Name: a high performance impedance-based platform for evaporation rate detection
Uploaded: 2016-10-17T15:00:00
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Questo lavoro è stato sponsorizzato dal Ministero della Scienza e della Tecnologia, Taiwan, con i numeri di sovvenzione PIÙ 104-2221-E-241-001-MY3 e MOST 105-2627-B-005-002.

1. sperimentale Chip Module <ol><li> Realizzare l&#39;ossido di indio e stagno (ITO) circuito elettrodo fotolitografia e processi wet etching chimici <ol><li> Ottenere un substrato ITO (370 millimetri x 480 mm x 0,5 mm (L x P x A)) con uno strato di 2.600 Å ITO in commercio (vedere elenco dei materiali). Tagliare il substrato ITO alle dimensioni di 90 mm x 90 mm x 0,5 mm, con una taglierina di vetro per il processo elettrodo patterning ITO in un allineatore 4 pollici. </li><li> Utilizzare un pulitore...

<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. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+MC3T3-E1+preosteoblast+culture+on+the+corrosion+of+a+T6-treated+AZ91+alloy.">Influence of MC3T3-E1 preosteoblast culture on the corrosion of a T6-treated AZ91 alloy.</a> J. Biomed. Mater. Res. Part B. 104 (2), 253-262 (2016).</li><li>Tabrizi, M. A., Shamsipur, S., Farzin, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+high+sensitive+electrochemical+aptasensor+for+the+determination+of+VEGF165+in+serum+of+lung+cancer+patient.">A high sensitive electrochemical aptasensor for the determination of VEGF165 in serum of lung cancer patient.</a> Biosens. Bioelectron. 74, 764-769 (2015).</li><li>Tran, T. B., Nguyen, P. 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>

Il passaggio critico per la misura di evaporazione in questo rilevamento impedenza-based è la preparazione delle soluzioni testate. Acqua deionizzata non può essere utilizzato per l&#39;enorme impedenza. Invece, l&#39;acqua del rubinetto contenente ioni conduttivi è stato usato per preparare le soluzioni di acido ialuronico per esperimenti. Tuttavia, le proprietà elettriche di acqua di rubinetto non erano costanti per l&#39;uso. Pertanto, la normalizzazione, come ad esempio la velocità d...

L&#39;evaporazione è un tipo di vaporizzazione liquido e si verifica lungo l&#39;interfaccia gas-liquido di un corpo collettivo di acqua. Le molecole d&#39;acqua vicino alla superficie diventano capaci di sfuggire dal liquido a causa della collisione di molecole d&#39;acqua. Il tasso di evaporazione è un importante fattore chiave durante il processo di evaporazione. Generalmente, un equilibrio o volumetrico tubo 1-3 è ampiamente utilizzato per rilevare l&#39;evaporazione delle soluzioni. Tuttavia, ci vuole molto tempo per misurare il tasso di evaporazione causa della limitazione precisione di un equilibrio o un tubo volumetrico. Per questo motivo, uno strumento reattivo e alta sensibilità deve essere sviluppata per sondare i dettagli del processo di evaporazione. Elettrochimica spettroscopia di impedenza (EIS) è una risposta veloce, mezzi sperimentali sensibili ed efficaci in termini di rilevazione di impedenza in situ per sistema elettrochimico caratterizzazione 4. Pertanto, EIS può essere applicata in vari fieLDS, come recenti studi sul comportamento cellulare 5, rilevamento bioanalitici 6-7, elettrolisi 8, polimeri conduttori 9, e l&#39;estrazione elettrochimica 10. Anche se i sistemi EIS erano state applicate con successo in un&#39;ampia varietà di discipline, esiste un numero estremamente limitato di pubblicazioni sulla sua applicazione alla ricerca evaporazione. Acido ialuronico, un polisaccaride ad elevato peso molecolare, con un forte potenziale di legame d&#39;acqua, è un umettante noto per applicazioni cosmetiche. Una molecola di acido ialuronico può legare fino a 500 molecole d&#39;acqua 11 e raggiungere 1.000 volte il suo volume originale 12. Una quantità estremamente piccola di acido ialuronico può possedere funzione idratante 13-14. A causa della ritenzione di umidità elevata, l&#39;acido ialuronico è diventato una componente importante di prodotti cosmetici umettanti ad alto valore commerciale in tutto il mondo 15. Til suo studio presenta il metodo di un apparato a base di impedenza romanzo con rilevamento ad alta velocità, piccolo requisito del campione del volume, e misurazioni multiple campione 16-19. Si presenta con un focus sul confronto tasso di evaporazione relativa tra soluzioni come un modo per convalidare la superiorità del meccanismo di rilevamento innovativo corso di un modo di peso convenzionale.

<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

Questo documento descrive il metodo di una piattaforma impedenza basata innovativo per la rilevazione della velocità di evaporazione. L&#39;acido ialuronico composto modello è stato impiegato qui a scopo dimostrativo. Diverse prove di evaporazione sul composti modello come umettante con varie concentrazioni di soluzioni sono state condotte a fini di confronto. Un approccio perdita di peso convenzionale è noto come il più semplice, ma richiede tempo, tecnica di misura per il rilevamento di velocità di evaporazione. Tuttavia, uno svantaggio evidente è che un grande volume di campione è richiesto e più test campione non può essere condotta contemporaneamente. Per la prima volta nella letteratura, un chip di rilevamento impedenza elettrica viene applicata con successo ad una indagine evaporazione in tempo reale in una ripartizione di tempo, modo continuo ed automatico. Inoltre, non più di 0,5 ml di campioni di prova è richiesto in questo apparato impedenza-based, e una grande variazione di impedenza è dimostrato tra i vari soluti diluitaons. Il sistema ad alta sensibilità e di rilevamento impedenza a risposta rapida proposto si trova a sovraperformare un approccio di perdita di peso convenzionale in termini di rilevamento velocità di evaporazione.

Durante il processo di evaporazione, gli ioni conduttori nella soluzione testata diventato concentrata con il volume della soluzione diminuendo, e l&#39;impedenza di questa soluzione è diminuito. I tassi di perdita di peso e diminuzione impedenza nel corso di evaporazione per ogni soluzione testata sono stati misurati. A scopo di confronto, i dati dei tassi di perdita di peso e diminuzione dell&#39;impedenza sono stati normalizzati ad acqua e poi tracciate insieme in figura 5. Come illustrato nella <st...

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A High Performance Impedance-based Platform for Evaporation Rate Detection

Questo articolo presenta un apparato impedenza-based per il rilevamento velocità di evaporazione delle soluzioni. Offre chiari vantaggi rispetto ad un approccio perdita di peso convenzionale: una risposta veloce, rilevamento ad alta sensibilità, un piccolo requisito campione, misurazioni di campioni multipli, e facile smontaggio per la pulizia e riutilizzo.

Una piattaforma basata su impedenza ad alte prestazioni per l&#39;evaporazione tasso di rilevamento

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

Research

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