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

De auteurs hebben geen bevestigingen.

1. design
<ol><li>Zie afbeelding 1 voor meer informatie over de ontwikkeling die tekening.</li>
	<li>Knippen van een 3 mm dik acryl bord tot 210 mm in de breedte x 60 mm in hoogte x 104 mm in diepte, band met acryllijm en monteren van het geval.</li>
	<li>Installeren van maar liefst 30 optische cellen van 12,5 x 12,5 mm.</li>
	<li>Schakelaars en lampen voor het starten en stoppen en een variabele wijzerplaat voor het drogen tijdsinstelling op de voorkant van de behuizing koppelen.</li>
	<l...

<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 optische cellen kunnen gelijktijdig met de ventilatoren worden gedroogd en de droogtijd aanzienlijk kan worden verminderd. Zelfs als de stop-bewerking niet wordt uitgevoerd, kan het veilig worden gestopt met behulp van de automatische stop-functie van de timer. Uit de resultaten van de meting van de distributie keer Droogrek was er geen significant verschil in de droogtijd vanwege het verschil in de installatie-positie van de optische cellen.
Een kritieke stap van het protocol is het ontwer...

Optische cellen worden gebruikt als laboratoriuminstrumenten in een groot aantal gebieden. In life science onderzoek, biomoleculen, zoals nucleïnezuren en proteïnen worden vaak gebruikt voor experimenten en spectroscopische methoden worden veel gebruikt voor kwantitatieve methoden. Het monster van het experiment nauwkeurig te kwantificeren is onmisbaar voor het verkrijgen van meer nauwkeurige en reproduceerbare resultaten. Het absorptiespectrum verkregen door een spectrofotometer is vaak gebruikt voor de kwantificering van biomoleculen, zoals nucleïnezuren en proteïnen1,,2,,3,4. Onderzoek naar de kenmerken van de oxidation-reduction veroorzaakt door de verandering van het absorptiespectrum en fotoluminescentie van een koolstof nanobuis (CNT) verspreid met behulp van DNA is ook uitgevoerd5,6,7, 8,9,10. Optische cellen worden gebruikt voor deze metingen, maar nauwkeurige metingen kunnen niet worden gemaakt, tenzij ze worden grondig gewassen en gedroogd.
Bij het meten van de absorptiespectra of fotoluminescentie, is het onmogelijk om precies in vuile optische cellen11,12,13,14,15te meten. Economische wegwerp optische cellen gemaakt van polystyreen en poly-methyl-methacrylaat worden ook gebruikt om te wassen en verontreiniging te elimineren. Echter wanneer nauwkeurige metingen nodig zijn, worden quartz glazen vaak gebruikt, omdat ze hebben een zeer uitstekende optische eigenschappen zoals lichtdoorlatendheid. In dit geval zijn de optische cellen gewassen na de meting van het monster en herhaaldelijk gebruikt. Meestal na het wassen optische cellen met water of ethanol, zijn ze gedroogd natuurlijk. Als snelle drogen vereist is, zijn ze gedroogde één voor één met behulp van een haardroger of soortgelijke uitrusting. Schoonmaken van optische cellen is een van de meest vervelende en tijdrovende procedures in het experiment. Naarmate het aantal monsters toeneemt, de drogen tijd toeneemt, heeft op zijn beurt verhoogt de tijd nodig om het experiment en onderzoek te voeren. In verleden studies, zijn er geen verslagen over randapparatuur van optische cellen. Deze studie streeft naar een vermindering van de tijd onderzoek door meerdere optische cellen tegelijk drogen.
We onderzochten of andere vergelijkbare producten bestaan. Er bestaat al een vak-type constante temperatuur wasdroger met een besturingsfunctie temperatuur en een timer-functie; echter kunnen geen commerciële producten met dezelfde configuratie worden gevonden.
Een overzicht van de productie van dit apparaat wordt beschreven. Ten eerste, de vak-type case is gemaakt met behulp van een acryl plaat. Nylon verrekening is gekoppeld aan de bovenkant. Een plastic rooster wordt op het te repareren de optische cel geplaatst. Het controle-circuit is opgeslagen in de behuizing, en de kunststof plaat is verbonden ter bescherming van het circuit van waterdruppels. Het controle-circuit bestaat uit een CPU en wordt bestuurd door software. Ventilatoren zijn aangesloten op de achterkant van het doosje, en de wind kopen van de ventilatoren komt de optische cellen instellen ondersteboven. De ventilatoren worden geactiveerd door een schakelaar aan de voorkant, en ze worden automatisch gestopt door de timer. Afhankelijk van het aantal optische cellen worden gedroogd, kunnen twee of vier ventilatoren worden geselecteerd voor bewerking. Waterdruppels druipend uit de optische cellen verdampen met de wind van de ventilatoren. De quartz-cellen worden gewassen met water of ethanol en de droogtijd is vergeleken met die van natuurlijk drogen.

<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

Optische cellen, die experimentele instrumenten zijn, zijn kleine, vierkante buizen verzegelde op één zijde. Een steekproef wordt geplaatst in deze buis en een meting wordt uitgevoerd met een spectroscoop. De materialen voor optische cellen in het algemeen omvatten quartz glas of kunststof, maar dure quartz glas wordt hergebruikt door het verwijderen van andere stoffen dan vloeistoffen, bestemd om te worden geanalyseerd die aan de binnenkant van de container voldoen. In dat geval zijn de optische cellen gewassen met water of ethanol en gedroogd. In het volgende voorbeeld wordt dan toegevoegd en gemeten. Optische cellen worden gedroogd nature of met een handmatige haardroger. Echter, drogen duurt, waardoor het een van de factoren die de tijd van het experiment te verhogen. In deze studie is het doel om drastisch te verminderen de droogtijd met een speciale automatische droger die meerdere optische cellen in één keer kan drogen. Om dit te realiseren, een circuit is ontworpen voor een microcomputer, en de hardware met behulp van het onafhankelijk werd ontworpen en vervaardigd.

Zoals aangegeven in tabel 1, in het geval van ethanol wassen, de gemiddelde droogtijd in natuurlijk drogen was 426.4 s, en de gemiddelde droogtijd in de optische-cel droger was 106 s. In het geval van water wassen, was de gemiddelde droogtijd in natuurlijk drogen 1481.4 s, en de gemiddelde droogtijd in de optische-cel droger was 371.6 s. In beide gevallen werd de droogtijd teruggebracht tot ongeveer een kwart. De drogen verdeling van de tijd van de optische-cel droger wor...

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

Fabricage van een optische cel droger voor de analyse van de spectroscopische cellen

Een protocol voor het fabriceren van een apparaat voor het drogen gelijktijdig meerdere optische cellen wordt gepresenteerd.

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 ...

Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het vermindert de droogtijd die de tijd besteed aan dat experiment kan verkorten. Deze methode kan nuttig zijn op het gebied van spectroscopische analyse, zoals bij het uitvoeren van infraroodabsorptie of andere luminescentiemetingen. Experimenten kunnen worden vertraagd wachten tot optische cellen te drogen.Om de droogtijd te verminderen ontwerp en de productie van een droogapparaat. Dit apparaat maakt gebruik van drie millimeter dikke acrylplaat om een behuizing met een gedeeltelijk open top te maken. Bewerk het bord aan de voorkant van de behuizing om de bediening van het apparaat aan te passen.Op dezelfde manier, machine het bord aan de achterzijde om vier blowers geschikt voor het drogen, bediend in paren voor de linker-en rechterkant. Steun een acrylrooster boven de behuizing om optische cellen op hun plaats te houden. Onder het rooster, bevestigd aan de behuizing is nylon netten om de cellen te ondersteunen en luchtstroom mogelijk te maken.In de koffer zit de elektronica. Extra acrylplaten beschermen ze tegen vloeistoffen en leiden de luchtstroom om. Een schema van de elektronica onthult de microcontroller in de kern.Deze connectoren op het schema vertegenwoordigen de besturingselementen en indicatoren van het apparaat. De bediening van het voltooide apparaat is eenvoudig. Begin met het inschakelen van de hoofdschakelaar.Hier zijn de aan/uit-schakelaar en het lampje van de voedingsindicator op het schema. Plaats vervolgens optische cellen in het gaas van het apparaat en concentreer ze aan de ene kant, als niet alle spaties nodig zijn. Wanneer u klaar bent, selecteert u twee blower of vier blower operatie.De paneellampen weerspiegelen de keuze. In het schema worden de ventilatorbesturingselementen en indicatorlampjes geclusterd op één connector. Wanneer de werking begint, gaat een puls met modulatiesignaal van de microcontroller naar een transistor, die de blowers activeert.De blower output wordt bepaald door een vooraf ingestelde 10 kilo-ohm variabele weerstand. Stel nu de droogtijd in met een verstelbare variabele weerstand. De geselecteerde waarde wordt weergegeven op de OLED.Zodra de weerstandswaarde is geselecteerd, wordt de spanningsuitgang omgezet door de microcomputer. De microcontroller brengt de geconverteerde waarde via het inter-geïntegreerde circuitprotocol over naar een OLED voor display. Druk op de startknop om de ventilatoren en het droogproces te starten.In het schema staat de startknop op dezelfde connector als de aan/uit-knop. Luchtstroom van de ventilatoren helpt bij het drogen van de optische cellen die zich in de droger bevinden. Bereid je voor om de natuurlijke droogtijd te meten.Hiervoor, schik dik absorberend papier op een oppervlak. Zorg voor een grondig gewassen, ongedroogde, optische cel. Plaats de optische cel kort op een deel van het papier.Verplaats het dan naar een droog deel van het papier. Begin met het meten van de droogtijd wanneer de cel zich in de tweede positie bevindt. Om de optische celdroger te gebruiken, schik ook dik absorberend papier op een oppervlak.Neem een gewassen cel en leg deze kort op het papier. Plaats de optische cel van daaruit in de droger op de gekozen meetpositie. Schakel de stroom in, selecteer alle vier de blowers.Stel de tijd in. Start dan de droger. Meet de tijd in de droger tot de cel droog is.Dit diagram vertegenwoordigt de verschillende posities in de optische celdroger. De vierkanten langs de onderste rij bevinden zich aan de voorkant van het apparaat. De getallen vertegenwoordigen het gemiddelde van drie gemeten droogtijden.Het gemiddelde over alle posities is 106 seconden, versus 426 seconden voor natuurlijk drogen. Met behulp van de blowers kunnen optische cellen tegelijkertijd worden gedroogd en kan de droogtijd aanzienlijk worden verkort. Drogen kan hetzelfde resultaat zijn met een timer, of vooral met par-blower.De meting van de droogtijdverdeling bracht geen significant verschil in droogtijd aan het licht als gevolg van de locatie van de optische cellen in de droger. Een cruciale stap is het ontwerp van de behuizing. De uitdaging is om de behuizing compact te maken.Het is ook belangrijk om te voorkomen dat ethanol of water in het apparaat valt. Om de droogtijd te verkorten kan het windvolume van de blowers worden verhoogd. Maar een potentieel probleem is dat de optische cellen kunnen worden gebracht uit het apparaat.Andere manieren om de droogtijd te verminderen zijn het verhogen van de diepte luchttemperatuur van blowers, trillende cellen, of beide. Dit zijn echter toekomstige projecten, en omvatten meer gecompliceerde apparaten en gecontroleerde circuit.

Research

JoVE Journal

Engineering

Construction and Testing of Coin Cells of Lithium Ion Batteries

Bouw en testen van Coin Cellen van Lithium Ion batterijen

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

Fabricatie van VB<sub&gt; 2</sub&gt; / Air Cellen voor elektrochemische testen

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

Fabricage en karakterisering van wanordelijke polymeer optische vezels voor Transversale Anderson lokalisatie van Licht

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

Patroonvorming via Optical Verzadigbare Transitions - fabricage en 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

Fabricage en exploitatie van een Nano-Optical transportband

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

Kwantificering van waterstof concentraties in Functionele Lagen en Bulk Materials door middel van diepte- met Nuclear Reaction 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

Fabricage van Polymer Microsferen voor Optische Resonator en Laser Applicaties

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

Ontwerp en fabricage van een optische vezel gemaakt van Water

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

Hybride afdrukken voor de fabrikatie van slimme sensoren

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