Summary

Fabrication d’une cellule optique séchoir pour les cellules d’analyse spectroscopique

Published: January 08, 2019
doi:

Summary

Un protocole de fabrication d’un appareil pour sécher simultanément plusieurs cellules optiques est présenté.

Abstract

Les cellules optiques, qui sont des instruments expérimentaux, sont petites, place tubes scellés sur un côté. Un échantillon est placé dans ce tube, et une mesure est effectuée avec un spectroscope. Les matériaux utilisés pour les cellules optiques généralement incluent quartz verre ou en plastique, mais coûteux verre de quartz est réutilisé en éliminant les substances, autres que les liquides, à analyser qui adhèrent à l’intérieur du conteneur. Dans un tel cas, les cellules optiques sont lavés avec de l’eau ou l’éthanol et séchés. Ensuite, l’exemple suivant est ajouté et mesurée. Les cellules optiques sont séchés naturellement ou avec un sèche-cheveux manuels. Cependant, séchage prend du temps, ce qui en fait l’un des facteurs qui augmentent le temps de l’expérience. Dans cette étude, l’objectif est de réduire considérablement le temps de séchage avec un séchoir automatique dédié qui peut sécher plusieurs cellules optiques à la fois. Pour réaliser ceci, un circuit a été conçu pour un micro-ordinateur, et le matériel utilisé a été indépendamment conçu et fabriqué.

Introduction

Cellules optiques sont utilisés comme instruments de laboratoire dans un large éventail de domaines. Dans la recherche en sciences de la vie, biomolécules telles que les acides nucléiques et les protéines sont souvent utilisés pour des expériences et des méthodes spectroscopiques sont largement utilisés pour les méthodes quantitatives. Quantifier précisément l’échantillon de l’expérience est indispensable pour obtenir des résultats plus précis et reproductibles. Le spectre d’absorption obtenu par un spectrophotomètre a souvent été utilisé pour la quantification des biomolécules telles que les acides nucléiques et protéines1,2,3,4. Recherche sur les caractéristiques d’oxydo-réduction causée par le changement dans le spectre d’absorption et de photoluminescence d’un nanotube de carbone (CNT) dispersé à l’aide de l’ADN a également été menée5,6,7, 8,9,10. Cellules optiques sont utilisés pour ces mesures, mais des mesures précises ne peuvent être faites que si elles sont soigneusement lavés et séchés.

Lors de la mesure des spectres d’absorption ou de la photoluminescence, il est impossible de mesurer précisément dans les cellules optique sale11,12,13,14,15. Économiques cellules optiques jetables en polystyrène et poly-méthacrylate de méthyle-servent également à éliminer la contamination et les laver. Cependant, lorsque des mesures précises sont requises, verres de quartz sont souvent utilisés, parce qu’ils ont extrêmement excellentes propriétés optiques tels que de la transmission de la lumière. Dans ce cas, les cellules optiques sont lavés après la mesure de l’échantillon et utilisés à plusieurs reprises. Habituellement, après avoir lavé les cellules optiques avec l’eau ou l’éthanol, ils sont séchés naturellement. Lorsqu’il est nécessaire de séchage rapide, ils sont séchés un à un en utilisant un sèche-cheveux ou des appareils similaires. Nettoyage des cellules optiques est une des procédures plus désagréables et beaucoup de temps dans l’expérience. Comme le nombre d’échantillons augmente, le temps séchage augmente, ce qui, à son tour, augmente le temps requis pour effectuer l’expérience et la recherche. Dans les études passé, on n’a aucuns signalé sur périphériques de cellules optiques. Cette étude a pour but de réduire le temps de recherche par séchage des cellules optiques multiples simultanément.

Nous avons examiné s’il existe des autres produits similaires. Une température constante de type boîte sèche avec une fonction de contrôle de température et une fonction de minuterie existe déjà ; Cependant, aucun produit commercial avec la même configuration ne se trouvent.

Un aperçu de la production de ce dispositif est décrit. Tout d’abord, le cas de caisson est fait à l’aide d’une plaque d’acrylique. Filet en nylon est fixé sur le haut. Une grille en plastique est placée dessus pour fixer la cellule optique. Le circuit de commande est stocké à l’intérieur du boîtier et la plaque en plastique est fixée afin de protéger le circuit de gouttelettes d’eau. Le circuit de commande est constitué d’un CPU et est contrôlé par logiciel. Souffleurs sont attachés à l’arrière du boîtier, et le vent fourni par les soufflantes pénètre dans les cellules optiques mis sens dessus dessous. Les ventilateurs sont activées par un interrupteur sur le front, et ils sont automatiquement arrêtés par la minuterie. Selon le nombre de cellules optiques à sécher, deux ou quatre ventilateurs peuvent être sélectionnés pour l’opération. Les gouttelettes d’eau ruisselant des cellules optiques s’évaporent avec le vent les souffleurs. Les cellules de quartz sont lavés avec de l’eau ou l’éthanol, et le temps de séchage est comparé à celle de séchage naturel.

Protocol

1. conception Voir la Figure 1 pour des détails sur la mise au point de dessin. Couper une planche épaisse acrylique de 3 mm à 210 mm de largeur x 60 mm de hauteur x 104 mm de profondeur, lier avec adhésif acrylique et assembler le cas. Installer jusqu’à 30 cellules optiques de 12,5 x 12,5 mm. Fixer les interrupteurs et les lampes de démarrage et d’arrêt et un bouton de variable pour le réglage de temps de séchage sur la face avant du boîti…

Representative Results

Comme le montre le tableau 1, dans le cas de lavage de l’éthanol, la moyenne de temps de séchage naturel de séchage était 426,4 s et la moyenne de séchage dans le sèche-linge de cellule-optique était de 106 s. Dans le cas de l’eau de lavage, la moyenne de temps de séchage naturel de séchage a été 1481.4 s et la moyenne durée dans la sécheuse cellule de séchage était 371.6 s. Dans les deux cas, le temps de séchage a été réduit à environ un quart. La…

Discussion

Les cellules optiques peuvent être séchés en même temps avec les ventilateurs, et le temps de séchage peut être considérablement réduit. Même si l’opération d’arrêt n’est pas exécutée, il peut être arrêté en toute sécurité en utilisant la fonction d’arrêt automatique du minuteur. Les résultats de mesure de la distribution du temps séchage, il n’y avait aucune différence significative concernant la durée de séchage en raison de la différence de la position de montage des cellules optique…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Les auteurs n’ont aucuns accusés de réception.

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

  1. 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).
  2. You, C. C., et al. Detection and identification of proteins using nanoparticle-fluorescent polymer ‘chemical nose’ sensors. Nature Nanotechnology. 2 (5), 318-323 (2007).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. Zheng, M., et al. DNA-assisted dispersion and separation of carbon nanotubes. Nature Materials. 2 (5), 338-342 (2003).
  8. Hughes, M. E., Brandin, E., Golovchenko, J. A. Optical absorption of DNA-carbon nanotube structures. Nano Letters. 7 (5), 1191-1194 (2007).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. Zeranska-Chudek, K., et al. Study of the absorption coefficient of graphene-polymer composites. Scientific Reports. 8, 9132-9132 (2018).
  13. 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).
  14. 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).
  15. Ohfuchi, M., Miyamoto, Y. Optical properties of oxidized single-wall carbon nanotubes. Carbon. 114, 418-423 (2017).
check_url/pt/58518?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
Matsukawa, Y., Shomura, S., Umemura, K. Fabrication of an Optical Cell Dryer for the Spectroscopic Analysis Cells. J. Vis. Exp. (143), e58518, doi:10.3791/58518 (2019).

View Video