Name: merging ion concentration polarization between juxtaposed ion exchange membranes to block the propagation of the polarization zone
Uploaded: 2017-02-23T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Merging Ion Concentration Polarization between Juxtaposed Ion Exchange Membranes to Block the Propagation of the Polarization Zone at JoVE.com

This work was supported by the internal fund of the Korea Institute of Science and Technology (2E26180) and by the Next Generation Biomedical Device Platform program, funded by the National Research Foundation of Korea (NRF-2015M3A9E202888).

1. Herstellung von Kationenaustauschermembran-integrierten mikrofluidischen Chips <ol><li> Herstellung von Silizium - Meister <ol><li> Design zwei Arten von Silizium-Mastern: eine für Strukturieren eines Kationenaustauscherharzes und die andere für den Aufbau eines Mikrokanals mit Polydimethylsiloxan (PDMS). HINWEIS: Die Detailgeometrie wird in den Schritten 1.3.1 und 1.4.1 beschrieben. </li><li> Fabrizieren die Silizium - Master entweder durch herkömmliche Photolithographie...

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	<li>Probstein, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Physicochemical Hydrodynamics: An Introduction. , (2003).</li><li>Strathmann, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Ion-Exchange Membrane Separation Processes. , (2004).</li><li>Dydek, E. V., 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=Overlimiting+Current+in+a+Microchannel.">Overlimiting Current in a Microchannel.</a> Phys. Rev. Lett. 107 (11), 118301 (2011).</li><li>Kwak, R., Pham, V. S., Lim, K. M., Han, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shear+flow+of+an+electrically+charged+fluid+by+ion+concentration+polarization:+scaling+laws+for+electroconvective+vortices.">Shear flow of an electrically charged fluid by ion concentration polarization: scaling laws for electroconvective vortices.</a> Phys. Rev. Lett. 110 (11), 114501 (2013).</li><li>Rubinstein, I., Zaltzman, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electro-osmotically+induced+convection+at+a+permselective+membrane.">Electro-osmotically induced convection at a permselective membrane.</a> Phys. Rev. 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Phys. 80 (3), 839-883 (2008).</li><li>Kim, S. J., Song, Y. A., Han, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanofluidic+concentration+devices+for+biomolecules+utilizing+ion+concentration+polarization:+theory,+fabrication,+and+applications.">Nanofluidic concentration devices for biomolecules utilizing ion concentration polarization: theory, fabrication, and applications.</a> Chem. Soc. Rev. 39 (3), 912-922 (2010).</li><li>Mai, J. Y., Miller, H., Hatch, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatiotemporal+mapping+of+concentration+polarization+Induced+pH+changes+at+nanoconstrictions.">Spatiotemporal mapping of concentration polarization Induced pH changes at nanoconstrictions.</a> ACS Nano. 6 (11), 10206-10215 (2012).</li><li>Kim, 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=Tunable+ionic+transport+for+a+triangular+nanochannel+in+a+polymeric+nanofludic+system.">Tunable ionic transport for a triangular nanochannel in a polymeric nanofludic system.</a> ACS Nano. 7 (1), 740-747 (2013).</li><li>Mangano Syed, A., Mao, L., Han J, P., Song, Y. -. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Creating+sub-50+nm+nanofluidic+junctions+in+a+PDMS+microchip+via+self-assembly+process+of+colloidal+silica+beads+for+electrokinetic+concentration+of+biomolecules.">Creating sub-50 nm nanofluidic junctions in a PDMS microchip via self-assembly process of colloidal silica beads for electrokinetic concentration of biomolecules.</a> Lab Chip. 14, 4455-4460 (2014).</li><li>Wang, Y. C., Stevens, A. L., Han, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Million-fold+preconcentration+of+proteins+and+peptides+by+nanofluidic+filter.">Million-fold preconcentration of proteins and peptides by nanofluidic filter.</a> Anal. Chem. 77 (14), 4293-4299 (2005).</li><li>Lee, J. H., Cosgrove, B. D., Lauffenburger, D. A., Han, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfludic+concentration-enhanced+cellular+kinase+activity+assay.">Microfludic concentration-enhanced cellular kinase activity assay.</a> J. Am. Chem. Soc. 131 (30), 10340-10341 (2009).</li><li>Cheow, L. F., Han, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+signal+enhancement+for+sensitive+aptamer+affinity+probe+electrophoresis+assay+using+electrokinetic+concentration.">Continuous signal enhancement for sensitive aptamer affinity probe electrophoresis assay using electrokinetic concentration.</a> Anal. Chem. 83 (18), 7086-7093 (2011).</li><li>Ko, S. 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=Nanofluidic+preconcentration+device+in+a+straight+microchannel+using+ion+concentration+polarization.">Nanofluidic preconcentration device in a straight microchannel using ion concentration polarization.</a> Lab Chip. 12 (21), 4472-4482 (2012).</li><li>Gong, M. M., Nosrati, R., Gabriel, M. C. S., Zini, M., Sinton, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+DNA+analysis+with+paper-based+ion+concentration+polarization.">Direct DNA analysis with paper-based ion concentration polarization.</a> J. Am. Chem. 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C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+systems+with+ion-selective+membranes.">Microfluidic systems with ion-selective membranes.</a> Annu. Rev.Anal. Chem. 7, 317-335 (2014).</li><li>Kirby, B. J., Hasselbrink, E. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zeta+potential+of+microfluidic+substrates:+1.+Theory,+experimental+techniques,+and+effects+on+separations.">Zeta potential of microfluidic substrates: 1. Theory, experimental techniques, and effects on separations.</a> Electrophoresis. 25 (2), 187-202 (2004).</li><li>Kwak, R., Kang, J. Y., Kim, T. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatiotemporally+defining+biomolecule+preconcentration+by+merging+ion+concentration+polarization.">Spatiotemporally defining biomolecule preconcentration by merging ion concentration polarization.</a> Anal. Chem. 88 (1), 988-996 (2016).</li><li>Duffy, D. C., McDonald, J. C., Schueller, O. J. A., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+prototyping+of+microfluidic+systems+in+poly(dimethylsiloxane).">Rapid prototyping of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane).</a> Anal. Chem. 70 (23), 4974-4984 (1998).</li><li>Campbell, D. J., 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=Replication+and+compression+of+surface+structures+with+polydimethylsiloxane+elastomer.">Replication and compression of surface structures with polydimethylsiloxane elastomer.</a> J. Chem. Educ. 76 (4), 537-541 (1999).</li><li>Lee, J. H., Song, Y. A., Han, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiplexed+proteomic+sample+preconcentration+device+using+surface-patterned+ion-selective+membrane.">Multiplexed proteomic sample preconcentration device using surface-patterned ion-selective membrane.</a> Lab Chip. 8 (4), 596-601 (2008).</li><li>Kwak, R., Guan, G., Peng, W. K., Han, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microscale+electrodialysis:+concentration+profiling+and+vortex+visualization.">Microscale electrodialysis: concentration profiling and vortex visualization.</a> Desalination. 308, 138-146 (2013).</li><li>Chambers, R. D., Santiago, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+and+quantification+of+isotachophoresis+zones+using+nonfocusing+fluorescent+tracers.">Imaging and quantification of isotachophoresis zones using nonfocusing fluorescent tracers.</a> Anal. Chem. 81, 3022-3028 (2009).</li><li>Minerick, A. R., Ostafin, A. E., Chang, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrokinetic+transport+of+red+blood+cells+in+microcapillaries.">Electrokinetic transport of red blood cells in microcapillaries.</a> Electrophoresis. 23 (14), 2165-2173 (2002).</li><li>Phan, D. -. T., Shaegh, S. A. M., Yang, C., Nguyen, N. -. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sample+concentration+in+a+microfluidic+paper-based+analytical+device+using+ion+concentration+polarization.">Sample concentration in a microfluidic paper-based analytical device using ion concentration polarization.</a> Sens. Actuators B. 222, 735-740 (2016).</li><li>Rubinstein, 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=Direct+observation+of+a+nonequilibrium+electro-osmotic+instability.">Direct observation of a nonequilibrium electro-osmotic instability.</a> Phys. Rev. Lett. 101, 236101 (2008).</li><li>Ouyang, W., 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=Microfluidic+platform+for+assessment+of+therapeutic+proteins+using+molecular+charge+modulation+enhanced+electrokinetic+concentration+assays.">Microfluidic platform for assessment of therapeutic proteins using molecular charge modulation enhanced electrokinetic concentration assays.</a> Anal. Chem. 88, 9669-9677 (2016).</li><li>Cheow, L. F., Sarkar, A., Kolitz, S., Lauffenburger, D., Han, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detecting+kinase+activities+from+single+cell+lysate+using+concentration-enhanced+mobility+shift+assay.">Detecting kinase activities from single cell lysate using concentration-enhanced mobility shift assay.</a> Anal. Chem. 86, 7455-7462 (2014).</li><li>Chen, C. -. 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=Enhancing+protease+activity+assay+in+droplet-based+microfluidics+using+a+biomolecule+concentrator.">Enhancing protease activity assay in droplet-based microfluidics using a biomolecule concentrator.</a> J. Am. Chem. Soc. 133, 10368-10371 (2011).</li><li>Kwak, R., Pham, V. S., Kim, B., Lan, C., Han, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+salt+removal+by+unipolar+ion+conduction+in+ion+concentration+polarization+desalination.">Enhanced salt removal by unipolar ion conduction in ion concentration polarization desalination.</a> Sci. Rep. 6, 25349 (2016).</li></ol>

Wir haben das Herstellungsprotokoll und die Leistung eines raum-zeitlich definiert Vorkonzentrator in einem Bereich der angelegten Spannung (0,5-100 V), Ionenstärke (1-100 mM) beschrieben und pH (3,7 bis 10,3), eine 10.000-fache zu erreichen preconcentration von Farbstoffen und Protein innerhalb von 10 min. Wie wie frühere ICP-Geräte wird die preconcentration Leistung besser bei höherer Spannung und bei niedrigeren Ionenstärke. Ein zusätzlicher Parameter, den wir hier zu betrachten ist, kann der Abstand zwischen z...

Ionenkonzentrationspolarisation (ICP) bezieht sich auf ein Phänomen , das während der Ionenanreicherungs und Ionenverarmungs auf einer permselektiven Membran auftritt, was zu einem zusätzlichen Spannungsabfall mit Ionen Konzentrationsgradienten 1, 2. Dieser Konzentrationsgradient ist linear, und es wird steiler als eine höhere Spannung (Ohmsche Regime), bis die Ionenkonzentration auf der Membran aufgebracht wird, gegen Null geht (Begrenzungsregelung). An dieser diffusionsbegrenzten Zustand, der Gradient (und entsprechende Ionenfluß) ist bekannt, 1 maximiert / gesättigt. Jenseits dieser herkömmlichen Verständnis, wenn die Spannung (oder Strom) weiter erhöht wird, wird ein overlimiting Strom beobachtet, mit flachen Verarmungszonen und sehr scharfe Konzentrationsgradienten an der Zonengrenze 1, 3. Die flache Zone hat eine sehr niedrige Ionenkonzentration, aber mit Oberflächenleitfähigkeit, elektro-osmoti<html> c Strömung (EOF), und / oder elektroosmotischen Instabilität Ionenfluss fördern und ein overlimiting Strom 3, 4, 5 induzieren. Interessanterweise dient die flache Verarmungszone als eine elektrostatische Barriere, die 6 herausfiltert, 7, 8, 9 und / oder Vorkonzentraten 10 Ziele, 11. Da es eine unzureichende Menge an Ionen ist, die Oberflächenladungen von geladenen Teilchen (für die Befriedigung der Elektro) zu screenen, können die Partikel nicht durch diese Verarmungszone passieren und deshalb an seiner Grenze ausrichten. Diese nichtlineare ICP - Effekt ist ein Phänomen generic in verschiedenen Arten von Membranen 10, 11, 12, 13,&gt; 14 und Geometrien 6, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21; Dies ist , warum Forscher verschiedene Arten von Filtrations 6, 7, 8, zu entwickeln , konnten 9 und preconcentration 10, 11 Geräte , die nicht - lineare ICP. Selbst mit so hoher Flexibilität und Robustheit, ist es immer noch eine praktische Herausforderung, die Betriebsbedingungen für die nichtlinearen Vorrichtungen ICP zu klären. Die nichtlinearen Bereich des ICP entfernt schnell Kationen durch einen Kationenaustauschmembran, die die Verschiebung von Anionen in Richtung der Anode bewirkt, bewegt. Als einDadurch breitet sich die flache Verarmungszone schnell, was Schockausbreitung 22 erinnert. Mani et al. genannt 23 schocken diese Dynamik der Entionisierung (oder Erschöpfung). Auf Ziele in einer bestimmten Abtastposition vorzukonzentrieren, die Ausdehnung des Ionenverarmungszone verhindern , ist erforderlich, beispielsweise um 24 EOF oder druckbetriebenen Anströmung des Expansionszone aufgebracht wird . Zangle et al. 22 verdeutlicht die Kriterien für ICP Ausbreitung in einem eindimensionalen Modell, und es hängt in hohem Maße von der elektrophoretischen Mobilität 17, der Ionenstärke 18, pH 25, und so weiter. Dies zeigt an, dass die richtige Betriebsbedingungen werden entsprechend den Probenbedingungen verändert werden. Hier präsentieren wir detaillierte Design und experimentelle Protokolle für eine neue ICP-Plattform, die Ziele innerhalb eines spatiotemp Vorkonzentratenoral definierte Position 26. Die Expansion der Ionenverarmungszone wird durch die Ionenanreicherungszone blockiert, ein stationäres preconcentration Stecker an eine zugewiesene Position zu verlassen, und zwar unabhängig von der Betriebszeit, der angelegten Spannung, der Ionenstärke und pH. Diese detaillierte Videoprotokoll soll die einfachste Methode, um zu zeigen, Kationenaustauschmembranen in mikrofluidischen Vorrichtungen zu integrieren und die Vorkonzentration Leistung der neuen ICP-Plattform im Vergleich zu dem herkömmlichen zu demonstrieren.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="720">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:239px;">Sylgard 184 Silicone Elastomer kit</td>
			<td style="width:195px;">Dow Corning</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:239px;">Trichlorosilane</td>
			<td style="width:195px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">175552</td>
			<td>Highly toxic</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Nafion perfluorinated resin, 20 wt%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">527122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sodium chloride</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">71394</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Potassium chloride</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">60121</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Alexa Fluor 488 carboxylic acid, succinimidyl ester</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td style="width:119px;">A20000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Isothiocyanate-conjugated albumin</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">A9771</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Phosphate buffer saline, 1X</td>
			<td>Wengene</td>
			<td style="width:119px;">LB004-02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tween 20&#160;</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">P1379</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Epifluorescence microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td style="width:119px;">IX-71</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Charged-coupled device camera</td>
			<td>Hamamtsu Co.</td>
			<td style="width:119px;">ImageEM X2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Source measurement unit</td>
			<td>Keithley Instruments</td>
			<td style="width:119px;">2635A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:239px;">Covance-MP</td>
			<td style="width:195px;">Femto Science</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

merging ion concentration polarization between juxtaposed ion exchange membranes to block the propagation of the polarization zone

Die Ionenkonzentrationspolarisation (ICP) Phänomen ist einer der vorherrschenden Methoden Niedrigfluss biologischen Proben vorzukonzentrieren. Die ICP induziert eine noninvasive Region für geladene Biomoleküle können (dh die Ionenverarmungszone) und Targets auf dieser Bereichsgrenze vorkonzentriert werden. Trotz der hohen preconcentration Auftritte mit ICP, ist es schwierig, die Betriebsbedingungen der Nichtausbreitungsionenverarmungszonen zu finden. Um diesen engen Arbeitsfenster zu überwinden, haben wir vor kurzem eine neue Plattform für räumlich-zeitlich fixiert preconcentration. Im Gegensatz zu Verfahren , die nur vorhergehenden Ionenabreicherungskammern verwenden, diese Plattform verwendet auch die entgegengesetzte Polarität der ICP (dh Ionenanreicherungs) , um die Ausbreitung der Ionenverarmungszone zu stoppen. Durch die Konfrontation mit der Anreicherungszone mit der Verarmungszone, verschmelzen die beiden Zonen miteinander und zu stoppen. In diesem Papier beschreiben wir ein ausführliches Versuchsprotokoll dieses räumlich-zeitlich definiert ICP Plattf zu bauenorm und die Vorkonzentration Dynamik der neuen Plattform charakterisieren indem man sie mit denen der herkömmlichen Vorrichtung verglichen wird. Qualitative Ionenkonzentrationsprofile und aktuelle Zeit Antworten erfolgreich erfassen die unterschiedliche Dynamik zwischen der fusionierten ICP und der Stand-alone-ICP. Spannung (0,5 bis 100 V), der Ionenstärke: Im Gegensatz zu den herkömmlichen, die die preconcentration Lage nur ~ 5 V beheben können, kann die neue Plattform eine ziel kondensiert Stecker an einer bestimmten Stelle in den weiten Bereichen der Betriebsbedingungen erzeugen (1-100 mM) und pH (3,7 bis 10,3).

Die schematischen Herstellungsschritte eines membran integrierten mikrofluidischen Vorkonzentrator sind in Abbildung 1 dargestellt. Eine detaillierte Beschreibung der Herstellung ist in dem Protokoll gegeben. Das Muster und die Vorrichtungsbilder der räumlich - zeitlich definiert Vorkonzentrator 26 sind mit denen eines konventionellen Vorkonzentrator 11 (Abbildung 2) kontrastiert. Die ICP - Phänomen in de...

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Merging Ion Concentration Polarization between Juxtaposed Ion Exchange Membranes to Block the Propagation of the Polarization Zone

Das Protokoll für eine neuartige Ionenkonzentrationspolarisation (ICP) Plattform, die die Ausbreitung der ICP Zone stoppen kann, unabhängig von den Betriebsbedingungen beschrieben. Diese einzigartige Fähigkeit der Plattform liegt in der Verwendung von Ionenerschöpfungs und Anreicherung verschmelzenden, die zwei Polaritäten des ICP Phänomen sind.

Zusammenführen von Ionenkonzentration Polarisierung zwischen Juxtaposed Ionenaustauschermembranen zu blockieren die Ausbreitung der Polarisations Zone

The ion concentration polarization (ICP) phenomenon is one of the most prevailing methods to preconcentrate low-abundance biological samples. The ICP ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Fluorescent Nanoparticles for the Measurement of Ion Concentration in Biological Systems

Fluoreszierende Nanopartikel für die Messung von Ionen-Konzentration in biologischen Systemen

Tightly regulated ion homeostasis throughout the body is necessary for the prevention of such debilitating states as dehydration.1 In contrast, rapid ion ...

Forschung

Biotechnik

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

Entwurf eines zyklischen Druck Bioreaktor für die Ex Vivo Studium der Aorten-Herzklappen

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic ...

Alginate Microcapsule as a 3D Platform for Propagation and Differentiation of Human Embryonic Stem Cells (hESC) to Different Lineages

Alginate Microcapsule as a 3D Platform for Propagation and Differentiation of Human Embryonic Stem Cells hESC to Different Lineages

Alginat-Mikrokapseln als 3D-Plattform für die Vermehrung und Differenzierung von humanen embryonalen Stammzellen (hES) auf verschiedenen Linien

Human embryonic stem cells (hESC) are emerging as an attractive alternative source for cell replacement therapy since they can be expanded in culture ...

Multi-analyte Biochip (MAB) Based on All-solid-state Ion-selective Electrodes (ASSISE) for Physiological Research

Multi-analyte Biochip MAB Based on All-solid-state Ion-selective Electrodes ASSISE for Physiological Research

Multi-Analyt-Biochip (MAB) auf All-Solid-State-Ionen-selektiven Elektroden (ASSISE) für physiologische Forschung Grundlage

Lab-on-a-chip (LOC) applications in environmental, biomedical, agricultural, biological, and spaceflight research require an ion-selective electrode (ISE) ...

Fluorescence Recovery after Merging a Droplet to Measure the Two-dimensional Diffusion of a Phospholipid Monolayer

Fluorescence Recovery nach der Zusammenführung ein Droplet, um die zweidimensionale Diffusion eines Phospholipidschicht Messen

We introduce a new method to measure the lateral diffusivity of a surfactant monolayer at the fluid-fluid interface, called fluorescence recovery after ...

Synthesis of Hydrogels with Antifouling Properties As Membranes for Water Purification

Synthese von Hydrogelen mit Antifouling-Eigenschaften als Membranen für die Wasserreinigung

Hydrogels have been widely utilized to enhance the surface hydrophilicity of membranes for water purification, increasing the antifouling properties and ...

Assembly and Characterization of Biomolecular Memristors Consisting of Ion Channel-doped Lipid Membranes

Montage und Charakterisierung der biomolekularen Memristors bestehend aus Ionenkanal-dotierte Lipidmembranen

The ability to recreate synaptic functionalities in synthetic circuit elements is essential for neuromorphic computing systems that seek to emulate the ...

Focused Ion Beam Lithography to Etch Nano-architectures into Microelectrodes

Fokussierte Ionenstrahl-Lithographie zu Etch-Nano-Architekturen in Mikroelektroden

With advances in electronics and fabrication technology, intracortical microelectrodes have undergone substantial improvements enabling the production of ...

Silicon Nanowires and Optical Stimulation for Investigations of Intra- and Intercellular Electrical Coupling

Silizium-Nanodrähte und optische Stimulation für Untersuchungen der intra- und interzellulären elektrischen Kopplung

Myofibroblasts can spontaneously internalize silicon nanowires (SiNWs), making them an attractive target for bioelectronic applications. These ...

Propagation of Dental and Respiratory Cells and Organs in Microgravity

Vermehrung von Zahn- und Atmungszellen und -organen in Schwerelosigkeit

Gravity is one of the key determinants of human cell function, proliferation, cytoskeletal architecture and orientation. Rotary bioreactor systems (RCCSs) ...