produces a pattern where protein and cells adsorb only to the stamped hexadecanethiol region.

Protein ve hücre Etrafının İki Boyutlu Desenli Yüzeyler Oluşturma

Microcontact printing provides a rapid, highly reproducible method for the creation of well-defined patterned substrates.1  While microcontact printing ...

Solid-phase Submonomer Synthesis of Peptoid Polymers and their Self-Assembly into Highly-Ordered Nanosheets

Peptoids are a novel class of biomimetic, non-natural, sequence-specific heteropolymers that resist proteolysis, exhibit potent biological activity, and fold into higher order nanostructures. Structurally similar to peptides, peptoids are poly N-substituted glycines, where the side chains are attached to the nitrogen rather than the alpha-carbon. Their ease of synthesis and structural diversity allows testing of basic design principles to drive de novo design and engineering of new biologically-active and nanostructured materials.
Here, a simple manual peptoid synthesis protocol is presented that allows the synthesis of long chain polypeptoids ( up to 50mers) in excellent yields. Only basic equipment, simple techniques (e.g. liquid transfer, filtration), and commercially available reagents are required, making peptoids an accessible addition to many researchers' toolkits. The peptoid backbone is grown one monomer at a time via the submonomer method which consists of a two-step monomer addition cycle: acylation and displacement. First, bromoacetic acid activated in situ with N,N'-diisopropylcarbodiimide acylates a resin-bound secondary amine. Second, nucleophilic displacement of the bromide by a primary amine follows to introduce the side chain. The two-step cycle is iterated until the desired chain length is reached. The coupling efficiency of this two-step cycle routinely exceeds 98% and enables the synthesis of peptoids as long as 50 residues. Highly tunable, precise and chemically diverse sequences are achievable with the submonomer method as hundreds of readily available primary amines can be directly incorporated.
 
Peptoids are emerging as a versatile biomimetic material for nanobioscience research because of their synthetic flexibility, robustness, and ordering at the atomic level. The folding of a single-chain, amphiphilic, information-rich polypeptoid into a highly-ordered nanosheet was recently demonstrated. This peptoid is a 36-mer that consists of only three different commercially available monomers: hydrophobic, cationic and anionic. The hydrophobic phenylethyl side chains are buried in the nanosheet core whereas the ionic amine and carboxyl side chains align on the hydrophilic faces. The peptoid nanosheets serve as a potential platform for membrane mimetics, protein mimetics, device fabrication, and sensors. Methods for peptoid synthesis, sheet formation, and microscopy imaging are described and provide a simple method to enable future peptoid nanosheet designs.

A simple and general manual peptoid synthesis method involving basic equipment and commercially available reagents is outlined, enabling peptoids to be easily synthesized in most laboratories. The synthesis, purification and characterization of an amphiphilic peptoid 36mer is described, as well as its self-assembly into highly-ordered nanosheets.

Yüksek Sıralı Nanosheets Peptoid Polimerler ve Self-Meclis Solid-faz Submonomer Sentezi

Peptoids are a novel class of biomimetic, non-natural, sequence-specific heteropolymers that resist proteolysis, exhibit potent biological activity, and ...

Cellular Lipid Extraction for Targeted Stable Isotope Dilution Liquid Chromatography-Mass Spectrometry Analysis

The metabolism of fatty acids, such as arachidonic acid (AA) and linoleic acid (LA), results in the formation of oxidized bioactive lipids, including numerous stereoisomers1,2. These metabolites can be formed from free or esterified fatty acids. Many of these oxidized metabolites have biological activity and have been implicated in various diseases including cardiovascular and neurodegenerative diseases, asthma, and cancer3-7. Oxidized bioactive lipids can be formed enzymatically or by reactive oxygen species (ROS). Enzymes that metabolize fatty acids include cyclooxygenase (COX), lipoxygenase (LO), and cytochromes P450 (CYPs)1,8. Enzymatic metabolism results in enantioselective formation whereas ROS oxidation results in the racemic formation of products.
While this protocol focuses primarily on the analysis of AA- and some LA-derived bioactive metabolites; it could be easily applied to metabolites of other fatty acids. Bioactive lipids are extracted from cell lysate or media using liquid-liquid (l-l) extraction. At the beginning of the l-l extraction process, stable isotope internal standards are added to account for errors during sample preparation. Stable isotope dilution (SID) also accounts for any differences, such as ion suppression, that metabolites may experience during the mass spectrometry (MS) analysis9. After the extraction, derivatization with an electron capture (EC) reagent, pentafluorylbenzyl bromide (PFB) is employed to increase detection sensitivity10,11. Multiple reaction monitoring (MRM) is used to increase the selectivity of the MS analysis. Before MS analysis, lipids are separated using chiral normal phase high performance liquid chromatography (HPLC). The HPLC conditions are optimized to separate the enantiomers and various stereoisomers of the monitored lipids12. This specific LC-MS method monitors prostaglandins (PGs), isoprostanes (isoPs), hydroxyeicosatetraenoic acids (HETEs), hydroxyoctadecadienoic acids (HODEs), oxoeicosatetraenoic acids (oxoETEs) and oxooctadecadienoic acids (oxoODEs); however, the HPLC and MS parameters can be optimized to include any fatty acid metabolites13.
Most of the currently available bioanalytical methods do not take into account the separate quantification of enantiomers. This is extremely important when trying to deduce whether or not the metabolites were formed enzymatically or by ROS. Additionally, the ratios of the enantiomers may provide evidence for a specific enzymatic pathway of formation. The use of SID allows for accurate quantification of metabolites and accounts for any sample loss during preparation as well as the differences experienced during ionization. Using the PFB electron capture reagent increases the sensitivity of detection by two orders of magnitude over conventional APCI methods. Overall, this method, SID-LC-EC-atmospheric pressure chemical ionization APCI-MRM/MS, is one of the most sensitive, selective, and accurate methods of quantification for bioactive lipids.

This protocol will demonstrate the extraction and analysis of free and esterified bioactive fatty acids from cells. Fatty acids are accurately quantified using stable isotope dilution, chiral liquid chromatography, electron capture atmospheric chemical ionization multiple reaction monitoring mass spectrometry (SID-LC-ECAPCI-MRM/MS).

Hücresel Lipid Ekstraksiyon Hedefli Kararlı İzotop Seyreltme Sıvı Kromatografi-Kütle Spektrometresi Analizi

The metabolism of fatty acids, such as arachidonic acid (AA) and linoleic acid (LA), results in the formation of oxidized bioactive lipids, including ...

Microfluidic Fabrication of Polymeric and Biohybrid Fibers with Predesigned Size and Shape

A &#8220;sheath&#8221; fluid passing through a microfluidic channel at low Reynolds number can be directed around another &#8220;core&#8221; stream and used to dictate the shape as well as the diameter of a core stream.&#160;Grooves in the top and bottom of a microfluidic channel were designed to direct the sheath fluid and shape the core fluid.&#160;By matching the viscosity and hydrophilicity of the sheath and core fluids, the interfacial effects are minimized and complex fluid shapes can be formed.&#160;Controlling the relative flow rates of the sheath and core fluids determines the cross-sectional area of the core fluid.&#160;Fibers have been produced with sizes ranging from 300 nm to ~1 mm, and fiber cross-sections can be round, flat, square, or complex as in the case with double anchor fibers. Polymerization of the core fluid downstream from the shaping region solidifies the fibers.&#160;Photoinitiated click chemistries are well suited for rapid polymerization of the core fluid by irradiation with ultraviolet light.&#160;Fibers with a wide variety of shapes have been produced from a list of polymers including liquid crystals, poly(methylmethacrylate), thiol-ene and thiol-yne resins, polyethylene glycol, and hydrogel derivatives. Minimal shear during the shaping process and mild polymerization conditions also makes the fabrication process well suited for encapsulation of cells and other biological components.

Two adjacent fluids passing through a grooved microfluidic channel can be directed to form a sheath around a prepolymer core; thereby&#160;determining both shape and cross-section. Photoinitiated polymerization, such as thiol click chemistry, is well suited for rapidly solidifying the core fluid into a microfiber with predetermined size and shape.

Önceden Tasarlanmış Boyut ve Şekle Sahip Polimerik ve Biyohidred Elyafların Mikroakışkan İmalatı

A &#8220;sheath&#8221; fluid passing through a microfluidic channel at low Reynolds number can be directed around another &#8220;core&#8221; stream and ...

Fabrication of Mechanically Tunable and Bioactive Metal Scaffolds for Biomedical Applications

Biometal systems have been widely used for biomedical applications, in particular, as load-bearing materials. However, major challenges are high stiffness and low bioactivity of metals. In this study, we have developed a new method towards fabricating a new type of bioactive and mechanically reliable porous metal scaffolds-densified porous Ti scaffolds. The method consists of two fabrication processes, 1) the fabrication of porous Ti scaffolds by dynamic freeze casting, and 2) coating and densification of the porous scaffolds. The dynamic freeze casting method to fabricate porous Ti scaffolds allowed the densification of porous scaffolds by minimizing the chemical contamination and structural defects. The densification process is distinctive for three reasons. First, the densification process is simple, because it requires a control of only one parameter (degree of densification). Second, it is effective, as it achieves mechanical enhancement and sustainable release of biomolecules from porous scaffolds. Third, it has broad applications, as it is also applicable to the fabrication of functionally graded porous scaffolds by spatially varied strain during densification.

Bioactive and mechanically reliable metal scaffolds have been fabricated through a method which consists of two processes, dynamic freeze casting for the fabrication of porous Ti, and coating and densification of the Ti scaffolds. The densification process is simple, effective and applicable to the fabrication of functionally graded scaffolds.

Biyomedikal Uygulamalar için Mekanik ayarlanabilir ve Biyoaktif Metal iskelelerinin Fabrikasyon

Biometal systems have been widely used for biomedical applications, in particular, as load-bearing materials. However, major challenges are high stiffness ...

Identification of Metal Oxide Nanoparticles in Histological Samples by Enhanced Darkfield Microscopy and Hyperspectral Mapping

Nanomaterials are increasingly prevalent throughout industry, manufacturing, and biomedical research. The need for tools and techniques that aid in the identification, localization, and characterization of nanoscale materials in biological samples is on the rise. Currently available methods, such as electron microscopy, tend to be resource-intensive, making their use prohibitive for much of the research community. Enhanced darkfield microscopy complemented with a hyperspectral imaging system may provide a solution to this bottleneck by enabling rapid and less expensive characterization of nanoparticles in histological samples. This method allows for high-contrast nanoscale imaging as well as nanomaterial identification. For this technique, histological tissue samples are prepared as they would be for light-based microscopy. First, positive control samples are analyzed to generate the reference spectra that will enable the detection of a material of interest in the sample. Negative controls without the material of interest are also analyzed in order to improve specificity (reduce false positives). Samples can then be imaged and analyzed using methods and software for hyperspectral microscopy or matched against these reference spectra in order to provide maps of the location of materials of interest in a sample. The technique is particularly well-suited for materials with highly unique reflectance spectra, such as noble metals, but is also applicable to other materials, such as semi-metallic oxides. This technique provides information that is difficult to acquire from histological samples without the use of electron microscopy techniques, which may provide higher sensitivity and resolution, but are vastly more resource-intensive and time-consuming than light microscopy.

Enhanced darkfield microscopy and hyperspectral imaging with spectral mapping enable screening, localization, and identification of nanoscale materials in histological samples with improved speed and accuracy over traditional methods. The goal of this paper is to provide methods for darkfield imaging and hyperspectral mapping of metal oxide nanoparticles in histological samples.

Gelişmiş Darkfield Mikroskopi ve Hiperspektral Haritalama ile histolojik Örneklerinde Metal Oksit Nanopartiküller Kimlik

Nanomaterials are increasingly prevalent throughout industry, manufacturing, and biomedical research. The need for tools and techniques that aid in the ...

Three-Dimensionally Printed Microfluidic Cross-flow System for Ultrafiltration/Nanofiltration Membrane Performance Testing

Minimization and management of membrane fouling is a formidable challenge in diverse industrial processes and other practices that utilize membrane technology. Understanding the fouling process could lead to optimization and higher efficiency of membrane based filtration. Here we show the design and fabrication of an automated three-dimensionally (3-D) printed microfluidic cross-flow filtration system that can test up to 4 membranes in parallel. The microfluidic cells were printed using multi-material photopolymer 3-D printing technology, which used a transparent hard polymer for the microfluidic cell body and incorporated a thin rubber-like polymer layer, which prevents leakages during operation. The performance of ultrafiltration (UF), and nanofiltration (NF) membranes were tested and membrane fouling could be observed with a model foulant bovine serum albumin (BSA). Feed solutions containing BSA showed flux decline of the membrane. This protocol may be extended to measure fouling or biofouling with many other organic, inorganic or microbial containing solutions. The microfluidic design is especially advantageous for testing materials that are costly or only available in small quantities, for example polysaccharides, proteins, or lipids due to the small surface area of the membrane being tested. This modular system may also be easily expanded for high throughput testing of membranes.&#160;

Design and fabrication of a three-dimensionally (3-D) printed microfluidic cross-flow filtration system is demonstrated. The system is used to test performance and observe fouling of ultrafiltration and nanofiltration (thin film composite) membranes.

Ultrafiltrasyon / Nanofiltrasyon Membran Performans Testleri için üç boyutlu Baskılı mikroakışkan Çapraz akış Sistemi

Minimization and management of membrane fouling is a formidable challenge in diverse industrial processes and other practices that utilize membrane ...

Encapsulating Cytochrome c in Silica Aerogel Nanoarchitectures without Metal Nanoparticles while Retaining Gas-phase Bioactivity

Applications such as sensors, batteries, and fuel cells have been improved through the use of highly porous aerogels when functional compounds are encapsulated within the aerogels. However, few reports on encapsulating proteins within sol&#8211;gels that are processed to form aerogels exist. A procedure for encapsulating cytochrome c (cyt. c) in silica (SiO2) sol-gels that are supercritically processed to form bioaerogels with gas-phase activity for nitric oxide (NO) is presented. Cyt. c is added to a mixed silica sol under controlled protein concentration and buffer strength conditions. The sol mixture is then gelled and the liquid filling the gel pores is replaced through a series of solvent exchanges with liquid carbon dioxide. The carbon dioxide is brought to its critical point and vented off to form dry aerogels with cyt. c encapsulated inside. These bioaerogels are characterized with UV-visible spectroscopy and circular dichroism spectroscopy and can be used to detect the presence of gas-phase nitric oxide. The success of this procedure depends on regulating the cyt. c concentration and the buffer concentration and does not require other components such as metal nanoparticles. It may be possible to encapsulate other proteins using a similar approach making this procedure important for potential future bioanalytical device development.

Encapsulating Cytochrome c in Silica Aerogel Nanoarchitectures without Metal Nanoparticles while Retaining Gas-phase Bioactivity

This procedure describes how to encapsulate cytochrome c (cyt. c) in silica (SiO2) sol-gels, process these gels to form bioaerogels, and use these bioaerogels to rapidly recognize nitric oxide (NO) through a gas-phase reaction. This type of protocol may aid in the future development of biosensors or other bioanalytical devices.

Sitokrom Kapsüllenen<em&gt; C</em&gt; Metal Nanopartiküller olmadan Silika Aerojel Nanoarchitectures Gaz faz biyoaktivitesinin İstinat ederken

Applications such as sensors, batteries, and fuel cells have been improved through the use of highly porous aerogels when functional compounds are ...

Production of Metal Nanoparticles by Pulsed Laser-ablation in Liquids: A Tool for Studying the Antibacterial Properties of Nanoparticles

The emergence of multidrug-resistant bacteria is a global clinical concern leading some to speculate about our return to a "pre-antibiotics" era of medicine. In addition to efforts to identify novel small-molecule antimicrobial drugs, there has been great interest in the use of metal nanoparticles as coatings for medical devices, wound dressings, and consumer packaging, due to their antimicrobial properties. The wide variety of methods available for nanoparticle synthesis results in a broad spectrum of chemical and physical properties which can affect antibacterial efficacy. This manuscript describes the pulsed laser-ablation in liquids (PLAL) method to create nanoparticles. This approach allows for the fine tuning of nanoparticle size, composition, and stability using post-irradiation methods as well as the addition of surfactants or volume excluders. By controlling particle size and composition, a large range of physical and chemical properties of metal nanoparticles can be explored which may contribute to their antimicrobial efficacy thereby opening new avenues for antibacterial development.

The antimicrobial properties of metals such as copper and silver have been recognized for centuries. This protocol describes pulsed laser-ablation in liquids, a method of synthesizing metal nanoparticles that provides the ability to fine tune the properties of these nanoparticles to optimize their antimicrobial effects.

Sıvılardaki Darbeli Lazer-Ablasyonuyla Metal Nanopartikül Üretimi: Nanopartiküllerin Antibakteriyel Özelliklerini İncelemek İçin Bir Alet

The emergence of multidrug-resistant bacteria is a global clinical concern leading some to speculate about our return to a "pre-antibiotics" era of ...