One of the authors (DK) acknowledges the receipt of an Australian Postgraduate Award.

Achtung: Bitte beachten Sie Sicherheitsdatenblätter (MSDS) für alle Materialien und Reagenzien vor der Verwendung (dh MSDS für Methanol). Achten Sie darauf, den Einsatz aller geeigneten Praktiken Sicherheit bei Lösungsmitteln und High Performance Liquid Chromatography (HPLC) Eluent Handhabung. Stellen Sie sicher, angemessene Nutzung von Engineering-Kontrollen von HPLC, Analysenwaage und Detektor Instrumentierung, und sorgen für die Verwendung persönlicher Schutzausrüstung (Schutzbrille, Handschuhe, Kittel, in voller Länge Hosen und geschlossene Schuhe). Hinweis: Dieses Protokoll enthält Anweisungen, wie eine CF-Säule auf einem HPLC-System mit einem UV-Vis-Detektor gekoppelt zu verwenden. Das Protokoll geschrieben wurde unter der Annahme der Leser grundlegende Kenntnisse und Erfahrung in der Chromatographie hat. 1. Aufbau von HPLC-Instrument Hinweis: Dieser Abschnitt kann geändert werden Bedürfnisse der Analysten zu entsprechen, das heißt, die Wahl der Lösungsmittel, Detektorwellenlänge und Geschwindigkeit Fluss,sind auf die Probe von Interesse geeignet ist. <ol><li> Bereiten Sie die HPLC - Instrument mit 100% Reinstwasser (zB Milli-Q - Wasser) für die Linie A und 100% Methanol Linie B als mobile Phase und reinigen die Pumpen nach Hersteller Anforderung. </li><li> Stellen Sie die UV-Vis-Detektor auf 254 nm. </li><li> Wählen Sie entweder eine Voreinspritzung Flow Split-Modus von Set-up oder eine Doppelpumpenfluss Set-up. Für die Split-Flow-Modus gehen Sie zu Schritt 2, für die Doppelpumpenmodus mit Schritt 3 fortfahren. </li></ol> 2. Split-Flow-System-Setup <ol><li> Trennen Sie die Pumpenleitung vom Einspritzventil des Autosampler. </li><li> Bringen Sie ein T-Stück an die Pumpenleitung. </li><li> Bringen Sie ein 15 cm großes Stück von 0,13 mm id Schlauch an jeden Port des T-Stück. </li><li> Schließen Sie ein Rohr aus dem T-Stück Ventil der Autosampler zu Injektor. </li><li> Stellen Sie die Pumpe auf 1,0 ml min -1. </li><li> Vor dem Anschluss Pumpenleitungen mit dem Einlass der CF-Säule, tune das Segmentierungsverhältnis der Strömung zu 40%: 6<html> 0% (Mittellinie: Umfangslinie) wie folgt in Schritt 2.7. </li><li> Tuning von CF Einlass-Verhältnis auf Split-Flow-System <ol><li> Messen Sie die Masse von zwei leeren Sammelbehältern einer Analysenwaage mit und beschriften ein Sammelgefäß zentrale und die andere Peripherie (eine für die Zeile aus dem Autosampler-Port und eine für die Linie von dem T-Stück zu Peripherie-Anschluss zum Zentrum) . </li><li> Für 1,0 min, sammeln den austretenden mobilen Phase von der Linie aus dem Injektor kommen (an der Stelle, die mit der Säule verbunden wird) in den Auffangbehälter, dessen Masse in 2.7.1 gemessen. </li><li> Erneut wiegen die Sammelbehälter im analytischen Maßstab und bestimmen die Masse der mobilen Phase gesammelt. </li><li> Wiederholen Sie die Schritte 2.7.2 für den Eluenten 2.7.3 die Zeile aus dem T-Stück austritt, die an den Peripherieanschluss verbunden werden soll. </li><li> Bestimmen den Anteil der Strömung (ml min -1) aus jeder Zeile der Strömung gemäß den folgenden Gleichungen: 1 &quot;src =&quot; / files / ftp_upload / 53471 / 53471eq1.jpg &quot;/&gt; </li><li> Stellen Sie den Stromverhältnis auf 40%: 60% (± 2%) (Leitung vom Injektor zum zentralen Anschluss: Linie von T-Stück zu Peripherie - Anschluss). Wenn die Zeile von dem Injektor zu dem zentralen Lochströmungs Prozentsatz über 40% ist, erhöhen den Druckabfall durch den Innendurchmesser des Schlauchs abnimmt, oder die Erhöhung seiner Länge. Wenn die Linie von Injektors zentralen Port Strömungs Prozentsatz unter 40% ist, erhöhen Innendurchmesser des Schlauchs oder der Länge des Rohrs zu verringern. </li><li> Sobald die Strömungsverhältnisse abgestimmt setzen Sie die Pumpe fließen. </li><li> Schließen Sie die Leitung vom Injektor zum zentralen Anschluss des Säuleneingang und der Leitung vom T-Stück an den Peripherieanschluss des Säuleneingang. </li><li> Rampe langsam die Fließgeschwindigkeit auf 1,0 ml min -1 bei 100% Linie B. </li><li> Äquilibrieren der Säule (4,6 mm ID x 100 mm Länge), indem100% Methanol (Linie B) mobile Phase fließt durch die Säule bei 1,0 ml min -1 für 10 min. Diese Zeit wird skaliert entsprechend den Abmessungen anderer Spalten der Benutzer verwenden kann. </li><li> Gehen Sie für die Abstimmung des CF-Auslass 4 &#39;Tuning von CF Abstrom&#39; zu Schritt. </li></ol></li></ol> 3. Dual-Pump System-Setup <ol><li> Schließen Sie das HPLC-System Pumpe zum Injektor und schließen dann die Leitung vom Injektor zum zentralen Einlassöffnung der Säule. </li><li> Schließen Sie die zusätzliche Pumpe direkt mit dem Einlass Peripherieschnittstelle der Kolonne. Beachten Sie, dass diese zweite Pumpe den Injektor-Bypässe. </li><li> Rampe die Strömungsgeschwindigkeit des Systempumpe mit dem zentralen Anschluss angeschlossen bis 0,4 ml min -1 (repräsentativ für 40% der Gesamtströmungsrate von 1,0 ml min -1) bei 100% Methanol (Linie B). </li><li> Zur gleichen Zeit wie Schritt 3.3, Rampe der Flussrate des peripheren Pumpe auf 0,6 ml min -1 (repräsentativ für 60% der Gesamtströmungsgeschwindigkeit von1,0 ml min -1) bei 100% Methanol (Linie B). </li><li> Äquilibrieren der Säule (4,6 mm ID x 100 mm Länge) , indem sie 100% Methanol (Linie B) mobile Phase durch die Säule fließen bei 1,0 ml min -1 für 10 min. Diese Zeit wird skaliert entsprechend den Abmessungen anderer Spalten der Benutzer verwenden kann. </li><li> Gehen Sie für die Abstimmung des CF-Auslass 4 &#39;Tuning von CF Abstrom&#39; zu Schritt. </li></ol> 4. Tuning von CF Ausgang Fluss <ol><li> Schließen Sie den zentralen Austrittsöffnung mit dem UV-Vis-Detektor ein 15 cm großes Stück von 0,13 mm id Schlauch verwenden. </li><li> Verbinden eines 15 cm Stück von 0,13 mm id Schlauch an der peripheren Austrittsöffnung der CF-Säule. </li><li> Wiegen Sie die Masse von zwei leeren Sammelbehältern auf der Analysenwaage und beschriften Sie ein Gefäß zentrale und die anderen Peripherie. </li><li> Für 1,0 min, sammeln den austretenden mobilen Phase aus dem UV-Vis-Detektor (Mittelfluss) in den Auffangbehälter Etikett zentrale, dessen Masse in 4,2 gemessen. </li><li> Erneut wiegen die Sammelbehälter des gesammelten Eluenten im analytischen Maßstab und bestimmen die Masse der mobilen Phase gesammelt enthält. </li><li> Wiederholen Sie die Schritte 4,4-4,5 für das Eluierungsmittel die Leitung von der peripheren Austrittsöffnung austritt. </li><li> Bestimmen den Prozentsatz der Strömung von jedem Strömungslinie gemäß den folgenden Gleichungen: <img alt="Gleichung 2" src="/files/ftp_upload/53471/53471eq2.jpg" /></li><li> Stellen Sie den Stromverhältnis auf 21%: 79% (± 2%) (zentrale Abstrom von UV-Vis: periphere Abstrom aus der Leitung). Wenn der zentrale Strömung Prozentsatz von der UV-Vis von über 21%, erhöhen Sie den Druckabfall durch den Innendurchmesser der Rohrleitung zum Ausgang des UV-Vis-Detektor angebracht Verringern oder Erhöhen seiner Länge. Wenn der zentrale Strömungs Prozentsatz vom UV-Vis unter 21% ist, erhöhen Innendurchmesser der Rohrleitung zum Ausgang des UV-Vis-Detektor angebracht ist, oder die Länge des Rohres zu verringern. Jedesmal, wenn die Rohrlänge geändert wurde, repeatSchritte 4,3-4,7. Hinweis: Die CF-Spalte in &quot;virtuellen&quot; 2,1 mm-ID-Modus für die Analyse bereit ist. </li></ol>

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</ol>

This work was supported by UWS and ThermoFisher Scientific.

Diese Studie umfasste die Inter-Laboranalyse von CF Chromatographiesäulen die analytische Leistungsfähigkeit in Bezug auf Effizienz und Empfindlichkeit zu testen. Die CF-Säule wurde mit einem Doppelpumpsystem eingerichtet, wie im Abschnitt &#39;3 beschrieben. Doppelpumpensystem eingerichtet &#39;ein Stromverhältnis von 40:60 zu erreichen (Mitte: periphere) am Einlass der CF-Säule. Das 40:60 (Mitte: periphere) Flussverhältnis wurde durch Einstellen der Flussrate jeder Pumpe auf den Wert erreicht, 40% und 60% der Gesamtflussrate darstellt, beziehungsweise. Die Säulenausgang CF wurde auf eine &quot;virtuelle&quot; Säule mit einem ID von 2,1 mm eingestellt, indem das Verfahren im Abschnitt folgenden &quot;4. Tuning von CF Abstrom &#39;. Eine Probenmischung enthaltend Phenetol, Butylbenzol und Pentylbenzol wurde als Teststandard für eine Trennleistung Vergleich zwischen einem 4,6 mm id CF - Säule (22:78) und konventionellen 4,6 und 2,1 mm ID - Spalten verwendet wird . 4 ist eine Überlagerung der chromatographic Trennung der Testmischung unter Verwendung jeder der drei Säulen durchgeführt. Der Hauptunterschied in dieser Figur zu beobachten ist die signifikante Erhöhung der Signalantwort für die Trennung unter Verwendung des CF-Säule erhalten. Die Signalantwort für die 4,6 und 2,1 mm id herkömmlichen Säulen waren fast identisch wie erwartet als chromatographische Bedingungen für die Querschnittsfläche der Säulen entsprechen skaliert wurden. Linearität und die Nachweisgrenzen wurden auch zwischen der CF und konventionellen Betriebsarten, wo eine Reihe von Standards beurteilt wurden in Replikaten auf verschiedenen HPLC-Systemen mit unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten hergestellt und analysiert. Unabhängig davon wurde HPLC-System verwendet und in welchem ​​Strömungsgeschwindigkeit der Analyse das Ergebnis war im wesentlichen dasselbe, wobei die Signalantwort für CF war immer wesentlich größer als die anderen herkömmlichen Säulen. Signalantwort Verstärkungen waren typischerweise zwischen 1,7 und 2,8 mal größer als die herkömmlichen Säulen. Ein 5-fachVerbesserung der Genauigkeit der Messungen (dh relative Standardabweichung - RSD%) der Spitzenhöhe für die niedrigste Standardreihe wurde bei 22% für den CF - Betriebsart beobachtet , verglichen mit dem herkömmlichen 2,1 mm - ID - Säule. CF verbessert die Genauigkeit der Spitzenmessungen aufgrund der Erhöhung der Empfindlichkeit, die durch CF. erhalten wird Je größer die Signalantwort desto geringer ist die RSD-Wert. Somit kann, wie eine Folge der verbesserten Signalantwort peak Genauigkeit verbessert wird, auch ist die Effizienz höher, so Bands tail weniger und damit Peakintegration genauer ist. Die Grenzen der Haft und die Quantifizierung unter Verwendung von CF - Säulen mit einer Austritts Segmentierung Verhältnis von 22:78 (Mitte: periphere). Wurden auch als 23 - Säule herkömmlichen 2,1 mm id um bis zu 2,3 - fache verbessert Abbildung 5 zeigt die in der Nähe der Nachweisgrenze Antwort für Butylbenzol Höhepunkt unter den CF Bedingungen und üblichen Bedingungen. Ein wichtiger Aspekt zur comVergleich zwischen CF und konventionellen Spalten , die nicht erkennbar in Figur 4 ist die Verringerung der Spitzenvolumen für den Analyten in den Proben , die unter CF Bedingungen dar. 4 die Spitzen mit Bezug auf die Zeit zeigt, jedoch, da in CF - Modus nur ein Teil der Gesamtdurchsatz wird verwendet, Peakbreite in Bezug auf das Volumen eingestellt werden. Abbildung 6 vergleicht die Butylbenzol Elutionsprofil in Bezug auf Spitzenvolumen für CF (22:78) , um eine &quot;virtuelle&quot; 2,1 mm ID, die eine herkömmliche 4,6 mm ID - Säule emuliert und eine herkömmliche 2,1 mm id der Spitzenvolumen zwischen der CF und den herkömmlichen 2,1 mm-Säulen war fast identisch, aber die Spitzenvolumen des herkömmlichen 4,6 mm Säule war etwa 5 mal größer ist als sowohl herkömmliche 2,1 mm und CF (22:78) . Wichtig ist, führte die Verringerung der Spitzenvolumen in CF-Modus nicht in einer Reduktion der Signalantwort, sondern eher eine Zunahme von fast 3-mal, als die der herkömmlichen Kolonnen regardless Innendurchmesser 23. Obwohl eine Verringerung der Spitzenvolumen nicht für UV-Vis Detektions wichtig sein kann, kann dieselbe nicht für Nachweisverfahren gesagt werden die Strömungsgeschwindigkeit abhängigen oder begrenzt sind, beispielsweise Massenspektrometer oder Verdampfungslichtstreuungsdetektor. Der Nachteil bei der CF-Betriebsart wie der schmalere Bohrung herkömmlichen Säulen ist seine Anfälligkeit für die Auswirkungen der säulennachgeordneten Totvolumen, was deutlich die Trennleistung, indem man Bandenverbreiterung und des Verfalls der Signalintensität kann sich verschlechtern. Jedoch ist das Totvolumen am Einlaß weniger wichtig. Somit ist der gebotenen Sorgfalt auf die Post-Säule Schlauch notwendig für eine optimale CF Trennleistung. CF-Chromatographie ist eine ziemlich neue Form der Säulentechnologie, die ein großes Potenzial in zukünftigen Anwendungen hat. Zum Beispiel Spalte die Injektion einer niedrigen Konzentration Probe in die Mitte des CF, ist &#39;curtained&#39; durch die Wand (peripheren) mobile Phase concentBewerten der Probe in der Mitte der CF-Säule und somit die Signalantwort zu maximieren. Nach dem Austritt nur der zentrale Strömung der &quot;konzentriert&quot; Probe enthält , wird mit dem Detektor genommen, eine Erhöhung der Empfindlichkeit bietet, ideal für High-Speed ​​- Analyse mit hohen Strömungsgeschwindigkeiten auf flußlimittierte Detektoren wie MS 6.

In den letzten Jahren Säulentechnologie für High Performance Liquid Chromatography (HPLC) hat große Fortschritte gemacht; Spitzenleistungen haben sich vor allem dank der Verwendung von kleineren Partikelgrößen und den effizienteren Kern-Schale-Teilchen erhöht. Da Trennungen im Allgemeinen effizienter sind, einen Strömungs-Effekt der Steigerung der Empfindlichkeit seit Peaks nun schärfer sind und somit höher 1-8. Dennoch ist das radiale Bett Heterogenität immer noch ein limitierender Faktor bei der Erfüllung aller Spalten, aber dies ist keine neue Geschichte seit chromatographers dies seit vielen Jahren bekannt. Spalte Betten sind heterogen in sowohl radialer Richtung 9-12 und entlang der Spaltenachse 10,12-15. Die Wand-Effekt vor allem ist ein wichtiger Faktor für den Verlust der Trennleistung 7,16-18. Shalliker und Ritchie 7 kürzlich Aspekte der Säulenbett Heterogenität überprüft und daher muss dies nicht sein discussed hier weiter. Obwohl es genügt zu sagen, dass die Variation in Säulenbettpackungsdichte und die Wandeffekte zu einer Verzerrung des gelösten Stoffes Stecker führen, so dass Bänder durch die Säule in Stecker eluieren , die Suppe teilweise gefüllt ähneln Schalen anstatt dünne flache feste Scheiben 7, die in der Regel in grundlegende Lehre Texte dargestellt. Wenn Versuche unternommen wurden, so dass der gelöste Stoff Wanderung durch das Bett in der Säule die Steckprofile sichtbar gemacht werden konnten, waren teilweise hohl und der Tailing Abschnitt des Bandes ist weitgehend die Wandkomponente des Beispiel-Plug. Das Endergebnis ist , dass es viel mehr Platten zu trennen , diese &#39;teilweise hohl&#39; Stecker nimmt als erforderlich wäre , wenn die Scheiben waren solide und flach 12,14,17. Um die Bandenverbreiterung Fragen im Zusammenhang mit Wandeffekte und der Variation der Radialpackungsdichte, eine neue Form der Säulentechnologie bekannt als Aktive Flow Technology (AFT) überwunden wurde 7,19 entworfen. Der Zweck dieser Konstruktion warWandeffekte durch die physische Trennung von Lösungsmittel eluierenden entlang der Wandbereich, von der der mobilen Phase eluiert wird in der radialen Mittelbereich der Säule 19 zu entfernen. Es gibt zwei Haupttypen von AFT Spalten; Parallel Segmented Flow (PSF) Spalten und Curtain Flow (CF) Spalten 7. Da dieses Protokoll bei der Verwendung und Optimierung von CF Spalten ausgerichtet ist, wird nicht PSF Spalten weiter diskutiert. Curtain Flow (CF) Curtain Flow (CF) -Säule Formate verwenden AFT End-Fittings sowohl dem Einlass und dem Auslass der Säule. AFT End-Armaturen bestehen aus einer ringförmigen Fritte innerhalb eines Multiport-Fitting befindet. Die Fritte besteht aus drei Teilen: einem porösen radial zentralen Abschnitt, der mit dem zentralen Anschluss der Endarmatur, einem porösen äußeren Teil ausgerichtet ist, die mit der Peripherieschnittstelle (n) des Endstückes und einer undurchlässigen Ring ausgerichtet ist, dass trennt die beiden porösen Teile irgendwelche Quer verhindern-flow zwischen den radial zentralen und äußeren Bereichen der Fritte 19, Fig . 1 die Konstruktion der AFT Fritte zeigt und Figur 2 veranschaulicht die CF Spaltenformat. In dieser Betriebsart (CF) wird die Probe in die radiale zentrale Öffnung des Einlasses injiziert Einbau, während zusätzliche mobile Phase wird durch die Umfangsöffnung des Einlaß einzuführenden &quot;Vorhang&quot; die Wanderung der gelösten Stoffe durch den radial mittleren Bereich des Spalte. Daher tritt die Probe das Bett in der radialen Mittelbereich der Säule mit dem äußeren Bereich der Kolonne mobilen Phase nur durchströmt ist. Studien haben gezeigt , dass ein Volumenstrom - Verhältnis von etwa 40:60 (central: Peripherie - Anschluss) für das Einlassende sitz eines 4,6 mm Innendurchmesser (id) Spalte optimale 6,7,16 ist. Die AFT Ausgang der CF-Säule ermöglicht die Anpassung des zentralen und peripheren Strömungs ihrem relativen Anteil und kann auf fast jede gewünschte rati variiert werdeno durch Druckmanagement. Die Optimierung einer CF Säule kann verschiedene funktionale Aspekte der Säulentechnologie, wie Abscheidegrad oder Nachweisempfindlichkeit signifikant verbessern. Auf diese Weise wird eine &quot;wandlosen&quot;, &quot;unendlich-Durchmesser&quot; oder &quot;virtuelle&quot; Spalte 6,10,18,20 etabliert. Der Zweck CF Spalten ist aktiv, die Migration von Probe durch die Säule zu verwalten, die Probe zu verhindern, dass der Wandbereich erreicht. Somit wird die Konzentration des gelösten Stoffes beim Austritt zu dem Detektor maximiert, Erhöhung der Empfindlichkeit von etwa 2,5 mal größer als die herkömmlichen Säulenformat wenn ultraviolette (UV) Detektion unter Verwendung von 16, und noch mehr , wenn 6 Massenspektralanalyse Detektion. CF Säulen sind ideal für niedrige Konzentration Proben geeignet, da die Nachweisempfindlichkeit erhöht wird. Sie sind ferner ideal , wenn gekoppelt Rate begrenzt Detektoren, wie beispielsweise das Massenspektrometer (MS) 6 fließen. Ein AFT-Säule in einem 4,6 mm-ID-Format, kann beispielsweise abgestimmt werden, um das gleiche Volumen Lösungsmittel zu einem Detektor als Standard 2,1 mm ID-Format Spalte, wenn an den gleichen linearen Geschwindigkeiten betrieben zu liefern, durch Verlassen zentralen Strömungs auf 21% eingestellt wird. Ebenso ist die AFT Spalte auch abgestimmt werden, um das gleiche Volumen Belastung auf einen Detektor als 3,0 mm ID-Säule, durch die Einstellung Verlassen zentralen Strömungs auf 43% zu liefern. In der Tat könnte eine &quot;virtuelle&quot; Spaltenformat erzeugt werden 6,18,22 die analytische Anforderung gerecht zu werden . Unter Verwendung dieser speziell End-Armaturen am Einlass und dem Auslass sorgt dafür, dass eine wahre wandlosen Säule hergestellt wird. Es gibt zwei Möglichkeiten , um die Lösungsmittelfördersystem an die zentralen und peripheren Ports des Einlasses einzurichten:. Split-Flow - System 6 und zwei Pumpsystem 6,7 Abbildung 3 jedes dieser Satz ups CF - System zeigt. Split-Flow - System ichna split-Strömungssystem (3A) die Strömungspumpe mit dem Injektor führende gespalten pre-Injektor einen Null-Totvolumen - T-Stückes, wo der mobilen Phase einen Fließstrom mit dem Injektor verbunden ist, die dann an den verbundenen zentrale Öffnung des Einlaßendes sitz der Säule. Der zweite Durchflussstrom der mobilen Phase-Bypässe den Injektor und an die Peripherieschnittstelle an dem Einlass der Säule verbunden. Während des Spaltströmungs wird der Strömungsstrom Prozentsatz bis 40:60 (Mitte: peripher) eingestellt , bevor die Leitungen mit der Säule verbunden sind, dh von Injektors peripher zu zentrieren und zu pumpen. Zwei Pumpsystem Die CF-Säule erfordert zwei Fließströme an dem Einlaßende sitz der Säule. Je nach Art der Probengeber / Injektor des HPLC - Instrument, Split-Flow einrichten kann nicht möglich sein, und so CF kann dann durch zwei Pumpen (3B 21) erreicht werden ,. Jede Pumpe zugeordnet ist und die entweder mit dem zentralen oder peripheren Anschluss und die Strömungsgeschwindigkeit wird 40% der Strömung für die zentrale Port und 60% für die Peripherieschnitt darzustellen. Wenn beispielsweise die Gesamtdurchflussrate von 1,0 ml min -1 ist, wird die zentrale Pumpenströmungsrate auf 0,4 ml min -1 eingestellt und die Umfangs Pumpe auf 0,6 ml min -1 eingestellt. Die Wahl des Betriebsmodus ist weitgehend abhängig von der HPLC Instrumentierung und chromatographische Wirkungsweise. Zum Beispiel in einigen Autosampler eine Druckänderung zwischen den Probenladeposition und Probe injizieren Position des Split-Flow-Verhältnis zu stören und somit in diesem Fall eine Doppelpumpe aufgebaut werden würde für eine optimale Leistung CF auftreten kann empfohlen. Unabhängig von der Lösungsmittelabgabesystem eingerichtet gewählt für den Einlass der CF-Säule, die CF-Ausgang Optimierung bleibt gleich. Der Auslass zentralen Port des CF Spalte wird der UV-VIS (UV-Vis) -Detektor mit der Smal befestigtdamit Volumen möglich Rohr die Auswirkungen der säulennachgeordneten Totvolumen zu minimieren. Da CF Säulen mit enger Bohrung Spalten emulieren Totvolumen zwischen dem Säulenausgang und dem Detektor ist die Trennleistung der Säule CF schädlich. Es ist entscheidend, die kleinste Menge an Volumen des Schlauchs zwischen dem zentralen Anschluss und dem UV-Vis-Detektor zur Minimierung der Auswirkungen von Totvolumen wie Bandverbreiterung, Verlust an Effizienz und Empfindlichkeit zu gewährleisten. Daher ist die Verwendung von engen Bohrung Schlauch (0,1 mm ID) empfohlen, leicht Druckeinstellungen ermöglichen, ohne unangemessene Totvolumen hinzufügen. Tubing ist auch an den Peripherieanschluss und gerichtet angebracht zu verschwenden. Nach dem Austritt der CF-Säule kann das Segmentierungsverhältnis zu jedem Verhältnis eingestellt werden, die den Zweck des Analytikers passt. Wenn ein 4,6 mm-ID CF verwendet wird, zum Beispiel, ist es oft praktisch ist das Verhältnis als entweder 43:57 oder 21:79 (Mitte: periphere) zur Einrichtung einer &quot;virtuellen&quot; 3,0 mm ID-Säule oder 2,1 mm ID-Säule zu emulieren,respektvoll. Auf diese Weise die Trennleistung ist leicht Bank markiert. Der Segmentierungsverhältnis wird durch Wiegen der Menge des Flusses gemessen von dem Detektor austritt, die mit dem zentralen Anschluss verbunden und fließen, um die Peripherieschnittstelle über einen Zeitraum Zeit verlassen. Der Prozentsatz Fluss durch jeden Port kann dann bestimmt werden, und die Verhältnisse durch Änderung der Länge der Rohrleitung befestigt oder mit Hilfe von Schläuchen, die einen unterschiedlichen Innendurchmesser (id) hat eingestellt werden. Dieses Video-Protokoll beschreibt die Bedienung und Optimierungsverfahren von einer CF-Säule für eine verbesserte chromatographische Leistung.

<table><tbody><tr><td>HPLC instrument</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Additional Pump</td><td></td><td></td><td>Required if 2 pump CF system set up is to be used.</td></tr><tr><td>Curtain Flow HPLC column</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>Not Defined</td><td>Soon to be commercialized</td></tr><tr><td>Methanol</td><td>Any brand</td><td></td><td>HPLC Grade</td></tr><tr><td>PEEK tubing</td><td>Any brand</td><td></td><td>Various lengths and i.d.&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>PEEK tube cutter</td><td>Any brand</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Analytical Scale Balance</td><td>Any brand</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Stop watch</td><td>Any brand</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Eluent collection vessels</td><td>Any brand</td><td></td><td>1-2 ml sample vials can be used as eluent collection vessels</td></tr><tr><td>T-piece</td><td>Any brand</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

curtain flow column: optimization of efficiency and sensitivity

Active Flow Technology (AFT) is a form of column technology that increases the separation performance of a HPLC column through the use of a specially purpose built multiport end-fitting(s). Curtain Flow (CF) columns belong to the AFT suite of columns, specifically the CF column is designed so that the sample is injected into the radial central region of the bed and a curtain flow of mobile phase surrounding the injection of solute prevents the radial dispersion of the sample to the wall. The column functions as an 'infinite diameter' column. The purpose of the design is to overcome the radial heterogeneity of the column bed, and at the same time maximize the sample load into the radial central region of the column bed, which serves to increase detection sensitivity. The protocol described herein outlines the system and CF column set up and the tuning process for an optimized infinite diameter 'virtual' column.

AFT Säulen wurden mit einem speziellen Fritte Design (Abbildung 1) in den Multiport - Säulenende-Armaturen entwickelt , um die Säulenbett Heterogenität überwinden und Trennleistung zu verbessern. Ein Interlabor - Studie über die Trennleistung von CF - Chromatographiesäulen (Abbildung 2) wurde mit einem Doppelpumpensystem eingerichtet (3B) durchgeführt , wie in Abschnitt 3 dieses Protokolls 23 beschrieben. Ein Drei-Komponenten-Testmischung wurde unter über eine &quot;virtuelle&quot; 2,1 mm ID analysiert, bei denen 21% des zentralen Abstrom der CF-Säule zum Detektor gerichtet war. Die Trennung eines Dreikomponenten-Testmischung veranschaulicht die verbesserte Leistung in Bezug auf Effizienz und Empfindlichkeit, einer CF-Säule relativ zur Standardspalten. Die Drei-Komponenten-Testgemisch enthielt Phenethol, Butylbenzol und Pentylbenzol und wurde auf den konventionellen 4,6 und 2,1 mm ID Säulen analysiert und eine 4,6<html> mm id CF - Säule mit einem Segmentierungsverhältnis von 22:78 (Mitte: periphere) ein 2,1 - mm - ID (Abbildung 4) zu emulieren. Abscheidegrad wurde in Bezug auf die Plattenzahl (N) und die Empfindlichkeit bewertet. Die Verwendung von CF - Säule zur Analyse zeigte eine untere Nachweisgrenze (5) und eine Erhöhung der Empfindlichkeit (4 und 6) im Vergleich zu herkömmlichen Säule analysiert. Es wurde auch festgestellt , dass unabhängig von der Labor- oder Art von HPLC - System , das verwendet wird, Spalte die Trennleistung Ergebnis für den CF war relativ gleich, die alle zu einer verbesserten Trennleistung führt , wenn CF Chromatographiesäulen Einsatz 23. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/53471/53471fig1.jpg" /> Abbildung 1. Abbildung der aktiven Strömungstechnik Säulenende sitz Fritte Design.<html> OAD / 53471 / 53471fig1large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Bitte hier klicken, um eine größere Version dieser Figur zu sehen. <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/53471/53471fig2.jpg" /> Abbildung 2. AFT Spalte -. CF Spaltenformat <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53471/53471fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> um <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53471/53471fig2large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 3" src="/files/ftp_upload/53471/53471fig3.jpg" /> Abbildung 3. Set aus CF Säuleneinlassfluss in (A) Split-Flow - System - Setup und (B) 2 Pumpensystem - Setup. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53471/53471fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53471/53471fig3large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> /53471fig4.jpg &quot;/&gt; Abbildung 4. Eine typische Trennung der drei Komponenten erhaltenen Testmischung die Ultimate 3000 - System verwendet wird . (A) Konventionelle 4,6 mm ID - Säule, (b) Herkömmliche 2,1 mm ID - Säule, (c) Vorhang Stromkolonne mit einer 22% igen Auslass Segmentierung Betriebs Verhältnis. Solute: (i) Phenetol, (ii) Butylbenzol und (iii) Pentylbenzol. Diese Zahl hat sich von 23. Extrahiert <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53471/53471fig4large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> um <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53471/53471fig4large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Abbildung 5" src="/files/ftp_upload/53471/53471fig5.jpg" /> Abbildung 5. Elution Bandprofile von Butylbenzol an der Nachweisgrenze auf (a) die herkömmliche Säule und (b) die Vorhangströmung Säulensystem. Shimadzu bei 2,0 ml / min, 5 &amp; mgr; l - Injektion, Detektion bei 254 nm. Diese Zahl wurde extrahiert aus <sbis&gt; 23. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53471/53471fig5large.jpg" target="_blank">Bitte hier klicken</a> , um <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53471/53471fig5large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 6" src="/files/ftp_upload/53471/53471fig6.jpg" /> Figur 6. Vergleich der Elutionsprofile von Butylbenzol auf dem System ultimative 3000 erhalten. (A) das herkömmliche 4,6 mm ID - Säule, (b) die herkömmliche 2,1 mm ID - Säule, (c) der Vorhang - Flow - Säule mit einem 22% Auslass Segmentierungs Verhältnis. Diese Zahl hat sich von 23. Extrahiert <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53471/53471fig6large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> um <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53471/53471fig6large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a>

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Curtain Flow Column: Optimization of Efficiency and Sensitivity

Here, we present a protocol for the operation and optimization of Active Flow Technology (AFT) column in Curtain flow (CF) mode for enhanced separation performance.

Vorhang-Flow-Säule: Optimierung der Effizienz und Empfindlichkeit

Active Flow Technology (AFT) is a form of column technology that increases the separation performance of a HPLC column through the use of a specially ...

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Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Chemistry

6.5K Aufrufe.  University of Western Sydney. Here, we present a protocol for the operation and optimization of Active Flow Technology (AFT) column in Curtain flow (CF) mode for enhanced separation performance. 

Serie: Curtain Flow Column: Optimization of Efficiency and Sensitivity

Parallel-plate Flow Chamber and Continuous Flow Circuit to Evaluate Endothelial Progenitor Cells under Laminar Flow Shear Stress

The overall goal of this method is to describe a technique to subject adherent cells to laminar flow conditions and evaluate their response to well quantifiable fluid shear stresses1.
Our flow chamber design and flow circuit (Fig. 1) contains a transparent viewing region that enables testing of cell adhesion and imaging of cell morphology immediately before flow (Fig. 11A, B), at various time points during flow (Fig. 11C), and after flow (Fig. 11D). These experiments are illustrated with human umbilical cord blood-derived endothelial progenitor cells (EPCs) and porcine EPCs2,3.
This method is also applicable to other adherent cell types, e.g. smooth muscle cells (SMCs) or fibroblasts.
The chamber and all parts of the circuit are easily sterilized with steam autoclaving. In contrast to other chambers, e.g. microfluidic chambers, large numbers of cells (&gt; 1 million depending on cell size) can be recovered after the flow experiment under sterile conditions for cell culture or other experiments, e.g. DNA or RNA extraction, or immunohistochemistry (Fig. 11E), or scanning electron microscopy5. The shear stress can be adjusted by varying the flow rate of the perfusate, the fluid viscosity, or the channel height and width. The latter can reduce fluid volume or cell needs while ensuring that one-dimensional flow is maintained. It is not necessary to measure chamber height between experiments, since the chamber height does not depend on the use of gaskets, which greatly increases the ease of multiple experiments. Furthermore, the circuit design easily enables the collection of perfusate samples for analysis and/or quantification of metabolites secreted by cells under fluid shear stress exposure, e.g. nitric oxide (Fig. 12)6.

We are describing a method to subject adherent cells to laminar flow shear stress in a sterile continuous flow circuit. The cells' adhesion, morphology can be studied through the transparent chamber, samples obtained from the circuit for metabolite analysis and cells harvested after shear exposure for future experiments or culture.

Parallel-Platten-Flow-Kammer und Continuous Flow Circuit endothelialen Vorläuferzellen unter Laminar Flow Schubspannung Bewerten

The overall goal of this method is to describe a technique to subject adherent cells to laminar flow conditions and evaluate their response to well ...

Forschung

Biotechnik

Tuning a Parallel Segmented Flow Column and Enabling Multiplexed Detection

Active flow technology (AFT) is new form of column technology that was designed to overcome flow heterogeneity to increase separation performance in terms of efficiency and sensitivity and to enable multiplexed detection. This form of AFT uses a parallel segmented flow (PSF) column. A PSF column outlet end-fitting consists of 2 or 4 ports, which can be multiplexed to connect up to 4 detectors. The PSF column not only allows a platform for multiplexed detection but also the combination of both destructive and non-destructive detectors, without additional dead volume tubing, simultaneously. The amount of flow through each port can also be adjusted through pressure management to suit the requirements of a specific detector(s). To achieve multiplexed detection using a PSF column there are a number of parameters which can be controlled to ensure optimal separation performance and quality of results; that is tube dimensions for each port, choice of port for each type of detector and flow adjustment. This protocol is intended to show how to use and tune a PSF column functioning in a multiplexed mode of detection.

Here, we present a protocol for the operation and tuning of parallel segmented flow chromatography columns to enable multiplexed detection.

Abstimmen eines Parallel Segmented Flow Säule und Aktivieren von Mehrfachanalysen

Active flow technology (AFT) is new form of column technology that was designed to overcome flow heterogeneity to increase separation performance in terms ...

Chemie

Post Column Derivatization Using Reaction Flow High Performance Liquid Chromatography Columns

A protocol for the use of reaction flow high performance liquid chromatography columns for methods employing post column derivatization (PCD) is presented. A major difficulty in adapting PCD to modern HPLC systems and columns is the need for large volume reaction coils that enable reagent mixing and then the derivatization reaction to take place. This large post column dead volume leads to band broadening, which results in a loss of observed separation efficiency and indeed detection in sensitivity. In reaction flow post column derivatization (RF-PCD) the derivatization reagent(s) are pumped against the flow of mobile phase into either one or two of the outer ports of the reaction flow column where it is mixed with column effluent inside a frit housed within the column end fitting. This technique allows for more efficient mixing of the column effluent and derivatization reagent(s) meaning that the volume of the reaction loops can be minimized or even eliminated altogether. It has been found that RF-PCD methods perform better than conventional PCD methods in terms of observed separation efficiency and signal to noise ratio. A further advantage of RF-PCD techniques is the ability to monitor effluent coming from the central port in its underivatized state. RF-PCD has currently been trialed on a relatively small range of post column reactions, however, there is currently no reason to suggest that RF-PCD could not be adapted to any existing one or two component (as long as both reagents are added at the same time) post column derivatization reaction.

A protocol for the use of reaction flow high performance liquid chromatography columns for methods employing post column derivatization (PCD) is presented.

Nachsäulenderivatisierung Mit Reaktionsfluß High Performance Liquid Chromatography Columns

A protocol for the use of reaction flow high performance liquid chromatography columns for methods employing post column derivatization (PCD) is ...

Optimization, Test and Diagnostics of Miniaturized Hall Thrusters

Miniaturized spacecraft and satellites require smart, highly efficient and durable low-thrust thrusters, capable of extended, reliable operation without attendance and adjustment. Thermochemical thrusters which utilize thermodynamic properties of gases as a means of acceleration have physical limitations on their exhaust gas velocity, resulting in low efficiency. Moreover, these engines demonstrate extremely low efficiency at small thrusts and may be unsuitable for continuously operating systems which provide real-time adaptive control of the spacecraft orientation, velocity and position. In contrast, electric propulsion systems which use electromagnetic fields to accelerate ionized gases (i.e., plasmas) do not have any physical limitation in terms of exhaust velocity, allowing virtually any mass efficiency and specific impulse. Low-thrust Hall thrusters have a lifetime of several thousand hours. Their discharge voltage ranges between 100 and 300 V, operating at a nominal power of &lt;1 kW. They vary from 20 to 100 mm in size. Large Hall thrusters can provide fractions of millinewton of thrust. Over the past few decades, there has been an increasing interest in small mass, low power, and high efficiency propulsion systems to drive satellites of 50-200 kg. In this work, we will demonstrate how to build, test, and optimize a small (30 mm) Hall thruster capable of propelling a small satellite weighing about 50 kg. We will show the thruster operating in a large space environment simulator, and describe how thrust is measured and electric parameters, including plasma characteristics, are collected and processed to assess key thruster parameters. We will also demonstrate how the thruster is optimized to make it one of the most efficient small thrusters ever built. We will also address challenges and opportunities presented by new thruster materials.

Here, we present a protocol to test and optimize space propulsion systems based on miniaturized Hall-type thrusters.

Optimierung, Test und Diagnose von miniaturisierten Hall Triebwerke

Miniaturized spacecraft and satellites require smart, highly efficient and durable low-thrust thrusters, capable of extended, reliable operation without ...

Ingenieurwesen

Simple In-House Ultra-High Performance Capillary Column Manufacturing with the FlashPack Approach

Capillary ultra-high performance liquid chromatography (UHPLC) is currently a method of choice for the sample separation step in LC-MS-based proteomics. However, capillary columns are much less robust in comparison to their higher flow countertypes. Because of easy contamination and blocking, they often need replacement. That makes them a markedly expensive part of the total LC-MS analysis cost. In-house packing of UHPLC capillary columns saves a lot of money and allows customization. However, the standard packing procedure in the 100-bar pressure bomb works well only for HPLC columns but is too slow for UHPLC sorbents. Here we provide a description of an optimized FlashPack protocol applied to the same 100-bar pressure bomb setup. The method is based on packing from ultra-high sorbent concentration slurry and is developed for in-house manufacturing of UHPLC capillary columns of unlimited length in reasonable time.

Here we present a protocol for the optimized FlashPack capillary column packing procedure. Application of an optimized protocol to a common 100-bar pressure bomb setup allows 10-times faster packing and manufacturing of long ultra-high performance capillary columns.

Einfache Inhouse-Herstellung von Ultra-Hochleistungs-Kapillarsäulen mit dem FlashPack-Ansatz

Capillary ultra-high performance liquid chromatography (UHPLC) is currently a method of choice for the sample separation step in LC-MS-based proteomics. ...

Biochemie

Design and Optimization Strategies of a High-Performance Vented Box

This study aims to solve the problems of air flow chaos and poor performance in a vented box caused by the heterogeneous distribution of airflow through the design of the internal structure of the vented box with constant energy consumption. The final goal is to evenly distribute the airflow inside the vented box. Sensitivity analysis was performed for three structural parameters: the number of pipes, the number of holes in the middle pipe, and the number of each increment from the inside to the outside pipe. A total of 16 random array sets of three structural parameters with four levels were determined using the orthogonal experimental design. Commercial software was used for the construction of a 3D model for the selected experimental points, and this data was used to obtain the airflow velocities, which were then used to obtain the standard deviation of each experimental point. According to the range analysis, the combination of the three structural parameters was optimized. In other words, an efficient and economical optimization method considering the performance of the vented box was established, and it could be widely used to extend the storage time of fresh food.

Here, we present the range analysis method to optimize the sample points generated by an orthogonal experimental design to ensure that fresh food can be stored in a vented box for a long time by regulating the airflow pattern.

Design- und Optimierungsstrategien einer Hochleistungs-Belüftungsbox

This study aims to solve the problems of air flow chaos and poor performance in a vented box caused by the heterogeneous distribution of airflow through ...

Automated Hydrophobic Interaction Chromatography Column Selection for Use in Protein Purification

In contrast to other chromatographic methods for purifying proteins (e.g. gel filtration, affinity, and ion exchange), hydrophobic interaction chromatography (HIC) commonly requires experimental determination (referred to as screening or "scouting") in order to select the most suitable chromatographic medium for purifying a given protein 1. The method presented here describes an automated approach to scouting for an optimal HIC media to be used in protein purification.
HIC separates proteins and other biomolecules from a crude lysate based on differences in hydrophobicity. Similar to affinity chromatography (AC) and ion exchange chromatography (IEX), HIC is capable of concentrating the protein of interest as it progresses through the chromatographic process. Proteins best suited for purification by HIC include those with hydrophobic surface regions and able to withstand exposure to salt concentrations in excess of 2 M ammonium sulfate ((NH4)2SO4). HIC is often chosen as a purification method for proteins lacking an affinity tag, and thus unsuitable for AC, and when IEX fails to provide adequate purification. Hydrophobic moieties on the protein surface temporarily bind to a nonpolar ligand coupled to an inert, immobile matrix. The interaction between protein and ligand are highly dependent on the salt concentration of the buffer flowing through the chromatography column, with high ionic concentrations strengthening the protein-ligand interaction and making the protein immobile (i.e. bound inside the column) 2. As salt concentrations decrease, the protein-ligand interaction dissipates, the protein again becomes mobile and elutes from the column. Several HIC media are commercially available in pre-packed columns, each containing one of several hydrophobic ligands (e.g. S-butyl, butyl, octyl, and phenyl) cross-linked at varying densities to agarose beads of a specific diameter 3. Automated column scouting allows for an efficient approach for determining which HIC media should be employed for future, more exhaustive optimization experiments and protein purification runs 4.
The specific protein being purified here is recombinant green fluorescent protein (GFP); however, the approach may be adapted for purifying other proteins with one or more hydrophobic surface regions. GFP serves as a useful model protein, due to its stability, unique light absorbance peak at 397 nm, and fluorescence when exposed to UV light 5. Bacterial lysate containing wild type GFP was prepared in a high-salt buffer, loaded into a Bio-Rad DuoFlow medium pressure liquid chromatography system, and adsorbed to HiTrap HIC columns containing different HIC media. The protein was eluted from the columns and analyzed by in-line and post-run detection methods. Buffer blending, dynamic sample loop injection, sequential column selection, multi-wavelength analysis, and split fraction eluate collection increased the functionality of the system and reproducibility of the experimental approach.

An automated method for identifying suitable hydrophobic interaction chromatography (HIC) media to be used in the process of protein purification is presented. The method utilizes a medium-pressure liquid chromatography system including automated buffer blending, dynamic sample loop injection, sequential column selection, multi-wavelength analysis, and split fraction eluate collection.

Automatisierte Hydrophobe Interaktions-Chromatographie Spaltenauswahl für den Einsatz in Protein Purification

In contrast to other chromatographic methods for purifying proteins (e.g. gel filtration, affinity, and ion exchange), hydrophobic interaction ...

Biologie

High-Throughput Assays of Critical Thermal Limits in Insects

Upper and lower thermal limits of plants and animals are important predictors of their performance, survival, and geographic distributions, and are essential for predicting responses to climate change. This work describes two high-throughput protocols for measuring insect thermal limits: one for assessing critical thermal minima (CTmin), and the other for assessing heat knock down time (KDT) in response to a static heat stressor. In the CTmin assay, individuals are placed in an acrylic-jacketed column, subjected to a decreasing temperature ramp, and counted as they fall from their perches using an infrared sensor. In the heat KDT assay, individuals are contained in a 96 well plate, placed in an incubator set to a stressful, hot temperature, and video recorded to determine the time at which they can no longer remain upright and move. These protocols offer advantages over commonly used techniques. Both assays are low cost and can be completed relatively quickly (~2 h). The CTmin assay reduces experimenter error and can measure a large number of individuals at once. The heat KDT protocol generates a video record of each assay and thus removes experimenter bias and the need to continuously monitor individuals in real time.

Thermal limits can predict the environments organisms tolerate, which is valuable information in the face of rapid climate change. Described here are high-throughput protocols to assess critical thermal minima and heat knockdown time in insects. Both protocols maximize the throughput and minimize the cost of the assays.

High-Throughput-Tests kritischer thermischer Grenzwerte bei Insekten

Upper and lower thermal limits of plants and animals are important predictors of their performance, survival, and geographic distributions, and are ...

Cross Cylindrical Flow: Measuring Pressure Distribution and Estimating Drag Coefficients

Source: David Guo, College of Engineering, Technology, and Aeronautics (CETA), Southern New Hampshire University (SNHU), Manchester, New Hampshire
The pressure distributions and drag estimations for cross cylindrical flow have been investigated for centuries. By ideal inviscid potential flow theory, the pressure distribution around a cylinder is vertically symmetric. The pressure distribution upstream and downstream of the cylinder is also symmetric, which results in a zero-net drag force. However, experimental results yield very different flow patterns, pressure distributions and drag coefficients. This is because the ideal inviscid potential theory assumes irrotational flow, meaning viscosity is not considered or taken into account when determining the flow pattern. This differs significantly from reality.
In this demonstration, a wind tunnel is utilized to generate a specified airspeed, and a cylinder with 24 ports of pressure is used to collect pressure distribution data. This demonstration illustrates how the pressure of a real fluid flowing around a circular cylinder differs from predicted results based on the potential flow of an idealized fluid. The drag coefficient will also be estimated and compared to the predicted value.

Cross Cylindrical Flow: Pressure Distribution &amp; Drag Coefficients

Querzylindrische Strömung: Messung der Druckverteilung und Einschätzung des Strömungswiderstandskoeffizient

Source: David Guo, College of Engineering, Technology, and Aeronautics (CETA), Southern New Hampshire University (SNHU), Manchester, New Hampshire
The ...

Lehre

JoVE Science Education

Flugzeugbau

Efficiency of Liquid-liquid Extraction

Source: <a href="https://www.jove.com/author/Kerry+M._Dooley">Kerry M. Dooley</a> and Michael G. Benton, Department of Chemical Engineering, Louisiana State University, Baton Rouge, LA
Liquid-liquid extraction (LLE) is a separation technique used instead of distillation when either: (a) the relative volatilities of the compounds to be separated are very similar; (b) one or more of the mixture components are temperature sensitive even near ambient conditions; (c) the distillation would require a very low pressure or a very high distillate/feed ratio.1The driving force for mass transfer is the difference in solubility of one material (the solute) in two other immiscible or partially miscible streams (the feed and the solvent). The feed and solvent streams are mixed and then separated, allowing the solute to transfer from the feed to the solvent. Normally, this process is repeated in successive stages using counter-current flow. The solute-rich solvent is called the extract as it leaves, and the solute-depleted feed is the raffinate. When there is a reasonable density difference between the feed and solvent streams, extraction can be accomplished using a vertical column, although in other cases a series of mixing and settling tanks may be used.
In this experiment, the operational goal is to extract isopropanol (IPA, ~10 - 15 wt. %, the solute) from a mixture of C8-to-C10 hydrocarbons using pure water as solvent. A York-Scheibel type (vertical mixers and coalescers, one each per physical stage) extraction column is available. Like most extractors, the overall efficiency (number theoretical stages/physical stages) of this column is quite low, especially in comparison to many distillation columns. The low efficiencies arise from both slow mass transfer (two liquid resistances instead of one as in distillation) and often also from maldistribution of the phases. The effect of agitator speed on both the solute recovery in the extract and the overall column efficiency will be evaluated.

Liquid-liquid Extraction and York-Scheibel Column Operation

Effizienz der Flüssig-Flüssig-Extraktion

Source: Kerry M. Dooley and Michael G. Benton, Department of Chemical Engineering, Louisiana State University, Baton Rouge, LA
Liquid-liquid extraction ...