Name: a high performance impedance-based platform for evaporation rate detection
Uploaded: 2016-10-17T15:00:00
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Diese Arbeit wurde durch das Ministerium für Wissenschaft und Technologie, Taiwan, unter Gewährung Nummern 104-2221-E-241-001-MY3 und MOST 105-2627-B-005-002 MOST gefördert.

1. Experimental-Chip-Modul <ol><li> Fabrizieren das Indium - Zinn - Oxid (ITO) Elektrodenchip durch Photolithographie und chemischen Nassätzverfahren <ol><li> Erhalten ITO-Substrat (370 mm x 480 mm x 0,5 mm (L x B x H)) mit einer 2600 Å ITO-Schicht im Handel (siehe Materialliste). Scheibe das ITO-Substrat mit den Abmessungen von 90 mm x 90 mm x 0,5 mm mit einem Glasschneider für die ITO-Elektrode Strukturierungsprozess in einem 4-Zoll-Aligner. </li><li> Verwenden S...

<ol>
	<li>Francis, G. W., Bui, Y. T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+the+composition+of+aromatherapeutic+Citrus+oils+during+evaporation.">Changes in the composition of aromatherapeutic Citrus oils during evaporation.</a> Evid.-based Complement Altern. Med. 2015 (421695), 1-6 (2015).</li><li>Ochiai, N., 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=Extension+of+a+dynamic+headspace+multi-volatile+method+to+milliliter+injection+volumes+with+full+sample+evaporation:+application+to+green+tea.">Extension of a dynamic headspace multi-volatile method to milliliter injection volumes with full sample evaporation: application to green tea.</a> J. Chromatogr. A. 1421, 103-113 (2015).</li><li>Zribi, W., Aragues, R., Medina, E., Faci, 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=Efficiency+of+inorganic+and+organic+mulching+materials+for+soil+evaporation+control.">Efficiency of inorganic and organic mulching materials for soil evaporation control.</a> Soil Tillage Res. 148, 40-45 (2015).</li><li>Chang, B. Y., Park, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemical+impedance+spectroscopy.">Electrochemical impedance spectroscopy.</a> Annu. Rev. Anal. Chem. 3, 207-229 (2010).</li><li>Brooks, E. K., Tobias, M. E., Yang, S., Bone, L. B., Ehrensberger, M. 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D., Baek, C., Min, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+dual-sensing+method+for+real-time+quantitative+monitoring+of+cell-secreted+MMP-9+and+cellular+morphology+during+migration+process.">Electrical dual-sensing method for real-time quantitative monitoring of cell-secreted MMP-9 and cellular morphology during migration process.</a> Biosens. Bioelectron. 77, 631-637 (2016).</li><li>Kruger, A. J., Krieg, H. M., van der Merwe, J., Bessarabov, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+MEA+manufacturing+parameters+using+EIS+for+SO2+electrolysis.">Evaluation of MEA manufacturing parameters using EIS for SO2 electrolysis.</a> Int. J. Hydrog. Energy. 39 (32), 18173-18181 (2014).</li><li>Guler, Z., Sarac, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemical+impedance+and+spectroscopy+study+of+the+EDC/NHS+activation+of+the+carboxyl+groups+on+poly(&#949;-caprolactone)/poly(m-anthranilic+acid)+nanofibers.">Electrochemical impedance and spectroscopy study of the EDC/NHS activation of the carboxyl groups on poly(&#949;-caprolactone)/poly(m-anthranilic acid) nanofibers.</a> Express Polym. Lett. 10 (2), 96-110 (2016).</li><li>Xi, X., Si, G., Nie, Z., Ma, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemical+behavior+of+tungsten+ions+from+WC+scrap+dissolution+in+a+chloride+melt.">Electrochemical behavior of tungsten ions from WC scrap dissolution in a chloride melt.</a> Electrochim. Acta. 184, 233-238 (2015).</li><li>Olejnik, A., Goscianska, J., Zielinska, A., Nowak, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stability+determination+of+the+formulations+containing+hyaluronic+acid.">Stability determination of the formulations containing hyaluronic acid.</a> Int. J. Cosmetic Sci. 37, 401-407 (2015).</li><li>Marcellin, E., Steen, J. A., Nielsen, L. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insight+into+hyaluronic+acid+molecular+weight+control.">Insight into hyaluronic acid molecular weight control.</a> Appl. Microbiol. Biotechnol. 98, 6947-6956 (2014).</li><li>Laurent, T. C., Laurent, U. B. G., Fraser, J. R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+structure+and+function+of+hyaluronan:+An+overview.">The structure and function of hyaluronan: An overview.</a> Immunol. Cell Biol. 74 (2), A1-A7 (1996).</li><li>Papakonstantinou, E., Roth, M., Karakiulakis, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hyaluronic+acid:+A+key+molecule+in+skin+aging.">Hyaluronic acid: A key molecule in skin aging.</a> Derm.-Endocrinol. 4 (3), 253-258 (2012).</li><li>Sze, J. H., Brownlie, J. C., Love, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biotechnological+production+of+hyaluronic+acid:+A+mini+review.">Biotechnological production of hyaluronic acid: A mini review.</a> 3 Biotech. 6, 67 (2016).</li><li>Lin, C. Y., 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=Real-time+detection+of+&#946;1+integrin+expression+on+MG-63+cells+using+electrochemical+impedance+spectroscopy.">Real-time detection of &#946;1 integrin expression on MG-63 cells using electrochemical impedance spectroscopy.</a> Biosens. Bioelectron. 28 (1), 221-226 (2011).</li><li>Hsiao, S. Y., 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=Chemical-free+and+reusable+cellular+analysis:+Electrochemical+impedance+spectroscopy+with+a+transparent+ITO+culture+chip.">Chemical-free and reusable cellular analysis: Electrochemical impedance spectroscopy with a transparent ITO culture chip.</a> Int. J. Technol. Hum. Interact. 8 (3), 1-9 (2012).</li><li>Lin, Y. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+real-time+impedance-sensing+chip+for+the+detection+of+emulsion+phase+separation.">A real-time impedance-sensing chip for the detection of emulsion phase separation.</a> Electrophoresis. 34 (12), 1743-1748 (2013).</li><li>Lin, Y. S., Chen, C. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+evaporation+detection+system+using+an+impedance+sensing+chip.">A novel evaporation detection system using an impedance sensing chip.</a> Analyst. 139 (22), 5781-5784 (2014).</li><li>Tseng, S. F., 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=Graphene-based+chips+fabricated+by+ultraviolet+laser+patterning+for+anelectrochemical+impedance+spectroscopy.">Graphene-based chips fabricated by ultraviolet laser patterning for anelectrochemical impedance spectroscopy.</a> Sens. Actuator B-Chem. 226, 342-348 (2016).</li><li>Pavicic, 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=Efficacy+of+cream-based+novel+formulations+of+hyaluronic+acid+of+different+molecular+weights+in+anti-wrinkle+treatment.">Efficacy of cream-based novel formulations of hyaluronic acid of different molecular weights in anti-wrinkle treatment.</a> J. Drugs Dermatol. 10 (9), 990-1000 (2011).</li><li>Gotoh, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+the+molecular+weight+of+hyaluronic+acid+and+its+action+mechanisms+on+experimental+joint+pain+in+rats.">Effects of the molecular weight of hyaluronic acid and its action mechanisms on experimental joint pain in rats.</a> Ann. Rheum. Dis. 52 (11), 817-822 (1993).</li><li>Saettone, M. F., Nannipieri, E., Cervetto, L., Eschini, N., Carelli, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+impedance+changes+and+water+content+in+O/W+emulsions+during+evaporation.">Electrical impedance changes and water content in O/W emulsions during evaporation.</a> Int. J. Cosmetic Sci. 2 (2), 63-75 (1980).</li><li>Fernandez-Sanchez, C., McNeil, C. J., Rawson, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemical+impedance+spectroscopy+studies+of+polymer+degradation:+application+to+biosensor+development.">Electrochemical impedance spectroscopy studies of polymer degradation: application to biosensor development.</a> Trac-Trends Anal. Chem. 24 (1), 37-48 (2005).</li></ol>

Der entscheidende Schritt für die Verdampfung Messung in diesem impedanzbasierten Detektion ist die Herstellung der getesteten Lösungen. Entionisiertes Wasser kann aufgrund seiner enormen Impedanz verwendet werden. Stattdessen Leitungswasser leitfähige Ionen enthielt, wurde verwendet, um Hyaluronsäure-Lösungen für Experimente vorzubereiten. Jedoch waren die elektrischen Eigenschaften des Leitungswassers nicht konstant für den Einsatz. Daher Normalisierung, wie beispielsweise die relati...

Verdampfung ist eine Art von Flüssigkeitsverdampfung und tritt entlang der Gas-Flüssig-Grenzfläche eines kollektiven Körper von Wasser. Die Wassermoleküle in der Nähe der Oberfläche der Flüssigkeit entweichen zu Kollision von Wassermolekülen aufgrund der Lage sind. Die Verdampfungsrate ist ein wichtiger Schlüsselfaktor während des Prozesses der Verdampfung. Im Allgemeinen wird ein Gleichgewicht oder volumetrische Rohr 1-3 weithin verwendet , um die Verdampfung von Lösungen zu detektieren. Jedoch dauert es eine lange Zeit, um die Verdampfungsgeschwindigkeit aufgrund der Präzision Begrenzung einer Waage oder einem volumetrischen Rohr zu messen. Aus diesem Grund muss eine reaktionsschnelle und hochempfindliches Gerät entwickelt werden, in den Details des Verdampfungsprozesses zu untersuchen. Die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) ist ein schnell ansprechender, sensible und effektive experimentelle Mittel im Hinblick auf die in-situ Impedanzerfassung für die elektrochemische Charakterisierung System 4. Daher kann in verschiedenen EIS fie angewendetlds, wie neuere Studien über Zellverhalten 5, bioanalytischen Sensor 6-7, Elektrolyse 8, leitende Polymere 9 und elektrochemische Extraktion 10. Obwohl EIS-Systeme erfolgreich in einer Vielzahl von Disziplinen angewendet worden war, gibt es eine sehr kleine Anzahl von Veröffentlichungen über ihre Anwendung auf Verdampfungs Forschung. Hyaluronsäure, ein hochmolekulares Polysaccharid mit starken wasserbindenden Potential, ist ein bekanntes Feuchthaltemittel für kosmetische Anwendungen. Ein Hyaluronsäure-Molekül kann bis zu 500 Wassermoleküle 11 binden und erreichen 1000 - fache seines ursprünglichen Volumens 12. Eine äußerst geringe Menge an Hyaluronsäure können feuchtigkeitsspendende Funktion 13-14 besitzen. Aufgrund der hohen Feuchtigkeitsretention hat Hyaluronsäure eine wichtige Komponente der kosmetischen Befeuchtungsmittel Produkte mit hohem kommerziellen Wert weltweit 15 geworden. Tseine Studie stellt die Methode eines neuartigen impedanzbasierten Gerät mit hoher Geschwindigkeit Erkennung, 16-19 kleines Volumen Probenbedarf und mehrere Probenmessungen. Es ist mit einem Fokus auf die relative Verdampfungsgeschwindigkeit Vergleich zwischen Lösungen als einer Weise präsentiert, die Überlegenheit des innovativen Erkennungsmechanismus gegenüber einer herkömmlichen Wiege Weise zu validieren.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="848">
	<tbody>
		<tr height="28">
			<td height="28" style="height:28px;width:143px;">95 % ethanol</td>
			<td style="width:292px;">Echo Chemical Co., Ltd., Miaoli, Taiwan</td>
			<td style="width:155px;">484000001103C-00EC</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="45">
			<td height="45" style="height:45px;width:143px;">Acetone</td>
			<td style="width:292px;">Avantor Performance Materials Inc., Center Valley, PA, USA</td>
			<td style="width:155px;">JTB-9005-68</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="30">
			<td height="30" style="height:30px;width:143px;">Development solution</td>
			<td style="width:292px;">Kemitek Industrial Crop., Hsinchu, Taiwan</td>
			<td style="width:155px;">12F01031</td>
			<td style="width:259px;">KTD-1</td>
		</tr>
		<tr height="30">
			<td height="30" style="height:30px;width:143px;">Etching solution</td>
			<td style="width:292px;">eSolv Technology Co., Taipei, Taiwan</td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td style="width:259px;">EG-462</td>
		</tr>
		<tr height="45">
			<td height="45" style="height:45px;width:143px;">Hyaluronic acid</td>
			<td style="width:292px;">Shandong Freda Biopharm Co., Ltd., Jinan, China</td>
			<td style="width:155px;">1010212</td>
			<td>Molecular weight 980k, Cosmetic Grade</td>
		</tr>
		<tr height="45">
			<td height="45" style="height:45px;width:143px;">Photoresist solution</td>
			<td style="width:292px;">AZ Electronic Materials Taiwan Co., Ltd., Hsinchu, Taiwan</td>
			<td style="width:155px;">65101M19</td>
			<td style="width:259px;">AZ6112</td>
		</tr>
		<tr height="47">
			<td height="47" style="height:47px;width:143px;">8-well silicone array</td>
			<td style="width:292px;">Greiner bio-one Inc., Frickenhausen, Baden-W&#252;rttemberg, Germany</td>
			<td style="width:155px;">FlexiPERM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="45">
			<td height="45" style="height:45px;width:143px;">ITO glass</td>
			<td style="width:292px;">GemTech Optoelectronics Co., Taoyuan, Taiwan</td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:143px;">Vial&#160;</td>
			<td style="width:292px;">Sigma-Aldrich Co. LLC., St. Louis, MO, USA</td>
			<td style="width:155px;">854190</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="28">
			<td height="28" style="height:28px;width:143px;">Film photomask</td>
			<td style="width:292px;">Taiwan Mesh Co., Ltd, Taoyuan, Taiwan</td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="46">
			<td height="46" style="height:46px;width:143px;">Lock-in amplifier</td>
			<td style="width:292px;">Stanford Research Systems, Inc., Palo Alto, CA, USA</td>
			<td style="width:155px;">SR830</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="66">
			<td height="66" style="height:66px;width:143px;">Switch relay</td>
			<td style="width:292px;">Instrument Technology Research Center, National Applied Research Laboratories, Hsinchu, Taiwan</td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:143px;">Electronic balance machine</td>
			<td style="width:292px;">Precisa Co., Dietikon, Switzerland</td>
			<td>XS225A</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a high performance impedance-based platform for evaporation rate detection

Dieses Papier beschreibt die Methode eines neuartigen impedanzbasierten Plattform zur Erfassung der Verdampfungsrate. Die Modellverbindung Hyaluronsäure wurde hier zu Demonstrationszwecken verwendet. Mehrere Eindampfversuchen an der Modellverbindung als Feuchthaltemittel mit verschiedenen Konzentrationen in Lösungen wurden zu Vergleichszwecken durchgeführt. Eine herkömmliche Gewichtsverlust Ansatz wird als die einfachste, aber zeitaufwendig, Messtechnik für die Verdampfungsrate Erkennung bekannt. Noch ein deutlicher Nachteil ist, dass ein großes Volumen an Probe erforderlich ist, und mehrere Proben Tests können nicht zur gleichen Zeit durchgeführt werden. Zum ersten Mal in der Literatur, ein elektrisches Impedanzerfassungschip ist mit einem Echtzeit-Verdampfungs Untersuchung in einem Time-Sharing, kontinuierliche und automatische Weise erfolgreich angewendet. Außerdem ist, wie nur 0,5 ml der Testproben wird in dieser impedanzbasierten Vorrichtung erforderlich, und eine große Impedanzänderung wird unter verschiedenen verdünnten soluti demonstriertons. Die vorgeschlagene hochempfindliche und schnelle Reaktion Impedanz-Messsystem ist ein herkömmliches Gewichtsverlust Ansatz in Bezug auf die Verdampfungsrate Erkennung zu übertreffen gefunden.

Während des Verdampfungsprozesses, die leitenden Ionen in der getesteten Lösung wurde eingeengt, mit dem abnehmenden Volumen der Lösung, und die Impedanz dieser Lösung verringert. Die Rate der Gewichtsverlust und Impedanz Abnahme der Verdunstung Fortschritt für jede getestete Lösung wurden gemessen. Zu Vergleichszwecken wurden die Daten in den Sätzen von Gewichtsverlust und Impedanz Abnahme an Wasser normalisiert und dann aufgetragen zusammen in Figur 5 dar . Wie in 5 dargestellt,</strong...

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A High Performance Impedance-based Platform for Evaporation Rate Detection

Dieser Beitrag stellt eine impedanzbasierte Vorrichtung zur Verdampfungsrate Erkennung von Lösungen. Es bietet klare Vorteile gegenüber einem herkömmlichen Gewichtsverlust Ansatz: eine schnelle Reaktion, hochempfindlichen Erkennung, eine kleine Probe Anforderung, mehrere Probenmessungen und einfache Demontage zur Reinigung und Wiederverwendung Zwecke.

Ein Hochleistungs-Impedanz-basierte Plattform für die Verdampfungsrate Erkennung

This paper describes the method of a novel impedance-based platform for the detection of the evaporation rate. The model compound hyaluronic acid was ...

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