Name: a high performance impedance-based platform for evaporation rate detection
Uploaded: 2016-10-17T15:00:00
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Este trabalho foi patrocinado pelo Ministério da Ciência e Tecnologia, Taiwan, com os números de concessão bem 104-2221-E-241-001-MY3 ea maioria dos 105-2627-B-005-002.

1. Experimental Module Chip <ol><li> Fabricar o óxido de índio-estanho (ITO) chip de eletrodo por fotolitografia e processos de corrosão molhadas químicos <ol><li> Obter um substrato de ITO (370 mm x 480 mm x 0,5 mm (L x W x H)) com uma camada de 2.600 Å ITO comercialmente (Veja Lista de Materiais). Cortar o substrato de ITO com as dimensões de 90 mm x 90 milímetros x 0,5 mm, com um cortador de vidro para o processo de padronização do eléctrodo ITO em um alinhador de 4 polegadas. </li><li> U...

<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>

O passo crítico para a medição evaporação nesta detecção baseada em impedância é a preparação das soluções testadas. água desionizada não pode ser usado devido à sua enorme impedância. Em vez disso, a água da torneira que contém iões condutores foi utilizado para preparar soluções de ácido hialurónico para experiências. No entanto, as propriedades eléctricas de água da torneira não foi constante para uso. Portanto, normalização, tais como a taxa de evaporação r...

A evaporação é um tipo de vaporização de líquido e ocorre ao longo da interface gás-líquido de um corpo de água colectiva. As moléculas de água perto da superfície tornam-se capazes de escapar do líquido devido a colisão de moléculas de água. A taxa de evaporação é um factor chave importante durante o processo de evaporação. Geralmente, um equilíbrio ou volumétrico tubo de 3/1 é amplamente utilizado para detectar a evaporação de soluções. No entanto, é necessário um longo período de tempo para medir a taxa de evaporação, devido à limitação de precisão de um equilíbrio ou um tubo volumétrico. Por esta razão, um instrumento sensível e de alta sensibilidade deve ser desenvolvido para sondar os detalhes do processo de evaporação. Espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) é um rápido-resposta, meios experimentais sensíveis e eficazes em termos de detecção de impedância in-situ para caracterização do sistema eletroquímico 4. Portanto, EIS pode ser aplicado em várias fields, tais como estudos recentes sobre o comportamento celular 5, sensoriamento bioanalíticos 6-7, electrólise 8, polímeros condutores 9 e extração eletroquímica 10. Embora os sistemas de EIE com sucesso tinha sido aplicada em uma ampla variedade de disciplinas, existem um número extremamente pequeno de publicações sobre a sua aplicação para a pesquisa de evaporação. Ácido hialurónico, um polissacárido de elevado peso molecular com um forte potencial de ligação de água, é um humidificante conhecido para aplicações cosméticas. Uma molécula de ácido hialurônico pode ligar até 500 moléculas de água 11 e chegar a 1.000 vezes o seu volume original de 12. Um extremamente pequena quantidade de ácido hialurônico pode possuir função hidratante 13-14. Devido à alta retenção de umidade, ácido hialurônico tornou-se um componente importante dos produtos umectantes cosméticos com alto valor comercial em todo o mundo 15. Tseu estudo apresenta o método de um aparelho baseado em impedância romance com detecção de alta velocidade, exigência de amostra de volume pequeno, e múltiplas medições de amostra 16-19. É apresentado com um foco na comparação de taxa de evaporação relativa entre as soluções de uma maneira como para validar a superioridade do mecanismo de detecção inovador através de uma maneira convencional de pesagem.

<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

Este artigo descreve o método de uma nova plataforma baseada na impedância para a detecção da taxa de evaporação. O ácido hialurônico composto modelo foi empregado aqui para fins de demonstração. Vários testes evaporação sobre o composto modelo como um humectante com diferentes concentrações em soluções foram realizados para fins de comparação. Uma abordagem convencional a perda de peso é conhecida como a técnica mais simples, mas demorado, de medição para a detecção de velocidade de evaporação. No entanto, uma clara desvantagem é que é necessário um grande volume de amostra e vários testes de amostra não pode ser realizado ao mesmo tempo. Pela primeira vez na literatura, um chip de detecção da impedância eléctrica é aplicada com sucesso a uma investigação evaporação em tempo real em um compartilhamento de tempo, maneira contínua e automática. Além disso, tão pouco como 0,5 mL de amostras de teste é necessário nesse aparelho, com base em impedância, e uma grande variação de impedância é demonstrada pelas várias soluti diluídoons. O sistema de alta sensibilidade e de detecção de impedância fast-resposta proposta é encontrado para superar uma abordagem de perda de peso convencional em termos de detecção taxa de evaporação.

Durante o processo de evaporação, os iões condutores na solução testada tornou-se concentrado com o volume da solução a diminuir, e a impedância de esta solução diminuída. As taxas de perda de peso e a diminuição da impedância no progresso evaporação para cada solução teste foram medidos. Para fins de comparação, os dados das taxas de perda de peso e a diminuição da impedância foram normalizados para a água e, em seguida representada graficamente em conjunto na Figura 5. Tal como...

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A High Performance Impedance-based Platform for Evaporation Rate Detection

Este artigo apresenta um aparelho baseado em impedância para detecção de taxa de evaporação de soluções. Ele oferece vantagens claras sobre uma abordagem de perda de peso convencional: uma resposta rápida, detecção de alta sensibilidade, uma pequena exigência de exemplo, várias medidas de amostras, e de fácil desmontagem para fins de limpeza e reutilização.

A plataforma baseada em alta impedância de desempenho para a detecção Taxa de evaporação

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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