Fabricación de una célula óptica para las células de análisis espectroscópico
Summary
Se presenta un protocolo para la fabricación de un dispositivo para secar simultáneamente múltiples células ópticas.
Abstract
Las células ópticas, que son instrumentos experimentales, son pequeñas y cuadrados tubos sellados en un lado. En este tubo se coloca una muestra, y se realiza una medición con un espectroscopio. Los materiales usados para las células ópticas generalmente incluyen cristal de cuarzo o plástico, pero caro cristal de cuarzo es reutilizado mediante la eliminación de sustancias, que no sean líquidos, para ser analizados que se adhieren al interior del contenedor. En tal caso, las células ópticas son lavadas con agua o etanol y secadas. Entonces, la siguiente muestra es añadida y medida. Las células ópticas se secan naturalmente o con secador de pelo manual. Sin embargo, el secado lleva tiempo, es uno de los factores que aumentan el tiempo de experimento. En este estudio, el objetivo es reducir drásticamente el tiempo de secado con una secadora automática dedicada que puede secar varias celdas ópticas a la vez. Para realizar esto, diseñó un circuito para un microordenador, y el hardware usando independientemente fue diseñado y fabricado.
Introduction
Las células ópticas se utilizan como instrumentos de laboratorio en una amplia gama de campos. En la investigación de Ciencias de la vida, biomoléculas como los ácidos nucleicos y proteínas son utilizados a menudo para experimentos y métodos espectroscópicos son ampliamente utilizados para métodos cuantitativos. Cuantificar exactamente la muestra de la experiencia es indispensable para la obtención de resultados más precisos y reproducibles. El espectro de absorción obtenido mediante un espectrofotómetro a menudo se ha utilizado para la cuantificación de biomoléculas como los ácidos nucleicos y proteínas1,2,3,4. Investigación sobre características de oxidación-reducción causada por el cambio en el espectro de absorción y fotoluminiscentes de un nanotubo de carbono (CNT) dispersada usando ADN también ha sido llevado a cabo5,6,7, 8,9,10. Las células ópticas se utilizan para estas medidas, pero las medidas exactas no se puede hacer si no son bien lavados y secos.
Medición de espectros de absorción o fotoluminiscencia, es imposible medir exactamente en células óptico sucio11,12,13,14,15. Económicas células ópticas desechables de poliestireno y poli metacrilato de metilo también se utilizan para eliminar el lavado y la contaminación. Sin embargo, cuando se requieren las medidas exactas, vidrios de cuarzo se utilizan, porque tienen muy excelentes propiedades ópticas tales como transmitancia de luz. En este caso, las células ópticas son lavadas después de la medición de la muestra y utilizadas en varias ocasiones. Generalmente, después de lavar las células ópticas con agua o etanol, que son secadas naturalmente. Cuando se requiere de secado rápido, son secos uno por uno mediante el uso de secadores de pelo o equipo similar. Limpieza de las células ópticas es uno de los procedimientos más desagradables y desperdiciador de tiempo en el experimento. A medida que aumenta el número de muestras, el tiempo secado aumenta, que, a su vez, aumenta el tiempo necesario para llevar a cabo el experimento y la investigación. En anteriores estudios, no ha habido informes sobre dispositivos periféricos de células ópticas. Este estudio tiene como objetivo reducir el tiempo de investigación de secado varias celdas ópticas simultáneamente.
Se investigó si existen otros productos similares. Ya existe una temperatura constante de caja con una función de control de temperatura y una función de temporizador; sin embargo, no hay productos comerciales con la misma configuración pueden encontrarse.
Se describe un esquema de la producción de este dispositivo. En primer lugar, el caso de la caja se realiza mediante una placa de acrílico. Red de nylon se une a la parte superior. Se coloca una rejilla plástica en fijar la célula óptica. El circuito de control se almacena dentro de la caja, y se une la placa de plástico para proteger el circuito de las gotas de agua. El circuito de control consta de un CPU y es controlado por el software. Los sopladores se unen a la parte posterior de la caja, y el viento proporcionado por los sopladores entra las células ópticas situadas boca abajo. Los ventiladores se activan mediante un interruptor en la parte delantera, y pararon automáticamente por el temporizador. Dependiendo del número de células ópticas a secarse, pueden seleccionarse dos o cuatro ventiladores para la operación. Las gotas de agua de las células ópticas se evaporan con el viento de los ventiladores. Las células de cuarzo se lavan con agua o etanol, y el tiempo de secado es comparado con la de secado natural.
Protocol
Representative Results
Discussion
Las células ópticas se pueden secar al mismo tiempo con los ventiladores, y el tiempo de secado puede reducirse considerablemente. Incluso si no se ejecuta la operación de parada, puede ser detenido con seguridad utilizando la función de paro automático del temporizador. De los resultados de la medición de la distribución del tiempo de secado, no hubo ninguna diferencia significativa en el tiempo de secado debido a la diferencia en la posición de instalación de las células ópticas.
…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Los autores no tienen ninguna agradecimientos.
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).
