Fase Diagramma Caratterizzazione utilizzando biglie magnetiche come vettori liquidi

Perline magnetiche (MB) dell'ordine di 1 micron di diametro sono stati utilizzati ^1,2 molto spesso nelle applicazioni basate microfluidica, particolarmente per dispositivi biomedicali. In questi dispositivi, MB hanno offerto funzionalità quali cellule e la separazione degli acidi nucleici, mezzi di contrasto, e la somministrazione di farmaci, per citarne alcuni. La combinazione di controllo esterno (campo magnetico) e microfluidica basata goccioline-ha consentito ^{3 Controllo} dei test immunologici usando piccoli volumi (<100 nl). MB hanno anche mostrato risultati promettenti quando viene utilizzato per la gestione dei liquidi ^4. Questo approccio utilizza MBS per trasportare biomolecole tra segmenti liquidi all'interno di un tubo separato da una valvola di sfiato. Questo metodo non è potente come altri dispositivi lab-on-chip più complessi visti in passato, ma è molto più semplice e non offre la capacità di gestire microlitro dimensioni volumi di liquido. Un approccio simile è stato recentemente riportato ⁵ dal gruppo di Haselton e applicato a biomedicosaggi.

Uno degli aspetti più importanti di questo dispositivo è la separazione segmento liquido offerto dalla valvola tensione superficiale controllata. Volumi microlitro di liquido attaccato MB vengono trasportati attraverso questa traferro tra i segmenti liquidi usando un campo magnetico applicato esternamente. MB microparticelle (da ~ 0,4-7 micron di diametro, con una media di 1,9 micron) sotto l'effetto del campo magnetico esterno creano un cluster microporosa che intrappola liquido all'interno. La forza di questo intrappolamento liquido è tale da resistere alle forze di tensione superficiale durante il trasporto MBS da un serbatoio all'altro. In genere, questo effetto non è auspicabile, come maggior parte degli approcci vogliono solo trasporto di molecole specifiche (come biomarcatori) contenuti nei liquidi ^6. Tuttavia, come si può vedere nel nostro lavoro, questo effetto può essere utilizzato per diventare un aspetto positivo del dispositivo.

Abbiamo utilizzato questo 'laboratorio-in-tubo'Approccio, illustrato schematicamente in figura 1, per analizzare diagrammi di fase nei materiali per binari. Il tensioattivo C12E5 è stato scelto come l'obiettivo principale di caratterizzazione, come è ampiamente usato in applicazioni industriali quali i prodotti farmaceutici, prodotti alimentari, cosmetici, ecc In particolare, _l'H 2 O / C12E5 sistema binario è stato indagato perché fornisce un ricco serie di fasi da esplorare. Ci siamo concentrati su un aspetto specifico di questa miscela chimica, vale a dire le transizioni ad fasi cristalline liquide in determinate concentrazioni ^7-9. Questa transizione è facilmente osservata nel nostro dispositivo incorporando polarizzatori negli studi di microscopia ottica per evidenziare confini di fase.

Essere in grado di mappare diagrammi di stato è una zona molto importante di studio al fine di comprendere la cinetica coinvolti transizione di fase ^10. La capacità di determinare con precisione l'interazione di tensioattivi con solventi and altri componenti è fondamentale per la loro complessità e molte fasi distinte ^11. Molte altre tecniche sono state precedentemente utilizzati per caratterizzare cambiamento di fase. L'approccio convenzionale consiste nel fare molti campioni, ciascuno composto di diverse concentrazioni e consentendo loro di equilibrare, che richiede tempi di lavorazione lunghi ed elevata quantità di volumi di campione. Quindi, i campioni sono tipicamente analizzati con metodi ottici come diffusiva trasporto interfacciale (DIT), che offre alta risoluzione di tali composizioni tensioattivi ^12,13. Simile al metodo che abbiamo utilizzato, il metodo DIT utilizza la luce polarizzata per immagini confini di fase distinte.