저자는 부여에서 ERC에서 재정 지원 259619 사진 EM과 보조금 번호 620298 사진 공기 (개념 증명)에 대 한 감사.

1. 메이크업의 VOC 투과 튜브와 그 확산 속도의 결정
<ol><li>
2-프로 판 올 투과 튜브의 메이크업 참고: 오염을 방지 하려면이 과정 동안 장갑을 착용 한다. 주의: 2-프로 판 올은 가연성 및 자극. 어떤 개 방식 화로에서이 절차를 실시 합니다. 2-프로 판 올을 취급할 때 장갑을 착용 한다. 자세한 내용은 2-프로 판 올의 MSDS를 참조 하십시오.<ol>
<li>밖으로 측정 하 고 PTFE 튜빙의 14 cm 길이 잘라.</li>
		<li>인감 및 PTFE 튜빙, 그리고 2 cm 금속 주름 커버의 끝에 PTFE 막대의 길이가 2 cm을 삽입 하 여 튜브의 한쪽 끝을 방해</li>
		<li>로드와는 crimping에 주름 도구, 하 고이 악, PTFE 튜빙을 놓습니다. 부통령, 설정 가능한 PTFE 튜브는 주름으로 인감을 강화.</li>
		<li>PTFE 튜브의 오픈 엔드에 양의 2-프로 판 올, PTFE 튜빙은 약 1/3는 플라스틱 전체 (약 3-4 mL).</li>
		<li>반복 1.1.2-1.1.3 밀봉 하 고 투과 관;의 오픈 엔드 방해 투과 소스 다음 완료 됩니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
투과 관에서 휘발성 유기 화합물의 확산 속도의 결정
	<ol>
<li>무게 보정된 균형, 무게와 시간 지적 4 소수 자릿수를 사용 하 여 투과 튜브.</li>
		<li>압축 공기에서 (이상적으로 의료 학년 압축 공기 또는 동급), 전원 연결 튜브 (PTFE 튜브, 내부 직경에서 직경 1/8에 0.063)에 선 압력 레 귤 레이 터. 레 귤 레이 터에서 연결, 250 mL GL45 유리 병 망 GL45 4 포트 커넥터의 포트 중 하나에 동일한 직경 PTFE 튜빙을 사용 하 여. 두 포트를 차단 하 고 최종 포트에 PTFE 튜브의 길이 연결 하 고 증기 두건이이 출구 안내.</li>
		<li>GL45 유리 병에 투과 튜브를 배치 하 고 2.5 L 분-1의 유량에 압축 공기의 연속 스팀 확인을 하십시오. 또는, 그림 1, 그림 및 설명 섹션 2.1에서에서 시스템의 희석 챔버에서 튜브를 배치 합니다.</li>
		<li>특정 시간 간격 (예. 매일) 무게 측정 (1.2.1) 및 장소 (1.2.2) 시스템으로 다시 반복. 무게에 있는 감소 균형을 사용 하 여 감지 되지 않으면 증가 침투 튜브 무게 사이의 시간 간격 (예. 주간, 격주). Note이 교정 과정, 확산 속도 따라 몇 개월의 기간을 걸릴 수 있습니다.</li>
		<li>X 축에 분에 시간 및 y 축에 nanograms (ng)에 대량 손실 확산 속도 그래프. 포인트; 사이 직선을 그릴 직선 방정식을 사용 하 여 (y = mx + c), 선의 기울기 (m)을 결정. 이 설 민-1에서 투과 속도입니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. 사진-산화 반응
<ol><li>
빈과 사진 산화 반응 (그림 1)에서 사용 하기 위해 장비의 설정
	<ol>
<li>튜브를 연결 (PTFE 튜브, 내부 직경에서 직경 1/8에 0.063)에 선 공급 압축 공기에서 압력 레 귤 레이 터. 이것에서 습기의 일관 된 저수준 입력 설치 되도록 수 분 트랩을 연결 합니다. 여기에서 더 깨끗 한 압축 공기를 수 세미에 PTFE 튜브를 연결 합니다.</li>
		<li>수 분 트랩 또는 수 세미, 연결, 희석 챔버 투과 튜브 (GL45, 500 mL)을 개최 하는 데 사용 되는 유리 병, 동일한 직경 PTFE 튜빙을 사용 하 여. 가스 꽉 연결 사용 하 여 나사 모자 HPLC, GL45 4 포트 커넥터, 실리콘 물개와 함께 완료: 두 포트를 차단 하 고 다른 2 개의 포트, 연결이 꽉 보장 중 하나에 수 세미 또는 moister 트랩에서 튜브를 연결. 500 mL 유리병에 HPLC GL 45 나사 모자 나사.</li>
		<li>마지막 포트 또는 HPCL GL45 나사 모자, PTFE 튜브를 연결 하 고이 두 번째 HPLC GL45 4 포트 커넥터에 연결한 다음. 2.1.2, 것과 같이 두 포트를 차단 합니다. 유리 병 (GL 45, 250 mL), 반응 챔버로 사용 될 것입니다에이 HPLC FG45 나사 모자 나사.</li>
		<li>PTFE 튜브 HPLC GL45 나사 모자에 마지막 포트에 연결, 연결 튜브 FAIMS 가스 분석기, k 4를 사용 하 여 1/8 가스 꽉 피팅. 가스 분석기의 외부 포트는 오염 없이 실험실 작업 영역 입력 되도록 증기 두건에 가이드를 확인 하십시오.</li>
		<li>반응 챔버 챔버의 센터는 UV 램프에서 15 cm 위치 (예. 2 x 8 W 튜브 램프, 356의 피크 광자 방출 파장으로 구성 된 UV 램프 nm). 주의: UV 빛은 위험한 눈; 램프 및 원자로 빛에 노출을 피하기 위해 금속 방패 둘러싸여 확인.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
사진-2-프로 판 올의 산화
	<ol>
<li>위에서 설명한 설치의 희석 상공에 2 개의 2-프로 판 올 투과 관 이전 조립 (1.1)를 배치 합니다. 촉매를 배치 (예., 이산화 티타늄 기반 느낌, 크기 25 m m x 1 m m x 55)는 반응에서 챔버, 그리고 촉매는 UV 램프를 직면 하 고. 압축 공기의 흐름에 돌아서 조정 흐름은 2.5 L 분-1, 그리고 압력은 1 바.</li>
		<li>FAIMS 악기를 켜고 2-프로 판 올의 이온 전류를 볼 수 있도록 악기를 설정. FAIMS 장치에 대 한 구성 소프트웨어를 사용 하 여 늘려 RF 파형, FAIMS 악기에 의해 생산 되는 스펙트럼에 독특한 이온 봉우리를 볼 수 있습니다.</li>
		<li>FAIMS 장치에 대 한 구성 소프트웨어를 사용 하 여 모니터링 하 고 어둠 속에서 촉매와 시간의 기간 동안에 FAIMS에 의해 생성 하는 스펙트럼에 독특한 이온 봉우리에서 유출 하는 이온 현재를 기록 합니다. 봉우리 2-프로 판 올, 고 물을 것입니다. 세트 포인트에서 (예. 하룻밤 떠난 후), UV 램프, 설정 하 고 2-프로 판 올 및 물 이온 전류, 플러스 아세톤과 같은 중간 Voc에서 추가적인 신호에 대 한 FAIMS 스펙트럼 모니터링. 시스템 소프트웨어를 사용 하 여 늘리거나 새로운 신호에서 중간 이온 유출 확인 하려면 RF 파형. 주의: 모두 UV 빛 및 반응 기 들은 금속 방패 램프 조명 하기 전에 고 방패는 전체 UV 빛 반응에 걸쳐 존재 하는지 확인 합니다.</li>
		<li>세트 포인트에서 (예. 4 시간 후), UV 램프, 해제 하 고 계속 2-프로 판 올 및 추가 피크에 대 한 FAIMS 스펙트럼 모니터링.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Wang, S. B., Ang, H. M., Tade, M. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Volatile+organic+compounds+in+indoor+environment+and+photocatalytic+oxidation:+State+of+the+art.">Volatile organic compounds in indoor environment and photocatalytic oxidation: State of the art.</a> Environ. Int. 33 (5), 694-705 (2007).</li><li>Shah, J. J., Singh, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distribution+of+Volatile+Organic-Chemicals+in+Outdoor+and+Indoor+Air+-+a+National+Vocs+Data-Base.">Distribution of Volatile Organic-Chemicals in Outdoor and Indoor Air - a National Vocs Data-Base.</a> Environ. Sci. Technol. 22 (12), 1381-1388 (1988).</li><li>Jones, A. 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M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photocatalytic+treatment+of+indoor+air:+Optimization+of+2-propanol+removal+using+a+response+surface+methodology+(RSM).">Photocatalytic treatment of indoor air: Optimization of 2-propanol removal using a response surface methodology (RSM).</a> Appl. Catal., B. 94 (3-4), 303-310 (2010).</li><li>Vildozo, D., Portela, R., Ferronato, C., Chovelon, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photocatalytic+oxidation+of+2-propanol/toluene+binary+mixtures+at+indoor+air+concentration+levels.">Photocatalytic oxidation of 2-propanol/toluene binary mixtures at indoor air concentration levels.</a> Appl. Catal., B. 107 (3-4), 347-354 (2011).</li></ol>

저자 로렌 브라운과 러셀 파리는 Owlstone 나노기술,이 문서에 사용 되는 FAIMS 분석 악기를 제조 하는 회사의 직원이 있습니다.

프로토콜 모델 VOC, 2-프로 판 올, 자외선 조명에서 저하의 동작을 결정 하 여 티타늄 기반 산화물 촉매의 효과 결정 하는 효과적인 방법을 설명 합니다. FAIMS를 사용 하 여 2-프로 판 올의 양의 실내 공기에 비해 농도에 반응에서 생산 될 수 있는 다른 VOC 제품 이외에 반응에 걸쳐 지속적으로 모니터링할 수 있습니다. 이 연속 자연 가스 착 색 인쇄기, 전통적으로 촉매 실내 공기 정화, 일괄 처리를 사용 하 여 모니터링 하는 데 사용에서 크게 다릅니다. 비싼 하 고 민감한 GC/MS 시스템 일반적으로 이러한 낮은 농도에서 Voc의 농도 결정 하는 데 필요한 하며 사진 산화 제품의 상세한 분석 일반적으로 같은 사진 산화 제품의 처리 활성 탄소 제품 adsorbing 고 질량 분석기로 그들을 탈 착 되. 질량 분석 모든 제품을 검색 하는 동안 FAIMS의 한계는 높은 프로톤 선호도 제품만 검출 될 수 있다 이다. FAIMS 낮은 농도 Voc, 결정에 우수 하지만 높은 농도, 포화 수 있습니다 실내 공기 수준 농도 응용 프로그램 시스템을 제한 하. 시스템 설명 여기 가스 크로마토그래피 촉매 반응에 대 한 통찰력 달성에 제한 하는 것을 제공할 수 있는 효과적이 고, 간단한 도구 FAIMS의 장점.
여기에 설명 된 FAIMS 시스템, 의료 학년 공기 흐름 가스 사용 됩니다. FAIMS 시스템 너무 민감한 되 고, 공기의 높은 품위 분석 사진 산화 수에 중요 하다. 그러면 사진 산화 과정에서 감지 하는 어떤 제품 든 지는. 마찬가지로, 그것은 중요 한 시스템에 누설이 있는지 확인 하는 FAIMS는 탐지 수 실험실 공기 일반적으로 농도에서 Voc를 포함. 신뢰할 수 있는 시스템을 제공 하는 시스템의 설치에 대 한 나열 된 소모품 및 일의 기간 동안 연속 모니터링 아니 감지 Voc 때 아무 촉매 표시 하고있다 또는 투과 관 존재.
포함 된 다른 휘발성 유기 화합물, 에탄올, 아세톤, 톨루엔, 등 및 프로토콜에 따라 단순히 투과 욕조 함으로써 시스템은 간단 하다, 그것은 또한 매우 유연-대안 Voc이 방법으로 시험 될 수 있다, 하는 동안. 촉매 반응 종종 습도 의해 영향을 받습니다. 여기에 개발 된 시스템 밑에 운영 한다 낮은 습도; 그러나 테스트 실시 될 수 있습니다에서 높은 humidities 구매 시스템에는 가습기를 소개. 휘발성 유기 화합물 사용에 따라 그것은 감소 되 고, FAIMS의 감도 귀 착될 수 있다 하지만 효과적인 테스트 실시 수 있습니다. 16
FAIMS의 지속적인 자연 가스 착 색 인쇄기, 전통적으로 공기 정화 광 촉매 효과 결정 하는 데 사용 되는 이점을 강조 한다. 16 , 17 가스 착 색 인쇄기를 사용 하 여 일괄 처리를 수집 하 고 분석 하는 공기 샘플; FAIMS, 지속적인 자연의 일괄 처리 가스 크로마토그래피 기법으로 해석 하는 도전적 일 수 있다 촉매 반응의 속도 론에서 자세한 보고가 있습니다. FAIMS의 간명이 이다 또 다른 장점은. 여러 Voc FAIMS의 복잡 한 분석을 수행 하기 위해 가능 하, 가스 크로마 토 그래프 질량 분석기, 비싼 될 수 있는 추가 처리 요구에 연결 될 필요가 있을 것 이다. 또한, 가스 크로마 토 그래프와 장기 반응을 수행, 비싼 자동된 시스템 될 것 이라고, 또는 노동 집약적인 샘플링; 이 경우 FAIMS와 아니다.
FAIMS의 지속적인 자연 이러한 ppb 농도에서 광 촉매 과정의 더 큰 이해를 얻기 위해 활용 될 수 있는 가스 착 색 인쇄기에 비해 상당한 이점을 제공 합니다. 또한, 여기 설명 하는 간단한 설치는 유연, 대체 촉매 및 Voc 촉매 과정의 이해를 더욱 개선 유사한 조건 하에서 테스트 될 수 있도록 합니다.

실내 공기의 품질 최근 최전선에 왔다. 아마도 놀랍게도, 실내 공기는 실외 공기 보다 더 높은 농도에 휘발성 유기 탄소 (Voc)의 큰 수를 포함 되어 있습니다. 1 주거 가정, 직장, 및 자동차, 기차, 항공기, 등 같은 장소에서 그들의 시간을 실내에서,의 80% 이상 지출 하는 사람들이 공기 품질 진짜 문제가 될 수 있습니다. 일반적인 실내 공기에서 VOCs의 많은 돌연변이 또는 발암 성,2,3 그리고 그래서 이들의 제거 핵심 우선 순위, 특히 '아픈 건물 증후군'의 현상 건강 및 작업 시간을 통해 분실 된 생산으로 이어질 수 있습니다. . 1 공기 정화 장치 광 촉매, 반도체, 변함없이 이산화 티타늄 (티 오2), 자외선, 활성화 사진 산화 과정을 통해 VOC을 저하를 포함할 수 있습니다. 광 촉매 수소 생산 및 오염 물질 저하4,5,,67;에 대 한 분할 하는 물에서 응용 프로그램과 함께 연구의 성장 지역 이다 공기 정화는 때문에이 응용 프로그램8의 상업적인 생존 능력 특히 활성 영역입니다. 그러나, 실내 공기 (일반적으로 ppb)에 존재 하는 농도에서 VOCs를 검출 도전 이다. 촉매 반응의 속도 론 다음 Langmuir Hinshelwood 속도 론9, 높은 농도에서 굴욕적인 Voc에 광 촉매의 효과 낮은 농도에서 효과 대표 하지 않습니다. 여기 우리는 다양 한 시스템 및 설명 필드 비대칭 이온 모빌리티 분광학 (FAIMS)를 사용 하 여 이러한 낮은 농도에서 Voc를 저하에 광 촉매의 효과 결정 하기 위한 프로토콜 티 오2 를 기반으로 이것을 설명 광 촉매, 그리고는 모델 VOC 2-프로 판 올.
이온화 가스 흐름, FAIMS와 분리 하 고 대기 압력10,,1112에 다양 한 전기 분야에서 그들의 이동성에 따라 화학 이온을 식별 합니다. Voc 등 높은 양성자 선호도 가진 분자는 분리 하 고 부품 십억 (ppb) 해상도 ppb 농도13FAIMS에 의해 감지에 적합. 지속적으로 여러 Voc를 동시에 모니터링 할 수, 그것은 촉매 공기 정화 뿐만 아니라 오염 물질으로 사용 하는 VOC 모니터링에서 테스트에 사용 하는 이상적인 분석. FAIMS도 검색할 수 있습니다 중간체 또는 다른 VOC 제품 촉매 반응에서 높은 프로톤 선호도, 핵심 요구 사항으로는 광 촉매에 효과적으로 저하를 완료 하지 않으면, 일부 Voc 생산으로 독성이 있을 수 있습니다 증명 또는 타락 하는 VOC 보다 더 많은 독성.
FAIMS 촉매 공기 정화 응용 프로그램14에 처음으로 최근에 사용 되 고 FAIMS는 가스 크로마토그래피에 우수한 제안 하지, 하지만 그것은 명확 하 게는 강력한 될 가능성이 있는 다양 한 대안을 제공 공기 정화를 공부 하 고 있는 도구입니다. 여기 우리 사진-2-프로 판 올을 기반으로 하는 이산화 티타늄 광 촉매와의 산화와 관련 된 프로토콜을이 기술을 보여 줍니다. 실내 공기에서 2-프로 판 올을 생성 하기 위해 레벨 농도 투과 관 사용된15은. 봉인 하 고 지속적인 흐름에서 양쪽 끝에 구겨지지 액체 휘발성 유기 화합물을 포함 하는 PTFE 튜브의 구성 된 봉인된 PTFE 침투 튜브 내에 포함 된 VOC 밖으로 실내 공기에 비해 농도에서 일정 속도로 확산 한다. 이 흐름은 다음 전달으로 반응 챔버를 포함 하는 느낌, 그리고 FAIMS 분석기에 정체성과 휘발성 유기 화합물의 부 량을 결정 수 있습니다. FAIMS 허용 농도 결정, 2-프로 판 올의 그리고의 스펙트럼의 라이브러리를 통해 Voc, 라이브러리와 그들의 스펙트럼의 비교를 통해 결정 하는 아세톤 등 사진 반응 동안 생산 추가 Voc의 정체성을 알고. 이 기술의 주요 장점은입니다의 유연성: 바꿈으로써 단순히 투과 관 또는 촉매, 대체 Voc 및 촉매는 시험 될 수 있다.

<table><tbody><tr><td>PTFE Tubing</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>58699 SUPELCO&amp;nbsp;</td><td>L x OD x ID 50 ft x 1/8 in x 0063 in</td></tr><tr><td>In-line pressure regulator</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>23882 SUPELCO</td><td>High purity version (outlet pressure 0-100 psi, 1/8 in stainless steel fittings</td></tr><tr><td>Moisture trap</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>N9301193</td><td>70 ml 1/8 fittings</td></tr><tr><td>Screw Cap HPLC, GL 45</td><td>VWR</td><td>554-3002</td><td>4 ports complete with silicone seals</td></tr><tr><td>Duran GL 45 Glass Bottle</td><td>Scientific Laboratory Supplies</td><td>BOT5206</td><td>250 ml&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Duran GL 45 Glass Bottle</td><td>Scientific Laboratory Supplies</td><td>BOT5208</td><td>500 ml</td></tr><tr><td>Permeation tube making kit</td><td>Owlstone Nanotechnology</td><td></td><td></td></tr><tr><td>2-propanol</td><td>Fisher Scientific</td><td>10477070</td><td>&amp;nbsp;Isopropanol, extra pure, SLR</td></tr><tr><td>Quartzel PCO Felt</td><td>Saint Gobain</td><td></td><td></td></tr><tr><td>UVIlite&amp;nbsp; Lamp</td><td>UVItec Limited</td><td>LI-208BL</td><td></td></tr><tr><td>Swage Fittings</td><td>Swagelok</td><td>SS-202-1 / SS-200-SET</td><td></td></tr><tr><td>Lonestar Portable Analyzer</td><td>Owlstone Nanotechnology</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

analyzing the photo-oxidation of 2-propanol at indoor air level concentrations using field asymmetric ion mobility spectrometry

기반으로 하는 이산화 티타늄 촉매와 휘발성 유기 화합물 2-프로 판 올이 보여주는 실내 공기 농도 (ppb) 휘발성 유기 탄소 (Voc), 저하에 광 촉매의 효과 결정 하는 데 사용할 다양 한 프로토콜을 설명 합니다. 프로토콜 필드 비대칭 이온 모빌리티 분광학 (FAIMS)는 지속적으로 확인 하 고 2-프로 판 올, ppb 수준에서 아세톤 등 Voc의 농도 모니터링 하는 분석 도구를 활용 합니다. FAIMS의 지속적인 자연 자세한 운동 분석과 장기 반응, 가스 크로마토그래피, 전통적으로 공기 정화 특성에 사용 되는 일괄 처리에 중요 한 이점을 제공 하 고 있습니다. 촉매 공기 정화에 FAIMS 사용 하 여 처음으로 최근에 사용 되 고 여기에 설명 된 프로토콜, 대체 Voc 및 촉매 유사한 프로토콜을 사용 하 여 테스트할 수 있도록 유연성 제공 독특한 낮은 농도에서 촉매 공기 정화 반응을 명료를 시스템.

FAIMS 가스 분석기는 지속적으로 희석 챔버에 2 개의 2-프로 판 올 투과 관을 활용 하 여 2.2에 설명 된 사진 산화 반응의 과정에서 보상 전압 대 전류 이온의 스펙트럼을 생산 하 고 이산화 티타늄 기반 느낌 광 촉매 반응 약 실에서. 스펙트럼 일반적으로 느낌은 어둠 속에서, 그리고 느낌 조명 FAIMS 분석기를 제작한 그림 2a에서 설명 됩니다. FAIMS 악기와 스펙트럼을 얻으려면, 악기에 RF 파형의 최대 64%로 설정 됩니다. 이 RF 파형 값에서 히드로 늄 이온 이온 (물 클러스터), 아세톤 단위체, FAIMS 악기 이온화 과정에서 형성 될 수 있다 2-프로 판 올 단위체 뚜렷한 보상 전압 (cv)에서 FAIMS에 검출기에 도달 그리고 그래서에 분리 된다 스펙트럼입니다. 개별 가스를 독점적으로 흐르는 FAIMS 통해 시스템 사용할 수 있는 스펙트럼을 결정 하 고 각각에 대 한 보상 값 가스16. 스펙트럼,-2.15 V의 보상 전압 피크 히드로 늄 이온 이온, 물 클러스터 이온 때 이온화 되는 공기에 있는 습기 형성 이다. -0.14 V의 이력서에 피크 2-프로 판 올14입니다. 현재 이온은 직접 비례 하는 2-프로 판 올 농도 확산 속도 (1.2)을 사용 하 여 너무,의 2-프로 판 올은 FAIMS 입력의 농도 결정 될 수 있다. 마찬가지로 아세톤, 그림 2b 쇼 대-1.44의 이력서에서 발생 하는 이온 전류 측정 됨으로 2-프로 판 올과 아세톤 스펙트럼에서 64%의 최대, RF 파형으로 사진 산화 프로토콜 통해 시간의 기능으로 특정 봉우리에서 2.2에서 설명합니다. 흐름과 습도 있는 미묘한 변화는 긍정적 이거나 부정적인 이온 전류 피크 cv 값을 이동의 효과 가질 수 있습니다, CV 값 ± 0.2 V의 피크 높이 사용 됩니다.
2-프로 판 올 시간이 지남에 어두운 증가에 반응 챔버와 FAIMS 분석기, 입력의 양입니다. 2-프로 판 올으로 희석 챔버, 2-프로 판 올 2-프로 판 올은 FAIMS 입력의 초기 낮은 금액을 차지 하는 촉매의 표면에 흡착 됩니다. 시간 계속 높은 이온 현재를 나타내는 기록 됩니다 2-프로 판 올의 높은 금액은 FAIMS를 입력 합니다. 이 느낌의 표면 2-프로 판 올 덮여 되 고, 따라서 촉매에 흡착 감소 제안 합니다.
반응 기 챔버가 켜져 때 2-프로 판 올은 FAIMS 입력에서 즉각적인 증가 이다. 이 의미는 양의 2-프로 판 올은 느낌의 표면에서 desorbs 및 FAIMS 분석기를 입력 합니다. 동시에, 아세톤, 조명 아래 느낌 사진 산화 2-프로 판 올 아세톤을 나타내는 이전 발견 되었습니다 어떤 이온 이력서-1.44 V에서 피크 전류 증가 있다. 시간 계속, 조명의 초기 시점 수준 이하로 크게 수준 2-프로 판 올 감소의 금액 및 아세톤 약 3 시간에 걸쳐 일관 된 두 이온 전류를 감지 하 고. 이 그 2-프로 판 올 지속적으로 아세톤, 또는 이산화탄소와 물 사진 산화 되는 것을 의미 합니다. 2-프로 판 올에 adsorbs 표면, 사진 산화, 그리고 제품 desorb 입력 FAIMS, 아세톤 기록 됩니다. 빛 후 현재 2-프로 판 올 이온 증가, 현재 아세톤 이온 감소 사진 산화 정지는 암시 하는 동안.
결과 2-프로 판 올과 아세톤, ppb 농도에 지속적으로 모니터링의 농도의 대표. 2-프로 판 올 전류 입력 조명 하기 전에 FAIMS의 조명 아래 정상 상태 2-프로 판 올 전류를 비교 하 여 촉매의 효율성으로 볼 수 있습니다, 2-프로 판 올을 나타내는 FAIMS를 입력에 큰 감소를 우수한 광 촉매입니다. 추가 Voc의 모니터링 또한 광 촉매의 효과의 더 나은 평가 수 있습니다. 공기 정화 응용, 이상적으로 VOC 한다 저하 될 이산화탄소와 물에. 추가 화합물 감지 효과 촉매 또는 빈약한 공기 정화 전략 (유량, 빛의 강도, 습도 수준)를 보여 줍니다. FAIMS 수 사진 반응 모니터링 그래서 촉매의 효과 입증 하 고 공기 정화 설치.
<img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/54209/54209fig1.jpg"> 그림 1입니다. 원자로 설치. FAIMS 가스 분석기와 함께 사용 하기 위해 개발 된 광 촉매 설치를 설명 하는 다이어그램 (2.1 참조). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54209/54209fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/54209/54209fig2.jpg"> 그림 2입니다. 전형적인 결과. (RF 파형은 최대 64% 느낌을 포함 하는 반응 (회색 선) 어둠 속에 있을 때 그리고 그것은 FAIMS에 의해 생산 하는 a) 전형적인 스펙트럼 조명 (녹색 선). (b) 보상 전압 vs 이온 전류 스펙트럼에서 봉우리에는 이온 현재를 보여주는 그래프 RF 파형은 최대;의 64%에 있을 때 2-프로 판 올 사진-산화 반응 동안 생산 2-프로 판 올 (레드 라인) 그리고 아세톤 (파란 선) 조명 반응 강조 표시. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54209/54209fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>

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Analyzing the Photo-oxidation of 2-propanol at Indoor Air Level Concentrations Using Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometry

2-프로 판 올 설명 같은 실내 공기 농도 (ppb) 모델 휘발성 유기 탄소를 저하에 광 촉매의 효과 결정 하기 위한 프로토콜.

2-프로 판 올 필드 비대칭 이온 기동성 분 광 분석을 사용 하 여 실내 공기 수준 농도에서 사진 산화 분석

We demonstrate a versatile protocol to be used for determining the effectiveness of photocatalysts in degrading indoor air concentration (ppb) volatile ...

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Research

JoVE Journal

Chemistry

8.5K 조회수.  University of Cambridge. 2-프로 판 올 설명 같은 실내 공기 농도 (ppb) 모델 휘발성 유기 탄소를 저하에 광 촉매의 효과 결정 하기 위한 프로토콜.

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Monitoring the Reductive and Oxidative Half-Reactions of a Flavin-Dependent Monooxygenase using Stopped-Flow Spectrophotometry

Aspergillus fumigatus siderophore A (SidA) is an FAD-containing monooxygenase that catalyzes the hydroxylation of ornithine in the biosynthesis of hydroxamate siderophores that are essential for virulence (e.g. ferricrocin or N',N",N'''-triacetylfusarinine C)1. The reaction catalyzed by SidA can be divided into reductive and oxidative half-reactions (Scheme 1). In the reductive half-reaction, the oxidized FAD bound to Af SidA, is reduced by NADPH2,3. In the oxidative half-reaction, the reduced cofactor reacts with molecular oxygen to form a C4a-hydroperoxyflavin intermediate, which transfers an oxygen atom to ornithine. Here, we describe a procedure to measure the rates and detect the different spectral forms of SidA using a stopped-flow instrument installed in an anaerobic glove box. In the stopped-flow instrument, small volumes of reactants are rapidly mixed, and after the flow is stopped by the stop syringe (Figure 1), the spectral changes of the solution placed in the observation cell are recorded over time. In the first part of the experiment, we show how we can use the stopped-flow instrument in single mode, where the anaerobic reduction of the flavin in Af SidA by NADPH is directly measured. We then use double mixing settings where Af SidA is first anaerobically reduced by NADPH for a designated period of time in an aging loop, and then reacted with molecular oxygen in the observation cell (Figure 1). In order to perform this experiment, anaerobic buffers are necessary because when only the reductive half-reaction is monitored, any oxygen in the solutions will react with the reduced flavin cofactor and form a C4a-hydroperoxyflavin intermediate that will ultimately decay back into the oxidized flavin. This would not allow the user to accurately measure rates of reduction since there would be complete turnover of the enzyme. When the oxidative half-reaction is being studied the enzyme must be reduced in the absence of oxygen so that just the steps between reduction and oxidation are observed. One of the buffers used in this experiment is oxygen saturated so that we can study the oxidative half-reaction at higher concentrations of oxygen. These are often the procedures carried out when studying either the reductive or oxidative half-reactions with flavin-containing monooxygenases. The time scale of the pre-steady-state experiments performed with the stopped-flow is milliseconds to seconds, which allow the determination of intrinsic rate constants and the detection and identification of intermediates in the reaction4. The procedures described here can be applied to other flavin-dependent monooxygenases.5,6

We describe the use of a stopped-flow instrument to investigate both the reductive and oxidative half-reactions of Aspergillus fumigatus siderophore A (SidA), a flavin-dependent monooxygenase. We then show the spectra corresponding to the species in the reaction of SidA and we calculate the rate constants for their formation.

중단 - 흐름 분광 광도법을 사용하여 플라빈 종속 Monooxygenase의 Reductive 및 산화 반쪽 반응을 모니터링

Aspergillus fumigatus siderophore A (SidA) is an FAD-containing monooxygenase that catalyzes the hydroxylation of ornithine in the biosynthesis of ...

연구

생체공학

Production and Measurement of Organic Particulate Matter in a Flow Tube Reactor

Organic particulate matter (PM) is increasingly recognized as important to the Earth's climate system as well as public health in urban regions, and the production of synthetic PM for laboratory studies have become a widespread necessity. Herein, experimental protocols demonstrate approaches to produce aerosolized organic PM by &#945;-pinene ozonolysis in a flow tube reactor. Methods are described for measuring the size distributions and morphology of the aerosol particles. The video demonstrates basic operations of the flow tube reactor and related instrumentation. The first part of the video shows the procedure for preparing gas-phase reactants, ozonolysis, and production of organic PM. The second part of the video shows the procedures for determining the properties of the produced particle population. The particle number-diameter distributions show different stages of particle growth, namely condensation, coagulation, or a combination of both, depending on reaction conditions. The particle morphology is characterized by an aerosol particle mass analyzer (APM) and a scanning electron microscope (SEM). The results confirm the existence of non-spherical particles that have grown from coagulation for specific reaction conditions. The experimental results also indicate that the flow tube reactor can be used to study the physical and chemical properties of organic PM for relatively high concentrations and short time frames.

This paper describes the operation procedure for the flow tube reactor and related data collection. It shows the protocols for setting the experiments, recording data and generating the number-diameter distribution as well as the particle mass information, which gives useful information about chemical and physical properties of the organic aerosols.

생산 및 흐름 튜브 반응 기에서 유기 미 립 자 물질의 측정

Organic particulate matter (PM) is increasingly recognized as important to the Earth's climate system as well as public health in urban regions, and the ...

환경과학

Production and Measurement of Organic Particulate Matter in the Harvard Environmental Chamber

The production and the evolution of atmospheric organic particulate matter (PM) are insufficiently understood for accurate simulations of atmospheric chemistry and climate. The complex production mechanisms and reaction pathways make this a challenging research topic. To address these issues, an environmental chamber, providing enough residence time and close-to-ambient concentrations of precursors for secondary organic materials, is needed. The Harvard Environmental Chamber (HEC) was built to serve this need, simulating the production of gas and particle phase species from volatile organic compounds (VOCs). The HEC has a volume of 4.7 m3 and a mean residence time of 3.4 h under typical operating conditions. It is operated as a completely mixed flow reactor (CMFR), providing the possibility of indefinite steady-state operation across days for sample collection and data analysis. The operation procedures are described in detail in this article. Several types of instrumentation are used to characterize the produced gas and particles. A High-Resolution Time-of-Fight Aerosol Mass Spectrometer (HR-ToF-AMS) is used to characterize particles. A Proton-Transfer-Reaction Mass Spectrometer (PTR-MS) is used for gaseous analysis. Example results are presented to show the use of the environmental chamber in a wide variety of applications related to the physicochemical properties and reaction mechanisms of organic atmospheric particulate matter.

This paper describes operation procedures for the Harvard Environmental Chamber (HEC) and related instrumentation for measuring gaseous and particle species. The environmental chamber is used to produce and study secondary organic species produced from the organic precursors, especially related to atmospheric organic particulate matter.

생산 및 하버드 환경 챔버에 유기 미 립 자 물질의 측정

The production and the evolution of atmospheric organic particulate matter (PM) are insufficiently understood for accurate simulations of atmospheric ...

Original Experimental Approach for Assessing Transport Fuel Stability

The study of fuel oxidation stability is an important issue for the development of future fuels. Diesel and kerosene fuel systems have undergone several technological changes to fulfill environmental and economic requirements. These developments have resulted in increasingly severe operating conditions whose suitability for conventional and alternative fuels needs to be addressed. For example, fatty acid methyl esters (FAMEs) introduced as biodiesel are more prone to oxidation and may lead to deposit formation. Although several methods exist to evaluate fuel stability (induction period, peroxides, acids, and insolubles), no technique allows one to monitor the real-time oxidation mechanism and to measure the formation of oxidation intermediates that may lead to deposit formation. In this article, we developed an advanced oxidation procedure (AOP) based on two existing reactors. This procedure allows the simulation of different oxidation conditions and the monitoring of the oxidation progress by the means of macroscopic parameters, such as total acid number (TAN) and advanced analytical methods like gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS) and Fourier Transform Infrared - Attenuated Total Reflection (FTIR-ATR). We successfully applied AOP to gain an in-depth understanding of the oxidation kinetics of a model molecule (methyl oleate) and commercial diesel and biodiesel fuels. These developments represent a key strategy for fuel quality monitoring during logistics and on-board utilization.

Oxidation stability of transport fuels has become a concern for future fuel development. This work presents an original methodology developed by IFP Energies Nouvelles for assessing fuel stability using two different reactors. This methodology was successfully applied to gain an in-depth understanding of the oxidation kinetics and pathways of model molecules and commercial fuels.

운송 연료 안정성 평가에 대한 기존 실험 접근

The study of fuel oxidation stability is an important issue for the development of future fuels. Diesel and kerosene fuel systems have undergone several ...

화학

Detection of 3-Nitrotyrosine in Atmospheric Environments via a High-performance Liquid Chromatography-electrochemical Detector System

3-nitrotyrosine (3-NT) is generated from the tyrosine residue in atmospheric bio-aerosol proteins via a reaction with ozone (O3) and nitrogen dioxide (NO2). Stable 3-NT is a specific marker for oxidative damage and is reported to have a promotive effect to elicit allergies. In the present study, we report the development of a highly sensitive assay to quantify 3-NT in air sampler filters to collect &#60; 2.5 &#181;m of particulate matter (PM2.5) from urban environmental air, including bio-aerosol. In this method, a 6 mm-diameter round hole was cut from the filters of air samplers and mixed with a nonspecific protease cocktail in order to hydrolyze proteins. Protein samples digested to the amino acid level were tested for 3-NT using a high-performance liquid chromatography-electrochemical detector (HPLC-ECD). The maximum 3-NT content was detected in a prefilter for PM of sizes from 4.5 to 7.3 &#956;m, with a detection limit of 1.13 pg/m3.

Detection of 3-Nitrotyrosine in Atmospheric Environments via a High-performance Liquid Chromatography-electrochemical Detector System

We present a method to detect 3-nitrotyrosine chemical modifications of atmospheric proteins with 6 mm-diameter rounds cut from air sampler prefilters using a high-performance liquid chromatography-electrochemical detector (HPLC-ECD).

3-Nitrotyrosine 대기 환경을 통해 고성능 액체 착 색 인쇄기-전기 화학 검출기 시스템에서의 탐지

3-nitrotyrosine (3-NT) is generated from the tyrosine residue in atmospheric bio-aerosol proteins via a reaction with ozone (O3) and nitrogen dioxide ...

Real-time Breath Analysis by Using Secondary Nanoelectrospray Ionization Coupled to High Resolution Mass Spectrometry

Exhaled volatile organic compounds (VOCs) have aroused considerable interest, since they can serve as biomarkers for disease diagnosis and environmental exposure in a non-invasive manner. In this work, we present a protocol to characterize the exhaled VOCs in real time by using secondary nanoelectrospray ionization coupled to high resolution mass spectrometry (Sec-nanoESI-HRMS). The homemade Sec-nanoESI source was readily set up based on a commercial nanoESI source. Hundreds of peaks were observed in the background-subtracted mass spectra of exhaled breath, and the mass accuracy values are -4.0-13.5 ppm and -20.3-1.3 ppm in the positive and negative ion detection modes, respectively. The peaks were assigned with accurate elemental composition according to the accurate mass and isotopic pattern. Less than 30 s is used for one exhalation measurement, and it takes approximately 7 min for six replicated measurements.

A protocol for characterizing chemical composition of exhaled breath in real time by using secondary nanoelectrospray ionization coupled to high resolution mass spectrometry is demonstrated.

고 분해능 질량 분석을 결합 하는 보조 Nanoelectrospray 이온화를 사용 하 여 실시간 호흡 분석

Exhaled volatile organic compounds (VOCs) have aroused considerable interest, since they can serve as biomarkers for disease diagnosis and environmental ...

Combustion Chemistry of Fuels: Quantitative Speciation Data Obtained from an Atmospheric High-temperature Flow Reactor with Coupled Molecular-beam Mass Spectrometer

This manuscript describes a high-temperature flow reactor experiment coupled to the powerful molecular beam mass spectrometry (MBMS) technique. This flexible tool offers a detailed observation of chemical gas-phase kinetics in reacting flows under well-controlled conditions. The vast range of operating conditions available in a laminar flow reactor enables access to extraordinary combustion applications that are typically not achievable by flame experiments. These include rich conditions at high temperatures relevant for gasification processes, the peroxy chemistry governing the low temperature oxidation regime or investigations of complex technical fuels. The presented setup allows measurements of quantitative speciation data for reaction model validation of combustion, gasification and pyrolysis processes, while enabling a systematic general understanding of the reaction chemistry. Validation of kinetic reaction models is generally performed by investigating combustion processes of pure compounds. The flow reactor has been enhanced to be suitable for technical fuels (e.g. multi-component mixtures like Jet A-1) to allow for phenomenological analysis of occurring combustion intermediates like soot precursors or pollutants. The controlled and comparable boundary conditions provided by the experimental design allow for predictions of pollutant formation tendencies. Cold reactants are fed premixed into the reactor that are highly diluted (in around 99 vol% in Ar) in order to suppress self-sustaining combustion reactions. The laminar flowing reactant mixture passes through a known temperature field, while the gas composition is determined at the reactors exhaust as a function of the oven temperature. The flow reactor is operated at atmospheric pressures with temperatures up to 1,800 K. The measurements themselves are performed by decreasing the temperature monotonically at a rate of -200 K/h. With the sensitive MBMS technique, detailed speciation data is acquired and quantified for almost all chemical species in the reactive process, including radical species.

An investigation of the oxidative combustion chemistry of novel biofuels, fuel components, or jet fuels by comparison of quantitative speciation data is presented. The data can be used for kinetic model validation and enables fuel assessment strategies.This manuscript describes the atmospheric high-temperature flow reactor and demonstrates its capabilities.

연료의 연소 화학: 양적 Speciation 데이터와 대기 고 열 흐름 반응 기에서 얻은 결합 분자 빔 질량 분석기

This manuscript describes a high-temperature flow reactor experiment coupled to the powerful molecular beam mass spectrometry (MBMS) technique. This ...

Measurement of Ultrafast Vibrational Coherences in Polyatomic Radical Cations with Strong-Field Adiabatic Ionization

We present a pump-probe method for preparing vibrational coherences in polyatomic radical cations and probing their ultrafast dynamics. By shifting the wavelength of the strong-field ionizing pump pulse from the commonly used 800 nm into the near-infrared (1200-1600 nm), the contribution of adiabatic electron tunneling to the ionization process increases relative to multiphoton absorption. Adiabatic ionization results in predominant population of the ground electronic state of the ion upon electron removal, which effectively prepares a coherent vibrational state (&#34;wave packet&#34;) amenable to subsequent excitation. In our experiments, the coherent vibrational dynamics are probed with a weak-field 800 nm pulse and the time-dependent yields of dissociation products measured in a time-of-flight mass spectrometer. We present the measurements on the molecule dimethyl methylphosphonate (DMMP) to illustrate how using 1500 nm pulses for excitation enhances the amplitude of coherent oscillations in ion yields by a factor of 10 as compared to 800 nm pulses. This protocol may be implemented in existing pump-probe setups through the incorporation of an optical parametric amplifier (OPA) for wavelength conversion.

We present a protocol for probing ultrafast vibrational coherences in polyatomic radical cations that result in molecular dissociation.

Polyatomic 급진적인 양이온으로 강한 분야 단 열 이온화에 초고속 진동 일관성의 측정

We present a pump-probe method for preparing vibrational coherences in polyatomic radical cations and probing their ultrafast dynamics. By shifting the ...

Enabling Real-Time Compensation in Fast Photochemical Oxidations of Proteins for the Determination of Protein Topography Changes

Fast photochemical oxidation of proteins (FPOP) is a mass spectrometry-based structural biology technique that probes the solvent-accessible surface area of proteins. This technique relies on the reaction of amino acid side chains with hydroxyl radicals freely diffusing in solution. FPOP generates these radicals in situ by laser photolysis of hydrogen peroxide, creating a burst of hydroxyl radicals that is depleted on the order of a microsecond. When these hydroxyl radicals react with a solvent-accessible amino acid side chain, the reaction products exhibit a mass shift that can be measured and quantified by mass spectrometry. Since the rate of reaction of an amino acid depends in part on the average solvent accessible surface of that amino acid, measured changes in the amount of oxidation of a given region of a protein can be directly correlated to changes in the solvent accessibility of that region between different conformations (e.g., ligand-bound versus ligand-free, monomer vs. aggregate, etc.) FPOP has been applied in a number of problems in biology, including protein-protein interactions, protein conformational changes, and protein-ligand binding. As the available concentration of hydroxyl radicals varies based on many experimental conditions in the FPOP experiment, it is important to monitor the effective radical dose to which the protein analyte is exposed. This monitoring is efficiently achieved by incorporating an inline dosimeter to measure the signal from the FPOP reaction, with laser fluence adjusted in real-time to achieve the desired amount of oxidation. With this compensation, changes in protein topography reflecting conformational changes, ligand-binding surfaces, and/or protein-protein interaction interfaces can be determined in heterogeneous samples using relatively low sample amounts.

Fast photochemical oxidation of proteins is an emerging technique for the structural characterization of proteins. Different solvent additives and ligands have varied hydroxyl radical scavenging properties. To compare the protein structure in different conditions, real-time compensation of hydroxyl radicals generated in the reaction is required to normalize reaction conditions.

단백질 지형 변화의 측정을 위한 단백질의 빠른 광화학 산화에 실시간 보상 가능하게

Fast photochemical oxidation of proteins (FPOP) is a mass spectrometry-based structural biology technique that probes the solvent-accessible surface area ...

생화학

Detection of Nitric Oxide and Superoxide Radical Anion by Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy from Cells using Spin Traps

Reactive nitrogen/oxygen species (ROS/RNS) at low concentrations play an important role in regulating cell function, signaling, and immune response but in unregulated concentrations are detrimental to cell viability1, 2. While living systems have evolved with endogenous and dietary antioxidant defense mechanisms to regulate ROS generation, ROS are produced continuously as natural by-products of normal metabolism of oxygen and can cause oxidative damage to biomolecules resulting in loss of protein function, DNA cleavage, or lipid peroxidation3, and ultimately to oxidative stress leading to cell injury or death4. 
Superoxide radical anion (O2&bull;-) is the major precursor of some of the most highly oxidizing species known to exist in biological systems such as peroxynitrite and hydroxyl radical. The generation of O2&bull;- signals the first sign of oxidative burst, and therefore, its detection and/or sequestration in biological systems is important. In this demonstration, O2&bull;- was generated from polymorphonuclear neutrophils (PMNs). Through chemotactic stimulation with phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA), PMN generates O2&bull;- via activation of nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) oxidase5. 
Nitric oxide (NO) synthase which comes in three isoforms, as inducible-, neuronal- and endothelial-NOS, or iNOS, nNOS or eNOS, respectively, catalyzes the conversion of L- arginine to L-citrulline, using NADPH to produce NO6. Here, we generated NO from endothelial cells. Under oxidative stress conditions, eNOS for example can switch from producing NO to O2&bull;- in a process called uncoupling, which is believed to be caused by oxidation of heme7 or the co-factor, tetrahydrobiopterin (BH4)8.
There are only few reliable methods for the detection of free radicals in biological systems but are limited by specificity and sensitivity. Spin trapping is commonly used for the identification of free radicals and involves the addition reaction of a radical to a spin trap forming a persistent spin adduct which can be detected by electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy. The various radical adducts exhibit distinctive spectrum which can be used to identify the radicals being generated and can provide a wealth of information about the nature and kinetics of radical production9.
The cyclic nitrones, 5,5-dimethyl-pyrroline-N-oxide, DMPO10, the phosphoryl-substituted DEPMPO11, and the ester-substituted, EMPO12 and BMPO13, have been widely employed as spin traps--the latter spin traps exhibiting longer half-lives for O2&bull;- adduct. Iron (II)-N-methyl-D-glucamine dithiocarbamate, Fe(MGD)2 is commonly used to trap NO due to high rate of adduct formation and the high stability of the spin adduct14.

Electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy was employed to detect nitric oxide from bovine aortic endothelial cells and superoxide radical anion from human neutrophils using iron (II)-N-methyl-D-glucamine dithiocarbamate, Fe(MGD)2 and 5,5-dimethyl-1-pyroroline-N-oxide, DMPO, respectively.

질소 산화물과 세포로부터 전자 상자 성체의 프로그램 공명 분광학에 의한 초과 산화물 음이온 급진적가 탐지 스핀 트랩을 사용하여

Reactive nitrogen/oxygen species (ROS/RNS) at low concentrations play an important role in regulating cell function, signaling, and immune response but in ...