水試料中の微量金属分析のためのダイポールアシスト固相抽出マイクロチップの作製

これらの手順で使用される注意！いくつかの化学物質（ 例えば 、アクリルアミド、1,1'-ジクロロエタン）急性毒性および発癌性があります。使用する前に、関連するすべての物質安全データシート（MSDS）を参照してください。実験を行う際に、適切な安全対策に従ってください。 注：特に明記しない限り、クラス100層流フード内で、周囲温度ですべての手順を実行します。 ダイポール支援SPEのマイクロチップの1製作 PMMAマイクロチップの作製 注意：チップの製造プロトコルが他の場所で説明したものと同様であった8。 チップのネットワークのパターンを描画する（ 図1（a））は 、製造業者のプロトコルに従って、コンピュータ支援設計（CAD）ソフトウェアを使用して。 の作業台上にPMMAシート（350mLミリ（Lは）は、20ミリ（W）×2ミリ（H）をX）マウントレーザ微細加工システム、その後、PMMAシートの表面にレーザー光源を集中。 マイクロ加工システムのコントロールパネルからCADソフトウェアで印刷を選択し、45％（4.5 W）、13％（99.06ミリメートル秒-1）としてパワー 、 スピード 、およびペンモードを設定し 、VECT。 注：チャネルの機能に影響を与えるようなパワー、スピードとペンモードなどのパラメータを事前に調査しました。評価方法は、複雑な学術目的なしに導管にマシンに適応するための適切なチャネルを用いた元とダサ。17本研究では、選択されたパラメータによって提案されたものと同様でした。人々は、彼らのニーズに応じて、レーザ加工のための別の条件を選択することができます。 描かれたパターンを出力して、マシンPMMAシートをレーザー微細加工システムにより、製造業者のプロトコルに従って。 図1（b）の </強い>作製したマイクロチップのレイアウトが表示されます。 図1（c）は、機械加工されたプレートの断面の写真を表示します。 レーザー放射線への曝露に起因する重篤な眼の損傷を避けるために、レーザーシステムを使用する場合は注意が！ゴーグルを着用してください。適切な排気システムがあるため、レーザ加工時の煙/スモークの発生を推奨します。 カバープレート図1にコンフルエント出口のためのサンプル入口、バッファ入口、及び底板上溶離剤入口及びいずれかのドリル3 1/16インチ直径のアクセス穴（B）。 注意！物理的な損傷を未然に防止するための加工手順中にドリルビットとボディの接触を避けます。掘削時に手袋を身に着けていることは禁止されています。 10分間の超音波振動子を介して、0.1％に撹拌しながら1リットルのビーカー中で（w / v）のドデシル硫酸ナトリウム（SDS）溶液を1 Lに加工プレートを浸します。 ワットSDS溶液を交換してくださいi番目の脱イオン水を、10分間の超音波振動子を介して攪拌します。 新しいものに残留DI H 2 Oを交換した後、10分間の超音波振動子を経由して攪 ​​拌しながら、DI H 2 Oの1 Lに機械加工プレートを浸します。その後、2分間の穏やかな窒素流でそれぞれ洗浄プレートを乾燥させます。 肉眼で2機械加工のプレートの位置を合わせ、その後、バインダークリップを使用して、2つのガラス基板の間に2つのプレートを挟みます。 30分間105℃で圧縮下に2つのプレートを接合。 周囲温度にサンドイッチを冷却した後、バインダークリップとガラスボードを取り外します。 アクセスホールに1月16日インチの外径ポリ（エーテルエーテルケトン）（PEEK）チューブを挿入し、二成分のエポキシ系接着剤でコンジットを固定します。 12時間、周囲温度で接着剤を乾燥させます。 PMMAマイクロチップのチャンネルインテリアの変更 <br/> 注：以下は、部分的に若干の修正を加えて公開された手順を参照し8,18,19。 12時間（72ミリリットル総配信量）のためのマイクロチップに蠕動ポンプを介して、1から100マイクロリットル分の流速で、飽和水酸化ナトリウム（NaOH）ソリューションを提供します。 残留溶液を除去した後、100μlの分の流速でDI H 2 Oでチャネル内部をすすぐ- 1 30分間蠕動ポンプを介して（3ミリリットル総配信量）。 H 2 Oの残留DIを削除した後、100μlの分の流量でマイクロチップへの0.5％（v / v）の硝酸（HNO 3）ソリューションを提供- 30分（3 mlの全配信ボリュームの蠕動ポンプを経由して1 ）。 残留溶液を除去した後、100μlの分の流量で暗所でマイクロチップにアクリルアミド溶液（w / v）の50％をお届け- 1 V8時間（48ミリリットル総配信量）のためのIA蠕動ポンプ。 残留溶液を除去した後、100μlの分の流速でDI H 2 Oでチャネル内部をすすぐ- 1 30分間蠕動ポンプを介して（3ミリリットル総配信量）。 蠕動ポンプで残留のDI H 2 Oを除去した後、抽出チャネルの所望の領域を露光できるようにすることで、社内に構築されたフォトマスクを用いてマイクロチップをカバーするために空気をポンプ。 注：社内に構築されたフォトマスクは、黒い紙で作られた開口窓（94ミリメートル（L）2ミリメートル（W）×）を含有していた所望の領域を可能にする（114ミリメートル（L）が22ミリメートル（W）のX）抽出流路の光に露光されます。 Cl含有SPE形成液の調製少なくとも3カートリッジのボリュームに相当するエタノールと阻害剤の除去SPEカートリッジをフラッシュします。 1,1'-ジクロロエでカートリッジをフラッシュ使用前に少なくとも三つのカートリッジ容積に達します。 処理されたカートリッジを通して1,1'-ジクロロエタンの1ミリリットルを渡し、その後、アルミホイルに包まれたサンプルバイアル（20ミリリットル）で画分を回収。 491μlの1,1'-ジクロロエ12mgの2,2'-アゾビスイソブチロニトリル（AIBN）、3.18ミリリットルのエタノールを含む溶液中に、100ミリリットルのガラス瓶で1.65ミリリットルのヘキサンを追加します。 シリンジ注射によってのCl含有SPE形成液（約200μl）を用いて、チップチャネルを記入した後、紫外線にマイクロチップを公開（UV 365）10分（光強度〜2.65 mWのCMの365nmでの最大発光波長を照射-2）。 注意！適切な排気システムがあるため、UV照射時のオゾンの生産のため、お勧めします。 シリンジ麟蹄によって新鮮なのCl含有SPE形成液（約200μl）を持つ残液を交換してくださいその後ctionし、再び10分間365照射をUVにマイクロチップを露出させる（光強度を〜2.65 mWのセンチ-2）。 繰り返しステップ1.2.9 18回。 30分（3ミリリットル総配信量）のための蠕動ポンプを介して1から100マイクロリットル分の流量でエタノールでチャネル内部を洗浄します。蠕動ポンプとの残液を除去した後、その後の使用のためにジッパー付きの袋にして作製したマイクロチップを格納します。 PMMA変更の2.表面検証 接触角分析 PMMAシートを切断するレーザマイクロ加工システムにより（50ミリ（Lは）は、20ミリX（W）×2ミリ（H））、PMMA基質に（350mLミリ（L）は、20ミリ（W）×2ミリ（H）をX） 。 50mlのコニカルチューブにNaOH溶液飽和40ミリリットル中のPMMA基板を浸し、その後12時間、ロッキングシェーカーを経由して得られる混合物を攪拌します。 残留溶液を除去した後、Pをすすぎます40ミリリットルのDI H 2 OでMMA基板 40ミリリットルのDI H 2 O中のPMMA基板を浸し、その後30分間、ロッキングシェーカーを経由して得られる混合物を攪拌します。 残留DI H 2 Oを削除します0.5％（v / v）のHNO 3溶液40mlにPMMA基板を浸漬した後、30分間、ロッキングシェーカーを介して得られた混合物を攪拌します。 残留溶液を除去。 50％（w / v）のアクリルアミド溶液40mlにPMMA基板を浸漬した後、8時間暗所でロッキングシェーカーを介して得られた混合物を攪拌します。 残留溶液を除去した後、40ミリリットルのDI H 2 OでPMMA基板をすすぎます DI H 2 O 40ml中のPMMA基板を浸漬した後、30分間、ロッキングシェーカーを介して得られた混合物を攪拌します。 残留DI H 2 Oを外し、2分間穏やかな窒素流で各PMMA基板を乾燥させます。 の調製Cl含有SPE形成液少なくとも3カートリッジのボリュームに相当するエタノールと阻害剤の除去SPEカートリッジをフラッシュします。 1,1'-ジクロロエタンを使用する前に少なくとも3カートリッジのボリュームに相当してカートリッジを洗浄します。 処理されたカートリッジを通して1,1'-ジクロロエタンの6ミリリットルを渡し、その後、アルミホイルに包まれたサンプルバイアル（20ミリリットル）で画分を回収。 120mgのAIBN、31.8ミリリットルのエタノール、および100mlのガラス瓶で16.5ミリリットルのヘキサンを含む溶液に4.91ミリリットル1,1'-ジクロロエタンを追加します。 PMMA基板の表面上にのCl含有SPE形成液の2ミリリットルを適用した後、10分（光強度〜2.65 mWのセンチ-2）用のUV 365照射に基板を露出させます。 注意！適切な排気システムがあるため、UV照射時のオゾンの生産のため、お勧めします。 残留ソリューを交換してくださいその後、新鮮なのCl含有SPE形成溶液2mlと化し、再び10分間365照射をUVに基板を露出させる（光強度〜2.65 mWのセンチ-2）。 繰り返しステップ2.1.12 18回。 残留溶液を除去した後、50mlのコニカルチューブに40ミリリットルのエタノールでPMMA基板をすすぎます。 残留溶液を除去した後、40ミリリットルのDI H 2 OでPMMA基板をすすぎます残留DI H 2 Oを外し、2分間穏やかな窒素流で各PMMA基板を乾燥させます。 PMMA基板上に5μlのDI H 2 Oをドロップし、製造業者のプロトコルに従って、接触角計により接触角を決定します。 注：それぞれの場合に報告された接触角を決定するために、3回の繰り返し測定値の平均を使用してください。 レーザーアブレーション（LA）-Inductively結合プラズマ質量分析法（ICP-MS）分析</強いです> 乳鉢と乳棒を介したPMMA粉末にPMMAビーズの8グラムを挽きます。 50mlのコニカルチューブにNaOH溶液飽和40ミリリットル中のPMMA粉末を浸し、その後12時間、ロッキングシェーカーを経由して得られる混合物を攪拌します。 5-mlのヒントをデジタルピペットで残留溶液を除去した後、40ミリリットルのDI H 2 OでPMMA粉末をすすぎます 40ミリリットルのDI H 2 O中のPMMA粉末を浸し、その後30分間、ロッキングシェーカーを経由して得られる混合物を攪拌します。 残留DI H 2 Oを削除します0.5％（v / v）のHNO 3溶液40mlにPMMA粉末を浸漬し、その後30分間、ロッキングシェーカーを介して得られた混合物を攪拌します。 残留溶液を除去。 50％（w / v）のアクリルアミド溶液40mlにPMMA粉末を浸漬した後、8時間暗所でロッキングシェーカーを介して得られた混合物を攪拌します。 残留溶液を除去した後、PMMA粉末のウィットをすすぎますDI H 2 Oの時間40ミリリットル DI H 2 O 40ml中にPMMA粉末を浸し、その後30分間、ロッキングシェーカーを経由して得られる混合物を攪拌します。 残留DI H 2 Oを削除してから8時間、60℃でPMMA粉末を焼きます。 Cl含有SPE形成液の調製少なくとも3カートリッジのボリュームに相当するエタノールと阻害剤の除去SPEカートリッジをフラッシュします。 1,1'-ジクロロエタンを使用する前に少なくとも3カートリッジのボリュームに相当してカートリッジを洗浄します。 処理されたカートリッジを通して16ミリリットル1,1'-ジクロロエを渡し、その後、アルミホイルに包まれたサンプルバイアル（20ミリリットル）で画分を回収。 250ミリリットルのガラス瓶に360mgのAIBN、95.4ミリリットルのエタノール、および49.5ミリリットルのヘキサンを含む溶液に14.73ミリリットル1,1'-ジクロロエタンを追加します。 中のCl含有SPE形成液の6ミリリットルとPMMA粉末を混ぜます50mlのコニカルチューブと同様に24ウェル組織培養プレートの6ウェルに円錐管から混合物を1mlを移します。 PMMAボードで組織培養プレートをカバーし、その後10分（光強度〜2.65 mWのセンチ-2）のための365の照射をUVに組織培養プレートを公開します。 注意！適切な排気システムがあるため、UV照射時のオゾンの生産のため、お勧めします。 各ウェルの新鮮なのCl含有SPE形成液の1ミリリットルで残液を交換し、再び10分間365照射をUV（光強度〜2.65 mWのセンチ-2）するために、組織培養プレートを公開します。 繰り返しステップ2.2.13 18回。 残留溶液を除去した後、1ミリリットルのエタノールで各ウェルにPMMA粉末をすすぎます。 残留溶液を除去した後、1ミリリットルのDI H 2 Oで、各ウェルにPMMA粉末をすすぎます <残留DI Hを削除しますサブ> 2 O、次いで8時間、60℃でPMMA粉末を焼きます。 油圧プレス機を経由してペレットに乾燥した粉末（1グラム）を圧縮した後、LA-ICP-MSシステムによってのClのための信号を測定します。 注：のm / z 35でのClのための信号が注入され、C-Clで部分の指標として選択しました。 193 nmのレーザーアブレーション源として使用しました。 エネルギー 、 フルエンス 、 スポットサイズ 、及び繰り返し率は 75％、8.85 Jのcm -2で、100ミクロン、および5 Hzのように設定しました。それぞれの結果について少なくとも7繰り返し測定が必要とされました。 LA-ICP-MSの分析手順は、他の場所で公開されている手順を参照してください。20 ラマン分光分析 2.2.17のステップにステップ2.2.1からプロトコルを実行します。 油圧プレス機を経由してペレットに乾燥した粉末（1グラム）を圧縮した後、ラマン分光計によってスペクトルを取ります。 <bR /> 注：光励起源としては100mWの最大レーザパワーを持つ780 nmのレーザーラインを使用してください。 550〜900 cmの範囲のラマンスペクトルの領域を使用してください-1 PMMAへのC-Clで部分の結合を調査します。 ダイポール支援SPE反応の3キャラクタリゼーション 2.2.17のステップにステップ2.2.1からプロトコルを実行します。 20％5mlの（w / v）の硝酸マンガン四水和物（MN（NO 3）2・4H 2 O）溶液中の0.5グラムのPMMA粉末を浸漬した後、同様に40 mMのマレイン酸緩衝液5mlで得られた混合物を混合します。 純粋なHNO 3溶液を使用して8に、得られた混合物のpHを調整した後、1時間ロッキングシェーカーを介して混合物を攪拌します。 残留溶液を除去した後、8時間、60℃でPMMA粉末を焼きます。 X線absorのためにアルミホイルで包んで15 mlのコニカルチューブに粉末を保存ption端近傍構造（XANES）分析。 注：マンガンK端XANESスペクトルは07Aと国立シンクロトロン放射線研究センター（NSRRC、新竹、台湾）の17C1ビームラインを利用して収集しました。電子蓄積リングは1.5 GeVのエネルギー及び100-200ミリアンペア電流で運転しました。 Si（111）二結晶モノクロメータは5,000.The光子エネルギーが既知のMn K-を用いて、Mnの標準によって較正した1〜15 keVのエネルギーで非常に単色光子ビームを提供し、最大の電力（E /ΔE）を解決するために使用しました。 6539.0 eVでのエッジ吸収変曲点。提案されたSPEの反応の特徴づけのための双極子 – イオン相互作用を研究するために使用されたeVの6530の間と6570のMn K-edgeが地域でスペクトルをXANES。