Name: fabrication of an optical cell dryer for the spectroscopic analysis cells
Uploaded: 2019-01-08T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Fabrication of an Optical Cell Dryer for the Spectroscopic Analysis Cells at JoVE.com

Forfatterne har ingen anerkendelser.

1. design
<ol><li>Se figur 1 for detaljer af udviklingen tegning.</li>
	<li>Skære en 3 mm tykke akryl bord til 210 mm bredde x 60 mm i højde x 104 mm i dybden, obligation med akrylklæb og samle sag.</li>
	<li>Installere så mange som 30 optisk celler på 12,5 x 12,5 mm.</li>
	<li>Knytte kontakter og lamper til at starte og stoppe og en variabel dial for indstillingen tørring på forsiden af kabinettet.</li>
	<li>Se figur 2 til en ekstern visning og Kompone...

<ol>
	<li>Byeon, J., Kang, K. H., Jung, H. K., Suh, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+for+Quantification+of+Biopharmaceutical+Protein+Using+a+Microvolume+Spectrometer+on+Microfluidic+Slides.">Assessment for Quantification of Biopharmaceutical Protein Using a Microvolume Spectrometer on Microfluidic Slides.</a> Biochip Journal. 11 (1), 21-29 (2017).</li><li>You, C. C., 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=Detection+and+identification+of+proteins+using+nanoparticle-fluorescent+polymer+'chemical+nose'+sensors.">Detection and identification of proteins using nanoparticle-fluorescent polymer 'chemical nose' sensors.</a> Nature Nanotechnology. 2 (5), 318-323 (2007).</li><li>Nonaka, H., Hideno, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+cellulase+adsorbed+on+saccharification+residue+without+the+use+of+colorimetric+protein+assays.">Quantification of cellulase adsorbed on saccharification residue without the use of colorimetric protein assays.</a> Journal of Molecular Catalysis. 110, 54-58 (2014).</li><li>Thongboonkerd, V., Songtawee, N., Kanlaya, R., Chutipongtanate, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+analysis+and+evaluation+of+the+solubility+of+hydrophobic+proteins+recovered+from+brain,+heart+and+urine+using+UV-visible+spectrophotometry.">Quantitative analysis and evaluation of the solubility of hydrophobic proteins recovered from brain, heart and urine using UV-visible spectrophotometry.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 384 (4), 964-971 (2006).</li><li>Nakashima, N., Okuzono, S., Murakami, H., Nakai, T., Yoshikawa, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA+dissolves+single-walled+carbon+nanotubes+in+water.">DNA dissolves single-walled carbon nanotubes in water.</a> Chemistry Letters. 32 (8), 782-782 (2003).</li><li>Ishibashi, Y., Ito, M., Homma, Y., Umemura, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monitoring+the+antioxidant+effects+of+catechin+using+single-walled+carbon+nanotubes:+Comparative+analysis+by+near-infrared+absorption+and+near-infrared+photoluminescence.">Monitoring the antioxidant effects of catechin using single-walled carbon nanotubes: Comparative analysis by near-infrared absorption and near-infrared photoluminescence.</a> Colloids and Surfaces B-Biointerfaces. , 139-146 (2018).</li><li>Zheng, M., 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=DNA-assisted+dispersion+and+separation+of+carbon+nanotubes.">DNA-assisted dispersion and separation of carbon nanotubes.</a> Nature Materials. 2 (5), 338-342 (2003).</li><li>Hughes, M. E., Brandin, E., Golovchenko, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+absorption+of+DNA-carbon+nanotube+structures.">Optical absorption of DNA-carbon nanotube structures.</a> Nano Letters. 7 (5), 1191-1194 (2007).</li><li>Zhao, W., Song, C. H., Pehrsson, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water-soluble+and+optically+pH-sensitive+single-walled+carbon+nanotubes+from+surface+modification.">Water-soluble and optically pH-sensitive single-walled carbon nanotubes from surface modification.</a> Journal of the American Chemical Society. 124 (42), 12418-12419 (2002).</li><li>Koh, B., Park, J. B., Hou, X. M., Cheng, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+Dispersion+Studies+of+Single-Walled+Carbon+Nanotubes+in+Aqueous+Solution.">Comparative Dispersion Studies of Single-Walled Carbon Nanotubes in Aqueous Solution.</a> Journal of Physical Chemistry B. 115 (11), 2627-2633 (2011).</li><li>Nakayama, T., Tanaka, T., Shiraki, K., Hase, M., Hirano, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Suppression+of+single-wall+carbon+nanotube+redox+reaction+by+adsorbed+proteins.">Suppression of single-wall carbon nanotube redox reaction by adsorbed proteins.</a> Applied Physics Express. 11 (7), 075101-075101 (2018).</li><li>Zeranska-Chudek, K., 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=Study+of+the+absorption+coefficient+of+graphene-polymer+composites.">Study of the absorption coefficient of graphene-polymer composites.</a> Scientific Reports. 8, 9132-9132 (2018).</li><li>Laptinskiy, K. A., 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=Adsorption+of+DNA+Nitrogenous+Bases+on+Nanodiamond+Particles:+Theory+and+Experiment.">Adsorption of DNA Nitrogenous Bases on Nanodiamond Particles: Theory and Experiment.</a> Journal of Physical Chemistry C. 122 (20), 11066-11075 (2018).</li><li>Jena, P. V., Safaee, M. M., Heller, D. A., Roxbury, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA-Carbon+Nanotube+Complexation+Affinity+and+Photoluminescence+Modulation+Are+Independent.">DNA-Carbon Nanotube Complexation Affinity and Photoluminescence Modulation Are Independent.</a> ACS Applied Materials &amp; Interfaces. 9 (25), 21397-21405 (2017).</li><li>Ohfuchi, M., Miyamoto, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+properties+of+oxidized+single-wall+carbon+nanotubes.">Optical properties of oxidized single-wall carbon nanotubes.</a> Carbon. 114, 418-423 (2017).</li></ol>

De optiske celler kan tørres samtidig med blæserne, og tørretiden kan reduceres betydeligt. Selvom handlingen stop ikke er udført, kan det sikkert stoppes ved hjælp af Stopfunktionen automatiske af timeren. Fra måleresultater af tørring tid distribution var der ingen signifikant forskel i tørretid på grund af forskellen i positionen installation af de optiske celler.
Et kritisk trin i protokollen er designet af kabinettet. Udfordringen er, hvordan man gør kabinettet kompakt. Det er o...

Optisk celler er brugt som laboratorieinstrumenter i en lang række felter. I life science forskning, biomolekyler nukleinsyrer og proteiner er ofte brugt til eksperimenter og spektroskopiske metoder er almindeligt brugt til kvantitative metoder. Nøjagtigt kvantificere prøven af eksperimentet er nødvendig for at opnå mere nøjagtige og reproducerbare resultater. Absorptionsspektrum fremstillet ved et spektrofotometer er ofte blevet brugt til kvantificering af biomolekyler nukleinsyrer og proteiner1,2,3,4. Forskning på thermodynamikken egenskaber skyldes ændringen i absorptionsspektrum og fotoluminescens af en kulstof nanorør (CNT) spredt ved hjælp af DNA er også blevet gennemført5,6,7, 8,9,10. Optisk celler anvendes til disse målinger, men præcise målinger kan ikke foretages, medmindre de er grundigt vasket og tørret.
Når du måler absorptionsspektre eller fotoluminescens, er det umuligt at måle præcist i snavset optisk celler11,12,13,14,15. Økonomisk disponible optisk celler lavet af polystyren og poly-methylmethacrylat bruges også til at fjerne vask og forurening. Men når præcise målinger er påkrævet, quartz glas bruges ofte, fordi de har ekstremt gode optiske egenskaber såsom lystransmissionskoefficient. I dette tilfælde, optisk cellerne vaskes efter måling af prøven og gentagne gange anvendes. Normalt, efter vask optisk celler med vand eller ethanol, er de tørret naturligt. Når der kræves hurtig tørring, er de tørret enkeltvis ved at bruge hårtørrer eller lignende udstyr. Rengøring optisk celler er en af de mest ubehagelige og tidskrævende procedurer i eksperimentet. Antallet af prøver, stiger, tørring tid stiger, hvilket til gengæld øger tid der skal gennemføre forsøg og forskning. I tidligere undersøgelser, har der ikke været rapporter om perifere enheder af optiske celler. Denne undersøgelse sigter mod at reducere tid, forskning ved tørring flere optiske celler samtidigt.
Vi undersøgt, om andre lignende produkter findes. Der findes allerede en box-type konstant temperatur hårtørrer med en temperatur kontrolfunktion og en timerfunktion; dog kan ingen kommercielle produkter med samme konfiguration findes.
Grundris af produktionen af denne enhed er beskrevet. Første er boks-Sættekasse lavet ved hjælp af en akryl plade. Nylon netting er fastgjort til toppen. Et plastik gitter er placeret på det for at løse den optiske celle. Styringskredsløbet er gemt inde i sagen, og den plastplade er knyttet til at beskytte kredsløbet fra vanddråber. Styringskredsløbet består af en CPU og styres af software. Blæsere er fastgjort til bagsiden af sagen, og vinden leveret af blæserne træder de optiske celler sat op og ned. Blæserne er aktiveret af en switch på forsiden, og de er automatisk standsede af timeren. Afhængigt af antallet af optiske celler tørres, kan to eller fire blæsere vælges for handling. Vanddråber dryp fra de optiske celler fordampe med vinden fra blæserne. Quartz cellerne vaskes med vand eller ethanol, og tørretiden er sammenlignet med naturlige tørring.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>blower</td>
			<td>ebm-papst</td>
			<td>422JN</td>
			<td>Mulfingen, Germany</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcomputer</td>
			<td>Atmel Corporation</td>
			<td>ATmega 328 P</td>
			<td>CA, USA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blower selection button</td>
			<td>Sengoku Densyo Co., Ltd.</td>
			<td>MS-358 (red)</td>
			<td>Tokyo, Japan</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blower operationg lamp</td>
			<td>Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd.</td>
			<td>DB-15-T-OR</td>
			<td>Tokyo, Japan</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blower start button</td>
			<td>Sengoku Densyo Co., Ltd.</td>
			<td>MS-350M (white)</td>
			<td>Tokyo, Japan</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Timer</td>
			<td>Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd.</td>
			<td>SH16K4A105L20KC</td>
			<td>Tokyo, Japan</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power supply switch</td>
			<td>Marutsuelec Co., Ltd.</td>
			<td>3010-P3C1T1G2C01B02BKBK-EI</td>
			<td>Tokyo, Japan</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power supply lamp</td>
			<td>Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd.</td>
			<td>DB-15-T-G</td>
			<td>Tokyo, Japan</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OLED module</td>
			<td>Akihabara Co., Ltd.</td>
			<td>M096P4W</td>
			<td>Tokyo, Japan</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication of an optical cell dryer for the spectroscopic analysis cells

Optisk celler, som er eksperimenterende instrumenter, er små, firkantede rør forseglet på én side. En prøve er placeret i dette rør, og en måling udføres med en spektroskopet. Materialer til optisk celler generelt omfatter kvarts glas eller plast, men dyre quartz glas er genbruges ved at fjerne stoffer, undtagen væsker, der skal analyseres der overholder indre af beholderen. I sådanne tilfælde er de optiske celler vaskes med vand eller ethanol og tørret. Derefter, den næste prøve er tilføjet og målt. Optisk celler er tørret naturligt eller med en manuel hårtørrer. Dog tager tørring tid, hvilket gør det en af de faktorer, der øger eksperiment tid. I denne undersøgelse er målet at drastisk reducere tørretiden med en dedikeret automatisk tørretumbler, der kan tørre flere optiske celler på én gang. For at realisere dette, et kredsløb var designet til en mikrocomputer, og hardware ved hjælp af det blev selvstændigt designet og fremstillet.

Som vist i tabel 1, for så vidt angår ethanol vask, var den gennemsnitlige tørretid i naturlige tørring 426.4 s, og den gennemsnitlige tørretid i optisk-celle tørretumbler var 106 s. For vand, vask, var den gennemsnitlige tørretid i naturlige tørring 1481.4 s, og den gennemsnitlige tørretid i optisk-celle tørretumbler var 371.6 s. I begge tilfælde blev tørretiden reduceret til cirka en fjerdedel. Tørring tid fordelingen af optisk-celle tørretumbleren er vist...

Watch this Scientific Journal Video about Fabrication of an Optical Cell Dryer for the Spectroscopic Analysis Cells at JoVE.com

Fabrication of an Optical Cell Dryer for the Spectroscopic Analysis Cells

Fabrikation af en optisk celle tørretumbler for spektroskopisk analyse celler

En protokol for at fabrikere en enhed til samtidig tørring flere optiske celler er præsenteret.

Optical cells, which are experimental instruments, are small, square tubes sealed on one side. A sample is placed in this tube, and a measurement is ...

Den største fordel ved denne teknik er, at det reducerer tørretiden, hvilket kan forkorte den tid, der bruges på dette eksperiment. Denne metode kan være nyttig inden for spektroskopisk analyse, f.eks. Eksperimenter kan forsinkes venter på optiske celler til tørre.For at reducere tørretiden design og fremstille en tørreanordning. Denne enhed bruger tre millimeter tyk akryl bord til at oprette en sag med en delvist åben top. Bearbejde brættet forrest i sagen for at få plads til enhedens betjeningsanordning.Tilsvarende maskine bestyrelsen på bagsiden til at rumme fire blæsere til tørring, der drives i par til venstre og højre side. Støtte en akryl gitter over sagen for at holde optiske celler på plads. Under gitteret, der er fastgjort til sagen er nylon netting til at støtte cellerne og tillade luftstrøm.Inde i sagen er elektronikken. Yderligere akryl brædder beskytte dem mod væsker og omdirigere luftstrømmen. Et skema af elektronikken afslører mikrocontrolleren i sin kerne.Disse forbindelser på skemaet repræsenterer enhedens kontrolelementer og indikatorer. Driften af den færdige enhed er ligetil. Begynd med at tænde for hovedstrømskontakten.Her er afbryderen og effektindikatorlyset, der er repræsenteret på skemaet. Dernæst placere optiske celler i masken af enheden, koncentrere dem på den ene side, hvis ikke alle rum er påkrævet. Når du er færdig, skal du vælge enten to blæser eller fire blæser operation.Panellysene afspejler valget. I skemaet er blæserkontrolelementerne og indikatorlysene grupperet på en enkelt forbindelse. Når operationen starter, en puls med graduering signal fra microcontroller går til en transistor, som aktiverer blæsere.Blæserens output bestemmes af en forudindstillet variabel modstand på 10 kilo-ohm. Sæt nu tørretiden med en justerbar variabel modstand. Den valgte værdi vises på OLED.Når modstandsværdien er valgt, konverteres spændingsudgangen af mikrocomputeren. Mikrocontrolleren overfører den konverterede værdi via den interintegrerede kredsløbsprotokol til en OLED til visning. Tryk på startknappen for at starte ventilatorerne og tørringsprocessen.I skemaet er startknappen på samme forbindelse som tænd/sluk-knappen. Luftstrømmen fra ventilatorerne hjælper med at tørre de optiske celler, der er i tørretumbleren. Forbered dig på at måle den naturlige tørretid.Til dette arrangere tykt absorberende papir på en overflade. Få en grundigt vasket, ufordøjet, optisk celle. Placer den optiske celle på en del af papiret kortvarigt.Flyt den derefter til en tør del af papiret. Begynd at måle tørretiden, når cellen er i anden position. For at bruge den optiske celletørrer skal du også arrangere tykt absorberende papir på en overflade.Tag en vasket celle og læg den på papiret kort. Derfra placeres den optiske celle i tørretumbleren på den valgte måleposition. Tænd for strømmen, vælg alle fire blæsere.Sæt tiden. Start derefter tørretumbleren. Mål tiden i tørretumbleren, indtil cellen er tør.Dette diagram repræsenterer de forskellige positioner i den optiske celletørrer. Firkanterne langs den nederste række er mod forsiden af enheden. Tallene repræsenterer gennemsnittet af tre målte tørretider.Gennemsnittet over alle positioner er 106 sekunder, versus 426 sekunder for naturlig tørring. Ved hjælp af blæsere, kan optiske celler tørres samtidigt og tørretid kan reduceres betydeligt. Tørring kan være samme resultat med en timer, eller især med par-blæser.Målingen af tørringstidsfordelingen viste ingen signifikant forskel i tørretiden på grund af placeringen af de optiske celler i tørretumbleren. Et kritisk skridt er udformningen af kabinettet. Udfordringen er at gøre kabinettet kompakt.Det er også vigtigt at forhindre ethanol eller vand i at falde ned i enheden. For at reducere tørretiden kan blæserens vindvolumen øges. Men et potentielt problem er, at de optiske celler kan bringes ud af enheden.Andre måder at reducere tørretiden omfatter øge i dybden lufttemperatur af blæsere, vibrerende celler, eller begge dele. Men disse er fremtidige projekter, og involverer mere komplicerede enheder og kontrolleret kredsløb.

Research

JoVE Journal

Engineering

Construction and Testing of Coin Cells of Lithium Ion Batteries

Konstruktion og prøvning af Coin celler af lithium-ion batterier

Rechargeable lithium ion batteries have wide applications in electronics, where customers always demand more capacity and longer lifetime.  Lithium ion ...

Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing

Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing

Fabrikation af VB<sub&gt; 2</sub&gt; / Air Celler til Elektrokemisk Testing

A technique to investigate the properties and performance of new multi-electron metal/air battery systems is proposed and presented. A method for ...

Fabrication and Characterization of Disordered Polymer Optical Fibers for Transverse Anderson Localization of Light

Fremstilling og karakterisering af Disordered Polymer Optiske fibre til Tværgående Anderson lokalisering Light

We develop and characterize a disordered polymer optical fiber that uses transverse Anderson localization as a novel waveguiding mechanism. The developed ...

Patterning via Optical Saturable Transitions - Fabrication and Characterization

Mønster via optisk mættede Transitions - fremstilling og karakterisering

This protocol describes the fabrication and characterization of nanostructures using a novel nanolithographic technique called Patterning via Optical ...

Fabrication and Operation of a Nano-Optical Conveyor Belt

Fabrikation og Drift af et Nano-Optical transportbånd

The technique of using focused laser beams to trap and exert forces on small particles has enabled many pivotal discoveries in the nanoscale biological ...

Quantification of Hydrogen Concentrations in Surface and Interface Layers and Bulk Materials through Depth Profiling with Nuclear Reaction Analysis

Kvantificering af Hydrogen Koncentrationer i Surface og Interface-Lag og Bulk Materials gennem Dybde Profilering med kernereaktion Analysis

Nuclear reaction analysis (NRA) via the resonant 1H(15N,&#945;&#947;)12C reaction is a highly effective method of depth profiling that quantitatively and ...

Fabrication of Polymer Microspheres for Optical Resonator and Laser Applications

Fremstilling af polymere mikrosfærer til optisk resonator og laser applikationer

This paper describes three methods of preparing fluorescent microspheres comprising &#960;-conjugated or non-conjugated polymers: vapor diffusion, ...

Design and Fabrication of an Optical Fiber Made of Water

Design og fabrikation af en optisk Fiber gjorde vand

In this report, an optical fiber of which the core is made solely of water, while the cladding is air, is designed and manufactured. In contrast with ...

Hybrid Printing for the Fabrication of Smart Sensors

Hybrid udskrivning for fabrikation af Smart sensorer

A method to combine additively manufactured substrates or foils and multilayer inkjet printing for the fabrication of sensor devices is presented. First, ...