Name: merging ion concentration polarization between juxtaposed ion exchange membranes to block the propagation of the polarization zone
Uploaded: 2017-02-23T14:00:00
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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. La fabricación de intercambio de cationes chips de microfluidos de membrana-integrado <ol><li> Preparación de maestros de silicio <ol><li> Diseño dos tipos de maestros de silicio: uno para el patrón de una resina de intercambio catiónico y el otro para la construcción de un microcanal con polidimetilsiloxano (PDMS). NOTA: La geometría detalle se describirá en los pasos 1.3.1 y 1.4.1. </li><li> Fabricar los maestros de silicio usando fotolitografía ya sea convencional o profunda grab...

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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. 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>

Hemos descrito el protocolo de fabricación y el rendimiento de un preconcentrador espaciotemporalmente definido en una gama de la tensión aplicada (0,5 a 100 V), la fuerza iónica (1-100 mM) y pH (03/07 a 10/03), el logro de un 10.000 veces preconcentración de colorantes y proteínas dentro de 10 min. Como al igual que los dispositivos PCI anteriores, el rendimiento de preconcentración se hace mejor en un voltaje más alto y al menor fuerza iónica. Un parámetro adicional que podemos considerar aquí es la distanci...

Ion polarización de la concentración (ICP) se refiere a un fenómeno que se produce durante el enriquecimiento de iones y el agotamiento iónico en una membrana de permeabilidad selectiva, lo que resulta en una caída de potencial adicional con gradientes de concentración de iones 1, 2. Este gradiente de concentración es lineal, y se hace más pronunciada como un voltaje más alto se aplica (régimen óhmico) hasta que la concentración de iones en la membrana se acerca (régimen limitante) cero. En esta condición de difusión limitada, el gradiente (y el correspondiente flujo de iones) ha sido conocido por ser maximizada / 1 saturada. Más allá de este entendimiento convencional, cuando la tensión (o corriente) se incrementa aún más, se observa una corriente overlimiting, con zonas de agotamiento planas y gradientes de concentración muy agudos en el límite de la zona 1, 3. La zona plana tiene una concentración de iones muy baja, pero la conducción superficie, electro-osmoti<html> flujo c (EOF), y / o inestabilidad electro-osmótico promueven el flujo de iones y inducen una overlimiting actual 3, 4, 5. Curiosamente, la zona de agotamiento plana sirve como una barrera electrostática, que filtra 6, 7, 8, 9 y / o preconcentrados dirige a 10, 11. Dado que no hay una cantidad insuficiente de iones para detectar las cargas superficiales de las partículas cargadas (por electroneutralidad satisfactorio), las partículas no pueden pasar a través de esta zona de agotamiento y por lo tanto se alinean en su límite. Este efecto no lineal ICP es un fenómeno genérico en diversos tipos de membranas 10, 11, 12, 13,&gt; 14 y geometrías 6, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21; esto es por qué los investigadores han sido capaces de desarrollar diversos tipos de filtración 6, 7, 8, 9 y preconcentración 10, 11 dispositivos utilizando el ICP no lineal. Incluso con tan alta flexibilidad y robustez, que sigue siendo un desafío práctico para aclarar las condiciones de funcionamiento de los dispositivos PCI no lineales. El régimen no lineal de la ICP elimina rápidamente cationes a través de una membrana de intercambio catiónico, lo que provoca el desplazamiento de aniones se mueven hacia el ánodo. Como unEn consecuencia, la zona de agotamiento plana se propaga rápidamente, lo que es una reminiscencia de la propagación de choque 22. Mani et al. denominado a esta dinámica la desionización (o agotamiento) 23 golpes. Para preconcentrar objetivos a una posición de detección designado, la prevención de la expansión de la zona de agotamiento de iones es necesario, por ejemplo, mediante la aplicación de EOF o flujo impulsado por presión contra la expansión zona 24. Zangle et al. 22 aclaró los criterios para la propagación de ICP en un modelo unidimensional, y depende en gran medida la movilidad electroforética 17, la fuerza iónica 18, pH 25, y así sucesivamente. Esto indica que las condiciones de funcionamiento adecuadas serán alterados de acuerdo con las condiciones de la muestra. A continuación, presentamos el diseño detallado y los protocolos experimentales para una plataforma novedosa que ICP concentrados previos objetivos dentro de un spatiotemporalmente posición 26 definida. La expansión de la zona de agotamiento de iones es bloqueado por la zona de enriquecimiento de iones, dejando un tapón de preconcentración estacionaria en una posición asignada, independientemente del tiempo de funcionamiento, el voltaje aplicado, la fuerza iónica y pH. Este protocolo de vídeo detallada pretende mostrar el método más simple para integrar membranas de intercambio catiónico en los dispositivos de microfluidos y para demostrar el rendimiento de preconcentración de la nueva plataforma de ICP en comparación con la 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

El fenómeno de polarización de la concentración de iones (ICP) es uno de los métodos más prevalecientes que preconcentrado de muestras biológicas de baja abundancia. El ICP induce una región no invasiva para biomoléculas cargadas (es decir, la zona de agotamiento de iones), y los objetivos se puede preconcentrado en esta región límite. A pesar de los altos rendimientos de preconcentración con ICP, es difícil encontrar las condiciones de operación de zonas no propagar el agotamiento de iones. Para superar esta ventana estrecha operativo, recientemente hemos desarrollado una nueva plataforma para la preconcentración espaciotemporalmente fijo. A diferencia de los métodos anteriores que sólo utilizan el agotamiento de iones, esta plataforma también usa la polaridad opuesta de la ICP (es decir, el enriquecimiento de iones) para detener la propagación de la zona de agotamiento de iones. Al confrontar la zona de enriquecimiento con la zona de agotamiento, las dos zonas se funden y se detienen. En este trabajo se describe un protocolo experimental detallado para construir este platf ICP espaciotemporalmente definidoORM y caracterizar la dinámica de preconcentración de la nueva plataforma comparándolas con las del dispositivo convencional. los perfiles de concentración de iones cualitativos y respuestas en tiempo actual capturar con éxito las diferentes dinámicas entre el PCI y el PCI fusionada autónomo. En contraste con la convencional que puede fijar la ubicación de preconcentración de sólo ~ 5 V, la nueva plataforma puede producir un tapón condensado diana en una ubicación específica en la amplia gamas de condiciones de operación: Voltaje de (0,5 a 100 V), la fuerza iónica (1-100 mM) y pH (3.7 a 10.3).

Las etapas de fabricación esquemáticas de un preconcentrador microfluidos membrana integrado se muestran en la Figura 1. Una descripción detallada de la fabricación se da en el Protocolo. Los diseños y las imágenes del dispositivo de la preconcentrador espaciotemporalmente definido 26 se contrastan con los de un convencional preconcentrador 11 (Figura 2). El fenómeno de la PIC en el preconcentrador e...

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

Se describe el protocolo para una plataforma novela polarización de la concentración de iones (ICP) que puede detener la propagación de la zona de ICP, independientemente de las condiciones de funcionamiento. Esta capacidad única de la plataforma se encuentra en el uso de la fusión de agotamiento de iones y el enriquecimiento, que son dos polaridades del fenómeno ICP.

La fusión de polarización de la concentración de iones entre yuxtapuestas Las membranas de intercambio iónico para bloquear la propagación de la Zona de Polarización

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

Las nanopartículas fluorescentes para la Medición de la concentración de iones en 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 ...

Investigación

Bioingeniería

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

Diseño de un biorreactor de presión cíclica de la Ex Vivo Estudio de las válvulas aórtica del corazón

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 una plataforma 3D para la propagación y diferenciación de las células estaminales embrionarias humanas (CMEH) para los diferentes linajes

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

Biochip Multi-analito (MAB) Basado en electrodos selectivos de iones todo de estado sólido (ASSISE) para la investigación fisiológica

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

La recuperación de fluorescencia después de combinar una gotita de medir la difusión de dos dimensiones de un fosfolípido monocapa

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

Síntesis de hidrogeles con propiedades antiincrustantes como membranas de purificación de agua

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

Montaje y caracterización de memristores Biomolecular consisten en membranas lipídicas dopado canal iónico

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

Litografía de haz de iones enfocado a etch nano-arquitecturas en microelectrodos

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

Nanohilos de silicio y estimulación óptica para investigaciones de acoplamiento eléctrico intra e intercelular

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

Propagación de células y órganos dentales y respiratorios en microgravedad

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