L’examen des applications catalyseurs a été appuyé par le Département de l’énergie des États-Unis, l’Office of Science, l’Office of Basic Energy Sciences, la Division of Chemical Sciences, Biosciences et Geosciences Catalysis Program dans le cadre du contrat DE-AC05-RL01830 et FWP-47319. L’examen des demandes biomédicales a été appuyé par le National Institute of Health, National Institute of Environmental Health Sciences, dans le cadre de la subvention R21ES029778. Des expériences ont été menées à l’EMSL (grille.436923.9), un bureau du DOE of Science User Facility parrainé par le Bureau de la recherche biologique et environnementale et situé au Pacific Northwest National Laboratory (PNNL). PNNL est un laboratoire national multi-programmes exploité par Battelle pour le département américain de l’Énergie sous contrat DE-AC05-RL01830 et FWP-47319.

Le protocole est divisé en quatre sections qui spécifient 1) la préparation de tout matériel solide utilisé dans le système ou l’activation ou le dégagement d’espèces adsorbées indésirables, 2) l’ajout de matériaux solides et liquides au rotor NMR, 3) l’ajout de gaz au rotor, et 4) la réalisation des expériences NMR dans le spectromètre. La procédure est représentative d’une séquence typique mais peut être modifiée pour répondre aux besoins spécifiques de l’expérience.
1. Prétraitement d’échantillons solides
<ol><li>Pesez environ deux fois la masse de l’échantillon solide désiré pour l’expérience RMN (pour un rotor de 7,5 mm, ~250 mg) et placez l’échantillon solide dans un tube d’échantillon de quartz utilisé pour traiter les matériaux dans un système de four, en branchant le tube avec de la laine de quartz pour maintenir le matériau en place.</li>
	<li>Connectez les valves d’isolement au système de traitement des solides 1) ou 2) vide en plaçant le tube dans le four froid et en serrant les connexions.</li>
	<li>Apposer l’extrémité du tube de quartz (s) sur la valve d’isolation du gaz (s) en position ouverte.</li>
	<li>Commencez le traitement.<ol>
<li>Pour les systèmes d’écoulement :<ol>
<li>Apposer un thermocouple à l’extérieur du tube, le tenant en place avec un matériau résistant à la chaleur.</li>
			<li>Commencer le flux du gaz de traitement (p. ex., N2 à 100 sccm) pour dégager la surface solide ou activer le matériau.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Alternativement, pour les systèmes de vide :<ol>
<li>Fermez la vanne d’isolement au système de vide et démarrez la pompe à vide.</li>
			<li>Lorsque le vide complet est établi, ouvrez très lentement la valve d’isolement pour appliquer le vide sur l’échantillon, en s’arrêtant périodiquement pour permettre au système d’équilibrer. Continuer jusqu’à ce que la vanne soit ouverte.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>Allumez le contrôleur de four et réglez le programme de rampe de température à l’état désiré (p. ex., 300 °C pendant 4 heures à une vitesse de rampe de 5 °C/min).</li>
	<li>Démarrez le programme de température et laissez-le s’exécuter.</li>
	<li>Une fois terminé, laissez refroidir l’échantillon à une température réalisable.</li>
	<li>Éteignez le contrôleur de température et arrêtez le flux/vide.</li>
	<li>Scellez rapidement l’échantillon avec les vannes d’isolement pour maintenir l’environnement d’échantillonnage désiré.</li>
	<li>Déconnecter le tube de quartz du système de traitement et transférer les tubes et les valves fermées à l’antichambre d’une boîte à gants sèche purge n2.</li>
	<li>Videz et remplissez l’antichambre au moins 4 fois et transférez le tube à l’intérieur de la boîte à gants.</li>
</ol>2. Chargement d’échantillons solides dans le rotor NMR
<ol><li>Pesez le rotor NMR à haute pression et à haute température vide et propre avec le capuchon du rotor.</li>
	<li>Placez le rotor NMR dans le support pour maintenir la directionnalité.</li>
	<li>Placez l’entonnoir de l’échantillon dans l’alésage du rotor.</li>
	<li>Retirez la valve d’isolement du tube de l’échantillon et versez une petite quantité de matériau solide dans l’entonnoir.</li>
	<li>Appuyez sur la poudre dans l’entonnoir et dirigez-la légèrement vers le rotor avec la tige d’emballage si nécessaire.</li>
	<li>Répétez l’ajout échelonné de matériaux solides jusqu’à ce que la quantité désirée (p. ex., 1/2 rotor) soit atteinte.</li>
	<li>Pesez le rotor NMR (et le capuchon) avec l’échantillon à l’intérieur pour déterminer la quantité d’échantillon ajoutée.</li>
	<li>Si vous le souhaitez, dessinez une quantité spécifiée de n’importe quel échantillon liquide et injectez lentement le liquide au centre du rotor NMR à l’aide d’une micro seringue.</li>
	<li>Scellez le rotor en plaçant le bouchon sur le dessus et en le tournant dans le sens inverse des aiguilles d’une montre avec le rotor de capuchon pour engager l’anneau O entre le rotor et le capuchon. Notez qu’un nouvel anneau O peut être périodiquement nécessaire pour éviter les fuites, surtout si vous utilisez des mélanges chimiquement abrasifs ou de petits gaz tels que l’hydrogène.</li>
	<li>Pesez le rotor NMR pour déterminer la masse totale de l’échantillon ajouté.</li>
</ol>3. Charger le rotor NMR avec les produits chimiques désirés aux conditions souhaitées
<ol><li>Placez le rotor NMR scellé dans le stade du rotor, en vous assurant que la taille de l’insert de scène est compatible avec la taille du rotor et serrez l’écrou à la main pour le fixer en place. Notez que l’étanchéité du rotor dans le support dans cette étape déterminera l’étanchéité du joint de capuchon.</li>
	<li>Abaissez l’étage du rotor dans la partie inférieure du dispositif d’exposition à haute pression.</li>
	<li>Utilisez une clé Allen pour tourner l’une des vis à 90° pour fixer le stade du rotor dans le fond du dispositif d’exposition.</li>
	<li>Placez la partie supérieure du dispositif de chargement NMR dans et sur le dessus de la section inférieure, en alignant le capuchon NMR vers le haut de la tête de bouchon du rotor NMR pour s’assurer qu’il est engagé.</li>
	<li>Placez les 2 pinces sur le dessus de la lèvre où les sections supérieure et inférieure du dispositif d’exposition se rencontrent et verrouiller en place.</li>
	<li>Serrer les 6 boulons sur le dessus de la partie supérieure du dispositif d’exposition pour engager la surface d’étanchéité entre les sections supérieure et inférieure.</li>
	<li>Connectez la partie supérieure du dispositif d’exposition NMR à l’entrée et aux prises de la conduite de gaz.</li>
	<li>Connectez le thermocouple sur la partie supérieure du dispositif d’exposition NMR au capteur de température.</li>
	<li>Si vous le souhaitez, enveloppez le ruban chauffant autour des conduites de gaz et des sections supérieures du dispositif d’exposition pour permettre le chauffage avec le contrôleur respectif. Une plaque chaude peut également être engagée.</li>
	<li>S’assurer que la sortie de la chambre d’exposition est ouverte et que la vanne de gaz source est fermée, allumez la pompe à vide pour retirer l’air du dispositif d’exposition et des lignes associées.</li>
	<li>Purgez les lignes avec le gaz désiré ou inerte, en faisant du vélo entre le vide et la pression atmosphérique à trois reprises pour s’assurer que les lignes sont dégagées de l’air.</li>
	<li>Préparer la composition de gaz désirée soit à partir de 1) un système de livraison à haute pression ou 2) un système d’écoulement pour introduire des vapeurs à une pression spécifiée.<ol>
<li>Pour la préparation d’échantillons à haute pression ou sous vide :<ol>
<li>Fermez la prise de gaz du dispositif d’exposition et réglez les vannes de collecteur de gaz pour contourner la ligne d’injection liquide.</li>
			<li>Réglez la pression désirée sur la pompe à seringues haute pression du système de livraison à haute pression.</li>
			<li>Ouvrez les vannes de source de gaz sur la pompe à seringues haute pression et exécutez le programme fixé sur la pompe, en surveillant la pression réelle à l’intérieur du dispositif d’exposition.</li>
			<li>Lorsque la pression désirée est atteinte à l’intérieur du dispositif d’exposition, arrêtez la pompe à seringues et fermez les vannes de gaz source.</li>
			<li>Ouvrez le rotor NMR en tournant dans le sens des aiguilles d’une montre le mécanisme de vis externe, qui est couplé au bit intérieur du bouchon NMR.</li>
			<li>Laissez le gaz de la pression désirée pénétrer dans le rotor NMR et équilibrer.</li>
			<li>Reseal le rotor NMR en tournant le mécanisme de vis externe dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Une fenêtre d’observation aidera à déterminer quand le rotor est fermé.</li>
			<li>Dépressuriser lentement le système en ouvrant la vanne de sortie de gaz du dispositif d’exposition.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Pour la préparation d’échantillons de gaz ou de vapeur :<ol>
<li>Assurez-vous que la prise de gaz du dispositif d’exposition est ouverte pour éviter la sur-pression.</li>
			<li>Réglez le débit de gaz désiré sur le contrôleur de débit de masse et commencez le flux de gaz.</li>
			<li>Connectez la ligne d’alimentation liquide de la pompe à seringues liquide au collecteur de gaz.</li>
			<li>Réglez les vannes de collecteur de gaz pour permettre le flux vers la ligne d’injection liquide.</li>
			<li>Réglez le débit liquide sur la pompe à seringues liquide pour obtenir la pression de vapeur désirée et commencer l’injection liquide.</li>
			<li>Ouvrez le rotor NMR en tournant dans le sens des aiguilles d’une montre le mécanisme de vis externe qui est couplé au bit intérieur de bouchon NMR.</li>
			<li>Permettre au système d’équilibrer aux pressions de gaz souhaitées à l’intérieur du rotor NMR et de reseal le rotor NMR en tournant le mécanisme de vis externe dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Une fenêtre d’observation aidera à déterminer quand le rotor est fermé.</li>
			<li>Arrêtez l’injection de la pompe à seringues liquides et configurez les vannes pour contourner la ligne d’injection liquide, déconnectant la pompe du système.</li>
			<li>Arrêtez le gaz qui coule.</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
	<li>Purgez le système avec un gaz inerte pour éliminer les gaz potentiellement toxiques ou inflammables.</li>
	<li>Arrêtez tout chauffage et laissez refroidir le système.</li>
	<li>Déconnectez tout ruban chauffant et le thermocouple.</li>
	<li>Déconnecter les conduites d’entrée et de gaz de sortie.</li>
	<li>Desserrez les 6 boulons sur le dessus du dispositif d’exposition pour compromettre le joint.</li>
	<li>Déballez les 2 sections de serrage et retirez-les du dispositif d’exposition.</li>
	<li>Soulevez soigneusement la partie supérieure vers le haut et hors de la section inférieure.</li>
	<li>Utilisez une clé Allen pour desserrer le stade du rotor et l’élaborer avec la tige filetée.</li>
	<li>Desserrez l’écrou sur le stade du rotor et retirez le rotor du composant de l’appareil.</li>
	<li>Pesez le rotor pour vous assurer que les quantités de gaz souhaitées sont présentes.</li>
</ol>4. Mener l’expérience MAS NMR
<ol><li>Placez le rotor NMR dans la bobine NMR sur la sonde NMR.</li>
	<li>Soulevez la sonde dans l’alésage de l’aimant et verrouillez-la en place.</li>
	<li>Lancez la filature d’échantillon à l’aide de la boîte de commande MAS et ajustez-vous au taux de rotation du rotor désiré.</li>
	<li>Utilisez l’ordinateur pour commencer la séquence de réglage/match sur le canal désiré.</li>
	<li>Ajustez les réglages/correspondance de la sonde pour optimiser l’électronique de la sonde.</li>
	<li>Quittez la séquence de réglage/match sur l’ordinateur et configurez les paramètres expérimentaux souhaités (p. ex., séquence d’impulsions, tableau d’expériences, température, etc.).</li>
	<li>Recueillir les données MAS NMR.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Andrew, E. R., Bradbury, A., Eades, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nuclear+Magnetic+Resonance+Spectra+from+a+Crystal+rotated+at+High+Speed.">Nuclear Magnetic Resonance Spectra from a Crystal rotated at High Speed.</a> Nature. 182 (4650), 1659 (1958).</li><li>Lowe, I. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Free+Induction+Decays+of+Rotating+Solids.">Free Induction Decays of Rotating Solids.</a> Physical Review Letters. 2 (7), 285-287 (1959).</li><li>Frydman, L., Grant, D. M., Harris, R. 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Z., 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+large+sample+volume+magic+angle+spinning+nuclear+magnetic+resonance+probe+for+in+situ+investigations+with+constant+flow+of+reactants.">A large sample volume magic angle spinning nuclear magnetic resonance probe for in situ investigations with constant flow of reactants.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 14 (7), 2137-2143 (2012).</li><li>Jiang, Y., 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=In+situ+MAS+NMR-UV/Vis+investigation+of+H-SAPO-34+catalysts+partially+coked+in+the+methanol-to-olefin+conversion+under+continuous-flow+conditions+and+of+their+regeneration.">In situ MAS NMR-UV/Vis investigation of H-SAPO-34 catalysts partially coked in the methanol-to-olefin conversion under continuous-flow conditions and of their regeneration.</a> Microporous and Mesoporous Materials. 105 (1-2), 132-139 (2007).</li><li>Xu, S., Zhang, W., Liu, X., Han, X., Bao, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+In+situ+Continuous-Flow+MAS+NMR+for+Reaction+Kinetics+in+the+Nanocages.">Enhanced In situ Continuous-Flow MAS NMR for Reaction Kinetics in the Nanocages.</a> Journal of the American Chemical Society. 131 (38), 13722-13727 (2009).</li><li>Graham, T. R., 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=In+situ+Al-27+NMR+Spectroscopy+of+Aluminate+in+Sodium+Hydroxide+Solutions+above+and+below+Saturation+with+Respect+to+Gibbsite.">In situ Al-27 NMR Spectroscopy of Aluminate in Sodium Hydroxide Solutions above and below Saturation with Respect to Gibbsite.</a> Inorganic Chemistry. 57 (19), 11864-11873 (2018).</li><li>Zhang, X., 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=Boehmite+and+Gibbsite+Nanoplates+for+the+Synthesis+of+Advanced+Alumina+Products.">Boehmite and Gibbsite Nanoplates for the Synthesis of Advanced Alumina Products.</a> ACS Applied Nano Materials. 1 (12), 7115-7128 (2018).</li><li>Zhang, X., 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=Transformation+of+Gibbsite+to+Boehmite+in+Caustic+Aqueous+Solution+at+Hydrothermal+Conditions.">Transformation of Gibbsite to Boehmite in Caustic Aqueous Solution at Hydrothermal Conditions.</a> Crystal Growth &amp; Design. 19 (10), 5557-5567 (2019).</li><li>Hu, J. Z., Jaegers, N. R., Hu, M. Y., Mueller, K. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+and+ex+situ+NMR+for+battery+research.">In situ and ex situ NMR for battery research.</a> Journal of Physics: Condensed Matter. 30 (46), (2018).</li><li>Hu, J. Z., 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=Adsorption+and+Thermal+Decomposition+of+Electrolytes+on+Nanometer+Magnesium+Oxide:+An+in+situ+C-13+MAS+NMR+Study.">Adsorption and Thermal Decomposition of Electrolytes on Nanometer Magnesium Oxide: An in situ C-13 MAS NMR Study.</a> ACS Applied Materials &amp; Interfaces. 11 (42), 38689-38696 (2019).</li></ol>

Les auteurs déclarent les intérêts financiers concurrents suivants. J.Z.H et ses collègues détiennent un brevet sur la conception du rotor (US9151813B2). J.Z.H., N.R.J., et coll. ont déposé une demande de brevet provisoire sur le dispositif d’exposition.

La méthode d’effectuer des mesures spectroscopiques MAS NMR décrites ci-après représente l’état de l’art pour effectuer à haute température, haute pression MAS NMR. Ces méthodes permettent d’observer les interactions se produisant dans des atmosphères sous vide jusqu’à plusieurs centaines de barres et de basses températures (bien en dessous de 0 °C à 250 °C) d’une manière fiable et reproductible. La capacité de sonder des systèmes contenant des mélanges de solides, de liquides et de gaz dans...

L’analyse spectroscopique des échantillons est un outil d’analyse utilisé pour obtenir des informations précieuses sur des matériaux d’intérêt tels que leur état chimique, leur structure ou leur réactivité. D’un point de vue simpliste, la résonance magnétique nucléaire (IRMN) est l’une de ces techniques qui utilise un fort champ magnétique pour manipuler l’état de rotation des noyaux atomiques afin de mieux comprendre l’environnement chimique des espèces d’intérêt. L’état de spin nucléaire se réfère à la direction relative du moment magnétique induite par le mouvement du noyau filature, une particule chargée positivement. En l’absence d’un champ magnétique, les spins nucléaires sont orientés au hasard mais en présence d’un champ magnétique, les spins nucléaires s’alignent préférentiellement avec le champ externe de l’aimant dans un état de spin à faible énergie. Ce fractionnement des états de spin en valeurs énergétiques discrètes est connu sous le nom d’effet Zeeman. La différence entre ces niveaux d’énergie (ΔE) est modélisée par l’équation 1 : <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/61794/61794equ01.jpg"> où h est la constante de Plank, B0 est la force du champ magnétique externe et γ est le rapport gyrommagnétique du noyau. L’environnement chimique de ces vrilles applique également de légères perturbations à ces niveaux d’énergie. Les ondes radio des fréquences correspondantes peuvent être utilisées pour exciter les noyaux, ce qui génère une magnétisation transversale due à des rotations gagnant en cohérence de phase à mesure que la magnétisation longitudinale (basée sur la population de spins dans des états parallèles et anti-parallèles) diminue. Comme les noyaux continuent de précéder sur l’axe du champ magnétique, le mouvement magnétique rotatif crée un champ magnétique qui tourne également et génère un champ électrique. Ce champ module les électrons dans la bobine de détection NMR, générant le signal NMR. De légères différences dans l’environnement chimique des noyaux de l’échantillon affectent les fréquences détectées dans la bobine.
L’analyse NMR des échantillons solides introduit des complexités introdues dans les fluides. Dans les fluides, les molécules dégringolent à des vitesses rapides, faisant la moyenne de l’environnement chimique spatialement autour des noyaux. Dans les échantillons solides, il n’y a pas d’effet de moyenne de ce genre, introduisant un environnement chimique dépendant de l’orientation et de larges lignes spectrales dans le signal NMR. Pour atténuer ces défis, une technique connue sous le nom de filature d’angle magique (MAS)est utilisée 1,2. Dans mas NMR, les échantillons sont rapidement tournés (plusieurs kilohertz) à un angle de 54.7356° par rapport au champ magnétique externe utilisant un mécanisme externe de filature pour adresser les interactions orientation-dépendantes (anisotropiques) de NMR. Ceci rétrécit sensiblement les dispositifs de NMR et améliore la résolution spectrale en faisant la moyenne des termes orientation-dépendants de l’anisotropie chimique de décalage, des interactions dipolar, et des interactions quadrupolar. Deux exceptions notables entravent les capacités de rétrécissement de la ligne de MAS NMR. Le premier est un fort couplage homonucléaire parfois présent dans 1H NMR qui nécessite des vitesses de rotation élevées (~70 kHz) à enlever. Toutefois, les températures significativement élevées des applications à haute température supprimeront considérablement l’interactionhomonucléaire de 1 H en donnant un mouvement thermique amélioré de sorte qu’un taux de rotation d’échantillon beaucoup réduit puisse être utilisé pour une résolution spectrale significativement améliorée. En outre, avec la technologie en constante évolution, rotors avec de plus petits diamètres peuvent maintenant être fabriqués pour atteindre des taux de rotation dépassant de loin 5 kHz, ce qui contribue à supprimer davantage les interactions dipolaires homonucléaires 1H. La deuxième exception est les interactions quadrupolar résiduelles de deuxième ordre pour les noyaux avec spin qui dépasse la moitié puisque seul le terme de premier ordre est éliminé à l’angle magique, laissant des lineshapes plus complexes qui ne peuvent être améliorées que par des champs magnétiques externes plus forts. Il convient de souligner que les techniques MQMAS 2D peuvent être facilement intégrées à la technologie actuelle afin qu’un véritable spectre isotropique de changement chimique puisse être obtenu de la même manière que les expériences MQMAS standard3.
MAS NMR a permis une caractérisation détaillée des matériaux solides, renforçant ainsi la qualité des observations. Toutefois, la nécessité de faire tourner les échantillons dans les rotors NMR (le titulaire de l’échantillon) à des taux élevés impose également des défis dans la conduite d’expériences à des températures élevées et des pressions qui peuvent être plus pertinentes aux conditions d’intérêt. Il peut parfois être souhaitable d’examiner les matériaux dans des conditions relativement dures pour les rotors NMR. Un certain nombre d’efforts ont permis d’adapter avec succès les technologies de NMR à l’état liquide pour effectuer des NMR4,5,6,7à haute température et à haute pression; toutefois, les bouchons de rotor commerciaux utilisés pour le MAS NMR à l’état solide peuvent être expulsés du rotor à haute pression, causant des dommages importants à l’équipement. De tels effets peuvent être aggravés par l’examen d’une réaction de décomposition qui augmente considérablement la pression dans le support de l’échantillon. En tant que tel, de nouvelles conceptions sont nécessaires pour mener efficacement et en toute sécurité des expériences in situ de NMR. Par exemple, le rotor doit respecter plusieurs qualités pour une utilisation efficace dans mas NMR, à savoir non magnétique, léger, durable, résistant à la température, matériau de fond à faible NMR, étanche, haute résistance et résistant aux produits chimiques. Les pressions que le rotor doit supporter sont assez grandes. Non seulement le rotor doit résister à la pression de l’échantillon contenu à l’intérieur (p. ex., gaz à haute pression), mais la rotation de l’appareil confère une force centrifuge qui a sa propre contribution à la pression totale du système8, PT, par équation 2 : <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/61794/61794equ02.jpg"> RI et RO sont le radii rotor intérieur et externe, respectivement, ω est la fréquence de rotation en radians par seconde, et P sest la pression de l’échantillon.
Un certain nombre de stratégies ont été élaborées pour répondre à cespréoccupations 9. Les premiers exemples ressemblaient à des tubes scellés parla flamme 10,11,12 ou des inserts en polymère13,14, qui étaient insuffisants pour un fonctionnement prolongé et contrôlé à des températures et des pressions élevées. Les itérations aux conceptions de rotor ont souffert des limitations de la température de fonctionnement maximale transmises par l’utilisation des réductions de volume d’époxy ou d’échantillon des insertionsen céramique 8,15,16. Une technologie récente réduit les coûts unitaires de production en utilisant de simples caractéristiques d’enclenchement dans un manchon de rotor commercial, mais offre relativement moins de contrôle sur les conditions avec lesquelles il peutfonctionner 17. La conception employée ci-dessus est un tout-zirconia, caverne-style manche rotor usiné avec un haut fileté18. Un bouchon est également fileté pour permettre un joint sécurisé. Le filetage inverse empêche la rotation de l’échantillon de desserrer le capuchon zirconia et un anneau O constitue les surfaces d’étanchéité. Cette conception du rotor est visible dans la figure 1 et des rotors et des instructions similaires pour les fabriquer ont été brevetés19. Une telle stratégie permet une résistance mécanique élevée, une résistance chimique et une tolérance à la température.
Ces conceptions conviennent aux températures et aux pressions d’au moins 250 °C et de 100 barres, limitées en température par la technologie de sonde NMR facilement disponible. Lorsqu’il est combiné avec de l’équipement spécialisé de préparation d’échantillons, il représente une technique vraiment puissante qui a été utilisée pour des applications de grande envergure comme la séquestration du carbone, la catalyse, le stockage de l’énergie et la biomédecine20. Un tel équipement comprend un moyen de prétratre les matériaux solides pour éliminer les espèces de surface indésirables telles que l’eau. Un four est souvent utilisé pour cette étape. Une boîte sèche est généralement utilisée pour charger les échantillons solides dans le rotor NMR. De là, le rotor est transféré dans un dispositif d’exposition qui permet au rotor d’être ouvert sous une atmosphère étroitement contrôlée pour charger un gaz ou un mélange désiré dans le rotor. Un tel dispositif est représenté dans la figure 2.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>1) Preparation of Solids Samples</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gas maniforld</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gas Mass Flow Controllers</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum Pump</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tube Furnace</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Temperature Controller</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermocouple</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quartz Tube</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isolation Valves</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quartz Wool</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2) Loading solid samples into the rotor</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dry glove box</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High-temperature, high-pressure NMR rotor</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sample funnel</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sample packing rod</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotor holder</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Analytical Balance</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microsyringe</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotor cap bit</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3) Addition of gases to the rotor</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NMR loading chamber</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotor stage and appropriately sized inserts</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum Pump</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gas maniforld</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gas Mass Flow Controllers</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum Pump</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating Tape</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Temperature Controller</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermocouple</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Allen wrench</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Threaded rod</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wrenchs</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pressure Gauge</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High-pressure syringe pump</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Liquid syringe pump</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4) Conducting the NMR experiments</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MAS NMR probe</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NMR spectrometer</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Computer to control the spectrometer</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

high-temperature and high-pressure in situ magic angle spinning nuclear magnetic resonance spectroscopy

La spectroscopie par résonance magnétique nucléaire (RMN) représente une technique importante pour comprendre la structure et les environnements de liaison des molécules. Il existe une volonté de caractériser les matériaux dans des conditions pertinentes au processus chimique d’intérêt. Pour remédier à cette situation, des méthodes mas NMR à haute température et à haute pression in situ ont été mises au point pour permettre l’observation d’interactions chimiques sur une gamme de pressions (sous vide à plusieurs centaines de barres) et de températures (bien en dessous de 0 °C à 250 °C). En outre, l’identité chimique des échantillons peut être composée de solides, de liquides, de gaz ou de mélanges des trois. La méthode intègre des rotors NMR tout-zirconia (porte-échantillon pour MAS NMR) qui peuvent être scellés à l’aide d’un bouchon fileté pour compresser un anneau O. Ce rotor présente une grande résistance chimique, la compatibilité de la température, faible fond NMR, et peut résister à des pressions élevées. Ces facteurs combinés lui permettent d’être utilisé dans un large éventail de combinaisons de systèmes, qui à leur tour permettent son utilisation dans divers domaines comme la séquestration du carbone, la catalyse, la science des matériaux, la géochimie et la biologie. La flexibilité de cette technique en fait une option attrayante pour les scientifiques de nombreuses disciplines.

La sortie du spectromètre NMR prend la forme d’une désintégration d’induction libre (FID) qui est le signal de domaine du temps des vrilles excitées comme ils se détendent vers l’équilibre thermodynamique. Un tel FID ressemble à la figure 3. Lorsque Fourier est passé du domaine du temps au domaine de fréquence (fréquence à PPM par équation 3, où la fréquence absolue de différence et une référence est divisée par la fréquence du transporteur du spectromètre NMR), il ...

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High-Temperature and High-Pressure In situ Magic Angle Spinning Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy

Les structures moléculaires et la dynamique des solides, des liquides, des gaz et des mélanges sont d’un intérêt critique pour divers domaines scientifiques. La NMR MAS NMR in situ à haute température et à haute pression permet de détecter l’environnement chimique des constituants dans des systèmes en phase mixte dans des environnements chimiques étroitement contrôlés.

Spectroscopie de résonance magnétique nucléaire à haute température et à haute pression in situ

Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy represents an important technique to understand the structure and bonding environments of molecules. There ...

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Interpreting Nuclear Magnetic Resonance Spectra

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5.4K vues.  Pacific Northwest National Laboratory. Les structures moléculaires et la dynamique des solides, des liquides, des gaz et des mélanges sont d’un intérêt critique pour divers domaines scientifiques. La NMR MAS NMR in situ à haute température et à haute pression permet de détecter l’environnement chimique des constituants dans des systèmes en phase mixte dans des environnements chimiques étroitement contrôlés.

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In Situ SIMS and IR Spectroscopy of Well-defined Surfaces Prepared by Soft Landing of Mass-selected Ions

Soft landing of mass-selected ions onto surfaces is a powerful approach for the highly-controlled preparation of materials that are inaccessible using conventional synthesis techniques. Coupling soft landing with in situ characterization using secondary ion mass spectrometry (SIMS) and infrared reflection absorption spectroscopy (IRRAS) enables analysis of well-defined surfaces under clean vacuum conditions. The capabilities of three soft-landing instruments constructed in our laboratory are illustrated for the representative system of surface-bound organometallics prepared by soft landing of mass-selected ruthenium tris(bipyridine) dications, [Ru(bpy)3]2+ (bpy = bipyridine), onto carboxylic acid terminated self-assembled monolayer surfaces on gold (COOH-SAMs). In situ time-of-flight (TOF)-SIMS provides insight into the reactivity of the soft-landed ions. In addition, the kinetics of charge reduction, neutralization and desorption occurring on the COOH-SAM both during and after ion soft landing are studied using in situ Fourier transform ion cyclotron resonance (FT-ICR)-SIMS measurements. In situ IRRAS experiments provide insight into how the structure of organic ligands surrounding metal centers is perturbed through immobilization of organometallic ions on COOH-SAM surfaces by soft landing. Collectively, the three instruments provide complementary information about the chemical composition, reactivity and structure of well-defined species supported on surfaces.

In Situ SIMS and IR Spectroscopy of Well-defined Surfaces Prepared by Soft Landing of Mass-selected Ions

Soft landing of mass-selected ions onto surfaces is a powerful approach for the highly-controlled preparation of novel materials. Coupled with analysis by in situ secondary ion mass spectrometry (SIMS) and infrared reflection absorption spectroscopy (IRRAS), soft landing provides unprecedented insights into the interactions of well-defined species with surfaces.

In Situ SIMS et spectroscopie IR des surfaces bien définies Préparé par Soft Landing de Ions Mass-sélectionnés

Soft landing of mass-selected ions onto surfaces is a powerful approach for the highly-controlled preparation of materials that are inaccessible using ...

Recherche

Chimie

Sequencing of Plant Wall Heteroxylans Using Enzymic, Chemical (Methylation) and Physical (Mass Spectrometry, Nuclear Magnetic Resonance) Techniques

This protocol describes the specific techniques used for the characterization of reducing end (RE) and internal region glycosyl sequence(s) of heteroxylans. De-starched wheat endosperm cell walls were isolated as an alcohol-insoluble residue (AIR)1 and sequentially extracted with water (W-sol Fr) and 1 M KOH containing 1% NaBH4 (KOH-sol Fr) as described by Ratnayake et al. (2014)2. Two different approaches (see summary in Figure 1) are adopted. In the first, intact W-sol AXs are treated with 2AB to tag the original RE backbone chain sugar residue and then treated with an endoxylanase to generate a mixture of 2AB-labelled RE and internal region reducing oligosaccharides, respectively. In a second approach, the KOH-sol Fr is hydrolyzed with endoxylanase to first generate a mixture of oligosaccharides which are subsequently labelled with 2AB. The enzymically released ((un)tagged) oligosaccharides from both W- and KOH-sol Frs are then methylated and the detailed structural analysis of both the native and methylated oligosaccharides is performed using a combination of MALDI-TOF-MS, RP-HPLC-ESI-QTOF-MS and ESI-MSn. Endoxylanase digested KOH-sol AXs are also characterized by nuclear magnetic resonance (NMR) that also provides information on the anomeric configuration. These techniques can be applied to other classes of polysaccharides using the appropriate endo-hydrolases.

Sequencing of Plant Wall Heteroxylans Using Enzymic, Chemical Methylation and Physical Mass Spectrometry, Nuclear Magnetic Resonance Techniques

This protocol describes the specific techniques used for the structural characterization of reducing end (RE) and internal region glycosyl sequence(s) of heteroxylans by tagging the RE with 2 aminobenzamide prior to enzymatic (endoxylanase) hydrolysis and then analysis of the resultant oligosaccharides using mass spectrometry (MS) and nuclear magnetic resonance (NMR).

Le séquençage de l&#39;usine mur hétéroxylanes Utilisation enzymatique, chimique (méthylation) et physiques (spectrométrie de masse, résonance magnétique nucléaire) Techniques

This protocol describes the specific techniques used for the characterization of reducing end (RE) and internal region glycosyl sequence(s) of ...

High Pressure Single Crystal Diffraction at PX^2

In this report we describe detailed procedures for carrying out single crystal X-ray diffraction experiments with a diamond anvil cell (DAC) at the GSECARS 13-BM-C beamline at the Advanced Photon Source. The DAC program at 13-BM-C is part of the Partnership for Extreme Xtallography (PX^2) project. BX-90 type DACs with conical-type diamond anvils and backing plates are recommended for these experiments. The sample chamber should be loaded with noble gas to maintain a hydrostatic pressure environment. The sample is aligned to the rotation center of the diffraction goniometer. The MARCCD area detector is calibrated with a powder diffraction pattern from LaB6. The sample diffraction peaks are analyzed with the ATREX software program, and are then indexed with the RSV software program. RSV is used to refine the UB matrix of the single crystal, and with this information and the peak prediction function, more diffraction peaks can be located. Representative single crystal diffraction data from an omphacite (Ca0.51Na0.48)(Mg0.44Al0.44Fe2+0.14Fe3+0.02)Si2O6 sample were collected. Analysis of the data gave a monoclinic lattice with P2/n space group at 0.35 GPa, and the lattice parameters were found to be: a = 9.496 &#177;0.006 &#197;, b = 8.761 &#177;0.004 &#197;, c = 5.248 &#177;0.001 &#197;, &#946; = 105.06 &#177;0.03&#186;, &#945; = &#947; = 90&#186;.

In this report, we describe detailed procedures for carrying out single crystal X-ray diffraction experiments with a diamond anvil cell at the GSECARS 13-BM-C beamline at the Advanced Photon Source. ATREX and RSV programs are used to analyze the data.

High Pressure Monocristal Diffraction PX ^ 2

In this report we describe detailed procedures for carrying out single crystal X-ray diffraction experiments with a diamond anvil cell (DAC) at the ...

Preparation and In Vitro Characterization of Dendrimer-based Contrast Agents for Magnetic Resonance Imaging

Paramagnetic complexes of gadolinium(III) with acyclic or macrocyclic chelates are the most commonly used contrast agents (CAs) for magnetic resonance imaging (MRI). Their purpose is to enhance the relaxation rate of water protons in tissue, thus increasing the MR image contrast and the specificity of the MRI measurements. Current clinically approved contrast agents are low molecular weight molecules that are rapidly cleared from the body. The use of dendrimers as carriers of paramagnetic chelators can play an important role in the future development of more efficient MRI contrast agents. Specifically, the increase in local concentration of the paramagnetic species results in a higher signal contrast. Furthermore, this CA provides a longer tissue retention time due to its high molecular weight and size. Here, we demonstrate a convenient procedure for the preparation of macromolecular MRI contrast agents based on poly(amidoamine) (PAMAM) dendrimers with monomacrocyclic DOTA-type chelators (DOTA &#8211; 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetate). The chelating unit was appended by exploiting the reactivity of the isothiocyanate (NCS) group towards the amine surface groups of the PAMAM dendrimer to form thiourea bridges. Dendrimeric products were purified and analyzed by means of nuclear magnetic resonance spectroscopy, mass spectrometry, and elemental analysis. Finally, high resolution MR images were recorded and the signal contrasts obtained from the prepared dendrimeric and the commercially available monomeric agents were compared.

Preparation and In Vitro Characterization of Dendrimer-based Contrast Agents for Magnetic Resonance Imaging

This protocol describes the preparation and characterization of a dendrimeric magnetic resonance imaging (MRI) contrast agent that carries cyclen-based macrocyclic chelates coordinating paramagnetic gadolinium ions. In a series of MRI experiments in vitro, this agent produced an amplified MRI signal when compared to the commercially available monomeric analogue.

Préparation et<em&gt; In vitro</em&gt; Caractérisation des agents de contraste à base de dendrimères pour imagerie par résonance magnétique

Paramagnetic complexes of gadolinium(III) with acyclic or macrocyclic chelates are the most commonly used contrast agents (CAs) for magnetic resonance ...

In Situ Detection and Single Cell Quantification of Metal Oxide Nanoparticles Using Nuclear Microprobe Analysis

Micro-analytical techniques based on chemical element imaging enable the localization and quantification of chemical composition at the cellular level. They offer new possibilities for the characterization of living systems and are particularly appropriate for detecting, localizing and quantifying the presence of metal oxide nanoparticles both in biological specimens and the environment. Indeed, these techniques all meet relevant requirements in terms of (i) sensitivity (from 1 up to 10 &#181;g.g-1 of dry mass), (ii) micrometer range spatial resolution, and (iii) multi-element detection. Given these characteristics, microbeam chemical element imaging can powerfully complement routine imaging techniques such as optical and fluorescence microscopy. This protocol describes how to perform a nuclear microprobe analysis on cultured cells (U2OS) exposed to titanium dioxide nanoparticles. Cells must grow on and be exposed directly in a specially designed sample holder used on the optical microscope and in the nuclear microprobe analysis stages. Plunge-freeze cryogenic fixation of the samples preserves both the cellular organization and the chemical element distribution. Simultaneous nuclear microprobe analysis (scanning transmission ion microscopy, Rutherford backscattering spectrometry and particle induced X-ray emission) performed on the sample provides information about the cellular density, the local distribution of the chemical elements, as well as the cellular content of nanoparticles. There is a growing need for such analytical tools within biology, especially in the emerging context of Nanotoxicology and Nanomedicine for which our comprehension of the interactions between nanoparticles and biological samples must be deepened. In particular, as nuclear microprobe analysis does not require nanoparticles to be labelled, nanoparticle abundances are quantifiable down to the individual cell level in a cell population, independently of their surface state.

In Situ Detection and Single Cell Quantification of Metal Oxide Nanoparticles Using Nuclear Microprobe Analysis

We describe a procedure for the detection of chemical elements present in situ in human cells as well as their in vitro quantification. The method is well-suited to any cell type and is particularly useful for quantitative chemical analyses in single cells following in vitro metal oxide nanoparticles exposure.

In Situ Détection et Quantification de la cellule unique de nanoparticules d’oxyde métallique à l’aide de l’analyse par microsonde nucléaire

Micro-analytical techniques based on chemical element imaging enable the localization and quantification of chemical composition at the cellular level. ...

Non-equilibrium Microwave Plasma for Efficient High Temperature Chemistry

A flowing microwave plasma based methodology for converting electric energy into internal and/or translational modes of stable molecules with the purpose of efficiently driving non-equilibrium chemistry is discussed. The advantage of a flowing plasma reactor is that continuous chemical processes can be driven with the flexibility of startup times in the seconds timescale. The plasma approach is generically suitable for conversion/activation of stable molecules such as CO2, N2 and CH4. Here the reduction of CO2 to CO is used as a model system: the complementary diagnostics illustrate how a baseline thermodynamic equilibrium conversion can be exceeded by the intrinsic non-equilibrium from high vibrational excitation. Laser (Rayleigh) scattering is used to measure the reactor temperature and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) to characterize in situ internal (vibrational) excitation as well as the effluent composition to monitor conversion and selectivity.

This article describes a flowing microwave reactor that is used to drive efficient non-equilibrium chemistry for the application of conversion/activation of stable molecules such as CO2, N2 and CH4. The goal of the procedure described here is to measure the in situ gas temperature and gas conversion.

Plasma à micro-ondes non équilibré pour une chimie à haute température efficace

A flowing microwave plasma based methodology for converting electric energy into internal and/or translational modes of stable molecules with the purpose ...

Microfluidic Dry-spinning and Characterization of Regenerated Silk Fibroin Fibers

The protocol demonstrates a method for mimicking the spinning process of silkworm. In the native spinning process, the contracting spinning duct enables the silk proteins to be compact and ordered by shearing and elongation forces. Here, a biomimetic microfluidic channel was designed to mimic the specific geometry of the spinning duct of the silkworm. Regenerated silk fibroin (RSF) spinning doped with high concentration, was extruded through the microchannel to dry-spin fibers at ambient temperature and pressure. In the post-treated process, the as-spun fibers were drawn and stored in ethanol aqueous solution. Synchrotron radiation wide-angle X-ray diffraction (SR-WAXD) technology was used to investigate the microstructure of single RSF fibers, which were fixed to a sample holder with the RSF fiber axis normal to the microbeam of the X-ray. The crystallinity, crystallite size, and crystalline orientation of the fiber were calculated from the WAXD data. The diffraction arcs near the equator of the two-dimensional WAXD pattern indicate that the post-treated RSF fiber has a high orientation degree.

A protocol for the microfluidic spinning and microstructure characterization of regenerated silk fibroin monofilament is presented.

Microfluidique sec-spinning et caractérisation des fibres régénérées fibroïne de soie

The protocol demonstrates a method for mimicking the spinning process of silkworm. In the native spinning process, the contracting spinning duct enables ...

A Convenient Method for Extraction and Analysis with High-Pressure Liquid Chromatography of Catecholamine Neurotransmitters and Their Metabolites

The extraction and analysis of catecholamine neurotransmitters in biological fluids is of great importance in assessing nervous system function and related diseases, but their precise measurement is still a challenge. Many protocols have been described for neurotransmitter measurement by a variety of instruments, including high-pressure liquid chromatography (HPLC). However, there are shortcomings, such as complicated operation or hard-to-detect multiple targets, which cannot be avoided, and presently, the dominant analysis technique is still HPLC coupled with sensitive electrochemical or fluorimetric detection, due to its high sensitivity and good selectivity. Here, a detailed protocol is described for the pretreatment and detection of catecholamines with high pressure liquid chromatography with electrochemical detection (HPLC-ECD) in real urine samples of infants, using electrospun composite nanofibers composed of polymeric crown ether with polystyrene as adsorbent, also known as the packed-fiber solid phase extraction (PFSPE) method. We show how urine samples can be easily precleaned by a nanofiber-packed solid phase column, and how the analytes in the sample can be rapidly enriched, desorbed, and detected on an ECD system. PFSPE greatly simplifies the pretreatment procedures for biological samples, allowing for decreased time, expense, and reduction of the loss of targets. 
Overall, this work illustrates a simple and convenient protocol for solid-phase extraction coupled to an HPLC-ECD system for simultaneous determination of three monoamine neurotransmitters (norepinephrine (NE), epinephrine (E), dopamine (DA)) and two of their metabolites (3-methoxy-4-hydroxyphenylglycol (MHPG) and 3,4-dihydroxy-phenylacetic acid (DOPAC)) in infants' urine. The established protocol was applied to assess the differences of urinary catecholamines and their metabolites between high-risk infants with perinatal brain damage and healthy controls. Comparative analysis revealed a significant difference in urinary MHPG between the two groups, indicating that the catecholamine metabolites may be an important candidate marker for early diagnosis of cases at risk for brain damage in infants.

We present a convenient solid-phase extraction coupled to high-pressure liquid chromatography (HPLC) with electrochemical detection (ECD) for simultaneous determination of three monoamine neurotransmitters and two of their metabolites in infants' urine. We also identify the metabolite MHPG as a potential biomarker for the early diagnosis of brain damage for infants.

Une méthode pratique pour l’Extraction et analyse par chromatographie liquide à haute pression des neurotransmetteurs catécholamines et de leurs métabolites

The extraction and analysis of catecholamine neurotransmitters in biological fluids is of great importance in assessing nervous system function and ...

In Situ Lithiated Reference Electrode: Four Electrode Design for In-operando Impedance Spectroscopy

Extending operating voltage of Li-ion batteries results in higher energy output from these devices. High voltages, however, may trigger or accelerate multiple processes responsible for long-term performance decay. Given the complexity of physical processes occurring inside the cell, it is often challenging to achieve a full understanding of the root causes of this performance degradation. This difficulty arises in part from the fact that any electrochemical measurement of a battery will return the combined contributions of all components in the cell. Incorporation of a reference electrode can solve part of the problem, as it allows the electrochemical reactions of the cathode and the anode to be individually probed. A variation in the voltage range experienced by the cathode, for example, can indicate alterations in the pool of cyclable lithium ions in the full-cell. The structural evolution of the many interphases existing in the battery can also be monitored, by measuring the contributions of each electrode to the overall cell impedance. Such wealth of information amplifies the reach of diagnostic analysis in Li-ion batteries and provides valuable input to the optimization of individual cell components. In this work, we introduce the design of a test cell able to accommodate multiple reference electrodes, and present reference electrodes that are appropriate for each specific type of measurement, detailing the assembly process in order to maximize the accuracy of the experimental results.

The incorporation of reference electrodes in a Li-ion battery provides valuable information to elucidate degradation mechanisms at high voltages. In this article, we present a cell design that accommodates multiple reference electrodes, along with the assembly steps to assure maximum accuracy of the data obtained in electrochemical measurements.

In Situ l’électrode de référence lithiés : Quatre électrodes Design pour la spectroscopie d’impédance au-operando

Extending operating voltage of Li-ion batteries results in higher energy output from these devices. High voltages, however, may trigger or accelerate ...

Characterizing Lewis Pairs Using Titration Coupled with In Situ Infrared Spectroscopy

Lewis acid-activation of carbonyl-containing substrates is a fundamental basis for facilitating transformations in organic chemistry. Historically, characterization of these interactions has been limited to models equivalent to stoichiometric reactions. Here, we report a method utilizing in situ infrared spectroscopy to probe the solution interactions between Lewis acids and carbonyls under synthetically relevant conditions. Using this method, we were able to identify 1:1 complexation between GaCl3 and acetone and a highly ligated complex for FeCl3 and acetone. The impact of this technique on mechanistic understanding is illustrated by application to the mechanism of Lewis acid-mediated carbonyl-olefin metathesis in which we were able to observe competitive binding interactions between substrate carbonyl and product carbonyl with the catalyst.

Here, we present a method for the observation of solution interactions between Lewis acids and bases by employing in situ infrared spectroscopy as a detector for titration under synthetically relevant conditions. By examining solution interactions, this method represents a complement to X-ray crystallography, and provides an alternative to NMR spectroscopy.

Caractérisant les paires Lewis à l’aide de la titration couplée à la spectroscopie infrarouge In Situ

Lewis acid-activation of carbonyl-containing substrates is a fundamental basis for facilitating transformations in organic chemistry. Historically, ...