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

注意：（ すなわち、メタノールのためのMSDS）は、使用する前に、すべての材料および試薬のための材料安全データシート（MSDS）をご参照ください。溶剤および高速液体クロマトグラフィー（HPLC）を溶離液を取り扱うときは、すべての適切な安全対策を使用することを確認してください。 HPLC、分析天びんと検出器計測器の技術的管理の適切な使用を確保し、個人用保護具（安全眼鏡、手袋、白衣、完全長ズボン、およびクローズドつま先の靴）を使用することを保証します。 注：このプロトコルは、UV-Visの検出器に結合されたHPLCシステム上のCF列を使用する方法に関する説明が含まれています。プロトコルは、読者がクロマトグラフィーでの基本的な知識と経験を持っていると仮定すると書かれています。 HPLC機器の1.セットアップ注：溶媒の選択、検出器波長、このセクションでは、 すなわち 、アナリストのニーズに、合わせて変更することができ、流量います興味のあるサンプルに適しています。 <ol><li>ラインA、100％の超純水でHPLC機器（ 例えば 、ミリQ水）を準備し、ラインBの100％メタノールを移動相として、製造業者の要件ごとにポンプをパージします。 </li><li> 254 nmのUV-Visの検出器を設定します。 </li><li>セットアップのプレ噴射流量スプリットモード、またはデュアルポンプ流量セットアップのいずれかを選択します。スプリットフローモードの場合は、手順3に進み、デュアルポンプ・モードでは、ステップ2に進みます。 </li></ol> 2.スプリットフローシステムのセットアップ<ol><li>オートサンプラのインジェクタバルブからポンプラインを外します。 </li><li>ポンプラインにTピースを取り付けます。 </li><li> Tピースの各ポートに0.13ミリメートルのIDチューブの15cmの部分を取り付けます。 </li><li>オートサンプラのバルブをインジェクタにTピースから一本のチューブを接続します。 </li><li> 1.0ミリリットル分にポンプを設定-1。 </li><li> CFカラムの入口にポンプラインを接続する前に、チューニング40％への流れのセグメンテーション比：6<html> 0％（中央線：外周線）としては、ステップ2.7に従っています。 </li><li>スプリットフローシステムのCF導入比率のチューニング<ol><li> （中央ポー​​トおよびペリフェラル・ポートへのTピースからラインの一つにオートサンプラーからの行の1）化学天秤とラベル1捕集容器中央と周辺の他のいずれかを使用して、2つの空の回収容器の質量を測定します。 </li><li> 1.0分間、その質量2.7.1で測定した回収容器の中に（列に接続される点で）インジェクタから来るラインから出た移動相を収集します。 </li><li>分析スケールでの回収容器を再計量し、収集した移動相の質量を決定します。 </li><li>繰り返しは、ペリフェラルポートに接続されるTピースからラインを出た溶出液のために2.7.3に2.7.2を繰り返します。 </li><li>流れの割合を決定（ミリリットル分-1）以下の式に従ってフローの各ラインから： 1 &quot;SRC =&quot; /ファイル/ ftp_upload / 53471 / 53471eq1.jpg &quot;/&gt; </li><li> 60％（±2％）（インジェクタから中央のポートへのライン： ペリフェラルポートへのTピースからライン）40％に流量比を調整します。 中央ポート流率にインジェクタからのラインが40％以上である場合には、チューブの内径を減少させる、またはその長さを増加させることによって圧力降下を増大させます。インジェクタから中央ポート流率のラインが40％未満である場合には、管の内径を大きくするか、チューブの長さを減少させます。 </li><li>流量比が調整されていたら、ポンプ流量をオフにします。 </li><li>カラム入口とカラム入口のペリフェラルポートにTピースからラインの中央ポートにインジェクタからのラインを接続します。 </li><li>ゆっくりと1.0ミリリットル分の流量をランプ-1 100％ラインBで</li><li>可能にすることにより、カラム（内径4.6mm×100mmの長さ）を平衡化します100％メタノール（ラインB）分1.0 ml -1の10分間でカラムを流れる移動相。この時間は、ユーザが使用することができる他の列の寸法に応じてスケーリングされます。 </li><li> CFコンセントのチューニングについて4.「CF出口流のチューニング」をステップに進みます。 </li></ol></li></ol> 3.デュアルポンプシステムのセットアップ<ol><li>インジェクタにHPLCシステムのポンプを接続し、列の中央の入口ポートにインジェクタから回線を接続。 </li><li>カラムの入口周辺ポートに直接追加のポンプを接続します。インジェクタを通過することにより、この第二ポンプことに注意してください。 </li><li> 0.4ミリリットル分-1 100％のメタノール（B線）で（1.0ミリリットル分-1の全流量の40％の代表）に中央のポートに接続されたシステムのポンプの流量をランプアップします。 </li><li>ステップ3.3と同時に、総流量の60％0.6mlの分-1（代表的には、周辺のポンプの流量をランプ分1.0 ml -1の）100％メタノール（ラインB）において。 </li><li> 100％メタノール（ラインB）移動相分1.0 ml -1の10分間でカラムを通って流れるようにすることによって、カラム（内径4.6mm×100mmの長さ）を平衡化。この時間は、ユーザが使用することができる他の列の寸法に応じてスケーリングされます。 </li><li> CFコンセントのチューニングについて4.「CF出口流のチューニング」をステップに進みます。 </li></ol> CFアウトレットフローの4チューニング<ol><li> 0.13ミリメートルのIDチューブの15cmの片を用いて、UV-Visの検出器に中央出口ポートを接続します。 </li><li> CF列の周辺出口ポートに0.13ミリメートルのIDチューブの15cmの部分を接続します。 </li><li>化学天秤で2つの空の回収容器の質量を計量し、一つの容器の中央や他の周辺にラベルを付けます。 </li><li> 1.0分間、質量4.2で測定された中央収集容器のラベル、中にUV-Visの検出器（中央流）から出る移動相を収集します。 </li><li>分析スケールでの収集溶離液を含む収集容器を再計量し、収集した移動相の質量を決定します。 </li><li>繰り返しは、周辺出口ポートからのラインを出た溶離液のために4.4〜4.5を繰り返します。 </li><li>以下の式に従ってフローの各ラインからの流れの割合を決定します。 <img alt="式（2）" src="/files/ftp_upload/53471/53471eq2.jpg" /></li><li> UV-可視から中央流率が21％以上である場合には、圧力損失を増加させる。：79％（±2％）（行から周辺流出紫外可視から中央出口流：）21％に流量比を調整します紫外可視検出器の出口に取り付けられたチューブの内径を減少させることによって、またはその長さを増大させます。 UV-可視から中央流率が21％未満であると、紫外可視検出器の出口に取り付けられたチューブの内径を増加させる、または管の長さを減少させます。チューブの長さが変更された都度、繰り返し4.7から4.3を繰り返します。 注：「仮想」内径2.1 mmのモードでCF列は、分析のために準備ができています。 </li></ol>

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</ol>

This work was supported by UWS and ThermoFisher Scientific.

この研究では、効率性と感度の点で分析性能をテストするためにCFクロマトグラフィーカラムの間の実験室分析を含みました。 3」のセクションで説明したように、CF列は、デュアルポンプシステムで設定されました。 CFのカラムの入口に：デュアルポンプシステムは40:60（周辺中央）の流量比を達成するために」を設置しました。 40:60（中央周辺）流量比は、それぞれ、40％及び総流量の60％?...

近年、高速液体クロマトグラフィー（HPLC）用カラム技術が大幅に進歩しています。ピーク容量がかなり大きくより小さい粒径、より効率的なコアシェル粒子の使用のおかげで増加しています。分離は一般的に、より効率的であるため、ピークが今よりシャープと1-8したがって、背が高いので、フローへの影響は感度の増加となっています。 それにもかかわらず、ラジアルベッドの不均一性は、まだすべてのカラムの性能の制限因子であるが、これはクロマトグラファーは、長年のためにこれを知っているので、新しい話ではないです。カラムベッドは、半径方向9-12、および列軸10,12-15に沿って両方に不均質です。壁効果は、特に分離性能の7,16-18の損失に重要な貢献です。 Shallikerとリッチー7は最近、カラム床の不均一性の側面を見直し、したがって、これはdiscusseである必要はありませんさらにここ日間。言えば十分もののカラムベッドの変動充填密度と壁の効果は溶質プラグの歪みにつながることを、バンドが部分的に充填されたスープに似ているプラグにカラムを通って溶出するようにしていることではなく、薄い平らな固体のディスクよりも7ボウル通常、基本的な教育の教科書に示されています。実験は、床を通る溶質の移行がカラム内部にプラグプロファイルを可視化することができることを、このような実施された場合には、部分的に中空であり、バンドのテーリング部分は、主にサンプルプラグの壁成分です。最終結果は、それがディスクが固体と12,14,17横ばいであった場合に必要とされるよりも、これらの「部分的に中空」プラグを分離するために、より多くのプレートがかかることです。壁効果とラジアル充填密度の変動に関連したバンドの広がりの問題を克服するために、アクティブ・フロー・テクノロジー（AFT）として知られているカラム技術の新しいフォームは7,19を設計しました。この設計の目的としましたコラム19の径方向中央領域に溶出する移動相のことから、壁の領域に沿って、溶出溶媒の物理的分離を介して壁の影響を除去します。 AFT列の2つの主要なタイプがあります。パラレル・セグメント化フロー（PSF）の列とカーテンフロー（CF）の列7。このプロトコルは、CFカラムの使用および最適化を目的としているので、PSFの列はさらに説明しません。 カーテンフロー（CF） カーテンフロー（CF）カラム形式入口とカラム出口の両方でAFTエンド金具を利用しています。 AFTエンドフィッティングはマルチ金具の内側に位置する環状フリットで構成されています。継手端部の中央のポートと位置合わせされる多孔半径方向中央部、端部取付具の周辺ポート（複数可）と整列している多孔質の外側部分、及び不透過性リング：フリットは、3つの部分から構成され任意のクロスを防ぐ2の多孔質部分を分離フリット19の径方向の中央と外側の領域の間-flow。 図1は、AFTフリットの設計を示 ​​し、 図2は、CFカラムフォーマットを示しています。追加の移動相は、半径方向中心領域を通って溶質の移行「カーテン」の入口の周辺ポートを介して導入されている間、この動作モード（CF）において、試料は、入口継手の半径方向の中央のポートに注入されますカラム。したがって、サンプルは、それを通過した移動相を持つカラムの外側領域とコラムの径方向中央領域におけるベッドに入ります。内径4.6mm（ID）の入口端部フィッティングのために列が最適6,7,16である：（ペリフェラルポート中央）の研究は、約40:60の体積流量比が示されています。 CF列のAFT出口は、それらの相対的な部分に中枢および末梢流れの調整を可能にし、ほとんど任意の所望RATIに変えることができます圧力管理を通じてO。 CF列の最適化が著しく、このような分離効率や検出感度などのカラム技術の様々な機能面を、向上させることができます。このように「壁のない&#39;、&#39;無限直径」または「仮想」列には、6,10,18,20を確立します。 CF列の目的は、積極的に壁領域に到達するサンプルを防止するために、カラムを通って試料の移動を管理することです。したがって、検出器の終了時に溶質濃度は、紫外線（UV）検出16、および質量スペクトル検出6を使用する場合に一層を使用する場合、従来のカラム形式よりも約2.5倍の感度を増加させる、最大化されます。 検出感度が増加するので、CFカラムは理想的には、低濃度のサンプルに適しています。このような質量分析計（MS）6のような速度制限された検出器を、流れるように接続されたときにまた、彼らは理想的です。 A同じ線速度で運転したときに、例えば4.6ミリメートルID形式でFTカラムは、21％の中央流を出る調整することにより、標準内径2.1 mmの形式の列として検出器に溶媒の同じ量を送達するように調整することができます。同様に、AFT列には、43％の中央流を出る調整することにより、3.0ミリメートルのidカラムとして検出器に同じボリュームの負荷を提供するように調整することができました。実際には任意の「仮想」列形式は、分析要件6,18,22に合わせて製造することができました。入口と出口でこれらの特別に設計されたエンドフィッティングを使用すると、真の壁のない列が確立されることを保証します。 入口の中枢および末梢ポートへの溶媒配送システム設定には2通りの方法があります。スプリットフローシステム6と2ポンプシステムの6,7 3は 、これらのCFシステムのセットアップのそれぞれを示しています。 スプリットフローシステム 私NA分流装置（ 図3A）、インジェクタに導くポンプ流量は、移動相のフローストリームは、その後に接続されている注射器に接続され、ゼロデッドボリュームTピースを使用して分割前のインジェクタでありますカラムの入口端部フィッティングの中央ポート。移動相の第二の流れストリームインジェクタによっては、通過し、カラムの入口の周辺ポートに接続されています。中央および周辺にポンピングするインジェクタから、行が列に接続される前、 すなわち ：流れの分裂の間、フローストリームの割合は、40：60（周辺中心）に調整されます。 二つのポンプシステム CFの列は、列の入口エンドフィッティングに2つの流れの流れを必要とします。 HPLC装置のオートサンプラー/インジェクタの種類に応じて、設定スプリットフローを実現できない可能性があり、そのためCFを2ポンプ（ 図3B 21）を介して達成することができます。各ポンプが割り当てられ、中枢または末梢ポート流量が中央ポートの流れの40％と周辺ポートの60％を表すように設定されているいずれかに接続されています。総流量1.0 mlの分-1である場合、例えば、中央のポンプ流量0.4 mlの分に設定されて-1と周辺ポンプ0.6 mlの分-1に設定されています。 動作モードの選択は、HPLCの計装および動作のクロマトグラフモードに大きく依存しています。例えば、いくつかのオートサンプラにサンプル負荷位置と試料との間の圧力の変化は、位置が設定デュアルポンプを分流比を中断するので、この場合に発生する可能性があります注入最適なCFのパフォーマンスのために推奨されることになります。かかわらず、CFのカラムの入口のために選択された設定溶剤送達システムの、CF出口最適化は同じまま。 CFのカラムの出口中央のポートはSmaIで紫外可視（UV-Vis）で検出器に取り付けられています。ポストカラムデッドボリュームの影響を最小限にするためにチューブの容積可能LEST。 、CF列が狭いボアカラムをエミュレートするので、カラム出口と検出器との間のデッドボリュームはCFカラムの分離性能に有害です。このようなバンドの広がり、効率及び感度の損失として、デッドボリュームの影響を最小限にするために、中央ポートとの間の配管の容積の最小量と紫外可視検出器を確実にするために重要です。そのため、小口径チューブ（0.1ミリメートルのID）の使用が容易に不適切なデッドボリュームを追加することなく、圧力調整を可能にすることをお勧めします。チューブは、周辺ポートに接続し、廃棄するように指示されます。 CFカラムの出口の際、分割比は、アナリストの目的に合った任意の比率に調整することができます。内径4.6mmのCFを使用した場合、例えば、43:57または21:79（中央周辺）のいずれかとの比率を設定することがしばしば便利である「仮想」予約3.0つミリメートルIDカラム2.1ミリメートルid列をエミュレートします、謹んで。その方法は、分離性能を容易にベンチマーキングされています。分割比は、中央のポートに接続された期間の時間をかけて周辺ポートを出るフローである検出器から出る流量を計量することによって測定されます。各ポートを介して百分率流量が決定することができ、比は、添付のチューブの長さを変更すること、または異なる内径（ID）を有する管を使用して調整することができます。 このビデオプロトコルは、強化されたクロマトグラフィー性能のためのCF列の操作および最適化手順を詳しく説明します。

<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カラムは、カラムベッドの不均一性を克服し、分離性能を向上させるためにマルチカラムエンドフィッティングの専門フリット設計（ 図1）を用いて開発されました。 CFクロマトグラフィーカラム（ 図2）の分離性能上の研究室間の研究は、このプロトコル23のセクション3で説明したように（ 図3B）設定デュアルポンプ...

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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.

カーテンフローカラム：効率の最適化と感度

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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Research

JoVE Journal

Chemistry

6.5K ビュー.  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. 

ビデオ: 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.

層流のせん断応力下の内皮前駆細胞を評価するために、平行平板フローチャンバーと定常流回路

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 ...

生物工学

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.

パラレル・セグメントフローカラムをチューニングし、多重化された検出のイネーブル化

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

化学

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.

反応フロー高速液体クロマトグラフィー用カラムを使用したポストカラム誘導体化

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.

最適化、テストおよび小型ホールスラ スターの診断

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

工学

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.

フラッシュパックアプローチによるシンプルな社内超高性能キャピラリーカラム製造

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

生化学

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.

高性能ベントボックスの設計と最適化戦略

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.

タンパク質の精製で使用するための自​​動化された疎水性相互作用クロマトグラフィーカラムの選択

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

生物学

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.

昆虫の臨界熱限界のハイスループットアッセイ

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

円筒形のクロスフロー:圧力分布の測定とドラッグ係数の推定

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

Education

JoVE Science Education

航空工学

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

液-液抽出の効率

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

カーテンフローカラム：効率の最適化と感度

要約

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層流のせん断応力下の内皮前駆細胞を評価するために、平行平板フローチャンバーと定常流回路

パラレル・セグメントフローカラムをチューニングし、多重化された検出のイネーブル化

反応フロー高速液体クロマトグラフィー用カラムを使用したポストカラム誘導体化

最適化、テストおよび小型ホールスラスターの診断

フラッシュパックアプローチによるシンプルな社内超高性能キャピラリーカラム製造

高性能ベントボックスの設計と最適化戦略

タンパク質の精製で使用するための自動化された疎水性相互作用クロマトグラフィーカラムの選択

昆虫の臨界熱限界のハイスループットアッセイ

円筒形のクロスフロー:圧力分布の測定とドラッグ係数の推定

液-液抽出の効率

カーテンフローカラム：効率の最適化と感度

要約

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層流のせん断応力下の内皮前駆細胞を評価するために、平行平板フローチャンバーと定常流回路

パラレル・セグメントフローカラムをチューニングし、多重化された検出のイネーブル化

反応フロー高速液体クロマトグラフィー用カラムを使用したポストカラム誘導体化

最適化、テストおよび小型ホールスラ スターの診断

フラッシュパックアプローチによるシンプルな社内超高性能キャピラリーカラム製造

高性能ベントボックスの設計と最適化戦略

タンパク質の精製で使用するための自​​動化された疎水性相互作用クロマトグラフィーカラムの選択

昆虫の臨界熱限界のハイスループットアッセイ

円筒形のクロスフロー:圧力分布の測定とドラッグ係数の推定

液-液抽出の効率

最適化、テストおよび小型ホールスラスターの診断

タンパク質の精製で使用するための自動化された疎水性相互作用クロマトグラフィーカラムの選択