Fabrikation af en optisk celle tørretumbler for spektroskopisk analyse celler
Summary
En protokol for at fabrikere en enhed til samtidig tørring flere optiske celler er præsenteret.
Abstract
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.
Introduction
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.
Protocol
Representative Results
Discussion
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…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Forfatterne har ingen anerkendelser.
Materials
| blower | ebm-papst | 422JN | Mulfingen, Germany |
| Microcomputer | Atmel Corporation | ATmega 328 P | CA, USA |
| Blower selection button | Sengoku Densyo Co., Ltd. | MS-358 (red) | Tokyo, Japan |
| Blower operationg lamp | Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd. | DB-15-T-OR | Tokyo, Japan |
| Blower start button | Sengoku Densyo Co., Ltd. | MS-350M (white) | Tokyo, Japan |
| Timer | Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd. | SH16K4A105L20KC | Tokyo, Japan |
| Power supply switch | Marutsuelec Co., Ltd. | 3010-P3C1T1G2C01B02BKBK-EI | Tokyo, Japan |
| Power supply lamp | Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd. | DB-15-T-G | Tokyo, Japan |
| OLED module | Akihabara Co., Ltd. | M096P4W | Tokyo, Japan |
Referências
- Byeon, J., Kang, K. H., Jung, H. K., Suh, J. K. Assessment for Quantification of Biopharmaceutical Protein Using a Microvolume Spectrometer on Microfluidic Slides. Biochip Journal. 11 (1), 21-29 (2017).
- You, C. C., et al. Detection and identification of proteins using nanoparticle-fluorescent polymer ‘chemical nose’ sensors. Nature Nanotechnology. 2 (5), 318-323 (2007).
- Nonaka, H., Hideno, A. Quantification of cellulase adsorbed on saccharification residue without the use of colorimetric protein assays. Journal of Molecular Catalysis. 110, 54-58 (2014).
- Thongboonkerd, V., Songtawee, N., Kanlaya, R., Chutipongtanate, S. Quantitative analysis and evaluation of the solubility of hydrophobic proteins recovered from brain, heart and urine using UV-visible spectrophotometry. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 384 (4), 964-971 (2006).
- Nakashima, N., Okuzono, S., Murakami, H., Nakai, T., Yoshikawa, K. DNA dissolves single-walled carbon nanotubes in water. Chemistry Letters. 32 (8), 782-782 (2003).
- Ishibashi, Y., Ito, M., Homma, Y., Umemura, K. Monitoring the antioxidant effects of catechin using single-walled carbon nanotubes: Comparative analysis by near-infrared absorption and near-infrared photoluminescence. Colloids and Surfaces B-Biointerfaces. , 139-146 (2018).
- Zheng, M., et al. DNA-assisted dispersion and separation of carbon nanotubes. Nature Materials. 2 (5), 338-342 (2003).
- Hughes, M. E., Brandin, E., Golovchenko, J. A. Optical absorption of DNA-carbon nanotube structures. Nano Letters. 7 (5), 1191-1194 (2007).
- Zhao, W., Song, C. H., Pehrsson, P. E. Water-soluble and optically pH-sensitive single-walled carbon nanotubes from surface modification. Journal of the American Chemical Society. 124 (42), 12418-12419 (2002).
- Koh, B., Park, J. B., Hou, X. M., Cheng, W. Comparative Dispersion Studies of Single-Walled Carbon Nanotubes in Aqueous Solution. Journal of Physical Chemistry B. 115 (11), 2627-2633 (2011).
- Nakayama, T., Tanaka, T., Shiraki, K., Hase, M., Hirano, A. Suppression of single-wall carbon nanotube redox reaction by adsorbed proteins. Applied Physics Express. 11 (7), 075101-075101 (2018).
- Zeranska-Chudek, K., et al. Study of the absorption coefficient of graphene-polymer composites. Scientific Reports. 8, 9132-9132 (2018).
- Laptinskiy, K. A., et al. Adsorption of DNA Nitrogenous Bases on Nanodiamond Particles: Theory and Experiment. Journal of Physical Chemistry C. 122 (20), 11066-11075 (2018).
- Jena, P. V., Safaee, M. M., Heller, D. A., Roxbury, D. DNA-Carbon Nanotube Complexation Affinity and Photoluminescence Modulation Are Independent. ACS Applied Materials & Interfaces. 9 (25), 21397-21405 (2017).
- Ohfuchi, M., Miyamoto, Y. Optical properties of oxidized single-wall carbon nanotubes. Carbon. 114, 418-423 (2017).
