ومنصة مقرها معاوقة عالية الأداء للكشف التبخر تقييم
Summary
تقدم هذه الورقة جهاز المستندة إلى مقاومة للكشف عن معدل التبخر من الحلول. ويقدم مزايا واضحة على نهج فقدان الوزن التقليدي: الاستجابة السريعة، وكشف ذات حساسية عالية، وهو شرط عينة صغيرة، والقياسات عينة متعددة، وسهلة التفكيك لأغراض التنظيف وإعادة استخدامها.
Abstract
وتصف هذه الورقة طريقة منصة القائم على مقاومة جديدة للكشف عن معدل التبخر. كان يعمل حمض الهيالورونيك نموذج مركب هنا لأغراض العرض التوضيحي. وأجريت الاختبارات تبخر متعددة على مجمع النموذج بوصفه مرطب مع تركيزات مختلفة في حلول لأغراض المقارنة. ومن المعروف نهج فقدان الوزن التقليدي والأكثر وضوحا، ولكن تستغرق وقتا طويلا، وتقنية قياس للكشف عن معدل التبخر. مع ذلك، فإن العيب الواضح هو أن كمية كبيرة من عينة مطلوب ولا يمكن إجراء اختبارات العينة متعددة في نفس الوقت. لأول مرة في الأدب، يتم تطبيق الكهربائية رقاقة مقاومة الاستشعار بنجاح لتحقيق تبخر في الوقت الحقيقي في اقتسام الوقت، بصورة مستمرة وتلقائية. وعلاوة على ذلك، ما لا يزيد عن 0.5 مل من عينات الاختبار هو مطلوب في هذا الجهاز القائم على مقاومة، وأظهرت مقاومة تفاوت كبير بين مختلف soluti المخففالإضافات. تم العثور على نظام ذات حساسية عالية واستجابة سريعة مقاومة الاستشعار المقترحة ليتفوق على فقدان الوزن النهج التقليدي من حيث الكشف عن معدل التبخر.
Introduction
التبخر هو نوع من تبخير السائل ويحدث على طول واجهة الغاز السائل من هيئة جماعية من الماء. جزيئات الماء بالقرب من السطح تصبح قادرة على الهروب من السائل بسبب اصطدام جزيئات الماء. معدل التبخر هو عامل هام للأثناء عملية التبخر. عموما، توازن أو الحجمي أنبوب 1-3 وعلى نطاق واسع تستخدم للكشف عن تبخر الحلول. ومع ذلك، فإنه يأخذ وقتا طويلا لقياس معدل التبخر بسبب قيود دقة التوازن أو أنبوب الحجمي. لهذا السبب، يجب تطوير أداة استجابة وعالية الحساسية للتحقيق في تفاصيل عملية التبخر.
الكهروكيميائية مقاومة الطيفي (EIS) هو الاستجابة السريعة ووسائل الحساسة والفعالة التجريبية من حيث الكشف مقاومة في الموقع لتوصيف نظام الكهروكيميائية 4. لذلك، يمكن تطبيق نظام المعلومات البيئية في مختلف التعبير عن عدم الرضالدس، مثل الدراسات التي أجريت مؤخرا على سلوك الخلوية 5، والاستشعار عن bioanalytical 6-7، والتحليل الكهربائي 8، وإجراء البوليمرات 9، واستخراج الكهروكيميائية 10. على الرغم من أن أنظمة EIS قد تم بنجاح تطبيق في طائفة واسعة من التخصصات، توجد هناك عدد قليل للغاية من المنشورات على تطبيقه لبحث التبخر.
حمض الهيالورونيك، وارتفاع الوزن الجزيئي السكاريد مع إمكانات قوية ملزم المياه، هو مرطب معروفة للتطبيقات التجميلية. واحد جزيء حمض الهيالورونيك يمكن ربط ما يصل إلى 500 جزيئات الماء 11 وتصل إلى 1000 مرات حجمه الأصلي 12. مبلغ صغير للغاية من حمض الهيالورونيك أن تمتلك وظيفة الترطيب 13-14. ويرجع ذلك إلى الاحتفاظ بالرطوبة العالية، أصبح حمض الهيالورونيك عنصرا هاما من المنتجات مرطب ومستحضرات التجميل مع قيمة تجارية عالية في جميع أنحاء العالم (15).
تتقدم دراسته طريقة جهاز يستند مقاومة، رواية يضم كشف عالية السرعة، صغير شرط عينة حجم وقياسات عينة متعددة 16-19. ويرد ذلك مع التركيز على مقارنة معدل التبخر النسبية بين الحلول باعتبارها وسيلة للتحقق من صحة تفوق آلية الكشف مبتكرة على الطريقة زنها التقليدية.
Protocol
Representative Results
Discussion
في خطوة حاسمة لقياس التبخر في هذا الاكتشاف القائم على مقاومة هي إعداد الحلول التي تم اختبارها. منزوع الأيونات الماء لا يمكن استخدامها بسبب مقاومة الهائلة. بدلا من ذلك، تم استخدام مياه الحنفية تحتوي على أيونات موصل لإعداد الحلول ح…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وقد رعت هذا العمل من قبل وزارة العلوم والتكنولوجيا، تايوان، تحت أرقام منحة الأكثر 104-2221-E-241-001-MY3 والأكثر 105-2627-B-005-002.
Materials
| 95 % ethanol | Echo Chemical Co., Ltd., Miaoli, Taiwan | 484000001103C-00EC | |
| Acetone | Avantor Performance Materials Inc., Center Valley, PA, USA | JTB-9005-68 | |
| Development solution | Kemitek Industrial Crop., Hsinchu, Taiwan | 12F01031 | KTD-1 |
| Etching solution | eSolv Technology Co., Taipei, Taiwan | EG-462 | |
| Hyaluronic acid | Shandong Freda Biopharm Co., Ltd., Jinan, China | 1010212 | Molecular weight 980k, Cosmetic Grade |
| Photoresist solution | AZ Electronic Materials Taiwan Co., Ltd., Hsinchu, Taiwan | 65101M19 | AZ6112 |
| 8-well silicone array | Greiner bio-one Inc., Frickenhausen, Baden-Württemberg, Germany | FlexiPERM | |
| ITO glass | GemTech Optoelectronics Co., Taoyuan, Taiwan | ||
| Vial | Sigma-Aldrich Co. LLC., St. Louis, MO, USA | 854190 | |
| Film photomask | Taiwan Mesh Co., Ltd, Taoyuan, Taiwan | ||
| Lock-in amplifier | Stanford Research Systems, Inc., Palo Alto, CA, USA | SR830 | |
| Switch relay | Instrument Technology Research Center, National Applied Research Laboratories, Hsinchu, Taiwan | ||
| Electronic balance machine | Precisa Co., Dietikon, Switzerland | XS225A |
References
- Francis, G. W., Bui, Y. T. H. Changes in the composition of aromatherapeutic Citrus oils during evaporation. Evid.-based Complement Altern. Med. 2015 (421695), 1-6 (2015).
- Ochiai, N., et al. Extension of a dynamic headspace multi-volatile method to milliliter injection volumes with full sample evaporation: application to green tea. J. Chromatogr. A. 1421, 103-113 (2015).
- Zribi, W., Aragues, R., Medina, E., Faci, J. M. Efficiency of inorganic and organic mulching materials for soil evaporation control. Soil Tillage Res. 148, 40-45 (2015).
- Chang, B. Y., Park, S. M. Electrochemical impedance spectroscopy. Annu. Rev. Anal. Chem. 3, 207-229 (2010).
- Brooks, E. K., Tobias, M. E., Yang, S., Bone, L. B., Ehrensberger, M. T. Influence of MC3T3-E1 preosteoblast culture on the corrosion of a T6-treated AZ91 alloy. J. Biomed. Mater. Res. Part B. 104 (2), 253-262 (2016).
- Tabrizi, M. A., Shamsipur, S., Farzin, L. A high sensitive electrochemical aptasensor for the determination of VEGF165 in serum of lung cancer patient. Biosens. Bioelectron. 74, 764-769 (2015).
- Tran, T. B., Nguyen, P. D., Baek, C., Min, J. Electrical dual-sensing method for real-time quantitative monitoring of cell-secreted MMP-9 and cellular morphology during migration process. Biosens. Bioelectron. 77, 631-637 (2016).
- Kruger, A. J., Krieg, H. M., van der Merwe, J., Bessarabov, D. Evaluation of MEA manufacturing parameters using EIS for SO2 electrolysis. Int. J. Hydrog. Energy. 39 (32), 18173-18181 (2014).
- Guler, Z., Sarac, A. S. Electrochemical impedance and spectroscopy study of the EDC/NHS activation of the carboxyl groups on poly(ε-caprolactone)/poly(m-anthranilic acid) nanofibers. Express Polym. Lett. 10 (2), 96-110 (2016).
- Xi, X., Si, G., Nie, Z., Ma, L. Electrochemical behavior of tungsten ions from WC scrap dissolution in a chloride melt. Electrochim. Acta. 184, 233-238 (2015).
- Olejnik, A., Goscianska, J., Zielinska, A., Nowak, I. Stability determination of the formulations containing hyaluronic acid. Int. J. Cosmetic Sci. 37, 401-407 (2015).
- Marcellin, E., Steen, J. A., Nielsen, L. K. Insight into hyaluronic acid molecular weight control. Appl. Microbiol. Biotechnol. 98, 6947-6956 (2014).
- Laurent, T. C., Laurent, U. B. G., Fraser, J. R. E. The structure and function of hyaluronan: An overview. Immunol. Cell Biol. 74 (2), A1-A7 (1996).
- Papakonstantinou, E., Roth, M., Karakiulakis, G. Hyaluronic acid: A key molecule in skin aging. Derm.-Endocrinol. 4 (3), 253-258 (2012).
- Sze, J. H., Brownlie, J. C., Love, C. A. Biotechnological production of hyaluronic acid: A mini review. 3 Biotech. 6, 67 (2016).
- Lin, C. Y., et al. Real-time detection of β1 integrin expression on MG-63 cells using electrochemical impedance spectroscopy. Biosens. Bioelectron. 28 (1), 221-226 (2011).
- Hsiao, S. Y., et al. Chemical-free and reusable cellular analysis: Electrochemical impedance spectroscopy with a transparent ITO culture chip. Int. J. Technol. Hum. Interact. 8 (3), 1-9 (2012).
- Lin, Y. S., et al. A real-time impedance-sensing chip for the detection of emulsion phase separation. Electrophoresis. 34 (12), 1743-1748 (2013).
- Lin, Y. S., Chen, C. Y. A novel evaporation detection system using an impedance sensing chip. Analyst. 139 (22), 5781-5784 (2014).
- Tseng, S. F., et al. Graphene-based chips fabricated by ultraviolet laser patterning for anelectrochemical impedance spectroscopy. Sens. Actuator B-Chem. 226, 342-348 (2016).
- Pavicic, T., et al. Efficacy of cream-based novel formulations of hyaluronic acid of different molecular weights in anti-wrinkle treatment. J. Drugs Dermatol. 10 (9), 990-1000 (2011).
- Gotoh, S., et al. Effects of the molecular weight of hyaluronic acid and its action mechanisms on experimental joint pain in rats. Ann. Rheum. Dis. 52 (11), 817-822 (1993).
- Saettone, M. F., Nannipieri, E., Cervetto, L., Eschini, N., Carelli, V. Electrical impedance changes and water content in O/W emulsions during evaporation. Int. J. Cosmetic Sci. 2 (2), 63-75 (1980).
- Fernandez-Sanchez, C., McNeil, C. J., Rawson, K. Electrochemical impedance spectroscopy studies of polymer degradation: application to biosensor development. Trac-Trends Anal. Chem. 24 (1), 37-48 (2005).
