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. Fabricação de troca catiônica chips microfluídicos de membrana integrada <ol><li> Preparação de mestres de silício <ol><li> Design de dois tipos de mestres de silício: um para padronização uma resina de troca catiônica e outro para a construção de um microcanal com polidimetilsiloxano (PDMS). NOTA: A geometria detalhe será descrito nos passos 1.3.1 e 1.4.1. </li><li> Fabricar os mestres de silício usando um fotolitografia convencional ou de iões reactivos profunda gravura <su...

<ol>
	<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. E. 62 (2), 2238-2251 (2000).</li><li>Kwak, R., Kim, S., 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=Continuous-flow+biomolecule+and+cell+concentrator+by+ion+concentration+polarization.">Continuous-flow biomolecule and cell concentrator by ion concentration polarization.</a> Anal. Chem. 83 (19), 7348-7355 (2011).</li><li>Jeon, H., Lee, H., Kang, K. H., Lim, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ion+concentration+polarization-based+continuous+separation+device+using+electrical+repulsion+in+the+depletion+region.">Ion concentration polarization-based continuous separation device using electrical repulsion in the depletion region.</a> Sci.Rep. 3, 3483 (2013).</li><li>Kim, S. J., Ko, S. H., Kang, K. H., 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=Direct+seawater+desalination+by+ion+concentration+polarization.">Direct seawater desalination by ion concentration polarization.</a> Nat. Nanotechnol. 5 (4), 297-301 (2010).</li><li>MacDonald, B. D., Gong, M. M., Zhang, P., 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=Out-of-plane+ion+concentration+polarizationfor+scalable+water+desalination.">Out-of-plane ion concentration polarizationfor scalable water desalination.</a> Lab Chip. 14 (4), 681-685 (2014).</li><li>Schoch, R. B., Han, J. Y., Renaud, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transport+phenomena+in+nanofluidics.">Transport phenomena in nanofluidics.</a> Rev.Mod. 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. Soc. 137 (43), 13913-13919 (2015).</li><li>Hong, S., Kwak, R., Kim, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Paper-based+flow+fractionation+system+applicable+to+preconcentration+and+field-flow+separation.">Paper-based flow fractionation system applicable to preconcentration and field-flow separation.</a> Anal. Chem. 88 (3), 1682-1687 (2016).</li><li>Han, S. I., Hwang, K. S., Kwak, R., Lee, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+paper-based+biomolecule+preconcentrator+based+on+ion+concentration+polarization.">Microfluidic paper-based biomolecule preconcentrator based on ion concentration polarization.</a> Lab Chip. 16, 2219-2227 (2016).</li><li>Zangle, T. A., Mani, A., 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=Theory+and+experiments+of+concentration+polarization+and+ion+focusing+at+microchannel+and+nanochannel+interfaces.">Theory and experiments of concentration polarization and ion focusing at microchannel and nanochannel interfaces.</a> Chem. Soc. Rev. 39 (3), 1014-1035 (2010).</li><li>Mani, A., Bazant, M. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deionization+shocks+in+microstructures.">Deionization shocks in microstructures.</a> Phys. Rev. E. 84, 061504 (2011).</li><li>Slouka, Z., Senapati, S., 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=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>

Nós descrevemos o protocolo de fabricação e o desempenho de um preconcentrator espaço-temporalmente definida numa gama de tensão aplicada (0,5-100 V), a força iónica (1-100 mM) e pH (3,7-10,3), conseguindo um 10.000 vezes pré-concentração de corantes e proteínas dentro de 10 min. Como tal como dispositivos ICP anteriores, o desempenho pré-concentração torna-se melhor em maior tensão e na força iónica inferior. Um parâmetro adicional que pode considerar aqui é a distância entre duas membranas de permu...

Ion concentração polarização (ICP) refere-se a um fenómeno que ocorre durante o enriquecimento de iões e depleção iónica numa membrana de permeabilidade selectiva, o que resulta numa queda de potencial adicional com gradientes de concentração de iões de 1, 2. Este gradiente de concentração é linear, e torna-se mais acentuada como uma tensão mais alta é aplicada (regime óhmica) até que a concentração de iões na membrana se aproxima de zero (regime limitante). Neste estado limitada pela difusão, o gradiente (e correspondente fluxo de iões) tem sido conhecido por ser maximizada / 1 saturado. Para além deste entendimento convencional, quando a tensão (ou corrente) é aumentada ainda mais, uma corrente overlimiting é observado, com zonas de depleção planas e gradientes de concentração muito afiadas no limite da zona 1, 3. A zona plana tem uma concentração muito baixa de iões, mas condução de superfície, electro-osmoti<html> C fluxo (EOF), e / ou instabilidade electro-osmótico promover o fluxo de iões e induzir uma corrente overlimiting 3, 4, 5. Curiosamente, a zona de depleção plana serve como uma barreira electrostática, que filtra 6, 7, 8, 9 e / ou pré-concentrados de alvo 10, 11. Uma vez que há uma quantidade insuficiente de íons para examinar as cargas de superfície de partículas carregadas (por eletroneutralidade satisfatória), as partículas não podem passar por esta zona de depleção e, portanto, alinhar a sua fronteira. Este efeito não-linear ICP é um fenômeno genérico em vários tipos de membranas 10, 11, 12, 13,&gt; 14 e geometrias 6, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21; é por isso que os pesquisadores foram capazes de desenvolver vários tipos de filtração 6, 7, 8, 9 e pré-concentração 10, 11 dispositivos usando o ICP não-linear. Mesmo com essa alta flexibilidade e robustez, ainda é um desafio prático para esclarecer as condições de funcionamento dos dispositivos ICP não-lineares. O regime não-linear do ICP rapidamente remove catiões através de uma membrana de permuta de catiões, o que faz com que o deslocamento dos aniões que se deslocam em direcção ao ânodo. Como umresultado, a zona de depleção plana se propaga rapidamente, o que é uma reminiscência de propagação de choque 22. Mani et al. chamado esta dinâmica da deionização (ou esgotamento) chocar 23. Para pré-concentrado para alvos a uma posição de detecção designado, evitando a expansão da zona de depleção de ião é necessária, por exemplo, através da aplicação de EOF ou fluxo orientado a pressão contra a zona de expansão 24. Zangle et ai. 22 clarificados os critérios para propagação ICP num modelo unidimensional, e é altamente dependente da mobilidade electroforética 17, 18 a força iónica, pH 25, e assim por diante. Isto indica que as condições de funcionamento apropriadas serão alterados de acordo com as condições da amostra. Aqui, apresentamos o projeto detalhado e protocolos experimentais para uma plataforma nova ICP que prï¿½concentrados alvos dentro de um spatiotemporalmente posição 26 definida. A expansão da zona de depleção de iões é bloqueada pela zona de enriquecimento de iões, deixando um tampão de pré-concentração estacionária numa posição atribuído, independentemente do tempo de funcionamento, a tensão aplicada, a força iónica e pH. Este protocolo de vídeo detalhada destina-se a mostrar o método mais simples para integrar membranas de permuta catiónica em dispositivos de microfluidos e para demonstrar o desempenho de pré-concentração da nova plataforma ICP em comparação com o convencional.

<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

O fenômeno de polarização concentração de íons (ICP) é um dos métodos mais prevalentes para prï¿½concentrado amostras biológicas baixa abundância. O ICP induz uma região não-invasivo para biomoléculas carregadas (isto é, a zona de depleção de íons), e as metas podem ser preconcentrados nesta limite da região. Apesar das elevadas performances de pré-concentração com ICP, é difícil encontrar as condições de funcionamento de zonas não-propagação de depleção de íons. Para superar esta janela operacional estreita, que recentemente desenvolveu uma nova plataforma para pré-concentração espaço-temporalmente fixo. Ao contrário dos anteriores métodos que utilizam apenas o esgotamento de iões, esta plataforma também utiliza a polaridade oposta da ICP (ou seja, o enriquecimento de iões) para parar a propagação da zona de depleção de iões. Ao confrontar a zona de enriquecimento com a zona de depleção, as duas zonas se fundem e parar. Neste trabalho, nós descrevemos um protocolo detalhado experimental para construir este platf ICP espaço-temporalmente definidaORM e caracterizar a dinâmica pré-concentração da nova plataforma, comparando-os com os do dispositivo convencional. perfis de concentração de iões qualitativos e respostas em tempo atual capturar com sucesso as diferentes dinâmicas entre o ICP resultante da concentração e do ICP stand-alone. Em contraste com o convencional que pode fixar a localização pré-concentração em apenas ~ 5 V, a nova plataforma pode produzir um plug-condensado alvo num local específico nas amplas gamas de condições de operação: tensão (0,5-100 V), a força iónica (1-100 mM) e pH (3,7-10,3).

As etapas de fabrico esquemático de um preconcentrator microfluidos integrado à membrana são mostrados na Figura 1. Uma descrição detalhada da invenção é dada no protocolo. Os desenhos e imagens de dispositivos do preconcentrator espaço-temporalmente definido 26 são contrastados com os de um convencional preconcentrator 11 (Figura 2). O fenómeno ICP na preconcentrator espaço-temporalmente defini...

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

O protocolo para uma plataforma nova polarização da concentração de iões (ICP) que pode parar a propagação da zona de ICP, independentemente das condições de funcionamento é descrito. Esta capacidade única da plataforma encontra-se na utilização de fusão depleção de iões e de enriquecimento, que são duas polaridades do fenómeno ICP.

Mesclando Ion polarização de concentração entre justapostos Troca Iônica Membranas para bloquear a propagação da Zona Polarização

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

Nanopartículas fluorescentes para a medição da concentração de íons em Sistemas Biológicos

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

Bioengenharia

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

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Projeto de um biorreator de pressão cíclica para o Ex Vivo Estudo de válvulas cardíacas Aórtica

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

Microcápsulas de alginato como uma plataforma 3D para Propagação e Diferenciação de Células-Tronco Embrionárias (hESC) para diferentes linhagens

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-analito Biochip (MAB) Com base em eletrodos íon-seletivos All-solid-state (ASSISE) para a pesquisa fisiológica

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

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Recuperação de fluorescência após a fusão uma gota de medir a difusão bidimensional de um Phospholipid Monolayer

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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

Montagem e caracterização de Biomolecular Memristors consiste em membranas de lipídios dopado com canal iônico

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

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Propagation of Dental and Respiratory Cells and Organs in Microgravity

Propagação de Células e Órgãos Dentários e Respiratórios em Microgravidade

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