Name: fabrication of an optical cell dryer for the spectroscopic analysis cells
Uploaded: 2019-01-08T14:00:00
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Gli autori non hanno nessun ringraziamenti.

1. design
<ol><li>Vedere la Figura 1 per i dettagli dello sviluppo di disegno.</li>
	<li>Tagliare una tavola di acrilico spessa di 3 mm a 210 mm di larghezza x 60 mm di altezza x 104 mm di profondità, legame con adesivo acrilico e montare il caso.</li>
	<li>Installare oltre 30 celle ottiche 12.5 x 12.5 mm.</li>
	<li>Associare interruttori e lampade per l'avvio e arresto e una variabile chiamata per l'impostazione di tempo essiccazione sul lato anteriore del telaio.</li>
	<li>Vedere la <st...

<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>

Le cellule ottiche possono essere asciugate simultaneamente con i soffiatori, e il tempo di asciugatura può essere considerevolmente ridotta. Anche se l'operazione di arresto non viene eseguito, può essere interrotta in modo sicuro utilizzando la funzione di arresto automatico del timer. Dai risultati della misurazione della distribuzione tempo asciugatura, non c'era alcuna differenza significativa nel tempo di essiccazione a causa della differenza nella posizione di installazione delle cellule ottiche.
<p class="j...

Cellule ottiche sono utilizzate come strumenti di laboratorio in una vasta gamma di campi. Nella ricerca di scienze biologiche, biomolecole come proteine e acidi nucleici sono spesso utilizzati per esperimenti e metodi spettroscopici sono ampiamente usati per metodi quantitativi. Quantificare con precisione il campione dell'esperimento è indispensabile per ottenere risultati più accurati e riproducibili. Lo spettro di assorbimento ottenuto da uno spettrofotometro è stato spesso utilizzato per la quantificazione di biomolecole quali acidi nucleici e proteine1,2,3,4. Ricerca sulle caratteristiche di ossido-riduzione causata dal cambiamento nella spettro di assorbimento e fotoluminescenza di un nanotubo di carbonio (CNT) dislocato usando il DNA è stato anche condotto5,6,7, 8,9,10. Cellule ottiche sono utilizzate per queste misurazioni, ma non è possibile effettuare misurazioni accurate a meno che essi sono accuratamente lavati e asciugati.
Quando misurare spettri di assorbimento o fotoluminescenza, è Impossibile misurare precisamente in cellule ottiche sporco11,12,13,14,15. Cellule ottiche monouso economiche fatta di polistirolo e poli-metil-metacrilato utilizzate anche per eliminare il lavaggio e la contaminazione. Tuttavia, quando sono necessarie misurazioni precise, vetri di quarzo sono spesso utilizzati, perché hanno estremamente eccellenti proprietà ottiche come la trasmissione della luce. In questo caso, le cellule ottiche sono lavate dopo la misurazione del campione e usate ripetutamente. Di solito, dopo il lavaggio cellule ottiche con acqua o etanolo, sono asciugati naturalmente. Quando è richiesta la rapida asciugatura, sono secchi uno utilizzando asciugacapelli o apparecchiature simili. Pulizia cellule ottiche è una delle procedure più sgradevole e richiede molto tempo nell'esperimento. Aumenta il numero di campioni, gli aumenti di tempo essiccazione, che, a sua volta, aumenta il tempo necessario per condurre l'esperimento e la ricerca. In passato gli studi, ci sono stati rapporti su dispositivi periferici delle cellule ottiche. Questo studio mira a ridurre il tempo di ricerca di essiccazione ottiche più celle contemporaneamente.
Abbiamo studiato se esistono altri prodotti simili. Esiste già una temperatura costante di casella-tipo asciugacapelli con una funzione di controllo di temperatura e una funzione timer; Tuttavia, nessun prodotto commerciale con la stessa configurazione può essere trovato.
Una struttura di produzione di questo dispositivo è descritto. In primo luogo, la cassa di tipo box è realizzata con un piatto in acrilico. Reticolato di nylon è fissato alla parte superiore. Una griglia di plastica è posto su di essa per fissare la cella ottica. Il circuito di controllo è memorizzato all'interno del case, e la piastra di plastica è fissata per proteggere il circuito da gocce d'acqua. Il circuito di controllo è costituito da una CPU ed è controllato dal software. Soffiatori sono attaccate alla parte posteriore del caso, e il vento fornito dalla turbina entra nelle cellule ottiche impostate a testa in giù. I soffiatori sono attivati da un interruttore sulla parte anteriore, e automaticamente vengono fermati dal timer. A seconda del numero di cellule ottiche da essiccare, due o quattro ventilatori sono selezionabili per il funzionamento. Le goccioline di acqua che gocciola dalle cellule ottiche evaporano con il vento da soffianti. Le celle di quarzo vengono lavate con acqua o etanolo, e il tempo di asciugatura è paragonato a quello di essiccazione naturale.

<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

Cellule ottiche, che sono strumenti sperimentali, sono piccole, tubi quadri sigillato su un lato. Un campione viene posto in questo tubo, e una misura viene eseguita con uno spettroscopio. I materiali utilizzati per cellule ottiche generalmente includono quarzo vetro o plastica, ma costoso vetro di quarzo è riutilizzata rimuovendo sostanze, diversi dai liquidi, per essere analizzati che aderiscono all'interno del contenitore. In tal caso, le cellule ottiche sono lavate con acqua o etanolo e secchi. Quindi, il campione successivo viene aggiunto e misurato. Cellule ottiche vengono essiccate naturalmente o con un asciugacapelli manuale. Tuttavia, asciugatura richiede tempo, che lo rende uno dei fattori che aumentano il tempo di esperimento. In questo studio, l'obiettivo è di ridurre drasticamente il tempo di asciugatura con un essiccatore automatico dedicato che può asciugare ottiche più celle in una sola volta. Per realizzare questo, un circuito è stato progettato per un microcomputer, e l'hardware usarlo indipendentemente è stato progettato e fabbricato.

Come illustrato nella tabella 1, nel caso di lavaggio di etanolo, il tempo medio di asciugatura in essiccazione naturale era 426,4 s e il tempo medio di asciugatura in asciugatrice cellula ottica era 106 s. Nel caso di lavaggio dell'acqua, il tempo medio di asciugatura in essiccazione naturale era 1481.4 s e il tempo medio di asciugatura in asciugatrice cellula ottica era 371,6 s. In entrambi i casi, il tempo di asciugatura è stato ridotto a circa un quarto. La distribuz...

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Fabrication of an Optical Cell Dryer for the Spectroscopic Analysis Cells

Fabbricazione di una cellula ottica essiccatore per le celle di analisi spettroscopica

Un protocollo per la realizzazione di un dispositivo per l'asciugatura contemporaneamente più celle ottiche è presentato.

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 ...

Il vantaggio principale di questa tecnica è che riduce il tempo di asciugatura che può ridurre il tempo dedicato a quell'esperimento. Questo metodo potrebbe essere utile nel campo dell'analisi spettroscopica, ad esempio quando si esegue l'assorbimento infrarosso o altre misurazioni della luminescenza. Gli esperimenti possono essere ritardati in attesa che le cellule ottiche si asciughino.Per ridurre i tempi di asciugatura progettare e produrre un dispositivo di asciugatura. Questo dispositivo utilizza una scheda acrilica spessa tre millimetri per creare una custodia con un piano parzialmente aperto. Lavorare la scheda nella parte anteriore della custodia per ospitare i comandi del dispositivo.Allo stesso modo, lavorare la tavola nella parte posteriore per ospitare quattro soffianti per l'asciugatura, azionati a coppie per il lato sinistro e destro. Sostenere un reticolo acrilico sopra la custodia per mantenere le celle ottiche in posizione. Sotto il reticolo, attaccato alla custodia c'è la rete di nylon per sostenere le celle e consentire il flusso d'aria.All'interno della custodia ci sono l'elettronica. Ulteriori tavole acriliche li proteggono dai fluidi e reindirizzano il flusso d'aria. Uno schema dell'elettronica rivela il microcontrollore al suo interno.Questi connettori sullo schema rappresentano i controlli e gli indicatori del dispositivo. Il funzionamento del dispositivo completato è semplice. Iniziare accendendo l'interruttore di alimentazione principale.Ecco l'interruttore di alimentazione e la spia di potenza rappresentati sullo schema. Quindi, posizionare le celle ottiche nella mesh del dispositivo, concentrandole su un lato se non sono necessari tutti gli spazi. Al termine, selezionare due soffiatori o quattro operazioni soffiante.Le luci del pannello rifletteranno la scelta. Nello schema, i comandi della ventola e le spie luminose sono raggruppati su un singolo connettore. All'avvio del funzionamento, un impulso con segnale di modulazione dal microcontrollore va a un transistor, che attiva i soffianti.L'uscita del soffiatore è determinata da un resistore variabile preimpostato da 10 kilo-ohm. Ora, imposta il tempo di asciugatura con un resistore variabile regolabile. Il valore selezionato viene visualizzato sull'OLED.Una volta selezionato il valore di resistenza, l'uscita di tensione viene convertita dal microcomputer. Il microcontroller trasferisce il valore convertito, tramite il protocollo del circuito inter-integrato, a un OLED per la visualizzazione. Premere il pulsante di avvio per avviare le ventole e il processo di asciugatura.Nello schema, il pulsante start si trova sullo stesso connettore del pulsante di accensione. Il flusso d'aria dai ventilatori aiuta ad asciugare le cellule ottiche che si trovano nell'essiccatore. Prepararsi a misurare il tempo di asciugatura naturale.Per questo, disporre carta assorbente spessa su una superficie. Ottenere una cella ottica accuratamente lavata, non essiccata. Posizionare brevemente la cella ottica su una parte della carta.Quindi spostarlo in una parte asciutta della carta. Iniziare a misurare il tempo di asciugatura quando la cella è in seconda posizione. Per utilizzare l'essiccatore a celle ottiche, disporre anche carta assorbente spessa su una superficie.Prendere una cella lavata e posizionarla brevemente sulla carta. Da lì, posizionare la cella ottica nell'essiccatore nella posizione di misurazione scelta. Accendi l'alimentazione, seleziona tutti e quattro i soffiatori.Imposta l'ora. Quindi avviare l'asciugatrice. Misurare il tempo nell'essiccatore fino a quando la cella non è asciutta.Questo diagramma rappresenta le diverse posizioni nell'essiccatore a celle ottiche. I quadrati lungo la riga inferiore sono verso la parte anteriore del dispositivo. I numeri rappresentano la media di tre tempi di essiccazione misurati.La media su tutte le posizioni è di 106 secondi, contro i 426 secondi per l'essiccazione naturale. Utilizzando i soffianti, le cellule ottiche possono essere asciugate contemporaneamente e il tempo di asciugatura può essere notevolmente ridotto. L'asciugatura può essere lo stesso risultato con un timer, o soprattutto con par-blower.La misurazione della distribuzione del tempo di asciugatura non ha rivelato alcuna differenza significativa nel tempo di asciugatura a causa della posizione delle cellule ottiche nell'essiccatore. Un passaggio critico è la progettazione dell'involucro. La sfida è rendere l'involucro compatto.È anche importante evitare che l'etanolo o l'acqua cadano nel dispositivo. Per ridurre il tempo di asciugatura il volume del vento dei soffianti può essere aumentato. Ma un potenziale problema è che le cellule ottiche possono essere portate fuori dal dispositivo.Altri modi per ridurre il tempo di asciugatura includono l'aumento della temperatura dell'aria in profondità di soffianti, cellule vibranti o entrambi. Tuttavia, si tratta di progetti futuri e coinvolgono dispositivi più complicati e circuiti controllati.

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