Summary

Herstellung von eine optische Zelle Trockner für die spektroskopische Analyse-Zellen

Published: January 08, 2019
doi:

Summary

Ein Protokoll für die Herstellung von einem Gerät zur Trocknung von gleichzeitig mehreren optischen Zellen präsentiert.

Abstract

Optischen Zellen, die experimentelle Instrumente, sind klein, Quadrat Rohre versiegelte auf einer Seite. In diesem Rohr befindet sich eine Probe und eine Messung erfolgt mit einem Spektroskop. Die Materialien für optische Zellen in der Regel Quarz Glas oder Kunststoff unter anderem teure Quarzglas wird durch das Entfernen von Stoffen als Flüssigkeiten, analysiert werden, die sich in das Innere des Behälters halten wiederverwendet. In einem solchen Fall sind die optischen Zellen mit Wasser oder Ethanol gewaschen und getrocknet. Dann ist die nächste Probe aufgenommen und gemessen. Optischen Zellen werden natürlich oder mit einem manuellen Haartrockner getrocknet. Allerdings dauert das Trocknen Zeit, wodurch es einer der Faktoren, die das Experiment mal erhöhen. In dieser Studie zielt darauf ab die Trocknungszeit mit einem dedizierten automatische Trockner drastisch zu reduzieren, die mehrere optische Zellen gleichzeitig trocknen kann. Um dies zu realisieren, wurde eine Schaltung für einen Mikrocomputer entwickelt, und die Hardware benutzen wurde unabhängig voneinander entwickelt und hergestellt.

Introduction

Optischen Zellen werden als Laborinstrumente in den unterschiedlichsten Bereichen eingesetzt. In der Life-Science-Forschung Biomoleküle wie Nukleinsäuren und Proteine werden oft für Experimente genutzt und spektroskopische Methoden werden häufig für quantitative Methoden eingesetzt. Genaue Quantifizierung der Probe des Experiments ist unentbehrlich für präzise und reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten. Das Absorptionsspektrum erhalten von einem Spektrophotometer wurde oft für die Quantifizierung von Biomolekülen wie Nukleinsäuren und Proteine1,2,3,4verwendet. Forschung auf Oxidations-Reduktions-Eigenschaften, bedingt durch den Wechsel im Absorptionsspektrum und Photolumineszenz ein Kohlenstoff-Nanoröhrchen (CNT) verteilt, mit der DNA wurde auch durchgeführt5,6,7, 8,9,10. Diese Messungen dienen der optischen Zellen, aber genaue Messungen können nicht gemacht werden, es sei denn, sie gründlich gewaschen und getrocknet werden.

Beim Messen von Absorptionsspektren oder Photolumineszenz ist es unmöglich, genau in der schmutzigen optischen Zellen11,12,13,14,15messen. Kostengünstige optische Einwegzellen gemacht aus Polystyrol und Poly-Methyl-Methacrylat dienen auch waschen und Verunreinigungen zu beseitigen. Jedoch wenn präzise Messungen erforderlich sind, sind Quarz Brille häufig verwendet weil sie sehr gute optische Eigenschaften wie Lichtdurchlässigkeit haben. In diesem Fall sind die optischen Zellen nach der Messung der Probe gewaschen und immer wieder verwendet. In der Regel werden sie nach dem Waschen optischen Zellen mit Wasser oder Ethanol, natürlich getrocknet. Wenn eine schnelle Trocknung erforderlich ist, sind sie getrocknete eins nach dem anderen mit Haartrockner oder ähnliche Geräte. Optischen Zellen putzen ist eine unangenehme und zeitraubende Verfahren im Experiment. Mit steigender Anzahl von Proben erforderlich die Trocknung erhöht, was wiederum die Zeit erhöht, das Experiment und Forschung durchzuführen. In vergangenen Studien gab es keine Berichte auf Peripheriegeräte von optischen Zellen. Ziel dieser Studie ist es, die Forschung durch mehrere optische Zellen gleichzeitig Trocknen verkürzen.

Untersuchten wir, ob andere ähnliche Produkte vorhanden sind. Kastenförmigen konstanter Temperatur Trockner mit einem Temperatur-Control-Funktion und eine Timer-Funktion ist bereits vorhanden; jedoch finden Sie keine kommerziellen Produkte mit der gleichen Konfiguration.

Ein Überblick über die Produktion dieses Gerätes wird beschrieben. Erstens wird den Box-Typ Gehäuse mit einer Acrylplatte hergestellt. Nylon-Netz ist an der Spitze befestigt. Kunststoffrost steht es um die optische Zelle zu beheben. Der Regelkreis wird im Inneren des Gehäuses gespeichert, und die Kunststoffplatte ist angebracht, um die Schaltung von Wassertröpfchen zu schützen. Der Regelkreis besteht aus einer CPU und ist über die Software gesteuert. Gebläse sind auf der Rückseite des Gehäuses angebracht, und der Wind durch die Gebläse geliefert betritt die optischen Zellen auf den Kopf stellen. Die Gebläse werden durch einen Schalter an der Vorderseite aktiviert, und sie werden automatisch vom Timer gestoppt. Abhängig von der Anzahl der optischen Zellen getrocknet werden können zwei oder vier Gebläse für Betrieb ausgewählt werden. Tropft von den optischen Zellen Wassertröpfchen verdunsten vom Winde verweht aus dem Gebläse. Die Quarz-Zellen werden mit Wasser oder Ethanol gewaschen und die Trocknungszeit wird verglichen mit der natürlichen Trocknung.

Protocol

(1) design Siehe Abbildung 1 für Details zur Entwicklung zeichnen. Schneiden Sie ein 3 mm dickes Acryl-Brett bis 210 mm in der Breite X 60 mm in der Höhe X 104 mm in der Tiefe, Bindung mit Acrylkleber und montieren des Falls. Installieren Sie mehr als 30 optische Zellen von 12,5 x 12,5 mm. Befestigen Sie Schalter und Lampen zum starten und stoppen und eine Variable Zifferblatt für die Trocknung Zeiteinstellung auf der Vorderseite des Gehäuses….

Representative Results

Wie in Tabelle 1, bei Ethanol waschen, war die durchschnittliche Trocknungszeit in natürliche Trocknung 426.4 s und die durchschnittliche Trocknungszeit im optischen Zelle Trockner war 106 s. Im Falle von Wasser waschen, war die durchschnittliche Trocknungszeit in natürliche Trocknung 1481.4 s und die durchschnittliche Trocknungszeit im optischen Zelle Trockner war 371.6 s. In beiden Fällen war die Trocknungszeit um etwa ein Viertel verringert. Die Trocknung Zeitvertei…

Discussion

Die optischen Zellen gleichzeitig mit dem Gebläse getrocknet werden können, und die Trocknungszeit erheblich reduziert werden. Auch wenn die Stop-Betrieb nicht ausgeführt wird, kann es sicher gestoppt werden, mithilfe der automatische Stopp-Funktion des Timers. Von die Messergebnisse an die Trocknung Zeitverteilung gab es keinen signifikanten Unterschied in der Trockenzeit wegen des Unterschiedes in der Einbaulage der optischen Zellen.

Ein wichtiger Schritt des Protokolls ist die Gestaltung…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Die Autoren haben keine Bestätigungen.

Materials

blower ebm-papst 422JN Mulfingen, Germany
Microcomputer Atmel Corporation ATmega 328 P CA, USA
Blower selection button Sengoku Densyo Co., Ltd. MS-358 (red) Tokyo, Japan
Blower operationg lamp Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd. DB-15-T-OR Tokyo, Japan
Blower start button Sengoku Densyo Co., Ltd. MS-350M (white) Tokyo, Japan
Timer Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd. SH16K4A105L20KC Tokyo, Japan
Power supply switch Marutsuelec Co., Ltd. 3010-P3C1T1G2C01B02BKBK-EI Tokyo, Japan
Power supply lamp Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd. DB-15-T-G Tokyo, Japan
OLED module Akihabara Co., Ltd. M096P4W Tokyo, Japan

References

  1. Byeon, J., Kang, K. H., Jung, H. K., Suh, J. K. Assessment for Quantification of Biopharmaceutical Protein Using a Microvolume Spectrometer on Microfluidic Slides. Biochip Journal. 11 (1), 21-29 (2017).
  2. You, C. C., et al. Detection and identification of proteins using nanoparticle-fluorescent polymer ‘chemical nose’ sensors. Nature Nanotechnology. 2 (5), 318-323 (2007).
  3. Nonaka, H., Hideno, A. Quantification of cellulase adsorbed on saccharification residue without the use of colorimetric protein assays. Journal of Molecular Catalysis. 110, 54-58 (2014).
  4. Thongboonkerd, V., Songtawee, N., Kanlaya, R., Chutipongtanate, S. Quantitative analysis and evaluation of the solubility of hydrophobic proteins recovered from brain, heart and urine using UV-visible spectrophotometry. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 384 (4), 964-971 (2006).
  5. Nakashima, N., Okuzono, S., Murakami, H., Nakai, T., Yoshikawa, K. DNA dissolves single-walled carbon nanotubes in water. Chemistry Letters. 32 (8), 782-782 (2003).
  6. Ishibashi, Y., Ito, M., Homma, Y., Umemura, K. Monitoring the antioxidant effects of catechin using single-walled carbon nanotubes: Comparative analysis by near-infrared absorption and near-infrared photoluminescence. Colloids and Surfaces B-Biointerfaces. , 139-146 (2018).
  7. Zheng, M., et al. DNA-assisted dispersion and separation of carbon nanotubes. Nature Materials. 2 (5), 338-342 (2003).
  8. Hughes, M. E., Brandin, E., Golovchenko, J. A. Optical absorption of DNA-carbon nanotube structures. Nano Letters. 7 (5), 1191-1194 (2007).
  9. Zhao, W., Song, C. H., Pehrsson, P. E. Water-soluble and optically pH-sensitive single-walled carbon nanotubes from surface modification. Journal of the American Chemical Society. 124 (42), 12418-12419 (2002).
  10. Koh, B., Park, J. B., Hou, X. M., Cheng, W. Comparative Dispersion Studies of Single-Walled Carbon Nanotubes in Aqueous Solution. Journal of Physical Chemistry B. 115 (11), 2627-2633 (2011).
  11. Nakayama, T., Tanaka, T., Shiraki, K., Hase, M., Hirano, A. Suppression of single-wall carbon nanotube redox reaction by adsorbed proteins. Applied Physics Express. 11 (7), 075101-075101 (2018).
  12. Zeranska-Chudek, K., et al. Study of the absorption coefficient of graphene-polymer composites. Scientific Reports. 8, 9132-9132 (2018).
  13. Laptinskiy, K. A., et al. Adsorption of DNA Nitrogenous Bases on Nanodiamond Particles: Theory and Experiment. Journal of Physical Chemistry C. 122 (20), 11066-11075 (2018).
  14. Jena, P. V., Safaee, M. M., Heller, D. A., Roxbury, D. DNA-Carbon Nanotube Complexation Affinity and Photoluminescence Modulation Are Independent. ACS Applied Materials & Interfaces. 9 (25), 21397-21405 (2017).
  15. Ohfuchi, M., Miyamoto, Y. Optical properties of oxidized single-wall carbon nanotubes. Carbon. 114, 418-423 (2017).

Play Video

Cite This Article
Matsukawa, Y., Shomura, S., Umemura, K. Fabrication of an Optical Cell Dryer for the Spectroscopic Analysis Cells. J. Vis. Exp. (143), e58518, doi:10.3791/58518 (2019).

View Video