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

Författarna har inga bekräftelser.

1. design
<ol><li>Se figur 1 för detaljer om utvecklingen ritning.</li>
	<li>Klipp en 3 mm tjock akryl styrelse till 210 mm i bredd x 60 mm i höjd x 104 mm i djup, bond med akryllim och montera fallet.</li>
	<li>Installera så många som 30 optiska celler 12,5 x 12,5 mm.</li>
	<li>Fäst växlar och lampor för start och stopp och en variabel ringa för torkning tidsinställningen på framsidan av höljet.</li>
	<li>Se figur 2 för en extern vy och Komponentk...

<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 optiska cellerna kan torkas samtidigt med blåsmaskiner och torktiden kan minskas avsevärt. Även om åtgärden stop inte körs, kan det stoppas på ett säkert sätt med hjälp av funktionen Automatisk stopp av timern. Från mätresultaten av torkning tid distribution fanns det ingen signifikant skillnad i torktid på grund av skillnaden i inbyggnadsläge optiska celler.
Ett avgörande steg i protokollet är utformningen av höljet. Utmaningen är hur man gör höljet kompakt. Det är ock...

Optiska celler används som laboratoriet instrument i ett stort antal områden. I biovetenskaplig forskning, biomolekyler som nukleinsyror och proteiner är ofta utnyttjas för experiment och spektroskopiska metoder används allmänt för kvantitativa metoder. Exakt kvantifiera provet av experimentet är oundgänglig för att erhålla mer exakta och reproducerbara resultat. Absorptionsspektrum erhålls genom en spektrofotometer har ofta använts för kvantifiering av biomolekyler som nukleinsyror och proteiner1,2,3,4. Forskning om oxidation-reduktion egenskaper orsakas av ändringen i absorptionsspektrum och fotoluminescens av en nanorör (CNT) sprids med hjälp av DNA har också genomfört5,6,7, 8,9,10. Optiska celler används för dessa mätningar, men noggranna mätningar kan inte göras om de inte noggrant tvättas och torkas.
När mäta Absorptionsspektra eller fotoluminescens, är det omöjligt att mäta just i smutsig optisk celler11,12,13,14,15. Ekonomisk disponibla optiska celler av polystyren och poly-metylmetakrylat används också att undanröja tvättning och kontaminering. Men när exakta mätningar krävs, används quartz glas ofta, eftersom de har extremt utmärkta optiska egenskaper såsom ljusgenomsläpplighet. I det här fallet optiska cellerna tvättas efter mätningen av provet och upprepade gånger används. Vanligtvis efter tvättning optiska celler med vatten eller etanol, är de torkat naturligt. När snabb torkning krävs, är de torkade en efter en genom att använda hårtork eller liknande utrustning. Rengöring optiska celler är ett av de mest obehagliga och tidskrävande förfarandena i experimentet. Antalet prover ökar, de snabbtorkande ökar, som i sin tur ökar tid krävs för att genomföra experiment och forskning. I tidigare studier, har det förekommit några rapporter på kringutrustning av optiska celler. Denna studie syftar till att minska forskningstid som genom torkning flera optiska celler samtidigt.
Vi undersökt om det finns andra liknande produkter. En box-typ konstant temperatur torktumlare med temperatur kontrollfunktion samt en timerfunktion finns redan; dock finns inga kommersiella produkter med samma konfiguration.
En disposition av produktionen av denna enhet beskrivs. Första, box-typ fallet görs med hjälp av en akrylplatta. Nylon nät är kopplad till toppen. En plast rutnät placeras på det fixar cellen optiska. Styrkretsen lagras inuti höljet och plast plattan är ansluten för att skydda kretsen från vattendroppar. Styrkretsen består av en CPU och styrs av program. Fläktar är fäst på baksidan av ärendet, och vinden tillhandahålls av sugluftsmängden träder optiska cellerna ställa uppochner. Sugluftsmängden aktiveras med en brytare på främst, och de stoppas automatiskt av timern. Beroende på antalet optiska celler torkas, kan två eller fyra blåsare väljas för drift. Vattendroppar droppande från optiska cellerna avdunstar med vinden från sugluftsmängden. Quartz cellerna tvättas med vatten eller etanol, och torktiden är jämfört med naturlig torkning.

<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

Optiska celler, som är experimentella instrument, är små, torget rör förseglade på ena sidan. Ett prov placeras i detta rör, och en mätning utförs med ett spektroskop. Det material som används för optisk celler i allmänhet innehålla kvarts glas eller plast, men dyra kvarts glas återanvänds genom att ta bort ämnen än vätskor, som skall analyseras som följer insidan av behållaren. I sådana fall är optiska cellerna tvättas med vatten eller etanol och torkas. Sedan, nästa provet läggs och mätt. Optiska celler torkas naturligt eller en manuell hårtork. Torkningen tar dock tid, vilket gör det en av de faktorer som ökar experiment tiden. I denna studie är syftet att drastiskt minska torktiden med en dedikerad automatisk torktumlare som kan torka flera optiska celler på en gång. För att inse detta, en krets var avsedd för en mikrodator och maskinvara med det var självständigt utformats och tillverkats.

Som visas i tabell 1, i fråga om etanol tvättning, var den genomsnittliga torktid i naturlig torkning 426.4 s, och den genomsnittliga torktid i optisk-cell torktumlaren var 106 s. När det gäller vatten tvätt, var den genomsnittliga torktid i naturlig torkning 1481.4 s, och den genomsnittliga torktid i optisk-cell torktumlaren var 371.6 s. I båda fallen förminskades torktiden till cirka en fjärdedel. Snabbtorkande tid fördelningen av optisk-cell torktumlaren visas...

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

Tillverkning av en optisk Cell torktumlare för spektroskopianalyser i cellerna

Ett protokoll för att tillverka en enhet för torkning samtidigt flera optiska celler presenteras.

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 största fördelen med denna teknik är att det minskar torktiden som kan förkorta den tid som spenderas på det experimentet. Denna metod kan vara till hjälp inom spektroskopisk analys, till exempel när du utför infraröd absorption, eller andra lumininde mätningar. Experiment kan fördröjas väntar på optiska celler att torka.För att minska torktid design och tillverka en torkanordning. Den här enheten använder tre millimeter tjock akryl ombord för att skapa ett fall med en delvis öppen topp. Maskin styrelsen på framsidan av ärendet för att rymma enhetens kontroller.På samma sätt, maskin styrelsen bak för att rymma fyra blåsmaskiner för torkning, drivs i par för vänster och höger sida. Stöd en akryl gitter ovanför fallet för att hålla optiska celler på plats. Under gallret, fäst vid fallet är nylon nät för att stödja cellerna och tillåta luftflöde.Inuti fallet finns elektroniken. Ytterligare akryl styrelser skydda dem från vätskor och omdirigera luftflöde. En schematisk av elektroniken avslöjar mikrokontrollern i dess kärna.Dessa kopplingar på schemat representerar enhetens kontroller och indikatorer. Drift av den slutförda enheten är okomplicerad. Börja med att slå på huvudströmbrytaren.Här är strömbrytaren och strömindikatorlampan representerad på det schematiska. Därefter placerar optiska celler i enhetens nät, koncentrera dem på ena sidan om inte alla utrymmen krävs. När du är klar, välj antingen två blås- eller fyra blåsmanövrering.Panellamporna kommer att återspegla valet. I schemat är fläktkontrollerna och indikatorlamporna grupperade på en enda kontakt. När driften startar går en puls med moduleringssignal från mikrokontrollern till en transistor, som aktiverar blåsmaskinerna.Blåsutgången bestäms av ett förinställt variabelt motstånd på 10 kilo ohm. Ställ nu in torktiden med ett justerbart variabelt motstånd. Det valda värdet visas på OLED.När motståndsvärdet är valt, omvandlas spänningsutgången av mikrodatorn. Mikrokontrollern överför det konverterade värdet, via det interintegrerade kretsprotokollet till en OLED för visning. Tryck på startknappen för att starta fläktarna och torkprocessen.I schemat är startknappen på samma kontakt som strömbrytaren. Luftflöde från fläktarna hjälper torka de optiska cellerna som är i torktumlare. Förbered dig på att mäta den naturliga torktiden.För detta, ordna tjockt absorberande papper på en yta. Få en noggrant tvättad, otorkad, optisk cell. Placera den optiska cellen på en del av papperet en kort stund.Flytta den sedan till en torr del av papperet. Börja mäta torktiden när cellen är i andra läget. För att använda den optiska celltorken, ordna också tjockt absorberande papper på en yta.Ta en tvättad cell och placera den på papperet kort. Därifrån placerar du den optiska cellen i torktumlaren vid vald mätposition. Slå på strömmen, välj alla fyra blåsmaskiner.Ställ in tiden. Starta sedan torktumören. Mät tiden i torktumlare tills cellen är torr.Detta diagram representerar de olika positionerna i den optiska celltorken. Rutorna längs den nedre raden är mot framsidan av enheten. Siffrorna representerar medelvärdet av tre uppmätta torktider.Genomsnittet över alla positioner är 106 sekunder, jämfört med 426 sekunder för naturlig torkning. Med hjälp av blåsmaskinerna kan optiska celler torkas samtidigt och torktiden kan minskas avsevärt. Torkning kan vara samma resultat med en timer, eller särskilt med par-blower.Mätningen av torktidsfördelningen visade ingen signifikant skillnad i torktid på grund av placeringen av de optiska cellerna i torktumlare. Ett kritiskt steg är höljets utformning. Utmaningen är att göra höljet kompakt.Det är också viktigt att förhindra att etanol eller vatten sjunker in i enheten. För att minska torktiden vindvolymen av blåsmaskiner kan ökas. Men ett potentiellt problem är att de optiska cellerna kan föras ut ur enheten.Andra sätt att minska torktiden är att öka i djupluftstemperaturen hos blåsmaskiner, vibrerande celler, eller båda. Men dessa är framtida projekt, och innebär mer komplicerade enheter och kontrollerad krets.

Research

JoVE Journal

Engineering

Construction and Testing of Coin Cells of Lithium Ion Batteries

Konstruktion och test av Knappceller av litiumjonbatterier

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

Tillverkning av VB<sub&gt; 2</sub&gt; / Luftceller för elektrokemiska 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

Tillverkning och karakterisering av oordnade Polymer optiska fibrer för Tvärgående Anderson Lokalisering av ljus

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

Mönstring via Optiska mätt Transitions - tillverkning och 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

Tillverkning och drift av en Nano-optisk 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

Kvantifiering av vätgaskoncentrationer i Surface och gränssnitts Lager och strömaterial genom djupprofilering med kärnreaktionen Analys

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

Tillverkning av polymera mikrosfärer för optisk resonator och laserapplikationer

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

Konstruktion och tillverkning av en optisk Fiber gjord av vatten

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 utskrift för tillverkning av smarta sensorer

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