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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Bestimmen eines Zeta-Poptentials, das zwischen einer Kanalwand
und einer Lösung
erzeugt wird.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Wenn
ein Glasmikrokanal oder eine Kapillare mit einer Elektrolytlösung gefüllt wird,
wird eine elektrische Doppelschicht an einer Grenzfläche zwischen einer
flüssigen
Phase und einer festen Phase erzeugt. Wenn ein elektrisches Feld
tangential an die elektrische Doppelschicht angelegt wird, wird
eine elektrische Kraft auf die Überschussgegenionen
in der elektrischen Doppelschicht ausgeübt, und somit wird ein elektroosmotischer
Fluss bzw. Strömung
erzeugt. Der elektroosmotische Fluss wird als eine wichtige Antriebskraft
in miniaturisierten Analysechips eingesetzt, etwa in einem „Labor
auf einem Chip" (LOC).
Wenn es keinen Druckgradienten zwischen beiden Enden eines Kanals
gibt, wird die Debye-Huckel-Theorie
angewendet, und wenn die elektrische Doppelschicht wesentlich kleiner
ist als die praktische Länge
des Kanals, ist die Rate des elektroosmotischen Flusses (u) durch
die Helmholtz-Smoluchowski-Gleichung gemäß Gleichung 1 repräsentiert: u = –(εζE)/μ, Gleichung 1wobei ε die dielektrische
Konstante einer Elektrolytlösung, ζ das Zeta-Potential
der Elektrolytlösung
und des Kanals, μ die
Viskosität
der Elektrolytlösung
und E das elektrische Feld ist. Die dielektrische Konstante und
die Viskosität
der Elektrolytlösung,
die Werte physikalischer Eigenschaften der Elektrolytlösung sind,
sind in Bezug auf das elektrische Feld als konstante Werte vorgegeben.
In dieser Hinsicht kann, vorausgesetzt, dass das Zeta-Potential festgelegt
ist, die Rate der elektroosmotischen Strömung in einem Kanal aus einer
linearen Abhängigkeit
zwischen der Rate der elektroosmotischen Strömung und dem externen elektrischen
Feld ermittelt werden. Die Rate der elektroosmotischen Strömung dient
als die grundlegendste Angabe für
die Fluidsteuerung, etwa die Fluidspearation und Fluidwanderung
auf dem LOC.
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Konventioneller
Weise wird das Zeta-Potential von Proteinteilchen oder Teilchen,
die in dem Dispersionssystem verstreut sind, im Wesentlichen bestimmt,
indem die Beweglichkeit der Teilchen gemessen wird. Um jedoch die
elektroosmotische Strömung als
eine Antriebskraft in miniaturisierten Analysechips in allgemeiner
Weise zu verwenden, ist die Bestimmung des Zeta-Potentials, das
zwischen einer Elektrolytlösung
in einer Kanalwand erzeugt wird, erforderlich, anstatt das Zeta-Potential
von Teilchen zu bestimmen. Verfahren zum Bestimmen des Zeta-Poentials
an einer Grenzfläche
zwischen einem Festkörper
und einer Lösung
sind im Stand der Technik bekannt.
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Beispielsweise
beschreibt das US-Patent 6,051,124 ein Verfahren zum Bestimmen eines
Zeta-Potentials unter Anwendung eines reflektierten Laserstrahls.
Jedoch wird ein Festkörper
dort nicht erwähnt.
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Ferner
wird ein Verfahren zum Verfolgen eines Teilchen in konventionellen
Fluidströmungsexperimenten
häufig
eingesetzt. Als Ergebnis der Beobachtung von markierten Teilchen,
die in einem Fluid für
eine vorgegebene Zeitdauer eingespeist sind, kann eine gerade Teilchenbahn
sichtbar gemacht werden. Da die Verschiebung von markierten Teilchen
für eine
vorbestimmte Zeitdauer gegeben ist, kann die Strömungsrate berechnet werden.
Daher kann ein Zeta-Potential unter Anwendung der Gleichung 1 bestimmt
werden. Jedoch müssen
Markierungsteilchen zu einem gewissen Anteil in einem das Zeta-Potential
bestimmenden Kanal eingebracht werden, um die Bestimmung des Zeta-Potentials
zu ermöglichen.
Wenn ferner die markierten Teilchen elektrisch geladen sind, muss
eine elektrophoretische Beweglichkeit auf Grund der geladenen Teilchen
berücksichtigt
werden. Da des weiteren die Wandfläche des zuvor verwendeten Kanals
durch die markierten Teilchen kontaminiert sein kann, ist es schwierig,
den Kanal für
weitere Experimente erneut zu verwenden.
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Ein
Zeta-Potential kann auch mittels eines Stromüberwachungsverfahrens auf der
Grundlage des folgenden Prinzips bestimmt werden (,Anal. Chem. 1988,
60, 1837–1838).
Wenn ein Kapillarkanal mit Elektrolyten mit unterschiedlichen Konzentrationen
gefüllt
ist und eine Spannung an beiden Enden des Kanals angelegt wird,
wird der elektrische Strom auf Grund einer zeitlichen Änderung
der Elektrolytkonzentration kleiner oder größer. Wenn der Abstand zwischen
beiden Enden des Kanals vorgegeben ist und die Zeit, bis keine Stromänderung
mehr auftritt, gemessen wird, kann die Rate der elektroosmotischen
Strömung
berechnet werden. Somit kann das Zeta-Potential gemäß Gleichung
1 ermittelt werden. Auf Grund des einfachen Experimentaufbaus wird dieses
Verfahren zum Bestimmen des Zeta-Potentials
häufig
eingesetzt.
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Die
Bestimmung eines Zeta-Potentials mittels eines Strömungspotentialverfahrens
beruht auf dem folgenden Prinzip (Journal für Kolloide und Grenzflächenwissenschaften
226, 328–339,
2000). Wenn ein Druckgradient an beiden Enden eines die Elektroosmose
bestimmenden Kanals hervorgerufen wird, werden Ionen einer elektrischen
Doppelschicht an der Wand des Kanals verschoben, wodurch eine elektrische
Potentialdifferenz zwischen beiden Enden des Kanals hervorgerufen
wird. Wenn ein Gleichgewichtszustand erreicht ist, wird ein konstantes elektrisches
Potential aufrecht erhalten. Diese elektrische Potentialdifferenz
wird als Strömungspotential bezeichnet.
Um das Zeta-Potential unter Anwenden des Strömungspotentials zu bestimmen,
sind Daten, etwa die Elektroleitfähigkeit und die Druckdifferenz erforderlich.
Insbesondere ist eine Regressionsanalyse unter Anwendung mehrerer
Datensätze,
die durch Variieren der Länge
des Kanals erhalten werden, erforderlich. Aus diesem Grunde ist
ein derartiges Strömungspotentialverfahren
relativ genau, im Gegensatz zu dem Teilchenverfolgungsverfahren und
dem Stromüberwachungsverfahren.
Da jedoch, wie zuvor erwähnt
ist, mehrere Datensätze
für die Regressionsanalyse
durch vorhergehende Experimente ermittelt werden müssen, ist
das Strömungspotentialverfahren
nicht für
eine schnelle Messung geeignet. Ferner sind mehr Experimente an
den beiden Enden des Kanals im Vergleich zu den zuvor beschriebenen
zwei Verfahren erforderlich.
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Überblick über die
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Bestimmung eines
Zeta-Potentials ohne Verwendung von markierten Teilchen bereit.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ferner eine Vorrichtung zum Bestimmen
eines Zeta-Potentials bereit,
das zwischen einer Festkörperwand
und einer Lösung
erzeugt wird, ohne dass markierte Teilchen erforderlich sind.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bestimmen
eines Zeta-Potentials bereitgestellt, das zwischen einer Kanalwand
und einem Fluid erzeugt wird, wobei das Verfahren umfasst: (a) Einspritzen
einer Elektrolytlösung
in einen ersten Einlass eines T-Kanals, der mit einer ersten und
einer zweiten Einlasselektrode sowie einer geer denten Auslasselektrode
versehen ist, und Einspritzen einer gemischten Lösung aus der Elektrolytlösung und
einem fluoreszenten Farbstoff in einen zweiten Einlass des T-Kanals
und Beibehalten eines Gleichgewichtszustands der beiden Lösungen; (b)
Anlegen eines gerichteten elektrischen Feldes bzw. eines elektrischen
Gleichstromfeldes von der ersten und der zweiten Elektrode zu der
Auslasselektrode, um eine Grenzfläche zwischen der Elektrolytlösung und
der gemischten Lösung
zu bilden; (c) Anlegen eines elektrischen Wechselfeldes zwischen
einer der zwei Einlasselektroden und der Auslasselektrode, um die
Grenzfläche
in Schwingung zu versetzen; und (d) Messen einer Amplitude einer
Schwingung der Grenzfläche
und Bestimmen des Zeta-Potentials aus der standardmäßigen Abhängigkeit
zwischen dem Zeta-Potential und der Amplitude.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung
zum Bestimmen eines Zeta-Potentials bereit gestellt, das zwischen
einer Kanalwand und einem Fluid hervorgerufen wird, wobei die Vorrichtung
umfasst: (a) einen T-Kanal mit einem ersten und einem zweiten Einlass und
einem Auslass; (b) eine erste und eine zweite Einlasselektrode und
eine Auslasselektrode, die entsprechend an dem ersten Einlass und
an dem zweiten Einlass bzw. an dem Auslass angebracht sind; (c) eine
Einrichtung zum Anlegen eines elektrischen Feldes zwischen der ersten
Einlasselektrode und der Auslasselektrode und zwischen der zweiten
Einlasselektrode und der Auslasselektrode; (d) zwei Reservoire,
wovon eines mit dem ersten Einlass verbunden ist, um eine Elektrolytlösung bereitzustellen,
wobei das andere mit dem zweiten Einlass verbunden ist, um eine
gemischte Lösung
aus der Elektrolytlösung und
einem fluoreszierten Farbstoff einzuspeisen; und (e) eine Einrichtung
zum Messen einer Amplitude einer Schwingung einer Grenzfläche zwischen
der Elektrolytlösung
und der gemischten Lösung.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
vorhergehenden und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung gehen deutlicher aus der Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen hervor, in denen:
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1 eine
Ansicht eines Beispiels einer Signalform einer Grenzfläche zwischen
zwei Lösungen in
einem T-Kanal gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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2a bis 2c Ansichten
von Signalformen an der Grenzfläche
sind, die sich gemäß einem Wechselstromfeld ändert; und
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3 ein
Graph ist, der die Abhängigkeit zwischen
dem Zeta-Potential einer Kanalwand und der Amplitude der Schwingung
der Grenzfläche zeigt;
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4a eine
Ansicht ist, die aufeinanderfolgende Bilder einer 1 mM NaCl-Lösung zeigt,
die bei 1 Hz in dem T-Kanal gemäß der vorliegenden
Erfindung schwingt, und
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4b ein
Diagramm der Fluoreszenzintensität
in Abhängigkeit
des Ortes der 1 mM NaCl-Lösung ist,
die bei 1 Hz in dem T-Kanal gemäß der vorliegenden
Erfindung schwingt.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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In
einem Bestimmungsverfahren für
ein Zeta-Potential gemäß der vorliegenden
Erfindung kann die Amplitude der Schwingung einer Grenzfläche zwischen
einem T-Kanal und einer Lösung
beispielsweise mittels eines Fluoreszenzmikroskops gemessen werden.
Ein gleichgerichtetes elektrisches Feld bzw. ein elektrisches Gleichstromfeld
(DC) kann entsprechend der Länge
und den physikalischen Eigenschaften des Kanals variieren, liegt
aber vorzugsweise im Bereich von 100 bis 2000 Volt/cm. Die Größe (ε) des elektrischen
Wechselfeldes (AC), das von einer der zwei Einlasselektroden zu
einer geerdeten Auslasselektrode erzeugt wird, kann abhängig von der
Breite des Kanals variieren. Obwohl eine größere Amplitude im Hinblick
auf eine einfache Amplitudenmessung vorteilhaft ist, ist eine Amplitudenmessung dennoch
unmöglich,
wenn die Amplitude größer als die
Breite des Kanals ist. Wenn die Breite eines Einlasses, eines Auslasses
und eines Kanalbereichs gleich sind, ungefähr 100 μm, ist eine Größe des elektrischen
Wechselfeldes (ε)
von 0,3 dl oder weniger vorteilhaft, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Frequenz
(f) des elektrischen Wechselfeldes bzw. AC-Feldes kann in geeigneter
Weise entsprechend einer Bildmessgeschwindigkeit einer Amplitudenmesseinrichtung,
beispielsweise einer CCD-Kamera eingestellt werden. Vorzugsweise
liegt die Frequenz (f) im Bereich von 1 bis 10 Hz. Der in der vorliegenden
Erfindung verwendete Kanal umfasst zwei Einlässe und einen Auslass. Die
Größe und die
Form des Kanals sind nicht in besonderer Weise beschränkt und
können
entsprechend der Kanalwand für
die Amplitudenmessung und der Elektrolytlösung variieren. Beispielsweise
kann der Kanal in Form einer rechteckigen Säule mit einer Breite von 1 bis 1000 μm und einer
Höhe von
1 bis 5000 μm
vorgesehen sein. Die Wand des Kanals kann aus Quartz, Glas, Si,
SiO2, PDMS oder PMMA hergestellt sein. Ferner
können
andere Kunststoffmaterialien verwendet werden. Die Flussrate oder
die Strömungsrate der
Elektrolytlösung
und der gemischten Lösung
können
in Abhängigkeit
des angelegten elektrischen Wechselfeldes und des Zeta-Poptentials
variieren, vorzugsweise in einem Bereich von 100 bis 1000 μm/s. Die
Elektrolystlösung
kann eine konventionelle Elektrolytlösung, etwa eine NaCl-Lösung sein.
Der fluoreszente Farbstoff kann ebenso ein konventioneller fluoreszenter
Farbstoff, etwa Rhodamin und FITC sein.
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Vorzugsweise
ist die Amplitudenmesseinrichtung ein Fluoreszenzmikroskop. Im Weiteren
wird die vorliegende Erfindung detaillierter in Bezug auf 1 beschrieben,
in der eine beispielhafte Signalform der Grenzfläche zwischen dem T-Kanal und
der Lösung
gezeigt ist, wobei die Erfindung nicht darauf eingeschränkt ist.
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Zunächst wird
eine Elektrolytlösung
in einem der beiden Einlässe 2 und 4 (beispielsweise
den Einlass 4) eingeführt
und eine gemischte Lösung
aus einem fluoreszenten Farbstoff und aus der Elektrolytlösung wird
in den anderen Einlass (beispielsweise den Einlass 2) eingeführt. Die
eingespritzte Elektrolytlösung
und die gemischte Lösung
strömen
in Richtung eines Auslasses 6 durch einen Kanalbereich,
in welchem die beiden Lösungen
gemischt sind (was im Weiteren auch als „gemischter Kanal" bezeichnet wird).
Die Strömung
der beiden Lösungen
geht weiter bis ein Gleichgewichtszustand erreicht ist, der durch einen
fehlenden Druckgradienten über
den gesamten Abschnitt des Kanals gekennzeichnet ist. Wenn ein Gleichgewichtszustand
der beiden Lösungen
erreicht ist, wird die gleiche Gleichspannung bzw. die DC-Spannung
(V0) von den zwei Einlässen zu dem Auslass angelegt.
Zu dieser Zeit tritt eine Grenzfläche zwischen den beiden Lösungen in
dem gemischten Kanal auf. Da ferner die Rate einer elektroosmotischen
Strömung
sehr gering ist und die Größe des Kanals
sehr klein ist, strömen
die Lösungen
mit einer sehr kleinen Reynold-Zahl. Als Folge davon entsprechen
die Fluideigenschaften einem Gebiet, in welchem die Stokes-Zahl ungefähr Null
ist. Die Grenzfläche
in dem gemischten Kanal ist sehr ausgeprägt und besitzt eine sehr geringe
Breite, obwohl sie mehr und weniger ausgeprägt ist entsprechend dem Diffusionskoeffizienten
der Elektrolytlösung.
Daher ist es sehr einfach, die Amplitude der Schwingung der Grenzfläche zu messen.
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Als
nächstes
wird, um die Grenzflächen
in Schwingung zu versetzen, eine Wechselspannung bzw. eine AC-Spannung
mit einem konstanten ε und f
zwischen einem Einlass 2 zu dem Auslass angelegt. Hierbei
bezeichnet ε die
Größe einer
Wechselspannung und liegt im Bereich von 0 bis 1 Volt und f bezeichnet
die Frequenz der Wechselspannung. Die Signalform einer Grenzfläche zwischen
den beiden Lösungen
steht in engem Zusammenhang mit ε und
f. In diesem Falle wird die Spannung des Kanalbereichs, an dem die
Wechselspannung angelegt wird, ausgedrückt als V = V0(1
+ ε sin(360ft)).
Gemäß 1 tritt
die Grenzfläche 8 zwischen
den beiden Lösungen
in unterscheidbarer Form hervor. Der in 1 verwendete
Kanal ist ein rechteckiger säulenförmiger Kanal
mit einer Breite von 100 μm
und einer Höhe
von 50 μm
und ε und
f betragen entsprechend 0,3 bzw. 1 Hz.
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Im
Weiteren wird die vorliegende Erfindung detaillierter durch Beispiele
beschrieben. Die folgenden Beispiele sind lediglich für Anschauungszwecke vorgesehen
und sollen die vorliegende Erfindung nicht beschränken.
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Beispiel
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Es
wurde eine Simulation unter Anwendung eines T-Kanals mit einer Größe und einer
Form, wie sie in 1 gezeigt sind, durchgeführt.
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Beispiel 1
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In
dieser Simulation wurde ein rechteckiger säulenförmiger T-Kanal mit einer Gesamtlänge des ersten
und des zweiten Einlasskanals von 800 μm, einer Länge des gemischten Kanals von
900 μm,
einer Breite jedes Kanals von 100 μm und einer Höhe jedes
Kanals von 50 μm
verwendet. Der Auslass des gemischten Kanals wurde geerdet.
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Die
Simulationsergebnisse sind in den 1 bis 3 gezeigt. 1 ist
eine Ansicht eines Beispiels einer Signalform einer Grenzfläche, die
nach dem Anlegen einer Wechselspannung auftritt. Wie in 1 gezeigt
ist, wurde die Grenzfläche 8 als
unterscheidbares Element beobachtet. 2a bis 2c zeigen
Ansichten von Signalformen an der Grenzfläche, die sich entsprechend
der Dauer des Anlegens einer Wechselspannung ändert. In diesem Falle wurde
eine Gleichspannung von V0 an den ersten
Einlass 2 und eine Kombination aus Gleichspannung und Wechselspannung
mit V = V0 (1 + 00.3sin(360t)) an den zweiten
Einlass angelegt. Das Zeta-Potential betrug –50 Millivolt (mV) und die
nach dem Anlegen einer Wechselspannung verstrichene Zeit betrug
7,0, 7,5 und 8,0 Sekunden. 3 ist ein
Graph, der ein Beispiel der standardmäßigen Abhängigkeit zwischen dem Zeta-Potential
und der Auslenkung der Schwingung der Grenzfläche zeigt. Um die standardmäßige Abhängigkeit
zu untersuchen, wurde die Amplitude mit variierendem Zeta-Potential
der Kanalwand unter Anwendung CFD-Simulation gemessen. In diesem
Falle wurde die größte Amplitude
bei einem Durchlass ausgewählt.
Die CVD-Simulation wurde unter Anwendung eines kommerziell verfügbaren Simulationsprogrammes
(CFD-ACE+(CFD Research Corporation, USA) ausgeführt. Die Schwingungsrate bzw.
Geschwindigkeit betrug 632 μm/Sekunde,
die Elektrolytlösung
war eine 1 M NaCl-Lösung
und der fluoreszente Farbstoff war Rhodamin.
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Wie
aus 3 ersichtlich ist, besteht ein näherungsweise
linearer Zusammenhang zwischen der Amplitude und dem Zeta-Potential.
Daher kann das Zeta-Potential durch Messen der Amplitude bestimmt werden.
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Beispiel 2
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Die
Abhängigkeit
in der Schwingungsamplitude und dem Zeta-Poential wurde numerisch
in Beispiel 1 untersucht. In diesem Beispiel wurde ein Experiment
ausgeführt,
um die Genauigkeit der Simulationsergebnisse des Beispiels 1 zu überprüfen.
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Der
T-Kanal besaß die
gleichen Abmessungen wie der im Beispiel 1 verwendete Kanal mit
Ausnahme, dass der Einlasskanal eine Länge von 0,7 cm und die beiden
Einlasskanäle
eine Länge
von 1 cm aufwiesen. Die Größe V0 betrug 600 Volt und ε war 0,5, d. h. V = 600(1 +
0,5sind(360t)). Die Amplitude der gemischten Schicht, die an dem
Kanalübergang ist,
hängt von
der Frequenz des angelegten elektrischen Feldes ab.
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Es
wurde eine NaCl-Lösung
mit einer Konzentration von 1 mM und 10 mM verwendet. Das Zeta-Potential
wurde in den beiden Fällen
unter Anwendung eines kommerziell verfügbaren Zeta-Potential-Messgerätes ELS-8000
(Otsuka Electronics, Japan) gemessen. Das Gerät (Otsuka Electronics, Japan)
bestimmt das Zeta-Potential unter Anwendung des Strömungspotentialsverfahrens
(Journal von Colloid und Grenzflächenwissenschaften
226, 328–339,
2000). Das gemessene Zeta-Poential der 1 mM und 10 mM NaCl-Lösung betrug –53,9 mV
und –34,9
mV.
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Das
Experiment zeigt qualitativ, dass das Zeta-Potential der 1 mM und
der 10 mM-NaCl-Lösung durch
das erfindungsgemäße Verfahren
bestimmt werden kann, wie nachfolgend erläutert ist.
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Um
das Verhalten der oszillierenden elektroosmotischen Strömung zu
untersuchen, wurden aufeinanderfolgende Bilder der 1 mM NaCl-Lösung, die bei
1 Hz schwingt, aufgenommen. Die Bilder sind in 4a gezeigt.
Die aufeinanderfolgenden Bilder in 4a zeigen
das Maximum und das Minimum der oszillierenden Amplitude. Die Periode
zwischen dem Maximum und dem Minimum der oszillierenden Amplitude
beträgt
0,5 Sekunden, was der Periode des extern angelegten elektrischen
Feldes entspricht. Dies Phänomen
kann durch die kleine Reynold-Zahl der Fluidströmung in diesem Experiment (Re < 1) erklärt werden.
In diesem Falle sind Trägheitseffekte vernachlässigbar,
und daher ist das System linear und die Strömung besitzt die gleiche Periode
wie das angelegte elektrische Feld.
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Danach
wurde das Schwingungsverhalten bestimmt, indem die Zeitabhängigkeit
der Fluoreszenzintensität
an speziellen Positionen der Innenwand des T-Kanals gemessen wurde.
Die an speziellen Positionen an der linken Seite innerhalb des T-Kanals
gemessene Fluoreszenzintensität
ist in 4a an den Abständen gezeigt,
in denen die Amplitude den maximalen und den minimalen Wert erreicht.
Die zuvor genannten Messpositionen sind zwischen a und b der linken
Seite innerhalb des T-Kanals angeordnet, wie in 4a gezeigt
ist. Die resultierenden Fluoreszenzintensitätsprofile sind in 4b gezeigt.
Das Intensitätsprofil
zeigt, dass der maximale und der minimale Wert der Amplitude zeitlich
nicht variieren und dass die mehreren Intensitätsdaten für den maximalen Wert und minimalen
Wert der Amplitude durch ein einziges Experiment erhalten werden
können.
Die Position an der Unterseite der 4b entspricht
einem Abstand von der untersten Position (a) in 4a.
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Das
Experiment wurde in einem Frequenzbereich von 0,5 bis 2 Hz durchgeführt. Obwohl
die Abhängigkeit
zwischen der Schwingungsamplitude und dem Zeta-Potential der NaCl-Lösung nicht quantitativ angegeben
wurde, ist dennoch die Anwendbarkeit des vorliegenden Verfahrens
auf diese Experimente gezeigt.
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Es
war nicht möglich,
das augenscheinliche Schwingungsverhalten für eine Frequenz von größer als
5 Hz zu erhalten. Bei dieser Frequenz entspricht das Schwingungsverhalten
na hezu einem statischen elektrischen Feld und die Schwingungsamplitude
ist zu gering, um ein Maximum und ein Minimum zu unterscheiden.
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Daher
kann man schließen,
dass es einen geeigneten Frequenzbereich zum Beobachten der schwingenden
Grenzfläche
für ein
gegebenes elektrisches Feld und eine T-Kanalgeometrie gibt. Der Frequenzbereich
muss vor dem Messen des Zeta-Potentials unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
spezifiziert werden.
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Wie
aus der vorhergehenden Beschreibung hervorgeht, kann erfindungsgemäß ein Zeta-Potential in einem
weiten Bereich bestimmt werden, ohne dass Markierungsteilchen verwendet
werden und ohne dass eine Kontamination des Kanals eintritt.