Summary

Fabricação de uma célula ótica secador para as células de análise espectroscópica

Published: January 08, 2019
doi:

Summary

Um protocolo para a fabricação de um dispositivo para secagem simultaneamente várias células ópticas é apresentado.

Abstract

Células ópticas, que são instrumentos experimentais, são pequenas, Praça tubos selados em um lado. Uma amostra é colocada no tubo, e uma medição é realizada com um espectroscópio. Os materiais usados para células ópticas geralmente incluem quartzo vidro ou plástico, mas caro vidro de quartzo é reaproveitado através da remoção de substâncias, que não sejam líquidos, para ser analisado que aderem ao interior do recipiente. Nesse caso, as células ópticas são lavadas com água ou álcool etílico e secas. Então, o próximo exemplo é adicionado e medido. Células ópticas são secos naturalmente ou com secador de cabelo manual. No entanto, a secagem leva tempo, que o torna um dos fatores que aumentam o tempo de experiência. Neste estudo, o objetivo é reduzir drasticamente o tempo de secagem com um secador automático dedicado que pode secar várias células ópticas de uma só vez. Para perceber isso, um circuito foi projetado para um microcomputador, e o hardware de usá-lo independente foi projetado e fabricado.

Introduction

Células ópticas são usadas como instrumentos de laboratório em uma grande variedade de campos. Na pesquisa de Ciências da vida, biomoléculas tais como proteínas e ácidos nucleicos são frequentemente utilizadas para experiências e métodos espectroscópicos são amplamente utilizados para métodos quantitativos. Quantificar com precisão o exemplo da experiência é indispensável para a obtenção de resultados mais precisos e reprodutíveis. O espectro de absorção, obtido por um espectrofotômetro, muitas vezes tem sido utilizado para a quantificação de biomoléculas, tais como os ácidos nucleicos e proteínas1,2,3,4. Pesquisas sobre características de oxidação-redução causada pela mudança no espectro de absorção e fotoluminescência de um nanotubo de carbono (CNT) dispersada usando DNA também tem sido realizado5,6,7, 8,9,10. Células ópticas são utilizadas para as medições, mas não podem ser feitas medições precisas, a menos que eles são cuidadosamente lavados e secas.

Quando medir espectros de absorção ou fotoluminescência, é impossível medir precisamente em células óptico sujo11,12,13,14,15. Econômicas células ópticas descartáveis feitas de poliestireno e o poli-metil-metacrilato também são usadas para eliminar a contaminação e lavagem. No entanto, quando medidas precisas são necessárias, óculos de quartzo são frequentemente usados, porque eles têm extremamente excelentes propriedades ópticas, tais como a transmissão da luz. Neste caso, as células ópticas são lavadas após a medição da amostra e usadas repetidamente. Normalmente, após a lavagem óticas células com água ou álcool etílico, eles são secos naturalmente. Quando a secagem rápida é necessária, eles são secos um por um, com o uso de secadores de cabelo ou outro equipamento semelhante. Limpeza de células ópticas é um dos procedimentos mais desagradáveis e demorados no experimento. À medida que aumenta o número de amostras, a secagem tempo aumenta, o que, por sua vez, aumenta o tempo necessário para realizar o experimento e pesquisa. Em últimos estudos, não tem havido relatos de dispositivos periféricos de células ópticas. Este estudo tem como objetivo reduzir o tempo de investigação por secagem várias células ópticas simultaneamente.

Investigamos se a outros produtos similares existem. Uma temperatura constante de caixa tipo secador com uma função de controle de temperatura e uma função de temporizador já existe; no entanto, não há produtos comerciais com a mesma configuração podem ser encontrados.

Um esboço da produção deste dispositivo é descrito. Em primeiro lugar, o caso do tipo caixa é feito usando uma placa de acrílico. Rede de nylon é anexado ao topo. Uma grade de plástico é colocada sobre ele para fixar a célula ótica. O circuito de controle é armazenado dentro da caixa, e a placa de plástico é anexada para proteger o circuito de gotículas de água. O circuito de controle consiste em uma CPU e é controlado pelo software. Ventiladores são conectados à parte traseira do caso, e o vento fornecido por ventiladores entra as células ópticas conjunto de cabeça para baixo. Os ventiladores são ativados por um interruptor na parte da frente, e eles são interrompidos automaticamente por um temporizador. Dependendo do número de células ópticos a ser secada, dois ou quatro ventiladores podem ser selecionados para a operação. Gotas de água escorrendo das células ópticas evaporar-se com o vento dos ventiladores. As células de quartzo são lavadas com água ou álcool etílico, e o tempo de secagem é comparado com o de secagem natural.

Protocol

1. design Veja a Figura 1 para obter detalhes sobre o desenvolvimento de desenho. Cortar uma placa de acrílico 3 mm espessura de 210 mm de largura x 60 mm de altura x 104 mm de profundidade, vínculo com adesivo acrílico e montar o caso. Instale até 30 células ópticas de 12,5 x 12,5 mm. Anexe os interruptores e lâmpadas para partida e parada e um seletor variável para a configuração de tempo de secagem na face frontal da caixa. Consu…

Representative Results

Conforme mostrado na tabela 1, no caso de lavagem de etanol, a média de tempo de secagem natural de secagem foi 426.4 s e a média de tempo no secador óptico-célula de secagem foi 106 s. No caso da água de lavagem, a tempo de secagem natural de secagem média foi 1481.4 s e a média de tempo no secador óptico-célula de secagem foi 371.6 s. Em ambos os casos, o tempo de secagem foi reduzido a aproximadamente um quarto. A distribuição de tempo secagem do secador óp…

Discussion

As células ópticas podem ser secos simultaneamente com os ventiladores, e o tempo de secagem pode ser consideravelmente reduzido. Mesmo que a operação não seja executada, pode ser interrompido com segurança usando a função de paragem automática do timer. Dos resultados da medição da distribuição do tempo de secagem, não houve nenhuma diferença significativa no tempo de secagem por causa da diferença na posição de instalação das células ópticas.

Uma etapa crítica do proto…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Os autores têm sem confirmações.

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