The authors would like to convey their gratitude for the technical support provided by National Synchrotron Radiation Research Center (NSRRC) (Taiwan). The authors are grateful for the financial support provided by the Ministry of Science and Technology of the Republic of China (Taiwan) and the Industrial Technology Research Institute (Taiwan).

<ol>
	<li>De Mello, A. J., Beard, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dealing+with+'real'+samples:+sample+pre-treatment+in+microfluidic+systems.">Dealing with 'real' samples: sample pre-treatment in microfluidic systems.</a> Lab Chip. 3 (1), 11-19 (2003).</li><li>Lichtenberg, J., de Rooij, N. F., Verpoorte, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sample+pretreatment+on+microfabricated+devices.">Sample pretreatment on microfabricated devices.</a> Talanta. 56 (2), 233-266 (2002).</li><li>Song, S., Singh, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On-chip+sample+preconcentration+for+integrated+microfluidic+analysis.">On-chip sample preconcentration for integrated microfluidic analysis.</a> Anal. Bioanal. Chem. 384 (1), 41-43 (2006).</li><li>Lafleur, J. P., Salin, E. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pre-concentration+of+trace+metals+on+centrifugal+microfluidic+discs+with+direct+determination+by+laser+ablation+inductively+coupled+plasma+mass+spectrometry.">Pre-concentration of trace metals on centrifugal microfluidic discs with direct determination by laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry.</a> J. Anal. At. Spectrom. 24 (11), 1511-1516 (2009).</li><li>Xue, S., Liu, Y., Li, H. -. F., Uchiyama, K., Lin, J. -. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+microscale+solid-phase+extraction+poly(dimethylsiloxane)+chip+for+enrichment+and+fluorescent+detection+of+metal+ions.">A microscale solid-phase extraction poly(dimethylsiloxane) chip for enrichment and fluorescent detection of metal ions.</a> Talanta. 116, 1005-1009 (2013).</li><li>Khoai, D. V., Kitano, A., Yamamoto, T., Ukita, Y., Takamura, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+high+sensitive+liquid+electrode+plasma-Atomic+emission+spectrometry+(LEP-AES)+integrated+with+solid+phase+pre-concentration.">Development of high sensitive liquid electrode plasma-Atomic emission spectrometry (LEP-AES) integrated with solid phase pre-concentration.</a> Microelectron. Eng. 111, 343-347 (2013).</li><li>Khoai, D. V., Yamamoto, T., Ukita, Y., Takamura, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On-chip+solid+phase+extraction-liquid+electrode+plasma+atomic+emission+spectrometry+for+detection+of+trace+lead.">On-chip solid phase extraction-liquid electrode plasma atomic emission spectrometry for detection of trace lead.</a> Jpn. J. Appl. Phys. 53 (5S1), 1-5 (2014).</li><li>Shih, T. -. T., Chen, W. -. Y., Sun, Y. -. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Open-channel+chip-based+solid-phase+extraction+combined+with+inductively+coupled+plasma-mass+spectrometry+for+online+determination+of+trace+elements+in+volume-limited+saline+samples.">Open-channel chip-based solid-phase extraction combined with inductively coupled plasma-mass spectrometry for online determination of trace elements in volume-limited saline samples.</a> J. Chromatogr. A. 1218 (16), 2342-2348 (2011).</li><li>Chen, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+solid+phase+microextraction+on+a+microchip+combined+with+electrothermal+vaporization-inductively+coupled+plasma+mass+spectrometry+for+determination+of+Cd,+Hg+and+Pb+in+cells.">Magnetic solid phase microextraction on a microchip combined with electrothermal vaporization-inductively coupled plasma mass spectrometry for determination of Cd, Hg and Pb in cells.</a> J. Anal. At. Spectrom. 25 (12), 1931-1938 (2010).</li><li>Kim, Y. H., Kim, G. Y., Lim, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro+Pre-concentration+and+Separation+of+Metal+Ions+Using+Microchip+Column+Packed+with+Magnetic+Particles+Immobilized+by+Aminobenzyl+Ethylenediaminetetraacetic+Acid.">Micro Pre-concentration and Separation of Metal Ions Using Microchip Column Packed with Magnetic Particles Immobilized by Aminobenzyl Ethylenediaminetetraacetic Acid.</a> Bull. Korean Chem. Soc. 31 (4), 905-909 (2010).</li><li>Strabburg, S., Wollenweber, D., Wunsch, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contamination+caused+by+ion-exchange+resin!?+Consequences+for+ultra-trace+analysis.">Contamination caused by ion-exchange resin!? Consequences for ultra-trace analysis.</a> Fresenius J. Anal. Chem. 360 (7-8), 792-794 (1998).</li><li>Watts, J. F., Chehimi, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=X-ray+Photoelectron+Spectroscopy+Investigations+of+Acid-Base+Interactions+in+Adhesion.">X-ray Photoelectron Spectroscopy Investigations of Acid-Base Interactions in Adhesion.</a> J. Adhes. 41 (1-4), 81-91 (1993).</li><li>Eboatu, A. N., Diete-Spiff, S. T., Ezenweke, L. O., Omalu, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Use+of+Polymers+as+Sequestering+Agents+for+Toxic+Metal+Ions.">The Use of Polymers as Sequestering Agents for Toxic Metal Ions.</a> J. Appl. Polym. Sci. 85 (13), 2781-2786 (2002).</li><li>Fiorini, G. S., Chiu, D. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Disposable+microfluidic+devices:+fabrication,+function,+and+application.">Disposable microfluidic devices: fabrication, function, and application.</a> Biotechniques. 38 (3), 429-446 (2005).</li><li>Shadpour, H., Musyimi, H., Chen, J., Soper, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiochemical+properties+of+various+polymer+substrates+and+their+effects+on+microchip+electrophoresis+performance.">Physiochemical properties of various polymer substrates and their effects on microchip electrophoresis performance.</a> J. Chromatogr. A. 1111 (2), 238-251 (2006).</li><li>Shih, T. -. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+dipole-assisted+solid-phase+extraction+microchip+combined+with+inductively+coupled+plasma-mass+spectrometry+for+online+determination+of+trace+heavy+metals+in+natural+water.">A dipole-assisted solid-phase extraction microchip combined with inductively coupled plasma-mass spectrometry for online determination of trace heavy metals in natural water.</a> Analyst. 140 (2), 600-608 (2015).</li><li>Yuan, D., Das, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+and+theoretical+analysis+of+direct-write+laser+micromachining+of+polymethyl+methacrylate+by+CO2+laser+ablation.">Experimental and theoretical analysis of direct-write laser micromachining of polymethyl methacrylate by CO2 laser ablation.</a> J. Appl. Phys. 101 (2), 1-6 (2007).</li><li>Xie, S., Svec, F., Frechet, J. M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+Porous+Hydrophilic+Monoliths:+Effect+of+the+Polymerization+Conditions+on+the+Porous+Properties+of+Poly(acrylamide-co-N,N'-methylenebisacrylamide)+Monolithic+Rods.">Preparation of Porous Hydrophilic Monoliths: Effect of the Polymerization Conditions on the Porous Properties of Poly(acrylamide-co-N,N'-methylenebisacrylamide) Monolithic Rods.</a> J. Polym. Sci. Pol. Chem. 35 (6), 1013-1021 (1997).</li><li>Ericson, C., Liao, J. -. L., Nakazato, K., Hjerten, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+continuous+beds+for+electrochromatography+and+reversed-phase+liquid+chromatography+of+low-molecular-mass+compounds.">Preparation of continuous beds for electrochromatography and reversed-phase liquid chromatography of low-molecular-mass compounds.</a> J. Chromatogr. A. 767 (1-2), 33-41 (1997).</li><li>Shih, T. -. T., Lin, C. -. H., Hsu, I. -. H., Chen, J. -. Y., Sun, Y. -. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+Titanium+Dioxide-Coated+Microfluidic-Based+Photocatalyst-Assisted+Reduction+Device+to+Couple+High-Performance+Liquid+Chromatography+with+Inductively+Coupled+Plasma-Mass+Spectrometry+for+Determination+of+Inorganic+Selenium+Species.">Development of a Titanium Dioxide-Coated Microfluidic-Based Photocatalyst-Assisted Reduction Device to Couple High-Performance Liquid Chromatography with Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry for Determination of Inorganic Selenium Species.</a> Anal. Chem. 85 (21), 10091-10098 (2013).</li><li>Carre, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polar+interactions+at+liquid/polymer+interfaces.">Polar interactions at liquid/polymer interfaces.</a> J. Adhes. Sci. Technol. 21 (10), 961-981 (2007).</li><li>Willis, H. A., Zichy, V. J. I., Hendra, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Laser-Raman+and+Infra-red+Spectra+of+Poly(Methyl+Methacrylate).">The Laser-Raman and Infra-red Spectra of Poly(Methyl Methacrylate).</a> Polymer. 10, 737-746 (1969).</li><li>Hendra, P. J., Mwkenzie, J. R., Holliday, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+laser-Raman+spectrum+of+polyvinylidene+chloride.">The laser-Raman spectrum of polyvinylidene chloride.</a> Spectroc. Acta Pt. A-Molec. Biomolec. Spectr. 25 (8), 1349-1354 (1969).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

הנהלים המפורטים לעריכת שבב אלקטרוני דיפול בסיוע SPE הוצגו לעיל. בסעיף זה, את התועלת של פרוטוקול שינוי ביחס ההשתלה של moieties C-Cl על PMMA ואת ההיתכנות של PMMA Cl המכילים, אשר שימש כמדיום החילוץ לקביעת יונים של מתכות קורט, הם העריך צעד-אחר-צעד. לשם אימות, משטח, סוג המדגם נבחר על בסיס התאימות שלה עם מכשור אנליטי. במילים אחרות, סוגי דגימות הבדיקה מוכן באמצעות תהליך דומה נקבעו בהתאם לדרישות של מכשירים אנליטיים. לדוגמה, מדגם המצע מסוג שימש למדידת זווית המגע, ואילו מדגם אבקת-אריזה מסוג שימש עבור ספקטרוסקופיות LA-ICP-MS, ראמאן, ו XANES מנתח. בתחילה, כדי לפקח על השינוי שעבר על נספח הפונקציות הכימיותד אל פני השטח של PMMA במהלך ההליכים המוצעים, ניתוח זווית מגע עבור המוצר המתקבל המתאים לכל שלב בוצע (איור 2). כמובא באיור 2, וריאציות זווית המגע הצביעו בבירור ששינויי משטח שהתרחשו במהלך הליכי השינוי, ואת זווית המגע של 80.3 ° ± 0.43 ° כי נמדדה עבור המוצר הסופי הייתה בהסכמה עם שדווח בעבר תוצאות. 21 בנוסף, קיומן של moieties C-Cl על PMMA שונה אושר גם באמצעות ניתוח LA-ICP-MS. לעומת התוצאות שהושגו על ידי ablating PMMA הילידים, אותות ברורים עבור Cl נצפו כצפוי על ידי ablating PMMA שונה עם moieties C-Cl (איור 3 (א)). ראמאן ספקטרה נאספו להמשך אימות לצירופה של moieties C-Cl אל PMMA. כפי שניתן לראות figuבתשובה לשאלה 3 (ב), שתי פסגות מאפיין הקשורים רטט מתיחה סימטרית 2 CCl נצפו ב 682 ס&quot;מ -1 ו 718 ס&quot;מ -1 בספקטרום של PMMA שונה וכי הסכם טוב סביר עם התוצאות המדווחות של וויליס ואח . 22 ו הנדרה et al. 23 במילים אחרות, על עיקול נכסי moieties C-Cl אל PMMA ניתן להשיג בהצלחה לאחר שינוי. יתר על כן, על מנת להבהיר את מנגנון החילוץ מוצע במחקר זה, ניתוח XANES הועסק. כפי שניתן לראות בתרשים 4, האינטראקציות בין moieties C-Cl אלקטרו ביותר ואת יוני מתכת בעלי המטען החשמליים החיובי יכולות להיות מאושרות על ידי הנוכחות של קצה הקליטה הדומיננטי בספקטרום XANES המתאים PMMA השונה שטופל יוני Mn 2+. לפיכך, אינטראקציות אלקטרוסטטיות-דיפול תיושם אכן החילוץ שבב על לעברתמתכת אס המנתח. התוצאות אנליטי המפורטות עבור דגימות מים שנאספו משני נהרות בטייוואן תוארו במקום אחר. 16 למיטב ידיעתנו, זהו הניסיון הראשון לנצל אסטרטגית עבודה חדשנית בתגובה על שבב SPE לקביעת יונים של מתכות קורט, ושהמכשיר שפותח היה משמעותי עמיד לעומת טכניקות SPE על-שבב אחרים (כלומר , יותר מ -160 יצירות אנליטית יכולה להיות מושגת ללא הרעה משמעותית במונחים של יעילות מיצוי). אף על פי כן, בגלל מנגנון החילוץ כאלה בעיקר היה הסתמכה על אינטראקציות בין moieties אלקטרו-C-Cl ביותר ואת יוני מתכת בעלי מטען חשמלי חיובי, הטכניקה המוצעת צפוי להיות מתאימים עבור החילוץ של מינים טעונים שלילית עד כה.

מתוך נקודות מבט של ניהול איכות הסביבה ומניעת זיהום, להתחקות מתכות הגורמות לזיהום רציני או בעיות טוקסיקולוגית הם דאגה ברחבי העולם. מתאים על-שבב מדגם טכניקה מקדימה כבר מקובלת כמפתח להצלחה בעיבוד וניתוח דוגמאות בפועל באמצעות פלטפורמות מבוססות שבב, כי מיני שיתוף קיים לא צפויים כימיים בדגימות גלם לעתים קרובות לעכב את הקביעה המדויקת של analytes נוכח כמויות עקבות . 1 בין הטכניקות הזמינות, על-שבב מיצוי שלב מוצק (SPE) פופולרי במיוחד עבור מתכת עקבות מנתח, כי טכניקה זו המתירה ניקוי מדגם אנליטי preconcentration להתבצע בו זמנית היא מאוד שימושית עבור בידוד של יונים של מתכות מ מטריצות מלח מסובכות. 2,3 קידומם של טכניקות SPE על-שבב המשמש לקביעת עקבות מתכות החל להשתנות בהתמדה. בימים הראשונים, לאהוא SPE שבבי הוכנו על ידי טעינת שרפים זמינים מסחרית לתוך microchannels לבנות יחידות SPE-ארז שרף. 4-7 זה מדי פעם נדרש אנליטי להיות derivatized כדי לאפשר טרנספורמציה של יוני מתכת לצורות שרף-retainable. 4 שיטה חלופית לעריכת התקני SPE מבוסס שבב הוא לנצל את ערוץ השבב כקובץ sorbent SPE לאיסוף עקבות מתכות לאחר שינוי פני שטח פשוט. 8 בשנים האחרונות אנו עדים למגמה המתעוררים מעורבת שילוב של חלקיקים מגנטיים (MNPs) ו כימיקלים מסוימים המכילים מסוגלות קבוצות פונקציונליות של יוני שימור מתכת היעיל. בניגוד שרפים המסחרי, MNPs הם שונה עם תרכובות כגון γ-mercaptopropyltrimethoxysilane (γ-MPTS) 9 ו aminobenzyl חומצה ethylenediaminetetraacetic (ABEDTA) 10 שלאחריו הם ארוזים בתוך microchannels בסיוע של t שדה מגנטי חיצוניo להשיג את מיצוי סלקטיבי של יונים של מתכות. למרות התקדמות משמעותית בפיתוח של טכניקות SPE על-שבב כבר עדים, הטכניקות דיווחו בדרך כלל, פונקציה מבוססת על חילופי או יון או קלאציה. השימוש בטכניקות כגון אלה יש את החסרון של דורשי תהליכים תפעוליים בלתי נמנעים, כוללים אלה הקשורים מיזוג, כביסה, או התחדשות, לשמור על ביצועים אנליטיים. למרבה הצער, את הצורך נהלים תפעוליים נוספים לא רק להאריך את משך הזמן הנדרש לכל ניתוח אך גם סיכונים גורם ערכי ריק גבוהה ותוצאות irreproducible. 11 לכן, אלטרנטיבה עבודה אסטרטגיה טכניקות SPE על-שבב הוא הכרחי עבור מתכת עקבות מנתח. בשנת 1993, ווטס Chehimi 12 מצאו כי יונים של מתכות יש נטייה השמירה כלפי חומרים פולימריים, וכי רוב analytes שמר ביעילות על כלורו (Cl) -containing פולימריות חומר, פולי (ויניל כלוריד) (PVC) למעט יוני נתרן. לכן, בשנת 2002, Eboatu et al. 13 עוד דווח על קיבוע של חלק מתכת רעילה מפתרונות ידי PVC. בגלל זה העלה כי Cl המכיל חומרים פולימריים הציגו תכונות עליונות עבור preconcentration אנליטי וחיסול מטריקס מלח, מכשירים מבוססי שבב עם פונקציונליות SPE Cl המכילות נחשבו אסטרטגיה אטרקטיבית לפיתוח טכניקת SPE על-שבב רומן לקביעה של עקבות יונים של מתכות. בהתחשב בתכונות החומר, כגון הקלות של זיוף, כימיים הרצוי / תכונות מכניות, ובהירות אופטי, 14,15 במחקר זה ניצל פולי (methacrylate מתיל) (PMMA) לפברק microdevice. לאחר מכן, את הפונקציונליות Cl המכילה SPE הושתלה לתוך המכשיר המפוברק לפיתוח טכניקת SPE על-שבב רומן לקביעת יוני מתכת עקבות. 16 Remarkably, ההסתמכות של מנגנון החילוץ חדשניים על אינטראקציות דיפול-יון בין moieties C-Cl אלקטרו מאוד בפנים ערוץ ואת יוני מתכת בעלי מטען חשמלי חיובי מאפשרת למנוע הצעדים שננקטו במהלך הליכי SPE על-שבב כללי, המוביל הפחתה דרמטית של מי מבני זיהום שנגרם על ידי השימוש ריאגנטים עודף או עבודה משויך לצעדים נוספים. הפרוטוקול ספק בתרומה יאפשר לחוקרי מרקעים שונים לפברק את שבב SPE בסיוע דיפול עבור עבודתם. נהלי אפיון מפורטים עבור השבב המפוברק מתוארים היטב.

<table><tbody><tr><td>AutoCAD</td><td>Autodesk</td><td>N/A</td><td>http://www.autodesk.com/education/free-software/autocad</td></tr><tr><td>Poly(methyl methacrylate) (PMMA) sheet</td><td>Kun Quan Engineering Plastics</td><td>N/A</td><td>350 mm (L) x 20 mm (W) x 2 mm (H). The glass transition temperature (Tg) of PMMA sheets is ranged from 102&amp;ndash;110 &amp;deg;C. The UV transmittance of the PMMA at 365 nm is 91.2%.</td></tr><tr><td>Micromachining system</td><td>Laser Life</td><td>LES-10</td><td>Maximum laser power: 10 W. Maximium engraving speed: 762 mm sec&lt;sup&gt;&amp;minus;1&lt;/sup&gt;.</td></tr><tr><td>High-resolution optical microscope</td><td>Ching Hsing Computer-Tech</td><td>FS-230</td><td></td></tr><tr><td>Power Image Analysis system (PIA)</td><td>Ching Hsing Computer-Tech</td><td>PIA V16.1</td><td></td></tr><tr><td>Multi drilling machines</td><td>N/A</td><td>LT-848</td><td></td></tr><tr><td>Deionized water (D. I. H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O)</td><td>Millipore</td><td>Milli-Q Integral 5 System</td><td></td></tr><tr><td>Sodium dodecyl sulfate (SDS)</td><td>J. T. Baker</td><td>4095-04</td><td></td></tr><tr><td>Ultrasound oscillator</td><td>Elma</td><td>Transsonic Digital</td><td></td></tr><tr><td>Glass board</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>160 mm (L) x 35 mm (W) x 2 mm (H); fragile</td></tr><tr><td>Binder clip</td><td>SDI</td><td>0234T-1</td><td>http://stationery.sdi.com.tw/product_detail.php?Key=322&amp;amp;cID=55&amp;amp;uID=6</td></tr><tr><td>Precision oven</td><td>Yeong Shin</td><td>DK-45</td><td></td></tr><tr><td>Poly(etheretherketone) (PEEK) tube</td><td>VICI</td><td>JR-T-6002 (0.5 mm i.d.); JR-T-6001 (0.25 mm i.d.)</td><td></td></tr><tr><td>Polymer tubing&amp;nbsp; cutter</td><td>Upchurch Scientific</td><td>A-327</td><td></td></tr><tr><td>Two-component epoxy-based adhesive</td><td>Richwang</td><td>N/A</td><td>Skin irritative. The major components are an epoxy resin and a hardener.</td></tr><tr><td>Peristaltic pump</td><td>Gilson</td><td>Minipuls 3</td><td></td></tr><tr><td>Peristaltic tube</td><td>Gilson</td><td>F117934</td><td></td></tr><tr><td>Sodium hydroxide (NaOH)</td><td>Sigma&amp;ndash;Aldrich</td><td>30620</td><td></td></tr><tr><td>Nitric acid (HNO&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)</td><td>J. T. Baker</td><td>959834</td><td></td></tr><tr><td>Acrylamide (prop-2-enamide, C&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;H&lt;sub&gt;5&lt;/sub&gt;NO)</td><td>Sigma&amp;ndash;Aldrich</td><td>A8887</td><td>Acutely toxic and carcinogenic</td></tr><tr><td>In-house-built photomask</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>The in-house-built photomask was made of a black paper (114 mm (L) &amp;times; 22 mm (W)) that contained an open window (94 mm (L) &amp;times; 2 mm (W)) allowing the desired region</td></tr><tr><td>1,1-Dichloroethylene</td><td>Sigma&amp;ndash;Aldrich</td><td>163032</td><td>Acutely toxic and carcinogenic</td></tr><tr><td>Cartridge</td><td>Dikma</td><td>ProElut AL-B&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>2,2-Azobisisobutyronitrile (AIBN, C&lt;sub&gt;8&lt;/sub&gt;H&lt;sub&gt;12&lt;/sub&gt;N&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;)</td><td>Showa Chemical&amp;nbsp;</td><td>0159-2130</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>Sigma&amp;ndash;Aldrich</td><td>32221</td><td></td></tr><tr><td>Hexanes (C&lt;sub&gt;6&lt;/sub&gt;H&lt;sub&gt;14&lt;/sub&gt;)</td><td>Millinckrodt Chemical</td><td>5189-08</td><td></td></tr><tr><td>In-house-built irradiation system</td><td>Great Lighting (UV-A lamp)</td><td>N/A</td><td>An opaque box with an UV-A lamp (40 W, maximum emission at 365 nm)</td></tr><tr><td>Glass vial</td><td>Yeong Shin</td><td>132300019</td><td>Fragile</td></tr><tr><td>Aluminum foil</td><td>Diamond</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Conical tubes with screw caps</td><td>labcon</td><td>3181-345-008 (50 mL); 3131-345-008 (15 mL)</td><td></td></tr><tr><td>Rocking shaker</td><td>TKS</td><td>RS-01</td><td></td></tr><tr><td>Contact angle meter</td><td>First Ten Angstroms</td><td>FTA 125</td><td></td></tr><tr><td>PMMA bead</td><td>Scientific Polymer Products</td><td>037A</td><td></td></tr><tr><td>Mortar and pestle, agate&amp;nbsp;</td><td>Yeong Shin</td><td>139000004</td><td>Fragile</td></tr><tr><td>Tissue culture plate</td><td>AdvanGene Life Science Plasticware</td><td>AGC-CP-24S-50EA</td><td>24-Well, non-treated, sterilized</td></tr><tr><td>Hydraulic press</td><td>Panchum</td><td>Press-200</td><td></td></tr><tr><td>Laser ablation</td><td>New Wave Research</td><td>NWR193</td><td></td></tr><tr><td>Inductively coupled plasma-mass spectrometer</td><td>Agilent Technologies</td><td>Agilent 7500a</td><td></td></tr><tr><td>Glass bottle</td><td>DURAN</td><td>21801245 (100 mL); 21801365 (250 mL)</td><td></td></tr><tr><td>Dispersive Raman spectrometer</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>Nicolet Almega XR</td><td></td></tr><tr><td>Manganese nitrate tetrahydrate (Mn(NO&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;&amp;times;4H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O)</td><td>Sigma&amp;ndash;Aldrich</td><td>63547</td><td></td></tr><tr><td>Maleic acid disodium salt hydrate (C&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;H&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;Na&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O&lt;sub&gt;5&lt;/sub&gt;)</td><td>Sigma&amp;ndash;Aldrich</td><td>M9009</td><td></td></tr><tr><td>X-ray absorption near edge structure (XANES)&amp;nbsp;</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>The Mn K-edge XANES analyses were conducted at 07A and 17C1 beamlines of the National Synchrotron Radiation Research Center (NSRRC) in Taiwan.</td></tr></tbody></table>

fabrication of a dipole-assisted solid phase extraction microchip for trace metal analysis in water samples

מאמר זה מתאר פרוטוקול ייצור עבור מיצוי שלב מוצק בסיוע דיפול (SPE) שבב המנותחת מתכת עקבות בדגימות מים. סקירה קצרה של התפתחות טכניקות SPE מבוסס שבב מסופקת. זה ואחריו מבוא לחומרים פולימריים ספציפיים ותפקידם SPE. כדי לפתח טכניקת SPE דיפול בסיוע חדשנית, כלור (Cl) המכיל פונקציונלי SPE הושתל לתוך פולי (methacrylate מתיל) שבב אלקטרוני (PMMA). בזאת, שיטות אנליטיות מגוונות כולל ניתוח זווית מגע, ניתוח ספקטרוסקופיות ראמאן, אבלציה-אינדוקטיבי ליזר בשילוב ספקטרומטריית פלזמה המונית (LA-ICP-MS) ניתוח הועסק כדי לאמת את התועלת של פרוטוקול ההשתלה של moieties C-Cl על PMMA. התוצאות האנליטית של קליטת רנטגן המבנה ליד הקצה (XANES) ניתוח גם הדגימו את ההיתכנות של PMMA Cl המכיל המשמש כמדיום חילוץ מכוח dipole-אינטראקציות יון בין moieties אלקטרו-C-Cl ביותר ואת יוני מתכת בעלי מטען חשמלי חיובי.

איור 2 מתאר את התגובה המתרחשת במהלך הליכי שינוי הערוץ של שבב PMMA. לתקשר ניתוח זווית שמש לעקוב אחר שינויי השטח במהלך ההליכים המוצעים. מערכת LA-ICP-MS ו ספקטרומטר ראמאן נפיץ הועסקו כדי לאמת את השינוי המוצלח של C-Cl moieties היווצרות על פני מצע PMMA (איור 3 (א), (ב)). תגובת SPE דיפול בסיוע המוצעת התאפיינה ניתוח XANES (איור 4). <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/53500/53500fig1.jpg" /> איור 1. שבב PMMA. (א) תמונת המצב של תבנית הקובץ עבור השבב המפוברק. (ב) פריסה של שבב מפוברק: S, E, A ו- B מייצגים את יציאות מבוא למדגם, eluent, ו bufפתרונות fer, בהתאמה; O מייצגת את השקע. העיגול השחור מייצג את חור גישת קדח לכל. הערוצים המשמשים תחילת אספקת פתרונות מדגם חיץ הן יצרו זווית של 30 מעלות עם ערוץ החילוץ. אורכו של ערוץ מיצוי יעיל, אשר מודד את המרחק מנקודת ההתכנסות של תזרימי של הפתרונות מדגם חיץ לשקע ומחוברות, היה 94 מ&quot;מ. (ג) תצלום של חתך של צלחת במכונה. לשכפל מ Ref. 16 על ידי רשות של האגודה המלכותית לכימיה. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/53500/53500fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/53500/53500fig2.jpg" /> Scheme איור 2. שינוי הערוץ עבור שבב PMMA. Photogr ההבלעהaphs להראות זווית המגע המתאימה המוצר המתקבל ברצף. זווית המגע נקבעה באמצעות דימוי של טיפת מים. הממוצע של שלוש מדידות חוזרות שמש לקביעת זוויות מגע דיווח בכל מקרה. לשכפל מ Ref. 16 על ידי רשות של האגודה המלכותית לכימיה. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/53500/53500fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/53500/53500fig3.jpg" /> אימות Surface איור 3. שינוי PMMA. (א) אותות Cl מתקבל על ידי ablating הן PMMA ו PMMA שונה עם moieties C-Cl. ההבלעה מציגה את עמדות אבלציה המתאים לכל אחד אות קבלה. (ב) ספקטרום ראמאן של יליד שונה PMMA. לשכפל מ Ref. 16 ברשותהאגודה המלכותית לכימיה. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/53500/53500fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/53500/53500fig4.jpg" /> איור 4. Mn K-קצה XANES ספקטרום של PMMA PMMA ו השונה השונה שטופל יוני Mn 2+. ספקטרה המהונדס PMMA הוצג קו אדום. האינטראקציות בין moieties C-Cl אלקטרו ביותר של PMMA השונה ואת יוני Mn 2+ הראה את ספקטרום הקליטה הוצגו קו כחול. לשכפל מ Ref. 16 על ידי רשות של האגודה המלכותית לכימיה. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/53500/53500fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Fabrication of a Dipole-assisted Solid Phase Extraction Microchip for Trace Metal Analysis in Water Samples at JoVE.com

Fabrication of a Dipole-assisted Solid Phase Extraction Microchip for Trace Metal Analysis in Water Samples

The fabrication protocol of a dipole-assisted solid phase extraction microchip for the trace metal analysis is presented.

המצאה של Microchip הפקת דיפול בסיוע שלב מוצק עבור ניתוח מתכת עקבות בדגימות מים

This paper describes a fabrication protocol for a dipole-assisted solid phase extraction (SPE) microchip available for trace metal analysis in water ...

fabrication-dipole-assisted-solid-phase-extraction-microchip-for

Universidad de Cartagena UDEC

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Physics

Bioengineering

Unit 1

Electric Charges and Fields

SCIENTISTS IN ACTION

8.6K Views.  National Tsing Hua University. The fabrication protocol of a dipole-assisted solid phase extraction microchip for the trace metal analysis is presented.

Video: Fabrication of a Dipole-assisted Solid Phase Extraction Microchip for Trace Metal Analysis in Water Samples

A Simple Method for Automated Solid Phase Extraction of Water Samples for Immunological Analysis of Small Pollutants

A new method for solid phase extraction (SPE) of environmental water samples is proposed. The developed prototype is cost-efficient and user friendly, and enables to perform rapid, automated and simple SPE. The pre-concentrated solution is compatible with analysis by immunoassay, with a low organic solvent content. A method is described for the extraction and pre-concentration of natural hormone 17&#946;-estradiol in 100 ml water samples. Reverse phase SPE is performed with octadecyl-silica sorbent and elution is done with 200 &#181;l of methanol 50% v/v. Eluent is diluted by adding di-water to lower the amount of methanol. After preparing manually the SPE column, the overall procedure is performed automatically within 1 hr. At the end of the process, estradiol concentration is measured by using a commercial enzyme-linked immune-sorbent assay (ELISA). 100-fold pre-concentration is achieved and the methanol content in only 10% v/v. Full recoveries of the molecule are achieved with 1 ng/L spiked de-ionized and synthetic sea water samples.

A protocol for the extraction and pre-concentration of estradiol from water samples by using an automated and miniaturized system is presented.

שיטה פשוטה למיצוי שלב המוצק האוטומטי של דגימות מים לניתוח החיסוני של מזהמים קטנים

A new method for solid phase extraction (SPE) of environmental water samples is proposed. The developed prototype is cost-efficient and user friendly, and ...

Environment

Clean Sampling and Analysis of River and Estuarine Waters for Trace Metal Studies

Most of the trace metal concentrations in ambient waters obtained a few decades ago have been considered unreliable owing to the lack of contamination control. Developments of some techniques aiming to reduce trace metal contamination in the last couple of decades have resulted in concentrations reported now being orders of magnitude lower than those in the past. These low concentrations often necessitate preconcentration of water samples prior to instrumental analysis of samples. Since contamination can appear in all phases of trace metal analyses, including sample collection (and during preparation of sampling containers), storage and handling, pretreatments, and instrumental analysis, specific care needs to be taken in order to reduce contamination levels at all steps. The effort to develop and utilize "clean techniques" in trace metal studies allows scientists to investigate trace metal distributions and chemical and biological behavior in greater details. This advancement also provides the required accuracy and precision of trace metal data allowing for environmental conditions to be related to trace metal concentrations in aquatic environments.
This protocol that is presented here details needed materials for sample preparation, sample collection, sample pretreatment including preconcentration, and instrumental analysis. By reducing contamination throughout all phases mentioned above for trace metal analysis, much lower detection limits and thus accuracy can be achieved. The effectiveness of "clean techniques" is further demonstrated using low field blanks and good recoveries for standard reference material. The data quality that can be obtained thus enables the assessment of trace metal distributions and their relationships to environmental parameters.

Special care using "clean techniques" is required to properly collect and process water samples for trace metal studies in aquatic environments. A protocol for sampling, processing, and analytical procedures with the aim of obtaining reliable environmental monitoring data and results with high sensitivity for detailed trace metal studies is presented.

נקי דיגום ואנליזה של נהר ושפכי הנהרות ווטרס ללימודי מתכת עקבות

Most of the trace metal concentrations in ambient waters obtained a few decades ago have been considered unreliable owing to the lack of contamination ...

Fabrication of the Thermoplastic Microfluidic Channels

In our lab, we have successfully isolated nucleic acids directly from microliter and submicroliter volumes of human blood, urine and stool using polymer/nanoparticle composite microscale lysis and solid phase extraction columns. The recovered samples are concentrated, small volume samples that are PCRable, without any additional cleanup. Here, we demonstrate how to fabricate thermoplastic microfluidic chips using hot embossing and heat sealing. Then, we demonstrate how to use in situ light directed surface grafting and polymerization through the sealed chip to form the composite solid phase columns. We demonstrate grafting and polymerization of a carbon nanotube/polymer composite column for bacterial cell lysis. We then show the lysis process followed by solid phase extraction of nucleic acids from the sample on chip using a silica/polymer composite column. The attached protocols contain detailed instructions on how to make both lysis and solid phase extraction columns.

Here we demonstrate how to fabricate thermoplastic microfluidic chips using hot embossing and heat sealing. Then we demonstrate how to use in situ light directed surface grafting and polymerization through the sealed chip to form the composite solid phase columns.

ייצור של ערוצים Microfluidic תרמופלסטיים

In our lab, we have successfully isolated nucleic acids directly from microliter and submicroliter volumes of human blood, urine and stool using ...

Biology

Proofreading and DNA Repair Assay Using Single Nucleotide Extension and MALDI-TOF Mass Spectrometry Analysis

The maintenance of the genome and its faithful replication is paramount for conserving genetic information. To assess high fidelity replication, we have developed a simple non-labeled and non-radio-isotopic method using a matrix-assisted laser desorption ionization with time-of-flight (MALDI-TOF) mass spectrometry (MS) analysis for a proofreading study. Here, a DNA polymerase [e.g., the Klenow fragment (KF) of Escherichia coli DNA polymerase I (pol I) in this study] in the presence of all four dideoxyribonucleotide triphosphates is used to process a mismatched primer-template duplex. The mismatched primer is then proofread/extended and subjected to MALDI-TOF MS. The products are distinguished by the mass change of the primer down to single nucleotide variations. Importantly, a proofreading can also be determined for internal single mismatches, albeit at different efficiencies. Mismatches located at 2-4-nucleotides (nt) from the 3' end were efficiently proofread by pol I, and a mismatch at 5 nt from the primer terminus showed only a partial correction. No proofreading occurred for internal mismatches located at 6 - 9 nt from the primer 3' end. This method can also be applied to DNA repair assays (e.g., assessing a base-lesion repair of substrates for the endo V repair pathway). Primers containing 3' penultimate deoxyinosine (dI) lesions could be corrected by pol I. Indeed, penultimate T-I, G-I, and A-I substrates had their last 2 dI-containing nucleotides excised by pol I before adding a correct ddN 5'-monophosphate (ddNMP) while penultimate C-I mismatches were tolerated by pol I, allowing the primer to be extended without repair, demonstrating the sensitivity and resolution of the MS assay to measure DNA repair.

A non-labeled, non-radio-isotopic method for DNA polymerase proofreading and a DNA repair assay was developed by using high-resolution MALDI-TOF mass spectrometry and a single nucleotide extension strategy. The assay proved to be very specific, simple, rapid, and easy to perform for proofreading and repair patches shorter than 9-nucleotides.

הגהה ואת וזמינותו תיקון ה-DNA באמצעות ניתוח ספקטרומטר מסה MALDI-TOF והסיומת נוקלאוטיד יחיד

The maintenance of the genome and its faithful replication is paramount for conserving genetic information. To assess high fidelity replication, we have ...

Biochemistry

A Microfluidic Chip for the Versatile Chemical Analysis of Single Cells

We present a microfluidic device that enables the quantitative determination of intracellular biomolecules in multiple single cells in parallel. For this purpose, the cells are passively trapped in the middle of a microchamber. Upon activation of the control layer, the cell is isolated from the surrounding volume in a small chamber. The surrounding volume can then be exchanged without affecting the isolated cell. However, upon short opening and closing of the chamber, the solution in the chamber can be replaced within a few hundred milliseconds. Due to the reversibility of the chambers, the cells can be exposed to different solutions sequentially in a highly controllable fashion, e.g. for incubation, washing, and finally, cell lysis. The tightly sealed microchambers enable the retention of the lysate, minimize and control the dilution after cell lysis. Since lysis and analysis occur at the same location, high sensitivity is retained because no further dilution or loss of the analytes occurs during transport. The microchamber design therefore enables the reliable and reproducible analysis of very small copy numbers of intracellular molecules (attomoles, zeptomoles) released from individual cells. Furthermore, many microchambers can be arranged in an array format, allowing the analysis of many cells at once, given that suitable optical instruments are used for monitoring. We have already used the platform for proof-of-concept studies to analyze intracellular proteins, enzymes, cofactors and second messengers in either relative or absolute quantifiable manner.

In this article we present a microfluidic chip for single cell analysis. It allows the quantification of intracellular proteins, enzymes, cofactors, and second messengers by means of fluorescent assays or immunoassays.&#160;

שבב microfluidic לניתוח הכימי תכליתי של תאים בודדים

We present a microfluidic device that enables the quantitative determination of intracellular biomolecules in multiple single cells in parallel. For this ...

A Microfluidic-based Electrochemical Biochip for Label-free DNA Hybridization Analysis

Miniaturization of analytical benchtop procedures into the micro-scale provides significant advantages in regards to reaction time, cost, and integration of pre-processing steps. Utilizing these devices towards the analysis of DNA hybridization events is important because it offers a technology for real time assessment of biomarkers at the point-of-care for various diseases. However, when the device footprint decreases the dominance of various physical phenomena increases. These phenomena influence the fabrication precision and operation reliability of the device. Therefore, there is a great need to accurately fabricate and operate these devices in a reproducible manner in order to improve the overall performance. Here, we describe the protocols and the methods used for the fabrication and the operation of a microfluidic-based electrochemical biochip for accurate analysis of DNA hybridization events. The biochip is composed of two parts: a microfluidic chip with three parallel micro-channels made of polydimethylsiloxane (PDMS), and a 3 x 3 arrayed electrochemical micro-chip. The DNA hybridization events are detected using electrochemical impedance spectroscopy (EIS) analysis. The EIS analysis enables monitoring variations of the properties of the electrochemical system that are dominant at these length scales. With the ability to monitor changes of both charge transfer and diffusional resistance with the biosensor, we demonstrate the selectivity to complementary ssDNA targets, a calculated detection limit of 3.8 nM, and a 13% cross-reactivity with other non-complementary ssDNA following 20 min&#160;of incubation. This methodology can improve the performance of miniaturized devices by elucidating on the behavior of diffusion at the micro-scale regime and by enabling the study of DNA hybridization events.

We present a microfluidic-based electrochemical biochip for DNA hybridization detection. Following ssDNA probe functionalization, the specificity, sensitivity, and detection limit are studied with complementary and non-complementary ssDNA targets. Results illustrate the influence of the DNA hybridization events on the electrochemical system, with a detection limit of 3.8 nM.

Biochip אלקטרוכימי מבוסס Microfluidic לניתוח הכלאה DNA ללא תווית

Miniaturization of analytical benchtop procedures into the micro-scale provides significant advantages in regards to reaction time, cost, and integration ...

A Microfluidic Chip for ICPMS Sample Introduction

This protocol discusses the fabrication and usage of a disposable low cost microfluidic chip as sample introduction system for inductively coupled plasma mass spectrometry (ICPMS). The chip produces monodisperse aqueous sample droplets in perfluorohexane (PFH). Size and frequency of the aqueous droplets can be varied in the range of 40 to 60 &#181;m and from 90 to 7,000&#160;Hz, respectively. The droplets are ejected from the chip with a second flow of PFH and remain intact during the ejection. A custom-built desolvation system removes the PFH and transports the droplets into the ICPMS. Here, very stable signals with a narrow intensity distribution can be measured, showing the monodispersity of the droplets. We show that the introduction system can be used to quantitatively determine iron in single bovine red blood cells. In the future, the capabilities of the introduction device can easily be extended by the integration of additional microfluidic modules.

We present a discrete droplet sample introduction system for inductively coupled plasma mass spectrometry (ICPMS). It is based on a cheap and disposable microfluidic chip that generates highly monodisperse droplets in a size range of 40&#8722;60 &#181;m at frequencies from 90 to 7,000 Hz.

שבב microfluidic למבוא לדוגמא ICPMS

This protocol discusses the fabrication and usage of a disposable low cost microfluidic chip as sample introduction system for inductively coupled plasma ...

A Microfluidic Platform for Precision Small-volume Sample Processing and Its Use to Size Separate Biological Particles with an Acoustic Microdevice

A major advantage of microfluidic devices is the ability to manipulate small sample volumes, thus reducing reagent waste and preserving precious sample. However, to achieve robust sample manipulation it is necessary to address device integration with the macroscale environment. To realize repeatable, sensitive particle separation with microfluidic devices, this protocol presents a complete automated and integrated microfluidic platform that enables precise processing of 0.15&#8211;1.5 ml samples using microfluidic devices. Important aspects of this system include modular device layout and robust fixtures resulting in reliable and flexible world to chip connections, and fully-automated fluid handling which accomplishes closed-loop sample collection, system cleaning and priming steps to ensure repeatable operation. Different microfluidic devices can be used interchangeably with this architecture. Here we incorporate an acoustofluidic device, detail its characterization, performance optimization, and demonstrate its use for size-separation of biological samples. By using real-time feedback during separation experiments, sample collection is optimized to conserve and concentrate sample. Although requiring the integration of multiple pieces of equipment, advantages of this architecture include the ability to process unknown samples with no additional system optimization, ease of device replacement, and precise, robust sample processing.

This protocol describes a system architecture for performing automated small volume (0.15&#8211;1.5 ml) particle separations using a microfluidic device, and discusses methods to optimize acoustofluidic device performance and operation.

פלטפורמת microfluidic לעיבוד מדגם Precision הקטן-נפח ושימוש בו לגודל חלקיקים הביולוגיים נפרדים עם Microdevice אקוסטי

A major advantage of microfluidic devices is the ability to manipulate small sample volumes, thus reducing reagent waste and preserving precious sample. ...

Fast Enzymatic Processing of Proteins for MS Detection with a Flow-through Microreactor

The vast majority of mass spectrometry (MS)-based protein analysis methods involve an enzymatic digestion step prior to detection, typically with trypsin. This step is necessary for the generation of small molecular weight peptides, generally with MW &#60; 3,000-4,000 Da, that fall within the effective scan range of mass spectrometry instrumentation. Conventional protocols involve O/N enzymatic digestion at 37 &#186;C. Recent advances have led to the development of a variety of strategies, typically involving the use of a microreactor with immobilized enzymes or of a range of complementary physical processes that reduce the time necessary for proteolytic digestion to a few minutes (e.g., microwave or high-pressure). In this work, we describe a simple and cost-effective approach that can be implemented in any laboratory for achieving fast enzymatic digestion of a protein. The protein (or protein mixture) is adsorbed on C18-bonded reversed-phase high performance liquid chromatography (HPLC) silica particles preloaded in a capillary column, and trypsin in aqueous buffer is infused over the particles for a short period of time. To enable on-line MS detection, the tryptic peptides are eluted with a solvent system with increased organic content directly in the MS ion source. This approach avoids the use of high-priced immobilized enzyme particles and does not necessitate any aid for completing the process. Protein digestion and complete sample analysis can be accomplished in less than ~3 min and ~30 min, respectively.

A quick protocol for proteolytic digestion with an in-house built flow-through tryptic microreactor coupled to an electrospray ionization (ESI) mass spectrometer is presented. The fabrication of the microreactor, the experimental setup and the data acquisition process are described.

עיבוד אנזימתי תענית חלבונים עבור איתור MS עם microreactor זרימה דרך

The vast majority of mass spectrometry (MS)-based protein analysis methods involve an enzymatic digestion step prior to detection, typically with trypsin. ...

Quantification of Metal Leaching in Immobilized Metal Affinity Chromatography

Contamination of enzymes with metals leached from immobilized metal affinity chromatography (IMAC) columns poses a major concern for enzymologists, as many of the common di-and trivalent cations used in IMAC resins have an inhibitory effect on enzymes. However, the extent of metal leaching and the impact of various eluting and reducing reagents are poorly understood in large part due to the absence of simple and practical transition metal quantification protocols that use equipment typically available in biochemistry labs. To address this problem, we have developed a protocol to quickly quantify the amount of metal contamination in samples prepared using IMAC as a purification step. The method uses hydroxynaphthol blue (HNB) as a colorimetric indicator for metal cation content in a sample solution and UV-Vis spectroscopy as a means to quantify the amount of metal present, into the nanomolar range, based on the change in the HNB spectrum at 647 nm. While metal content in a solution has historically been determined using atomic absorption spectroscopy or inductively coupled plasma techniques, these methods require specialized equipment and training outside the scope of a typical biochemistry laboratory. The method proposed here provides a simple and fast way for biochemists to determine the metal content of samples using existing equipment and knowledge without sacrificing accuracy.

We present an assay for easy quantification of metals introduced to samples prepared using immobilized metal affinity chromatography. The method uses hydroxynaphthol blue as the colorimetric metal indicator and a UV-Vis spectrophotometer as the detector.

קוונפיקציה של מתכת Leaching ב קיבוע מתכת זיקה כרומטוגרפיה

Contamination of enzymes with metals leached from immobilized metal affinity chromatography (IMAC) columns poses a major concern for enzymologists, as ...