Name: fabrication of a dipole-assisted solid phase extraction microchip for trace metal analysis in water samples
Uploaded: 2016-08-07T13:00:00
Duration: 9 min 42 s
Description: 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

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).

<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.

双極子支援SPEのマイクロチップの製造のための詳細な手順は、上記に提示しました。このセクションでは、PMMAのC-Clで部分および微量金属イオンを決意するための抽出媒体として使用されたのCl含有PMMAの可能性の移植に関して修正プロトコルの有用性は、ありますステップバイステップを評価しました。表面の検証のために、試料の種類は分析機器との適合性に基づいて選択しました。換言すれば、同様の工程を経て調製された試験サンプルの種類は、分析機器の要件に従って決定しました。例えば、粉末充填型のサンプルは、LA-ICP-MS、ラマン分光に使用したのに対し、基板型サンプルは、接触角の測定に使用し、XANES解析します。 最初は、化学官能アタッシュケースが受ける変化を監視します提案されている手順の間PMMAの表面にD、各工程を行ったに対応する得られた生成物に対する接触角分析（ 図2）。 図2に表示されているように、接触角の変化は明らかに表面変化は、修正手順の間に発生したことが示され、そして最終生成物を測定したところ80.3°±0.43°の接触角は、以前の結果を報告した。21と一致しましたまた、変性PMMAのC-Clでの成分の存在はまた、LA-ICP-MS分析によって確認しました。ネイティブPMMAをアブレーションすることによって得られた結果と比較して、CLには別個の信号はC-Clで部分で修飾されたPMMAをアブレーションすることによってexpectably観察された（ 図3（a）参照 ）。 ラマンスペクトルは、さらに、PMMAのC-Clで部分の結合を検証するために収集しました。 Figuに示すように図3（b）再もしくはCCl 2非対称伸縮振動に関連する2つの特徴的なピーク682 cm -1で718 cm -1で修正されたPMMAのスペクトル中で観察したウィリスらによって報告された結果とのことで適度に良好な一致22、ヘンドラら 23言い換えると、PMMAのC-Clでの部分の結合が正常に変更した後に達成され得ます。 また、本研究で提案された抽出機構を解明するために、XANES解析を使用しました。 図4に示されるように、高度に電気陰性のC-Clで部分と正に帯電した金属イオンとの間の相互作用は、MN 2+イオンで ​​処理された変性PMMAに対応XANESスペクトルにおける優勢な吸収端が存在することによって確認することができました。このように、双極子静電相互作用は確かTRのためのオンチップ抽出に適用されますエースの金属分析します。台湾の二つの川から採取した水サンプルの詳細な分析結果を他の場所に記載されている。16 我々の知る限り、これは微量金属イオンの決意のためのオンチップSPE反応で革新的な作業戦略を利用する最初の試みであり、開発したデバイスは、他のオンチップSPE技術と比較して有意に耐久性であったこと（ すなわち、 、160以上の分析作品）が、抽出効率の点で大幅な劣化なしに達成することができます。そのような抽出機構は、主として高度に電気陰性のC-Clで部分と正に帯電した金属イオンとの間の相互作用に依存しているため、それにもかかわらず、提案された技術は、これまで負に帯電した種を抽出するには不向きであることが予想されました。

環境管理と汚染防止の観点から、深刻な汚染や毒物学的問題を引き起こす微量金属は、世界的に懸念されます。生試料中の予想外の共存化学種は、多くの場合、トレースの量で存在する分析物の正確な決意を妨げるため、適切なオンチップ・サンプル前処理技術が広く、処理の成功への鍵とチップベースのプラットフォームを介して、実際のサンプルを分析することとして受け入れられています。利用可能な技術のうち1、オンチップ固相抽出（SPE）微量金属のために特に人気が同時に実行される試料のクリーンアップおよび検体前濃縮を可能にするこの技術は、複雑な塩マトリックスからの金属イオンの単離のために非常に有用であるので、分析。 2,3 微量金属の決意に使用されるオンチップSPE技術の進歩は着実に進化してきました。初期の頃には、トン彼はチップを樹脂充填SPEユニットを構成するためにマイクロチャネルに市販の樹脂をロードすることによって調製したSPE 4-7これは時折、樹脂保持可能な形態への金属イオンの変換を可能にするように誘導体化される検体を必要とした。4代替方法チップベースのSPEデバイスの製造のための単純な表面改質後の微量金属の回収のためのSPEの吸着剤としてのチップチャネルを利用することである。8近年、磁性ナノ粒子（MNPの）および特定の化学物質の取り込みを含む新興の傾向を見てきました金属イオンを効率的に保持することができる官能基を含有します。商業的な樹脂とは対照的に、のMNPは、それらが外部磁界Tの助けを借りてマイクロチャンネルに充填された後にγメルカプトプロピルトリメトキシシラン（γ-MPTS）9とアミノベンジルエチレンジアミン四酢酸（ABEDTA）10のような化合物で修飾されていますO金属イオンの選択的抽出を実現します。 オンチップSPE技術の開発における重要な進歩を目撃してきたが、報告された技術は、典型的には、イオン交換またはキレート化のいずれかに基づいて機能します。このような技術の使用は、分析性能を維持するためにエアコン、洗濯、又は再生に関連するものを含む不可避操作手順を必要とするという欠点があります。残念ながら、追加の操作手順の必要性は、各分析に必要な時間を延長するだけでなく、高いブランク値と再現性のない結果を引き起こす危険性があります。11のため、オンチップのSPE技術のための戦略を働い代替は微量金属分析のために不可欠です。 1993年に、ワットChehimi 12は、金属イオンは、ポリマー材料に向けて保持する傾向を有することを見出し、そして分析物のほとんどは、効率的に、クロロ（CL）上に保持されていることを-containingのポリマー材料ナトリウムイオンを除いて、ポリ（塩化ビニル）（PVC）。そのため、2002年に、Eboatu ら 13は、さらにPVCによってソリューションからいくつかの有毒金属の隔離について報告しました。これは、検体の前濃縮および塩マトリックスの除去のための優れた特性を示した高分子材料をClを含有することを示したので、のCl含有SPE機能を備えたチップベースのデバイスは、決意のための新規のオンチップSPE技術の開発のための魅力的な戦略と考えられました微量金属イオン。そのような製造の容易さ、所望の化学的/機械的特性、および光学的透明性などを考慮すると材料の機能は、14,15この研究では、マイクロデバイスを製造するために、ポリ（メチルメタクリレート）（PMMA）を利用しました。そして、CL-含有SPE機能は、微量金属イオンの決意するための新規なオンチップSPE技術の開発のために作製した素子に注入した。16 Remarkably、チャネル内部の高度に電気陰性C-Clでの部分の間の双極子 - イオン相互作用および正に帯電した金属イオン上の革新的な抽出機構の依存はにつながる、一般的なオンチップのSPE手順の間に講じた措置を回避することができます過剰の試薬を使用することによって引き起こされる汚染や追加のステップに起因する労働者のいずれかの劇的な低下。この貢献で提供されたプロトコルは、自分の仕事のための双極子支援SPEのマイクロチップを製造するために多様な背景から研究者を可能にします。製造されたマイクロチップのための詳細な特徴付け手順も同様に記載されています。

<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

本論文では、水試料中の微量金属分析のために利用可能な双極子支援固相抽出（SPE）マイクロチップの製造プロトコルについて説明します。チップベースのSPE技術の進化の概要が提供されます。これは、特定のポリマー材料への導入とSPEにおけるその役割が続いています。革新的な双極子補助SPE法を開発するために、SPE機能を含有塩素（CL）は、ポリ（メチルメタクリレート）（PMMA）マイクロチップに注入しました。ここで、接触角分析、ラマン分光分析、およびレーザーアブレーション、誘導結合プラズマ質量分析法を含む様々な分析技術（LA-ICP-MS）分析は、上のC-Clで部分の注入プロトコルの有用性を検証するために使用しましたPMMA。 X線吸収端近傍構造解析結果（XANES）分析もまた、双極子によって抽出媒体としてのCl含有PMMAの実現可能性を実証しました高度に電気陰性C-Clで部分と正に帯電した金属イオンとイオンの相互作用。

図2は、PMMAマイクロチップのチャネル変更の手続きの際に発生する反応を示しています。接触角分析は、提案されている手順の間、表面の変更を監視するために使用しました。 LA-ICP-MSシステムおよび分散型ラマン分光計はC-Clでの成功した変更を確認するために使用されたがPMMA基板上に形成する部分（ 図3の（a）、（b）参照 ）。提案された双極子補助SPE反応はXANES解析（ 図4）によって特徴付けました。 <img alt="図1" src="/files/ftp_upload/53500/53500fig1.jpg" /> 図1. PMMAマイクロチップ。（a） の製作マイクロチップ用のパターンファイルのスナップショット。 （b）は製作マイクロチップのレイアウト：S、E、およびBは、試料のための導入ポートを表し、溶離液、およびBUFをそれぞれの溶液をFER。 Oは、出口を表しています。黒丸はそれぞれのための掘削のアクセスホールを表します。サンプルおよびバッファソリューションの導入に使用されるチャネルの両方が抽出チャネルと30°の角度を形成しました。コンフルエント出口に試料と緩衝液の流れの収束点からの距離とした効果的な抽出流路の長さは94 mmでした。 （c）は 、機械加工板の断面写真。文献から再生。 16化学の王立協会の許可を得て。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53500/53500fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="図2" src="/files/ftp_upload/53500/53500fig2.jpg" /> PMMAマイクロチップのためのチャネル変更の 図2. スキーム。差し込みphotogrAPHSシーケンスで得られた生成物に対応する接触角を示します。接触角は、水滴の画像を用いて決定しました。 3回の繰り返し測定の平均は、それぞれの場合において報告接触角を測定するために使用しました。文献から再生。 16化学の王立協会の許可を得て。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53500/53500fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="図3" src="/files/ftp_upload/53500/53500fig3.jpg" /> PMMAの変更の 図3. 表面検証。（A）のClのための信号がC-Clでの部分で修飾されたPMMA及びPMMAの両方を切除することにより得られます。挿入図は、各取得信号に対応する切除位置を示しています。 （b）は 、ネイティブのラマンスペクトルとPMMAを変更しました。文献から再生。の許可を得て16化学の王立協会。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53500/53500fig3large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="図4" src="/files/ftp_upload/53500/53500fig4.jpg" /> 修正されたPMMA及びMn 2+ イオン で ​​処理された修正されたPMMAの 図4 のMnのK端XANESスペクトル 。修正されたPMMAのスペクトルは赤線のように発表されました。吸収スペクトルを示す変形PMMAの高度に電気陰性C-Clで部分とMn 2+イオンとの間の相互作用は、青色の線として提示されました。文献から再生。 16化学の王立協会の許可を得て。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53500/53500fig4large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</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.

水試料中の微量金属分析のためのダイポールアシスト固相抽出マイクロチップの作製

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

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Physics

Bioengineering

Unit 1

Electric Charges and Fields

SCIENTISTS IN ACTION

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

核酸、タンパク質と低分子のReagentless検出用電気化学DNAバイオセンサーの作製

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. ...

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

高秩序のナノシートにペプトイドポリマーおよびそれらの自己組織化の固相Submonomer合成

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

ターゲット安定同位体希釈液体クロマトグラフィー - 質量分析のための細胞の脂質の抽出

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

あらかじめ設計されたサイズと形状を用いるポリマー繊維およびバイオハイブリッド繊維のマイクロ流体製造

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

バイオメディカル応用のための機械的に調整可能な生物活性金属スキャフォールドの作製

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

強化された暗視野顕微鏡とハイパースペクトルマッピングにより組織学的試料中の金属酸化物ナノ粒子の同定

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

限外濾過/ナノ濾過膜性能試験のための三次元プリントマイクロ流体クロスフローシステム

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

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

シトクロムをカプセル化<em&gt; C</em&gt;金属ナノ粒子なしのシリカエアロジェルナノアーキテクチャで気相生物活性を保持しながら、

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

液体中のパルスレーザアブレーションによる金属ナノ粒子の生成：ナノ粒子の抗菌特性を調べるためのツール

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

Fabrication of Custom Agarose Wells for Cell Seeding and Tissue Ring Self-assembly Using 3D-Printed Molds

細胞播種用カスタム Agarose 井戸とティッシュ リング自己組織型の 3 D プリントを使用しての作製

Engineered tissues are being used clinically for tissue repair and replacement, and are being developed as tools for drug screening and human disease ...