Fase Diagrama Caracterização utilizando esferas magnéticas como veículos líquidos

As esferas magnéticas (MB) é da ordem de 1 micrómetro de diâmetro foram usadas com bastante frequência em ^1,2 aplicações de microfluidos-base, em particular para dispositivos biomédicos. Nestes dispositivos, MBs têm oferecido capacidades, tais como células e separação de ácido nucleico, agentes de contraste, e a entrega de drogas, para citar alguns. A combinação de (campo magnético) de controle externo e microfluídica baseada em gotículas permitiu ³ controle de imunoensaios utilizando pequenos volumes (<100 nl). MBs também têm demonstrado promessa quando utilizado para o tratamento líquido ^4. Esta abordagem utiliza os MBs para transportar biomoléculas entre segmentos de líquido dentro de um tubo separado por uma válvula de ar. Este método não é tão poderoso como outros dispositivos lab-on-chip mais complexas visto no passado, mas é muito mais simples e não oferece a capacidade de lidar com volumes microlitro porte de líquido. Uma abordagem semelhante tem sido relatado recentemente ⁵ por grupo de Haselton e aplicado a biomédicaensaios.

Um dos aspectos mais importantes do presente dispositivo é a separação do segmento de líquido oferecido pela válvula de ar controlada por tensão superficial. Volumes de microlitros de líquido unidas a MBs são transportados através deste espaço de ar entre os segmentos de líquidos usando um campo magnético aplicado externamente. MBs de micropartículas (~ 0,4-7 um em diâmetro com uma média de 1,9 | iM), sob o efeito do campo magnético externo criar um conjunto de micro-poroso que retém o líquido dentro. A força deste aprisionamento líquido é suficiente para suportar as forças de tensão da superfície quando se transportam os MBs de um reservatório para o próximo. Tipicamente, este efeito não é desejável, como a maioria das abordagens somente a moléculas de transporte específicas (tais como biomarcadores) contidos nos líquidos ^6. No entanto, como pode ser visto no nosso trabalho, este efeito pode ser utilizado para tornar um aspecto positivo do dispositivo.

Temos utilizado este "laboratório-em-tubo'Abordagem, mostrado esquematicamente na Figura 1, para a análise de diagramas de fases em sistemas de materiais de binários. O surfactante C12E5 foi escolhido como o principal foco de caracterização, uma vez que é amplamente usado em aplicações industriais tais como produtos farmacêuticos, produtos alimentares, cosméticos, etc. Em particular, a _H2O / C12E5 sistema binário foi investigada porque fornece uma rica conjunto de fases para explorar. Temos focado em um aspecto específico desta mistura química, a saber, as transições para fases líquidas cristalinas em determinadas concentrações ^7-9. Esta transição é facilmente observado em nosso dispositivo, incorporando polarizadores nos estudos de microscopia óptica, a fim de destacar as fronteiras de fase.

Ser capaz de mapear diagramas de fase é uma área muito importante de estudo, a fim de compreender a cinética envolvidos com a transição de fase ^10. A capacidade de determinar com precisão a interacção de tensioactivos com um solventesnd outros componentes é crucial, devido à sua complexidade e muitas fases distintas ^11. Muitas outras técnicas têm sido anteriormente utilizados para caracterizar mudança de fase. A abordagem convencional envolve a criação de muitas amostras, cada uma consistindo de diferentes concentrações e permitindo-lhes a equilibrar, o que requer tempos de processamento longos e elevada quantidade de volumes de amostra. Em seguida, as amostras são tipicamente analisadas por métodos óticos, como os transportes interfacial difusora (DIT), que oferece alta resolução de tais composições de surfactante ^12,13. Semelhante ao método nós utilizamos, o método DIT usa luz polarizada para a imagem de fase fronteiras distintas.