Name: phase diagram characterization using magnetic beads as liquid carriers
Uploaded: 2015-09-04T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Phase Diagram Characterization Using Magnetic Beads as Liquid Carriers at JoVE.com

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...

<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>

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 ...

Research

JoVE Journal

Engineering

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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 ...