Su Örneklerinde Eser Metal Analizi için Dipol destekli Katı Faz Ekstraksiyon Microchip Fabrikasyon

Dikkat! Bazı kimyasal maddeler (örneğin, akrilamid, 1,1-dikloretan), bu işlemlerde kullanılan akut toksik ve kanserojendir. Kullanmadan önce tüm ilgili malzeme güvenlik bilgi formlarını (MSDS) bakın. deneyler yaparken uygun güvenlik uygulamalarını takip edin. Not: Aksi belirtilmediği sürece, bir Sınıf 100 laminar akış başlığı içinde, ortam sıcaklığında işlemleri yürütmek. Dipol-destekli SPE Microchip 1. Fabrikasyon PMMA Microchip hazırlanması Not: çip imalat protokolü başka yerlerde tarif edilene benzer 8. Çipin ağ deseni çizin (Şekil 1 (a)) üreticinin protokolüne göre bilgisayar destekli tasarım (CAD) yazılımı kullanılarak. PMMA levha monte çalışma masasında (350 mm (L) 20 mm (W) x 2 mm (H) x)Daha sonra lazer mikro sistemi ve vakumlu levha yüzeyi üzerinde lazer kaynağı odaklanır. Mikro sistemi kontrol paneli sayesinde CAD yazılımı Yazdır seçin ve ardından% 45 (4.5 W),% 13 (99.06 mm sn-1) olarak Güç, Hız ve Kalem Mod ayarlayın ve vect. Not: Kanal özelliklerini etkileyen bu tür Güç, Hız ve Kalem Modu gibi parametreler önceden araştırıldı. Değerlendirme yöntemi karmaşık akademik amaçlar olmadan kanallar için makineye adaptasyonu için uygun bir kanal kullanılmıştır Yuan ve Dasa. 17 Bu çalışmada seçilen parametreler tarafından önerilen benzer oldu. İnsanlar ihtiyaç doğrultusunda lazer işleme için başka bir koşul seçebilirsiniz. . Üreticinin protokolüne uygun olarak lazer mikro sistemi tarafından çekilen kalıp ve makine PMMA Baskı Şekil 1 (b) </strong> 1 (c) Şekil. fabrikasyon mikroçip düzenini görüntüler işlenmiş plaka kesitinin fotoğrafı görüntüler. Lazer radyasyonuna maruz kalma nedeniyle ciddi göz hasarı önlemek için lazer sistemi kullanılarak Dikkat! Gözlük takın. Uygun bir egzoz sistemi nedeniyle lazer işleme sırasında duman / duman üretimi tavsiye edilir. Kapak plakası, Şekil 1, bir birleşik çıkış için örnek bir giriş yeri, bir tampon girişi ve alt plaka üzerinde yıkama sıvısı giriş ve biri için matkap üç 1/16 inç çapında bir giriş delikleri (B). ! Dikkat fiziksel yaralanmaları önlemek için işleme prosedürleri sırasında matkap ucu ile vücut temasından kaçının. delerken eldiven giyen yasaklanmıştır. 10 dakika boyunca ultrasonik osilatör ile% 0.1 çalkalanarak 1 L'lik bir kap (w / v) sodyum dodesil sülfat (SDS) çözeltisi 1 L işlenmiş plakaları bırakın. w SDS çözümü değiştirini deiyonize su ve 10 dakika boyunca ultrasonik osilatör ile çalkalayın. Taze bir rezidüel DI H2O değiştirin ve 10 dakika boyunca ultrasonik osilatörle ile çalkalanarak DI H2O 1 L işlenmiş plakaları bırakın. Daha sonra, 2 dakika süre ile hafif bir azot akımı ile temizlenen her plaka kurutun. Çıplak gözle iki işlenmiş tabak hizalayın ve sonra bağlayıcı klipleri kullanarak iki cam kurulları arasındaki iki tabak sandviç. 30 dakika boyunca 105 ° C'de basınç altında iki tabak da bağlayın. ortam sıcaklığına sandviç soğutun ve daha sonra bağlayıcı klipleri ve cam panoları çıkarın. erişim deliklere 1/16 inç dış çaplı poli (etheretherketone) (PEEK) tüpleri yerleştirin ve sonra bir iki bileşenli epoksi bazlı yapıştırıcı ile kanalları sabitleyin. 12 saat için çevre sıcaklığında yapışkan kurutun. PMMA Microchip Kanal İçişleri Modifikasyonu <br/> Not:. Aşağıdaki kısmen hafif değişiklikler yayınlanan prosedürlere atıfta 8,18,19 12 saat (72 mL toplam satış hacmi) için mikroçip bir peristaltik pompa ile 1-100 ul dk'lık bir akış hızında bir doymuş sodyum hidroksit (NaOH) çözeltisi sunmak. Bir artık çözeltinin ayrılması ve daha sonra 100 ul dk'lık bir akış oranında DI H2O ile kanal iç yıkayın – 30 dakika (3 mL toplam satış hacmi) bir peristaltik pompa vasıtasıyla 1. H2O kalıntı DI çıkarmak ve daha sonra 100 ul dk'lık bir akış oranında mikroçip bir% 0.5 (h / h), nitrik asit (HNO 3) bir çözüm sunmak – 30 dakika (3 mL toplam hacim için peristaltik bir pompa aracılığıyla 1 ). Bir artık çözeltinin ayrılması ve daha sonra 100 ul dk'lık bir akış oranında karanlıkta mikroçip içine akrilamid çözeltisi (ağ / hac)% 50 teslim – 1 V8 saat (48 ml toplam teslim hacmi) için ia peristaltik pompa. Bir artık çözeltinin ayrılması ve daha sonra 100 ul dk'lık bir akış oranında DI H2O ile kanal iç yıkayın – 30 dakika (3 mL toplam satış hacmi) bir peristaltik pompa vasıtasıyla 1. Peristaltik bir pompa ile artık DI H 2 O kaldırmak için hava pompası ve daha sonra ışığa maruz kalması çıkarma kanalının istenilen bölgesini sağlayan bir in-house inşa photomask ile mikroçip kapsamaktadır. Not: in-house inşa photomask bir siyah kağıt yapılmış açık bir pencere (94 mm (L) 2 mm (W) x) içeren istenen bölgeyi izin (114 mm (L) 22 mm (W) x) ekstraksiyon kanalının ışığa maruz. Cl-İçeren SPE Formasyonu Çözüm hazırlanması etanol en az üç kartuş hacimleri tutarındaki inhibitör kaldırma SPE kartuşu yıkayın. 1,1'-dikloroeten kartuşu yıkayınkullanımdan önce en az üç kartuş hacimleri tutarında. tedavi kartuşundan 1,1'-dikloroeten 1 ml geçmek ve daha sonra, alüminyum folyo ile sarılmış bir numune şişesi içine kısmını (20 mi) toplanır. 491 ul 1,1 'dikloretan 12 mg 2,2'-azobisizobütironitril (AIBN), 3.18 mi etanol ihtiva eden çözelti içine, 100 ml bir cam şişe içinde 1.65 mL heksanlar ekleyin. 10 dakika (ışık yoğunluğu ~ 2.65 mW cm için 365 nm maksimum emisyon dalga boyu radyasyon (UV 365) şırınga enjeksiyonu ile Cl-içeren SPE oluşumu çözeltisi (yaklaşık 200 ul) ile talaş kanalını doldurun ve sonra ultraviyole mikroçip maruz -2). Dikkat uygun bir egzoz sistemi, çünkü UV ışınlaması sırasında ozon üretimi, tavsiye edilir. Şırınga enjeksiyonundan tarafından yeni bir Cl içeren SPE formasyonu çözeltisi (yaklaşık 200 ul) ile artık çözüm değiştirinction ve sonra tekrar 10 dakika süreyle 365 radyasyon UV (ışık yoğunluğu ~ 2.65 mW cm -2) için mikroçip maruz bırakmaktadır. Tekrarlayın Adım 1.2.9 18 kez. 30 dakika (3 mL toplam satış hacmi) için peristaltik bir pompa aracılığıyla 1-100 ul dakika akış hızında, etanol ile kanal iç durulayın. peristaltik bir pompa ile bir artık çözeltinin uzaklaştırılmasından sonra, daha sonraki kullanım için bir fermuarlı torba imal mikroçip saklayın. PMMA Modifikasyon 2. Yüzey Doğrulama Temas Açısı Analizi PMMA levhanın kesilmesi lazer mikro sistemi (50 mm (U), 20 mm x (W) x 2 mm (H)) PMMA sübstratlara (350 mm (U), 20 mm (G) x 2 mm (Y) x) . 50 ml konik bir tüp içinde bir NaOH çözeltisi, doymuş 40 ml PMMA substratlar bırakın ve daha sonra 12 saat için sallanan bir sallayıcı cihaz aracılığıyla elde edilen karışımları çalkalayın. P durulama ardından kalıntı çözüm kaldırmak ve40 ml DI H2O ile MMA yüzeyler 40 mi DI H2O PMMA substratlar bırakın ve daha sonra 30 dakika boyunca bir sallanan çalkalayıcı ile elde edilen karışımlar çalkalayın. Kalan DI H 2 O. kaldır % 0.5 (h / h) HNO 3 çözelti, 40 ml'lik bir PMMA substratlar bırakın ve daha sonra 30 dakika boyunca bir sallanan çalkalayıcı ile elde edilen karışımlar çalkalayın. artık çözüm çıkarın. % 50 (ağırlık / hacim) akrilamid çözeltisi 40 ml PMMA substratlar bırakın ve daha sonra 8 saat karanlıkta sallanan çalkalayıcı ile elde edilen karışımlar çalkalayın. Bir artık çözeltinin ayrılması ve sonra da 40 mi DI H2O PMMA substratlar yıkayın DI H2O 40 ml PMMA substratlar bırakın ve daha sonra 30 dakika boyunca bir sallanan çalkalayıcı ile elde edilen karışımlar çalkalayın. Artık DI H2O çıkarmak ve daha sonra 2 dakika boyunca hafif bir azot akımı ile, her PMMA alt-tabakanın kuru. hazırlanmasıSPE formasyonu Çözüm Cı-İçeren etanol en az üç kartuş hacimleri tutarındaki inhibitör kaldırma SPE kartuşu yıkayın. 1,1 dikloretan kullanımdan önce en az üç kartuş hacimleri tutarında kartuşu yıkayın. tedavi kartuşundan 1,1'-dikloroeten 6 ml geçmek ve daha sonra, alüminyum folyo ile sarılmış bir numune şişesi içine kısmını (20 mi) toplanır. 120 mg AIBN, 31.8 mL etanol ve 100 ml bir cam şişe içinde 16.5 ml, hekzan ihtiva eden çözelti içine 4.91 ml 1,1-dikloretan ekleyin. 10 dakika (ışık yoğunluğu ~ 2.65 mW cm-2) 365 radyasyon UV tabakaları ortaya ardından PMMA substratların yüzeyleri üzerine Cı-ihtiva eden SPE formasyonu çözeltisi 2 mi uygulayınız. Dikkat uygun bir egzoz sistemi, çünkü UV ışınlaması sırasında ozon üretimi, tavsiye edilir. artık Solu değiştirinDaha sonra 2 taze Cl içeren SPE formasyonu solüsyonu ile yon tekrar 10 dakika süreyle 365 radyasyon UV (ışık yoğunluğu ~ 2.65 mW cm -2) substratlar maruz bırakmaktadır. Tekrarlayın Adım 2.1.12 18 kez. bir artık çözeltinin ayrılması ve sonra da 50 ml konik bir tüp içinde 40 ml etanol ile PMMA substratlar yıkayın. Bir artık çözeltinin ayrılması ve sonra da 40 mi DI H2O PMMA substratlar yıkayın Artık DI H2O çıkarmak ve daha sonra 2 dakika boyunca hafif bir azot akımı ile, her PMMA alt-tabakanın kuru. PMMA yüzeyler üzerine 5 ul DI H 2 O bırakın ve üreticinin protokolüne göre bir temas açısı metre ile temas açısını belirler. Not: her bir durumda, rapor temas açılarını belirlemek için üç tekrarlanan ölçümlerin ortalamasını kullanın. -Inductively Plazma-Kütle Spektrometre (ICP-MS) Analizi <Coupled Lazer Ablasyon (LA)/ Strong> harç ve tokmak aracılığıyla PMMA tozları içine PMMA boncuk 8 g öğütün. 50 ml konik bir tüp içinde bir NaOH çözeltisi, doymuş 40 ml PMMA tozlar bırakın ve daha sonra 12 saat için sallanan bir sallayıcı cihaz aracılığıyla elde edilen karışımları çalkalayın. 5 ml uçları olan bir dijital pipetle bir artık çözeltinin ayrılması ve sonra da 40 mi DI H2O PMMA tozlar yıkayın 40 mi DI H2O PMMA tozlar bırakın ve daha sonra 30 dakika boyunca bir sallanan çalkalayıcı ile elde edilen karışımlar çalkalayın. Kalan DI H 2 O. kaldır % 0.5 (h / h) HNO 3 çözeltisi 40 ml PMMA tozlar bırakın ve daha sonra 30 dakika boyunca bir sallanan çalkalayıcı ile elde edilen karışımlar çalkalayın. artık çözüm çıkarın. % 50 (ağırlık / hacim) akrilamid çözeltisi 40 ml PMMA tozlar bırakın ve daha sonra 8 saat karanlıkta sallanan çalkalayıcı ile elde edilen karışımlar çalkalayın. artık çözüm kaldırmak ve daha sonra PMMA tozları zekâ durulamaDI H 2 O. h 40 ml DI H2O 40 ml PMMA tozlar bırakın ve daha sonra 30 dakika boyunca bir sallanan çalkalayıcı ile elde edilen karışımlar çalkalayın. Artık DI H2O çıkarın ve daha sonra 8 saat süre ile 60 ° C 'de PMMA tozlar fırında. Cl-İçeren SPE Formasyonu Çözüm hazırlanması etanol en az üç kartuş hacimleri tutarındaki inhibitör kaldırma SPE kartuşu yıkayın. 1,1 dikloretan kullanımdan önce en az üç kartuş hacimleri tutarında kartuşu yıkayın. tedavi kartuşundan 16 mi 1,1-dikloretan geçmek ve daha sonra, alüminyum folyo ile sarılmış bir numune şişesi (20 mL) içinde bir kısmını toplamaktadır. 250 ml'lik bir cam şişeye 360 ​​mg AIBN, 95.4 mL etanol ve 49.5 ml, hekzan ihtiva eden çözelti içine 14.73 ml 1,1-dikloretan ekleyin. A Cı-ihtiva eden SPE formasyonu çözeltisine 6 ml PMMA tozlar karıştırın50 ml konik tüp, ve aynı şekilde bir 24 oyuklu doku kültürü plakası, altı kuyu içine konik tüp karışımının 1 ml aktarın. PMMA kurulu ile doku kültürü plakası Kapak ve daha sonra 10 dakika (ışık yoğunluğu ~ 2.65 mW cm -2) için 365 radyasyon UV doku kültürü plakası maruz kalmaktadır. Dikkat uygun bir egzoz sistemi, çünkü UV ışınlaması sırasında ozon üretimi, tavsiye edilir. Her bir taze Cı-ihtiva eden SPE formasyonu çözeltisi 1 ml bir artık çözeltinin yerine ve tekrar 10 dakika süre ile 365 radyasyon (UV ışık yoğunluğu ~ 2.65 mW cm-2) doku kültürü plakası maruz kalmaktadır. Tekrarlayın Adım 2.2.13 18 kez. bir artık çözeltinin ayrılması ve daha sonra 1 mi etanol ile her bir PMMA tozlar yıkayın. Bir artık çözeltinin ayrılması ve daha sonra 1 ml Dİ H2O ile her bir PMMA tozlar durulama <Kalıntı DI H kaldıralt> 2 O ve daha sonra 8 saat süre ile 60 ° C 'de PMMA tozlar fırında. Bir hidrolik pres makinesi aracılığı ile pelet kurutularak toz (1 g) sıkıştırmak ve daha sonra bir LA-ICP-MS sistemi ile Cl işaretini ölçer. Not: m Cl için sinyal / z 35 implante Cı-Cı kısımları için bir gösterge olarak seçilmiştir. Bir 193-nm lazer ablasyon kaynağı olarak kullanıldı. Enerji, Fluence, Spot Boyutu ve Tekrar Oranı% 75, 8.85 J cm -2, 100 um ve 5 Hz olarak belirlenmiştir. Her sonuç için en az 7 tekrarlanan ölçümler istendi. LA-ICP-MS analitik prosedürler yerde yayımlanmamış prosedürleri bakın. 20 Raman Spektroskopisi 2.2.17 Adım Adım 2.2.1 den protokolü gerçekleştirin. Bir hidrolik pres makinesi aracılığı ile pelet kurutularak toz (1 g) sıkıştırın ve bir Raman spektrometresi ile spektrumları alır. <br /> Not: photoexcitation kaynağı olarak 100 mW maksimum lazer gücü ile 780 nm lazer hattı kullanın. 550 900 cm arasında değişen Raman spektrumunun bölgesini kullanın -1 PMMA C-Cl kısımların eki araştırmak. Dipol-destekli SPE Reaksiyonu 3. Karakterizasyonu 2.2.17 Adım Adım 2.2.1 den protokolü gerçekleştirin. % 20 manganez nitrat tetrahidrat (w / v) (Mn (NO 3) 2 4H 2 O) çözeltisi, 5 ml 0.5 g PMMA tozlar bırakın ve daha sonra aynı şekilde 5 mi 40 mM maleat tampon solüsyonu ile elde edilen karışımlar karıştırın. Saf HNO 3 çözeltisi kullanılarak 8 değerine elde edilen karışımların pH ayarlama ve daha sonra 1 saat için sallanan bir sallayıcı ile karışımları çalkalayın. bir artık çözeltinin ayrılması ve daha sonra 8 saat süre ile 60 ° C 'de PMMA tozlar fırında. X-ışını Akustik alüminyum folyo ile sarılmış 15 ml konik bir tüp içinde tozlar saklayınption yakın kenar yapısı (XANES) analizi. Not: Mn K-kenar spektrumları 07A ve Ulusal Sinkrotron Radyasyon Araştırma Merkezi (NSRRC, Hsinchu, Tayvan) ve 17C1 ışın demetleri kullanılarak toplanmıştır XANES. elektron depolama halkası 1.5 GeV enerji ve 100-200 mA akımda ile ameliyat edildi. Bir Si (111), çift kristal monokromatörü gücü 15 keV 1 enerjisiyle yüksek monokromatikleştirilmeyen foton kirişler sağlanması ve çözülmesi için kullanılan (E / AE) 5,000.The foton enerjisinin kadar bilinen Mn kullanılarak Mn standartları ile kalibre edilmiştir K 6539,0 eV kenar emme dönüm noktası. Önerilen SPE reaksiyonun karakterizasyonu için dipol-iyon etkileşimlerini araştırmak için kullanıldı eV 6530 ila 6570 Mn, K-kenar bölgesinde spektrumları XANES.