Name: fabrication of an optical cell dryer for the spectroscopic analysis cells
Uploaded: 2019-01-08T14:00:00
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著者の謝辞があります。

1. デザイン
<ol><li>図面開発の詳細については、図 1を参照してください。</li>
	<li>210 mm 幅 x 60 高さ x 104 mm の深さで mm に 3 mm 厚のアクリル板をカット、アクリル系接着剤で接着し、ケースを組み立てます。</li>
	<li>12.5 x 12.5 ミリメートルの多くとして 30 光学セルをインストールします。</li>
	<li>スイッチとランプの開始と停止、筐体の前面の乾燥時間の設定を可変ダイ?...

<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>

光のセルは、送風機と同時に乾燥させることが、乾燥時間を大幅に低減することができます。停止操作を実行しない場合でもは、タイマーの自動停止機能を使用して安全に停止できます。乾燥時間分布の測定結果から光学セルの設置位置の違いのため乾燥時間に差はありません。
プロトコルの重要なステップは、筐体のデザインです。課題は、コンパクトな筐体を作る?...

光学セルは、幅広い分野での実験室の器械として使用されます。生命科学研究における実験、核酸やタンパク質などの生体分子がしばしば用いられます、分光方法は量的な方法を広きます。実験のサンプルを正確に定量化がより正確かつ再現性のある結果を得るために不可欠です。分光光度計によって得られた吸収スペクトルは、核酸とタンパク質1,2,3、4などの生体分子の定量化のため多く使用されています。吸収スペクトルと DNA を用いた分散におけるカーボンナノ チューブ (CNT) の発光の変化によって引き起こされる酸化還元特性に関する研究も実施5,6,7、 8,9,10。これらの測定のために使用する光学セルが、彼らは徹底的に洗浄し、乾燥しない限りは正確に測定できませんのでいます。
発光または吸収スペクトルを測定するとき、汚れた光学セル11,12,13,14,15で正確に測定するため不可能します。ポリスチレンとメタクリル酸ポリ-メチル経済的な使い捨て光学セルは洗浄し、汚染を除去するためにも使用されます。ただし、精密測定が必要なときは彼らは光透過性など非常に優れた光学特性を持っているので、石英ガラスが使用多くの場合。この場合、光セルをサンプルの測定後に洗浄して繰り返し使用されます。通常、水やエタノールの光セルを洗浄した後彼らは自然乾燥されます。急速な乾燥が必要な場合、乾燥した 1 つずつヘアー ドライヤーまたは同様の装置を使用しています。光学セルを洗浄実験で最も不快な時間のかかる手順の 1 つです。サンプル数が増えると、実験と研究を実施する時間を増加する乾燥時間の増加が必要です。従来の研究が報告されているない光学セルの周辺機器。本研究は、複数の光学セルを同時に乾燥による調査時間を短縮を目指しています。
他の類似製品が存在するかどうかを調べた。ボックス型恒温乾燥機温度制御機能とタイマー機能では既に存在します。ただし、同じ構成で商品が見つからない。
このデバイスの生産の概要を説明します。まず、ボックス タイプの場合は、アクリル板を使って行われます。ナイロン網は、上部に添付されます。プラスチック グリッドは、光学セルを修正するに配置されます。制御回路がケースの中に格納され、水滴から回路を保護するためにプラスチック製のプレートが取り付けられました。制御回路は CPU で構成され、ソフトウェアによって制御されます。送風機は、ケースの背面に接続されているし、送風機によって提供される風が逆さまセット光学セルに入ります。ブロワは、前面にあるスイッチによってアクティブ化され、タイマーで自動的に停止しています。乾燥光学セルの数、に応じて、操作に 2 つまたは 4 つの送風機を選択できます。ブロワーの風光学セルから滴り落ちる水滴を蒸発させます。水やエタノール、石英セルを洗浄し、自然乾燥の乾燥時間を比較します。

<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

実験装置は、光のセルが小さい、正方形チューブに密封された 1 つの側面。このチューブにサンプルを配置し、分光器で測定を実行します。光学セルに一般的に使用される材料は、石英ガラスやプラスチック、しかし、コンテナーの内部に付着する分析する液体以外の物質を除去することによって高価な石英ガラスを再利用します。このような場合は、光のセルを水またはエタノールで洗浄して乾燥します。次のサンプルは追加し、測定します。光学セルは自然または手動ドライヤーで乾燥させます。ただし、乾燥すると、実験時間を増やす要因の一つになって時間がかかります。本研究の目的は、複数の光学セルを一度に乾燥できる専用自動乾燥機で乾燥時間を大幅に削減します。これを実現するための回路、マイコン用に設計された、それを使用してハードウェアは独立して設計・製造されました。

乾燥自然乾燥の時間平均された 426.4 エタノールで洗浄、場合表 1で示すように、s、および乾燥光学セル ドライヤーの時間平均された 106 s。水洗浄、場合乾燥自然乾燥の時間平均された 1481.4 s、および乾燥光学セル ドライヤーの時間平均は 371.6 s。両方のケースでは、乾燥時間が約 4 分の 1 に減少しました。光学セル乾燥機の乾燥時間分布は<strong class="xfi...

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Fabrication of an Optical Cell Dryer for the Spectroscopic Analysis Cells

光学セルの作製分光分析セル用ドライヤー

同時に複数の光学セルを乾燥するための装置を作製するためのプロトコルが表示されます。

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 ...

この技術の主な利点は、乾燥時間を短縮し、その実験に費やす時間を短縮できることです。この方法は、赤外吸収や他の発光測定を行う場合など、分光分析の分野で有用であり得る。実験は、光学細胞が乾燥するのを待って遅らせることが出来る。乾燥時間を短縮し、乾燥装置を製造する。このデバイスは、部分的に開いたトップを持つケースを作成するために3ミリメートルの厚さのアクリルボードを使用しています。デバイスコントロールに対応するために、ケースの前面にボードをマシンします。同様に、ボードを後部に機械で乾燥させる4つの送風機を収容し、左右のペアで操作します。光学細胞を所定の位置に保持するために、ケースの上にアクリル格子を支持します。格子の下に、ケースに取り付けられたナイロン網は細胞を支え、気流を可能にする。ケースの中には電子機器があります。追加のアクリルボードは、流体からそれらを保護し、空気の流れをリダイレクトします。エレクトロニクスの概略は、そのコアにマイクロコントローラを明らかにします。回路図上のこれらのコネクタは、デバイスコントロールとインジケータを表します。完成したデバイスの操作は簡単です。主電源スイッチをオンにすることで開始します。以下は、回路図に示される電源スイッチと電源インジケータライトです。次に、デバイスのメッシュに光学セルを配置し、すべてのスペースが必要でない場合は片側に集めます。完了したら、2 つのブロワーまたは 4 つのブロワー操作を選択します。パネルライトは選択を反映します。回路図では、ファン コントロールとインジケータ ライトは単一のコネクタにクラスタ化されています。操作が始まると、マイクロコントローラからの変調信号を持つパルスがトランジスタに送り込み、ブロワを作動させます。ブロワ出力は、プリセットの10キロオーム可変抵抗によって決定されます。次に、調整可能な可変抵抗器で乾燥時間を設定します。選択した値が OLED に表示されます。抵抗値を選択すると、マイクロコンピュータによって電圧出力が変換されます。マイクロコントローラは、インター集積回路プロトコルを介して、表示用のOLEDに変換された値を転送します。スタートボタンを押してファンと乾燥プロセスを開始します。回路図では、開始ボタンは電源ボタンと同じコネクタ上にあります。ファンからの気流は乾燥機にある光学セルを乾燥させるのを助ける。自然乾燥時間を測定する準備をします。このためには、厚い吸収性の紙を表面に配置します。完全に洗浄し、乾燥していない、光学セルを取得します。紙の一部に光学セルを短く置きます。その後、紙の乾燥した部分に移動します。細胞が2番目の位置にあるときに乾燥時間の測定を開始します。光学セルドライヤーを使用するには、厚い吸収性の紙を表面に配置する。洗った細胞を取り、紙の上に短く置きます。そこから、選択した測定位置の乾燥機に光学セルを置きます。電源を入れ、4つのブロワーをすべて選択します。時刻を設定します。その後、乾燥機を起動します。乾燥機の電池が乾くまでの時間を測定します。この図は、光学セルドライヤーにおける異なる位置を表す。一番下の行に沿った四角形は、デバイスの前面に向かいます。数値は、測定された3回の乾燥時間の平均を表します。すべての位置の平均は 106 秒で、自然乾燥の場合は 426 秒です。ブロワーを使用すると、光学細胞を同時に乾燥させることができ、乾燥時間を大幅に短縮することができる。乾燥は、タイマー、または特にパーブロワーで同じ結果をすることができます。乾燥時間分布の測定では、乾燥機内の光学細胞の位置による乾燥時間に有意差は見なさなかった。重要なステップは、ケーシングの設計です。課題は、ケーシングをコンパクトにすることです。また、エタノールや水が装置に落ちないようにすることも重要です。乾燥時間を短縮するために、送風機の風量を増加させることができる。しかし、潜在的な問題は、光学細胞がデバイスから持ち出される可能性があるということです。乾燥時間を減らす他の方法は、送風機、振動細胞、またはその両方の深さの空気温度を増加させることが含まれる。しかし、これらは将来のプロジェクトであり、より複雑なデバイスと制御回路を含みます。

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