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

주의 : (메탄올에 대한, 즉 MSDS)를 사용하기 전에 모든 재료 및 시약에 대한 물질 안전 보건 자료 (MSDS)를 참조하십시오. 용매 및 고성능 액체 크로마토 그래피 (HPLC) 용리액을 처리 할 때 모든 적절한 안전 관행의 사용을 확인합니다. HPLC, 분석 균형과 검출기 장비의 공학적 통제의 적절한 사용을 보장하고, 개인 보호 장비 (안전 안경, 장갑, 실험실 코트, 전체 길이 바지와 폐쇄 발가락 신발)의 사용을 보장합니다. 참고 :이 프로토콜은 UV-마주 검출기와 결합 된 HPLC 시스템에 CF 열을 사용하는 방법에 대한 지침이 포함되어 있습니다. 프로토콜은 독자를 가정하는 크로마토 그래피의 기본 지식과 경험을 가지고 작성되었습니다. HPLC 기기의 1. 설치 참고 : 용매의 선택, 검출기 파장이 섹션 즉 애널리스트의 요구를 맞게 변경 될 수 유량이관심있는 샘플에 적합하다. <ol><li> 이동상으로 라인 B의 라인 A에 대한 100 % 초순수와 HPLC 기기 (예를 들면, 밀리 Q 물) 100 % 메탄올을 준비하고 제조업체의 요구 사항에 따라 펌프를 제거. </li><li> 254 nm의 자외선 마주 검출기를 설정합니다. </li><li> 설정의 사전 주입 유량 분할 모드, 또는 듀얼 펌프 유량 설정 중 하나를 선택합니다. 분할 흐름 모드의 3 단계로 진행 듀얼 펌프 모드, 2 단계로 진행합니다. </li></ol> 2. 분할 흐름 시스템 설치 <ol><li> 자동 샘플러의 분사 밸브에서 펌프 라인을 분리합니다. </li><li> 펌프 라인에 T-조각을 연결합니다. </li><li> T 개의 조각의 각 포트에 0.13 mm ID를 튜브의 15cm 조각을 연결합니다. </li><li> 자동 샘플러의 밸브를 분사기하기 위해 T-조각에서 하나의 튜브를 연결합니다. </li><li> 1.0 ml의 분에 펌프를 설정 -1. </li><li> 40 % CF 상기 컬럼의 유입구 조정 흐름의 분할 비율 펌프 라인을 연결하기 전에 6<html> 0 % (중심선 : 주변 라인)와 같은 단계 2.7에 따른다. </li><li> 스플릿 - 유동 시스템에 CF 도입 비율 조정 <ol><li> 분석 저울을 사용하여 두 개의 빈 수집 용기의 질량을 측정 한 컬렉션 중앙 용기 (주변 포트에 T-부분에서 라인 포트 하나를 중앙에 자동 샘플러에서 라인 하나) 주변 다른 하나의 레이블 . </li><li> 1.0 분, 그 질량 2.7.1 측정 하였다 수집 용기로 (컬럼에 연결되는 지점에서) 인젝터에서 나오는 줄에서 종료 이동상를 수집합니다. </li><li> 분석 규모의 회수 조를 다시 무게 수집 이동상의 질량을 결정한다. </li><li> 반복 주변 포트에 연결되는 T-부분에서 라인을 종료 용리액을 위해 2.7.3에 2.7.2 단계를 반복합니다. </li><li> 흐름의 비율을 결정 (ML 분 -1) 이하의 식에 따라 흐름의 각 행에서 1 &quot;SRC =&quot;/ 파일 / ftp_upload / 53471 / 53471eq1.jpg &quot;/&gt; </li><li> 40 % 유량비 조정 : 60 % (± 2 %) (중앙 포트 분사 장치에서 행 : 주변 포트 T 피스의 선). 중앙 포트 유동 비율로 인젝터로부터 라인이 40 % 이상이면, 튜브의 내경이 감소 또는 그 길이를 증가시킴으로써 압력 강하를 증가시킨다. 중앙 포트 유동 비율로 인젝터로부터 라인이 40 % 미만이면, 튜브의 내부 직경을 증가 시키거나 튜브의 길이를 감소시킨다. </li><li> 유동 비율이 조정되면 펌프가 꺼져 흐름십시오. </li><li> 컬럼 입구의 중앙 포트와 컬럼 입구의 주변 포트에 T-조각의 라인에 인젝터에서 선을 연결합니다. </li><li> 1.0 mL를 천천히 분당 유량 -1 100 % 광고 B.에서 진입로 </li><li> 시킴으로써 컬럼 (4.6 mm ID × 100 mm 길이) 평형화100 % 메탄올 (선 B)의 이동상은 1.0 ml를 분으로 컬럼을 통과하는 -1을 10 분 동안. 이 시간은 사용자가 사용할 수있다 다른 컬럼의 크기에 따라 조정됩니다. </li><li> CF 콘센트의 튜닝을 위해 4 &#39;CF 출구 흐름의 조정을&#39;단계로 이동합니다. </li></ol></li></ol> 3. 듀얼 펌프 시스템 설치 <ol><li> 인젝터에 HPLC 시스템 펌프를 연결 한 후 컬럼의 중앙 입구 포트에 분사에서 선을 연결합니다. </li><li> 컬럼의 입구 주변 포트에 직접 추가 펌프를 연결합니다. 이 제 2 펌프 인젝터를하여이-전달합니다. </li><li> 0.4 ml의 분 -1을 100 % 메탄올 (라인 B)에서 (1.0 ml를 분 -1의 총 유량의 40 %를 나타낸다)로 중앙 포트에 연결된 시스템의 펌프의 유량을 램프. </li><li> 단계 3.3과 동시에, 총 유량의 60 % 용액의 0.6 분 -1 (담당자 주연 펌프의 유량을 램프1.0 ml의 분 -1) 100 % 메탄올 (라인 B)에서. </li><li> 1.0 ml를 분으로 컬럼을 통과 -1을 10 분 동안 100 % 메탄올 (라인 B) 이동상시킴으로써 컬럼 (4.6 mm ID × 100 mm 길이) 평형화. 이 시간은 사용자가 사용할 수있다 다른 컬럼의 크기에 따라 조정됩니다. </li><li> CF 콘센트의 튜닝을 위해 4 &#39;CF 출구 흐름의 조정을&#39;단계로 이동합니다. </li></ol> CF 아울렛 흐름 4. 조정 <ol><li> 0.13 mm ID를 튜브의 15cm 조각을 사용하여 UV-마주 검출기에 중앙 출구 포트를 연결합니다. </li><li> CF 컬럼의 주변 출구 포트에 0.13 mm ID를 튜브의 15cm 조각을 연결합니다. </li><li> 분석 균형에 두 개의 빈 수집 용기의 질량을 달아 하나의 용기 중앙과 다른 주변 레이블을 붙입니다. </li><li> 1.0 분, 질량 4.2 측정 하였다 중앙 수집 용기 라벨에 UV-마주 검출기 (중앙 흐름)에서 ​​종료 이동상를 수집합니다. </li><li> 분석 규모 수집 된 용출액을 함유하는 수집 용기를 다시 무게 수집 이동상의 질량을 결정한다. </li><li> 반복 4.4 주변 출구에서 줄을 종료 용리액 4.5 단계를. </li><li> 다음 식에있어서의 흐름의 각 라인에서의 흐름 비율을 결정 : <img alt="식 (2)" src="/files/ftp_upload/53471/53471eq2.jpg" /></li><li> 자외선 비스에서 중앙 유량 비율이 21 % 이상이면, 압력 손실을 증가시킨다. : 79 % (± 2 %) (라인에서 주연 출구 유동 UV-비스로부터 중앙 배출구 흐름 ​​:) 21 %로 유량비를 조정 자외선 비스 검출기의 출구에 부착 된 튜브의 내부 직경을 감소시킴으로써, 또는 그 길이를 증가시킨다. 자외선 비스에서 중앙 유량 비율이 21 % 미만인 경우, UV-비스 검출기의 출구에 부착 된 튜브의 내부 직경을 증가 시키거나 튜브의 길이를 감소시킨다. 튜브의 길이가 변경 될 때마다, 반복4.7-4.3 단계를 반복합니다. 참고 : &#39;가상&#39;2.1 mm 아이디 모드에서의 CF 열 분석을위한 준비가되어 있습니다. </li></ol>

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This work was supported by UWS and ThermoFisher Scientific.

본 연구는 효율 및 감도의 측면에서 분석 성능을 테스트하기 위해 CF 크로마토 그래피 컬럼 간 실험실 분석을 포함했다. 3 &#39;섹션에 설명 된대로 CF 열은 이중 펌핑 시스템으로 설정했다. (: 주변 센터)가 CF 컬럼의 입구에 이중 펌프 시스템은 40:60의 흐름 비율을 달성하기 위해 &#39;설정합니다. 40:60 (중앙 말초) 유량의 비율은 각각 40 % 및 총 유량의 60 %를 나타내는 값으로, 각 펌프의 유량을 설정하?...

최근에는 고속 액체 크로마토 그래피 (HPLC) 컬럼을위한 기술이 크게 발전하고있다; 최대 용량은 주로 작은 입자 크기를 사용하고,보다 효율적으로 코어 쉘 입자 상당히 확실히 증가하고있다. 분리는 일반적으로 더 효율적이기 때문에 피크가 지금 선명하고 1-8 따라서 키가 있기 때문에, 플로우에 대한 효과는 감도가 증가하고있다. 그럼에도 불구하고, 방사 층 얼룩이 모든 컬럼의 성능에 제한 요소가 여전히 있지만, 이것은 크로마토 그래피 수년이 알려진 이후 새로운 스토리 아니다. 열 침대 반경 방향 9-12 모두에서 이질적이며, 10,12-15 축 열을 따라. 벽 효과, 특히 분리 성능 7,16-18 손실에 중요한 공헌자이다. Shalliker와 리치 7 최근에 열 침대 이질성의 측면을 검토하고, 따라서이 discusse 할 필요는 없다D 여기에 추가. 충분할 말하고 있지만, 열 베드 패킹 밀도의 변동과 벽 효과 밴드 부분적 스프 충전과 유사한 플러그의 컬럼을 통해 용출되도록 용질 플러그의 왜곡을 초래할 오히려있는 얇은 평평한 고체 디스크 7보다 그릇 일반적으로 기본 교육 텍스트에 묘사. 실험 베드를 통하여 용질 이동이 가시화 될 수 있도록 수행 될 때 열 내부 플러그 프로필 부분적 중공이었고 밴드의 테일링 부는 주로 샘플 플러그의 벽 컴포넌트이다. 최종 결과는 디스크가 고체 12,14,17 평면 인 경우 요구되는 것보다 이들 &#39;부분적으로 중공&#39;플러그를 분리하는 많은 판을 소요한다는 것이다. 벽 효과 반경 패킹 밀도의 변화와 관련된 문제를 확대 대역을 극복하기 위해, 액티브 플로우 기술 (AFT)라는 열 기술의 새로운 형태가 7,19 설계 하였다. 이러한 설계의 목적이었다컬럼 (19)의 방사상 중심 영역에 용출 이동상과는 벽 영역을 따라 용출 용매의 물리적 분리 벽을 통해 효과를 제거한다. AFT 열 두 가지 유형이있다; 병렬 분단 흐름 (PSF) 열 및 커튼 흐름 (CF) 열 일곱. 이 프로토콜은 CF 컬럼의 최적화를 대상으로하기 때문에, PSF 열은 더 이상 설명되지 않을 것이다. 커튼 흐름 (CF) 커튼 흐름 (CF)가 열 형식 입구 및 컬럼의 출구 모두에서 AFT 엔드 피팅 이용한다. AFT 최종 피팅은 멀티 피팅 내부에있는 환상 프릿으로 구성되어 있습니다. 프릿은 세 부분으로 구성된다 : 부속 단부의 중앙 포트 피팅 단부의 주연 포트 (들)과 정렬되는 다공성 외측 부분, 및 배리어 링과 정렬 다공성 방사상 중앙부 그 어떤 단면을 막는 다공질 두 부분을 분리. 상기 유리 재 (19)의 반경 방향의 중앙과 외측부 사이 -flow 하나는 AFT 프릿의 설계를 도시한다도 2는 CF 칼럼 포맷을 나타낸다. 추가 이동상의 방사상 중심 영역을 통해 용질의 이동 &#39;커튼&#39;의 입구의 주변 포트를 통해 유입되는 동안 동작 모드 (CF)의 샘플은 피팅의 입구의 직경 중심 포트에 주입 기둥. 그러므로 시료는 그것을 통과 이동상을 갖는 컬럼의 외측 영역과 열 방사상 중심 영역에 침대 들어간다. (말초 포트 중앙)을 4.6 mm 내부 직경 (ID) 칼럼의 최종 피팅 입구 최적 6,7,16 인 연구는 약 40:60의 용적 유량비는 것을 보여 주었다. CF 열의 AFT 출구 상대 부 중앙과 주변 유동의 조정이 가능하고 거의 모든 소정 rati로 변화 될 수있다압력 관리를 통해 오. CF 컬럼의 최적화 등이 크게 분리 효율이나 검출 감도 열 기술의 다양한 기능적 측면을 개선 할 수있다. 이러한 방식으로는 &#39;벽없는&#39;, &#39;무한 직경&#39;또는 &#39;가상&#39;열은 6,10,18,20를 설립한다. CF 열 목적 적극적 벽 영역에 도달하는 샘플을 방지하기 위해 칼럼을 통해 샘플의 이동을 관리하는 것이다. 따라서, 검출기 종료시의 용질 농도는 자외선 (UV) 검출부 (16)를 사용하는 경우에도 질량 스펙트럼 검출 6을 이용하여 더 큰 경우, 종래의 열 형식보다 약 2.5 배 이상의 감도 증가를 극대화한다. 검출 감도가 향상되므로 CF 컬럼은 이상적으로 낮은 농도의 시료에 적합하다. 이러한 질량 분석기 (MS) (6)과 같은 속도 제한 검출기를 흐르게하도록 결합 될 때, 또한 그들은 이상적이다. 하는 A예를 들어, 4.6 mm 자료 형식 FT 칼럼은 21 %의 중심 흐름을 종료 조정함으로써, 동일한 선 속도로 작동 할 경우 표준 2.1 mm ID 포맷 열로 검출기에 용매를 동일한 볼륨을 제공하도록 조정될 수있다. 마찬가지로 AFT 칼럼은 43 %의 중심 흐름을 종료 조정함으로써 3.0 mm ID 항목으로서 검출기 동일한 용적 부하를 제공하도록 튜닝 될 수있다. 실제로 임의의 &quot;가상 &#39;열 형식 분석 6,18,22 요구에 맞게 제조 될 수있다. 입구에서이 특별히 디자인 된 최종 피팅을 사용하고, 출구는 진정한 벽없는 열이 설립되는 것을 보장한다. 입구의 중추 및 말초 포트 용매 전달 시스템 설정하는 방법은 두 가지가 있습니다. 분할 흐름 시스템 (6)와 두 개의 펌프 시스템의 6,7 3이 CF 시스템 세트 업의 각을 보여줍니다. 분할 유동 시스템 나는NA 분할 유동 시스템 (도 3a) 인젝터로 이어지는 펌프 유량은 이동상 이상의 유동 스트림은 다음에 접속하는 인젝터에 연결된 제로 데드 볼륨 T 피스를 이용하여 분할 전 인젝터이고 컬럼의 입구 단부 피팅 중앙 포트. 이동상의 제 2 유동 스트림 인젝터 작성자는-통과하여 컬럼 입구의 주변 포트에 연결된다. 중앙과 주변에 펌프 분사기로부터 라인 컬럼에 접속되기 전에, 즉 : 흐름의 분할 중에 유동 흐름 비율은 40:60 (주연 센터)로 조정된다. 두 펌프 시스템 CF 컬럼은 컬럼의 입구 단부 피팅 두 유동 스트림을 필요로한다. 설정된 HPLC 기기, 분할 흐름 오토 샘플러 / 인젝터의 종류에 따라 불가능할 수있다, 따라서 CF는 2 펌프 (도 21 (b))를 통해 달성 될 수있다. 각 펌프는 할당 중앙 또는 주변 장치 포트 및 유량 중앙 포트의 유량의 40 % 및 주변 포트에 대해 60 %를 나타 내기 위해 설정된 어느 하나에 접속된다. 총 유량은 1.0 ml의 분 -1 인 경우, 예를 들어, 중앙 펌프 유속을 0.4 mL의 분 -1로 설정하고, 주변 펌프는 0.6 ml의 분 -1로 설정된다. 동작 모드의 선택은 HPLC 계측 및 동작 모드 크로마토 그래피에 크게 의존한다. 샘플 부하 위치와 샘플 사이의 압력의 변화 위치가 분할 유량비를 방해가 발생할 수 있으므로,이 경우에 설정 이중 펌프 최적 CF 성능을 위해 권장된다 주입 일부 자동 시료 주입기, 예를 들어. 상관없이 CF 컬럼의 입구에 대해 선택된 설정 용매 전달 시스템은 CF 출구 최적화는 동일하게 남아있다. CF 컬럼의 출구 중앙 포트는에 작은을 가진 자외선 - 가시 (UV-비스) 검출기에 부착튜브의 가능한 볼륨 않도록 후 열 죽은 볼륨의 영향을 최소화합니다. , CF 열이 좁은 구멍 열을 에뮬레이트하기 때문에, 열 배출구와 상기 검출기 사이의 데드 볼륨은 CF 증류탑의 분리 성능에 불리하다. 중앙 포트 및 효율 및 감도 대역 넓혀 손실 데드 볼륨의 영향을 최소화 할 수있는 UV-비스 검출기 사이의 배관 용적의 작은 양을 보장하기 위해 중요하다. 따라서, 좁은 보어 튜빙 (0.1 mm의 ID)의 사용을 용이 부적절한 데드 볼륨을 첨가하지 않고, 압력 조정을 허용하도록 의뢰한다. 튜브는 주변 포트에 연결된 폐기물에 관한 것이다. CF 컬럼의 출구에, 분할 비율은 분석의 목적에 적합한 임의의 비율로 조절할 수있다. 4.6 mm 아이디 CF가 사용되는 경우, 예를 들면, 어느 43:57 또는 21:79 (중앙 말초)와 같은 비율로 설정하는 것이 편리한 &#39;가상&#39;3.0 mm ID 열 또는 2.1 mm ID 열 에뮬레이션을공손히. 그 방법은 분리 성능은 쉽게 벤치 마크입니다. 분할 비율은 상기 중앙 포트에 접속되고,주기 시간 동안 상기 주변 포트를 빠져 나가는 유동되는 검출기로부터 나오는 유량을 계량에 의해 측정된다. 각 포트를 통해 유동 비율은 측정 할 수 있고, 비율이 튜브 장착의 길이를 변경하거나, 다른 내부 직경 (ID)을 갖는 튜브를 사용하여 조정될 수있다. 이 비디오 프로토콜은 향상된 크로마토 그래피 성능을 위해 CF 칼럼의 운영 및 최적화 과정을 자세히 설명합니다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="686">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">HPLC instrument</td>
			<td style="width:167px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Additional Pump</td>
			<td style="width:167px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Required if 2 pump CF system set up is to be used.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Curtain Flow HPLC column</td>
			<td style="width:167px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">Not Defined</td>
			<td>Soon to be commercialised</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Methanol</td>
			<td style="width:167px;">Any brand</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>HPLC Grade</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">PEEK tubing</td>
			<td style="width:167px;">Any brand</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Various lengths and i.d.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">PEEK tube cutter</td>
			<td style="width:167px;">Any brand</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Analytical Scale Balance</td>
			<td style="width:167px;">Any brand</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Stop watch</td>
			<td style="width:167px;">Any brand</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Eluent collection vessels</td>
			<td style="width:167px;">Any brand</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>1-2 mL Sample vials can be used as eluent collection vessels</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">T-piece</td>
			<td>Any brand</td>
			<td style="width:119px;"></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 열은 열 상 이성을 극복하고 분리 성능을 향상시키기 위해 멀티 컬럼 엔드 피팅 전문 프릿 디자인 (도 1)를 사용하여 개발되었다. CF 크로마토 그래피 컬럼 (그림 2)의 분리 성능에 간 실험실 연구는이 프로토콜 (23)의 3 절에 설명 된대로 (그림 3B)를 설정 이중 펌프 시스템을 실시 하였다. 세 컴포넌트 테스트 혼합물은 CF 열의 ...

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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.

흐름 열 커튼 : 효율성과 감도의 최적화

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 조회수.  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. 

비디오: Curtain Flow Column: Optimization of Efficiency and Sensitivity

Use of Stopped-Flow Fluorescence and Labeled Nucleotides to Analyze the ATP Turnover Cycle of Kinesins

The kinesin superfamily of microtubule associated motor proteins share a characteristic motor domain which both hydrolyses ATP and binds microtubules. Kinesins display differences across the superfamily both in ATP turnover and in microtubule interaction. These differences tailor specific kinesins to various functions such as cargo transport, microtubule sliding, microtubule depolymerization and microtubule stabilization. To understand the mechanism of action of a kinesin it is important to understand how the chemical cycle of ATP turnover is coupled to the mechanical cycle of microtubule interaction. To dissect the ATP turnover cycle, one approach is to utilize fluorescently labeled nucleotides to visualize individual steps in the cycle. Determining the kinetics of each nucleotide transition in the ATP turnover cycle allows the rate-limiting step or steps for the complete cycle to be identified. For a kinesin, it is important to know the rate-limiting step, in the absence of microtubules, as this step is generally accelerated several thousand fold when the kinesin interacts with microtubules. The cycle in the absence of microtubules is then compared to that in the presence of microtubules to fully understand a kinesin&#8217;s ATP turnover cycle. The kinetics of individual nucleotide transitions are generally too fast to observe by manually mixing reactants, particularly in the presence of microtubules. A rapid mixing device, such as a stopped-flow fluorimeter, which allows kinetics to be observed on timescales of as little as a few milliseconds, can be used to monitor such transitions. Here, we describe protocols in which rapid mixing of reagents by stopped-flow is used in conjunction with fluorescently labeled nucleotides to dissect the ATP turnover cycle of a kinesin.

Kinesins are characterized by nucleotide-dependent interaction with microtubules: a cycle of ATP turnover coupled to a cycle of microtubule interaction. Here, we describe protocols to analyze the kinetics of individual nucleotide transitions in the ATP turnover cycle of a kinesin using fluorescently labeled nucleotides and stopped-flow fluorescence.

형광 흐름 중지 및 레이블 뉴클레오티드의 사용은 키네신의 ATP 턴 오버주기를 분석하는

The kinesin superfamily of microtubule associated motor proteins share a characteristic motor domain which both hydrolyses ATP and binds microtubules. ...

연구

화학

Transport of Surface-modified Carbon Nanotubes through a Soil Column

Carbon nanotubes (CNTs) are widely manufactured nanoparticles, which are being utilized in a number of consumer products, such as sporting goods, electronics and biomedical applications. Due to their accelerating production and use, CNTs constitute a potential environmental risk if they are released to soil and groundwater systems. It is therefore essential to improve the current understanding of environmental fate and transport of CNTs. The transport and retention of CNTs in both natural and artificial media have been reported in literature, but the findings widely vary and are thus not conclusive. There are a number of physical and chemical parameters responsible for variation in retention and transport. In this study, a complete procedure of selected multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) is presented starting from their surface modification to a complete set of laboratory column experiments at critical physical and chemical scenarios. Results indicate that the stability of the commercially available MWCNTs are critical with their attached surface functional group which can also influence the transport and retention of MWCNT through the surrounding medium.

Surface properties of a nanoparticle are important for their interaction with the surrounding medium. Therefore the surface modification of carbon nanotubes can be critical for their transport and retention through porous media. Here, lab scale column experiments are used to understand the possible transport and retention of these nanoparticles.

토양 칼럼을 통해 표면 개질 된 카본 나노 튜브의 운송

Carbon nanotubes (CNTs) are widely manufactured nanoparticles, which are being utilized in a number of consumer products, such as sporting goods, ...

Optimization of Synthetic Proteins: Identification of Interpositional Dependencies Indicating Structurally and/or Functionally Linked Residues

Protein alignments are commonly used to evaluate the similarity of protein residues, and the derived consensus sequence used for identifying functional units (e.g., domains). Traditional consensus-building models fail to account for interpositional dependencies &#8211; functionally required covariation of residues that tend to appear simultaneously throughout evolution and across the phylogentic tree. These relationships can reveal important clues about the processes of protein folding, thermostability, and the formation of functional sites, which in turn can be used to inform the engineering of synthetic proteins. Unfortunately, these relationships essentially form sub-motifs which cannot be predicted by simple &#8220;majority rule&#8221; or even HMM-based consensus models, and the result can be a biologically invalid &#8220;consensus&#8221; which is not only never seen in nature but is less viable than any extant protein. We have developed a visual analytics tool, StickWRLD, which creates an interactive 3D representation of a protein alignment and clearly displays covarying residues. The user has the ability to pan and zoom, as well as dynamically change the statistical threshold underlying the identification of covariants. StickWRLD has previously been successfully used to identify functionally-required covarying residues in proteins such as Adenylate Kinase and in DNA sequences such as endonuclease target sites.

Synthetic protein sequences based on consensus motifs typically ignore co-evolving residues, that imply interpositional dependencies (IPDs). IPDs can be essential to activity, and designs that disregard them may result in suboptimal results. This protocol uses StickWRLD to identify IPDs and help inform rational protein design, resulting in more efficient results.

합성 단백질의 최적화 : Interpositional 종속 관계 확인이 구조적으로 표시 및 / 또는 기능적으로 연결된 잔류

Protein alignments are commonly used to evaluate the similarity of protein residues, and the derived consensus sequence used for identifying functional ...

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.

병렬 세그먼트 흐름 열 조정과 멀티 플렉스 감지 활성화

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

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.

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

Improved Heterojunction Quality in Cu2O-based Solar Cells Through the Optimization of Atmospheric Pressure Spatial Atomic Layer Deposited Zn1-xMgxO

Atmospheric pressure spatial atomic layer deposition (AP-SALD) was used to deposit n-type ZnO and Zn1-xMgxO thin films onto p-type thermally oxidized Cu2O substrates outside vacuum at low temperature. The performance of photovoltaic devices featuring atmospherically fabricated ZnO/Cu2O heterojunction was dependent on the conditions of AP-SALD film deposition, namely, the substrate temperature and deposition time, as well as on the Cu2O substrate exposure to oxidizing agents prior to and during the ZnO deposition. Superficial Cu2O to CuO oxidation was identified as a limiting factor to heterojunction quality due to recombination at the ZnO/Cu2O interface. Optimization of AP-SALD conditions as well as keeping Cu2O away from air and moisture in order to minimize Cu2O surface oxidation led to improved device performance. A three-fold increase in the open-circuit voltage (up to 0.65 V) and a two-fold increase in the short-circuit current density produced solar cells with a record 2.2% power conversion efficiency (PCE). This PCE is the highest reported for a Zn1-xMgxO/Cu2O heterojunction formed outside vacuum, which highlights atmospheric pressure spatial ALD as a promising technique for inexpensive and scalable fabrication of Cu2O-based photovoltaics.

Improved Heterojunction Quality in Cu2O-based Solar Cells Through the Optimization of Atmospheric Pressure Spatial Atomic Layer Deposited Zn1-xMgxO

Here we present a protocol for synthesizing Zn1-xMgxO/Cu2O heterojunctions in open-air at low temperature via atmospheric pressure spatial atomic layer deposition (AP-SALD) of Zn1-xMgxO on cuprous oxide. Such high quality conformal metal oxides can be grown on a variety of substrates including plastics by this cheap and scalable method.

구리에서 개선 된 이종 접합 품질<sub&gt; 2</sub&gt; 입금 대기 압력 공간 원자 층의 최적화를 통해 태양 전지를 O 기반<br /&gt; 아연<sub&gt; 1-X</sub&gt; 마그네슘<sub&gt; X</sub&gt; O

Atmospheric pressure spatial atomic layer deposition (AP-SALD) was used to deposit n-type ZnO and Zn1-xMgxO thin films onto p-type thermally oxidized Cu2O ...

Radiolabeling and Quantification of Cellular Levels of Phosphoinositides by High Performance Liquid Chromatography-coupled Flow Scintillation

Phosphoinositides (PtdInsPs) are essential signaling lipids responsible for recruiting specific effectors and conferring organelles with molecular identity and function. Each of the seven PtdInsPs varies in their distribution and abundance, which are tightly regulated by specific kinases and phosphatases. The abundance of PtdInsPs can change abruptly in response to various signaling events or disturbance of the regulatory machinery. To understand how these events lead to changes in the amount of PtdInsPs and their resulting impact, it is important to quantify PtdInsP levels before and after a signaling event or between control and abnormal conditions. However, due to their low abundance and similarity, quantifying the relative amounts of each PtdInsP can be challenging. This article describes a method for quantifying PtdInsP levels by metabolically labeling cells with 3H-myo-inositol, which is incorporated into PtdInsPs. Phospholipids are then precipitated and deacylated. The resulting soluble 3H-glycero-inositides are further extracted, separated by high-performance liquid chromatography (HPLC), and detected by flow scintillation. The labeling and processing of yeast samples is described in detail, as well as the instrumental setup for the HPLC and flow scintillator. Despite losing structural information regarding acyl chain content, this method is sensitive and can be optimized to concurrently quantify all seven PtdInsPs in cells.

Phosphoinositides are signaling lipids whose relative abundance rapidly changes in response to various stimuli. This article describes a method to measure the abundance of phosphoinositides by metabolically labeling cells with 3H-myo-inositol, followed by extraction and deacylation. Extracted glycero-inositides are then separated by high-performance liquid chromatography and quantified by flow scintillation.

고성능 액체 크로마토 그래피 결합 흐름 섬광에 의한 방사성 표지 및 Phosphoinositides의 세포 수준의 정량화

Phosphoinositides (PtdInsPs) are essential signaling lipids responsible for recruiting specific effectors and conferring organelles with molecular ...

A Protocol for Electrochemical Evaluations and State of Charge Diagnostics of a Symmetric Organic Redox Flow Battery

Redox flow batteries have been considered as one of the most promising stationary energy storage solutions for improving the reliability of the power grid and deployment of renewable energy technologies. Among the many flow battery chemistries, non-aqueous flow batteries have the potential to achieve high energy density because of the broad voltage windows of non-aqueous electrolytes. However, significant technical hurdles exist currently limiting non-aqueous flow batteries to demonstrate their full potential, such as low redox concentrations, low operating currents, under-explored battery status monitoring, etc. In an attempt to address these limitations, we recently reported a non-aqueous flow battery based on a highly soluble, redox-active organic nitronyl nitroxide radical compound, 2-phenyl-4,4,5,5-tetramethylimidazoline-1-oxyl-3-oxide (PTIO). This redox material exhibits an ambipolar electrochemical property, and therefore can serve as both anolyte and catholyte redox materials to form a symmetric flow battery chemistry. Moreover, we demonstrated that Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy could measure the PTIO concentrations during the PTIO flow battery cycling and offer reasonably accurate detection of the battery state of charge (SOC), as cross-validated by electron spin resonance (ESR) measurements. Herein we present a video protocol for the electrochemical evaluation and SOC diagnosis of the PTIO symmetric flow battery. With a detailed description, we experimentally demonstrated the route to achieve such purposes. This protocol aims to spark more interests and insights on the safety and reliability in the field of non-aqueous redox flow batteries.

We present the protocols for electrochemically evaluating a symmetric non-aqueous organic redox flow battery and for diagnosing its state of charge using FTIR.

전기 평가 및 대칭 유기 산화 환원 흐름 배터리의 충전 진단의 상태에 대한 프로토콜

Redox flow batteries have been considered as one of the most promising stationary energy storage solutions for improving the reliability of the power grid ...

Continuous Flow Chemistry: Reaction of Diphenyldiazomethane with p-Nitrobenzoic Acid

Continuous flow technology has been identified as instrumental for its environmental and economic advantages leveraging superior mixing, heat transfer and cost savings through the &#34;scaling out&#34; strategy as opposed to the traditional &#34;scaling up&#34;. Herein, we report the reaction of diphenyldiazomethane with p-nitrobenzoic acid in both batch and flow modes. To effectively transfer the reaction from batch to flow mode, it is essential to first conduct the reaction in batch. As a consequence, the reaction of diphenyldiazomethane was first studied in batch as a function of temperature, reaction time, and concentration to obtain kinetic information and process parameters. The glass flow reactor set-up is described and combines two types of reaction modules with &#34;mixing&#34; and &#34;linear&#34; microstructures. Finally, the reaction of diphenyldiazomethane with p-nitrobenzoic acid was successfully conducted in the flow reactor, with up to 95% conversion of the diphenyldiazomethane in 11 min. This proof of concept reaction aims to provide insight for scientists to consider flow technology&#39;s competitiveness, sustainability, and versatility in their research.

Continuous Flow Chemistry: Reaction of Diphenyldiazomethane with p-Nitrobenzoic Acid

Flow chemistry carries environmental and economic advantages by leveraging superior mixing, heat transfer and cost benefits. Herein, we provide a blueprint to transfer chemical processes from batch to flow mode. The reaction of diphenyldiazomethane (DDM) with p-nitrobenzoic acid, conducted in batch and flow, was chosen for proof of concept.

P-Nitrobenzoic 산 Diphenyldiazomethane의 연속 흐름 화학: 반응

Continuous flow technology has been identified as instrumental for its environmental and economic advantages leveraging superior mixing, heat transfer and ...

Synthesis of Platinum-nickel Nanowires and Optimization for Oxygen Reduction Performance

Platinum-nickel (Pt-Ni) nanowires were developed as fuel cell electrocatalysts, and were optimized for the performance and durability in the oxygen reduction reaction. Spontaneous galvanic displacement was used to deposit Pt layers onto Ni nanowire substrates. The synthesis approach produced catalysts with high specific activities and high Pt surface areas. Hydrogen annealing improved Pt and Ni mixing and specific activity. Acid leaching was used to preferentially remove Ni near the nanowire surface, and oxygen annealing was used to stabilize near-surface Ni, improving durability and minimizing Ni dissolution. These protocols detail the optimization of each post-synthesis processing step, including hydrogen annealing to 250 &#176;C, exposure to 0.1 M nitric acid, and oxygen annealing to 175 &#176;C. Through these steps, Pt-Ni nanowires produced increased activities more than an order of magnitude than Pt nanoparticles, while offering significant durability improvements. The presented protocols are based on Pt-Ni systems in the development of fuel cell catalysts. These techniques have also been used for a variety of metal combinations, and can be applied to develop catalysts for a number of electrochemical processes.

&#160; The protocol describes the synthesis and electrochemical testing of platinum-nickel nanowires. Nanowires were synthesized by the galvanic displacement of a nickel nanowire template. Post-synthesis processing, including hydrogen annealing, acid leaching, and oxygen annealing were used to optimize nanowire performance and durability in the oxygen reduction reaction.

백 금-니켈 나노 와이어 및 산소 감소 성능 최적화의 합성

Platinum-nickel (Pt-Ni) nanowires were developed as fuel cell electrocatalysts, and were optimized for the performance and durability in the oxygen ...