Name: analyzing the photo-oxidation of 2-propanol at indoor air level concentrations using field asymmetric ion mobility spectrometry
Uploaded: 2018-06-14T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 23 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Analyzing the Photo-oxidation of 2-propanol at Indoor Air Level Concentrations Using Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometry at JoVE.com

Yazarlar grant altında ERC mali destekten numara 259619 fotoğraf EM ve grant 620298 fotoğraf hava (kavram kanıtı) sayısı için minnettarız.

1. makyaj VOC nüfuz tüpler ve kendi difüzyon hızını belirleme
<ol><li>
2-propanol nüfuz tüpler makyaj Not: Kirlenmesini önlemek için bu işlem sırasında eldiven giymek. Dikkat: 2-propanol yanıcı ve tahriş edici değil. Bu yordam herhangi bir açık alevler uzak yerine getirir. 2-propanol işlerken eldiven. 2-propanol MSDS daha fazla bilgi için bakın.<ol>
<li>Ölçmek ve PTFE boru 14 cm uzunluğunda kesin.</li>
		<li>Mühür ve bir tüp ucunu sonu PTFE boru ve 2 cm metalik sarılmış ile kapsayan PTFE çubuk 2 cm uzunluğunda ekleme tarafından sarılmış</li>
		<li>PTFE boru yerleştirin, çubuk ve sıkma içine sarılmış aracı ve bu bir Yardımcısı yerleştirin. Başkan Yardımcısı, açmak PTFE tüp kıvrım ile mühürlemek mümkün olduğu kadar sıkma.</li>
		<li>Öyle ki PTFE boru 1/3 PTFE tüp open-end bir miktar 2-propanol, pipette tam (yaklaşık 3-4 mL).</li>
		<li>Tekrar 1.1.2 - mühür ve Permeasyon tüp; açık uçlu sarılmış 1.1.3 Permeasyon kaynak sonra tamamlanır.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Permeasyon tüp VOC difüzyon oranı tayini
	<ol>
<li>En az 4 ondalık basamak ağırlık ve zaman belirterek, kalibre edilmiş bir denge kullanarak Permeasyon tüp tartın.</li>
		<li>Bir sıkıştırılmış hava tedarik (ideal olarak tıbbi sınıf basınçlı hava veya eşdeğeri), bağlanmak boru (PTFE kablo kanalları, çapı 1/8, iç çapı 0,063 inç) içinde hatta basınç regülatörü. Düzenleyici, aynı çapı PTFE kablo kanalları, 250 mL GL45 cam şişe için berbat bir GL45 4 bağlantı noktası bağlantı ucu noktalarından birini kullanarak bağlayın. İki bağlantı noktaları, engellemek ve PTFE boru uzunluğu son bağlantı noktasına bağlayın ve bu çıkış duman kukuIeta rehberlik.</li>
		<li>GL45 cam şişe içine nüfuz tüp getirin ve sıkıştırılmış hava debisi 2.5 L min-1, sürekli bir buhar olduğundan emin olun. Alternatif olarak, Şekil 1'deki resimli ve Bölüm 2.1 açıklandığı gibi sistem seyreltme TMMOB tüpü yerleştirin.</li>
		<li>Belirli zaman aralıklarında (Örn. günlük) Ağırlık ölçüm (1.2.1) ve yer sırt içine belgili tanımlık sistem (1.2.2) yineleyin. Ağırlık azaltma dengesi kullanarak mümkün değildir, nüfuz tüp ağırlığında arasındaki zaman aralığını artırın (Örn. haftalık, iki haftalık). Difüzyon oranı bağlı olarak bu kalibrasyon işlem bir süre birkaç ay sürebilir unutmayın.</li>
		<li>Süreyi dakika x ekseninde ve nanogram (ng) y ekseni üzerinde kitle kaybına Difüzyon oranı grafiğini çizin. Noktaları arasında düz bir çizgi çizmek; Doğrusal denklem kullanılarak (y = mx + c), çizgisinin eğimini (m) belirlemek. Bu ng min-1Permeasyon oranıdır.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. fotoğraf-oksidasyon reaksiyonu
<ol><li>
Boş ve fotoğraf-oksidasyon reaksiyonu (Şekil 1) kullanmak için ekipman kurulumu
	<ol>
<li>Boru bağlantı (PTFE kablo kanalları, çapı 1/8, iç çapı 0,063 inç) bir sıkıştırılmış hava tedarik içinde bir hattına basınç regülatörü. Bu, kurulum nem tutarlı bir düşük düzeyde girer emin olmak için bir nem tuzak bağlayın. Buradan, PTFE boru daha fazla basınçlı hava temizlemek için bir serbest kaydırma bağlayın.</li>
		<li>Nem tuzak ya da serbest kaydırma, aynı çapı PTFE kablo kanalları, nüfuz tüpler (GL45, 500 mL) tutmak için kullanılan seyreltme odası olacak bir cam şişe kullanarak bağlan. Bir vidalı kapak HPLC, GL45 4 bağlantı noktası bağlantı ucu, Silikon contalar ile tam gaz sıkı bağlantı emin olmak için kullanın: blok iki bağlantı noktaları ve tüp serbest kaydırma veya moister tuzak bağlantı sıkı olduğu diğer iki liman, birine bağlanmak. HPLC GL 45 vidalı kapağı 500 mL Cam şişe vidala.</li>
		<li>Son bağlantı noktası veya HPCL GL45 vidalı kapak PTFE boru bağlanmak ve sonra bu ikinci HPLC GL45 4 port konektörüne bağlayın. 2.1.2 gibi ile iki bağlantı noktaları engelleyin. Bu HPLC FG45 vidalı kapak üstünde-e doğru tepki odası kullanılan cam şişe (GL 45, 250 mL), canı cehenneme.</li>
		<li>PTFE boru HPLC GL45 vidalı kapak üzerinde son noktasına bağlanın ve bu, FAIMS gaz Çözümleyicisi'tüp bağlamak, Swagelok kullanarak 1/8 gaz sıkı bağlantı parçaları. Gaz Analizörü dış bağlantı noktasını bir duman hood hiçbir kirlenme laboratuvar çalışma alanının girer emin olmak için yönlendirilir emin olun.</li>
		<li>15 cm bir UV lamba odası ortasıdır tepki odası konumlandırın (Örn. 2 x 8 W tüp lamba bir tepe foton emisyon dalga boyu 356 ile oluşan bir UV lamba nm). Uyarı: UV ışık gözleri tehlikelidir; lamba ve reaktör ışığa maruz önlemek için metalik bir kalkan çevrili olun.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Fotoğraf-2-propanol oksidasyonunu
	<ol>
<li>Önceden monte iki 2-propanol nüfuz tüpler (1.1) yukarıda açıklanan kur seyreltme TMMOB yerleştirin. Katalizör yerleştirin (e.g., titanyum dioksit dayalı keçe, boyutları 55 x 25 x 1 mm) tepki olarak oda ve katalizör UV lambası karşı karşıya sağlamak. Basınçlı hava akışını açmak ve akışını 2.5 L min-1ve basıncı 1 bar ayarlayın.</li>
		<li>FAIMS araç üzerinde açmak ve böylece 2-propanol iyon akımı görülebilir gerecini ayarlama. Böylece farklı iyon doruklarına FAIMS aracı tarafından üretilen spektrum görülebilir FAIMS aygıt için yapılandırılmış yazılım kullanarak, RF dalga artırın.</li>
		<li>FAIMS aygıt için yapılandırılmış yazılım kullanma, izlemek ve, karanlıkta katalizör ile bir süre için FAIMS tarafından üretilen spektrum görülen farklı iyon zirveleri üzerinden yayılan Ion geçerli kayıt. Tepeler 2-propanol ve su. Bir set noktada (Örn. gecede ayrıldıktan sonra), UV lamba açmak ve FAIMS spektrum 2-propanol ve su iyon akımlarını plus ara UOB'ler aseton gibi ek sinyalleri için izlemek. Sistem yazılımı kullanarak, artırmak veya azaltmak yeni sinyaller ara iyonları yayılan belirlemek için RF dalga biçimi. Uyarı: Hem lamba yanar önce UV ışığı ve reaktör metalik bir kalkan ile kaplıdır ve kalkan tüm UV ışık tepki mevcut olduğundan emin olun.</li>
		<li>Bir küme noktada (Örn. 4 saat sonra), UV lambası açmak ve FAIMS spektrum 2-propanol ve ek tepeler için izlemeye devam edin.</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. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Indoor+air+quality+and+health.">Indoor air quality and health.</a> Atmos. Environ. 33 (28), 4535-4564 (1999).</li><li>Hoffmann, M. R., Martin, S. T., Choi, W. Y., Bahnemann, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmental+Applications+of+Semiconductor+Photocatalysis.">Environmental Applications of Semiconductor Photocatalysis.</a> Chem. Rev. 95 (1), 69-96 (1995).</li><li>Mills, A., LeHunte, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+overview+of+semiconductor+photocatalysis.">An overview of semiconductor photocatalysis.</a> J. Photochem. Photobiol., A. 108 (1), 1-35 (1997).</li><li>Osterloh, F. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inorganic+materials+as+catalysts+for+photochemical+splitting+of+water.">Inorganic materials as catalysts for photochemical splitting of water.</a> Chem. Mater. 20 (1), 35-54 (2008).</li><li>Osterloh, F. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inorganic+nanostructures+for+photoelectrochemical+and+photocatalytic+water+splitting.">Inorganic nanostructures for photoelectrochemical and photocatalytic water splitting.</a> Chem. Soc. Rev. 42 (6), 2294-2320 (2013).</li><li>Paz, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+TiO2+photocatalysis+for+air+treatment:+Patents'+overview.">Application of TiO2 photocatalysis for air treatment: Patents' overview.</a> Appl. Catal., B. 99 (3-4), 448-460 (2010).</li><li>Herrmann, 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=Photocatalysis+fundamentals+revisited+to+avoid+several+misconceptions.">Photocatalysis fundamentals revisited to avoid several misconceptions.</a> Appl. Catal., B. 99 (3-4), 461-468 (2010).</li><li>Guevremont, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-field+asymmetric+waveform+ion+mobility+spectrometry:+A+new+tool+for+mass+spectrometry.">High-field asymmetric waveform ion mobility spectrometry: A new tool for mass spectrometry.</a> J. Chromatogr. A. 1058 (1-2), 3-19 (2004).</li><li>Kolakowski, B. M., Mester, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+applications+of+high-field+asymmetric+waveform+ion+mobility+spectrometry+(FAIMS)+and+differential+mobility+spectrometry+(DMS).">Review of applications of high-field asymmetric waveform ion mobility spectrometry (FAIMS) and differential mobility spectrometry (DMS).</a> Analyst. 132 (9), 842-864 (2007).</li><li>Kanu, A. B., Dwivedi, P., Tam, M., Matz, L., Hill, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ion+mobility-mass+spectrometry.">Ion mobility-mass spectrometry.</a> J. Mass Spectrom. 43 (1), 1-22 (2008).</li><li>Ireland, C. P., Ducati, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigating+the+photo-oxidation+of+model+indoor+air+pollutants+using+field+asymmetric+ion+mobility+spectrometry.">Investigating the photo-oxidation of model indoor air pollutants using field asymmetric ion mobility spectrometry.</a> J. Photochem. Photobiol., A. 312, 1-7 (2015).</li><li>Vildozo, D., Ferronato, C., Sleiman, M., 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+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>

Yazarlar Lauren Brown ve Russell Paris Owlstone nanoteknoloji, bu makalede kullanılan FAIMS analiz aracı üreten şirket, çalışanlardır.

Protokol içinde bir model VOC, 2-propanol UV ışık altında onur kırıcı davranış belirlenerek titanyum oksit esaslı katalizör etkinliğini belirlemede etkili bir şekilde açıklar. FAIMS kullanarak, 2-propanol miktarı ek olarak iç hava için karşılaştırılabilir konsantrasyonlarda reaksiyon üretilen olabilir diğer VOC ürünler tepki boyunca sürekli olarak izlenebilir. Sürekli bu tür gaz kromatografi geleneksel bir toplu işlem kullanır Fotokatalitik iç hava arıtma izlemek için kullanılan, önemli ölçüde farklıdır. Pahalı, hassas bir GC/MS sistem genellikle UOB'ler konsantrasyonu böyle düşük konsantrasyonlarda belirlemek için gereklidir ve detaylı analiz fotoğraf-oksidasyon ürünleri genellikle ayrıntılı fotoğraf-oksidasyon ürünleri, gibi işlemek gerektirir Aktif kömür üzerine ürünler adsorbing ve sonra onları kütle spektrometre desorbing. Kütle spektrometresi tüm ürünleri tespit edebilmektedir iken, bir FAIMS sadece ürünleri yüksek proton benzeşimli algılanabilir kısıtlamasıdır. FAIMS düşük konsantrasyon UOB'ler belirlemede mükemmel, ancak daha yüksek konsantrasyonları doymuş olan iç hava düzey konsantrasyon uygulamaları sisteme sınırlar. Sistem burada gaz kromatografi Fotokatalitik reaksiyonlar anlayışlar ulaşmada sınırlı verebilecek bir etkili, basit aracı açıklanan FAIMS yapar avantajları.
Burada açıklanan FAIMS sistemi ile tıbbi sınıf hava akışı gaz olarak kullanılır. Bu kadar alıngan olma FAIMS sistemi ile bir yüksek kalite derecesi hava fotoğraf-oksidasyon çözümlenmesi izin önemlidir. Bu tespit herhangi bir ürün fotoğraf-oksidasyon işleminden olmasını sağlar. Benzer şekilde, hiçbir sızıntı içine belgili tanımlık sistem sağlamak için önemlidir laboratuvar hava genellikle konsantrasyonları UOB'ler içerdiğinden FAIMS tespit yeteneğine sahiptir. Sistem kurulumu için listelenen sarf malzemeleri güvenilir bir sistem sağlamak ve sürekli bir gün boyunca izlenmesi yok algılanabilir UOB'ler hiçbir katalizör zaman belirtti veya nüfuz tüp mevcuttur.
Sistem basit, aynı zamanda çok esnek - alternatif UOB'ler bu şekilde test edilebilir iken, sadece bir nüfuz küvet yaparak alternatif VOC, etanol, aseton veya Toluen gibi ve iletişim kuralı aşağıdaki içeren. Fotokatalitik reaksiyonlar genellikle nem tarafından etkilenir. Burada geliştirilen sistem düşük nem altında çalışır; test, daha yüksek yürütülen olabilir ancak humidities bir nemlendirici sisteme tanıtılması satın. Kullanılan VOC, bağlı sınırlı FAIMS hassasiyeti neden olabilir, ancak etkili test yapılabilir. 16
Gaz kromatografi, geleneksel olarak arındırıcı havada photocatalyst etkinliğini belirlemek için kullanılan üzerinde bir avantaj FAIMS sürekli doğasını vurgular. 16 , 17 gaz kromatografi toplamak ve hava örnekleri analiz için bir toplu işlem kullanır; FAIMS, sürekli doğası ile toplu gaz kromatografi tekniği ile yorumlamak zor olabilir Fotokatalitik reaksiyon kinetiği daha detaylı bakmak sağlar. FAIMS bir diğer avantajı basitliğidir. Birden çok UOB'ler FAIMS karmaşık analizlerini için yeteneğine sahip olan, gaz Kromatograf pahalı ve ek bir işlem gerektiren bir kütle spektrometre için bağlanması gerekir. Ayrıca, uzun vadeli tepkiler gaz Kromatograf ile gerçekleştirmek için pahalı otomatik bir sistem gerekli mi, yoksa emek yoğun örnekleme olurdu; Bu FAIMS ile durum böyle değil.
FAIMS sürekli doğası bu app konsantrasyonlarda photocatalysis işlemi daha büyük bir anlayış kazanmak için kullanılması gereken gaz kromatografi önemli avantajlar sunmaktadır. Ayrıca, burada resimli basit kurulum alternatif photocatalysts ve UOB'ler Fotokatalitik süreç anlayışı daha da iyileştirilmesi benzer koşullar altında test edilmesi için izin vererek esnektir.

İç hava kalitesini ön plana son zamanlarda geldi. Belki de şaşırtıcı, iç hava uçucu organik Karbonlar (VOC) ve açık hava daha yüksek konsantrasyonlarda daha büyük bir sayı içerir. 1 den fazla konut evler, işyerleri ve araba, tren ve uçak, dahil olmak üzere taşıma gibi yerlerde kapalı, zamanlarının % 80 harcama kişi ile hava kalitesi gerçek bir sorun olabilir. Kapalı havada ortak UOB'ler birçoğu mutajenik veya kanserojen,2,3 ve özellikle 'hasta bina sendromu' olayların kötü sağlık ve zaman işten kayıp üretim yol açabilir gibi bunlar kaldırılması önemli bir öncelik, öyle . 1 Hava arıtma cihazları nerede bir yarı iletken, kaçınılmaz titanyum UV ışık ile aktive dioksit (TiO2), bir fotoğraf-oksidasyon süreci boyunca VOC alçaltır bir photocatalyst dahil edebilirsiniz. Photocatalysis araştırma, su Hidrojen üretimi ve kirletici bozulma4,5,6,7için bölme uygulamalarında ile büyüyen bir alandır; Hava arıtma bu uygulama8ticari canlılık nedeniyle özellikle etkin bir alandır. Ancak, kapalı havada (genellikle App) mevcut olan konsantrasyonlarda UOB'ler algılama meydan okuyor. Fotokatalitik reaksiyon kinetiği ile aşağıdaki Langmuir Hinshelwood kinetik9, yüksek konsantrasyonlarda aşağılayıcı UOB'ler, photocatalyst etkinliği etkinliği düşük konsantrasyonlarda temsilcisi değil. Burada bu dayalı bir TiO2 ile gösteren bir çok yönlü sistem ve UOB'ler alan asimetrik iyon hareketlilik spektroskopisi (FAIMS), kullanarak böyle düşük konsantrasyonlarda aşağılayıcı, photocatalysts etkinliğini belirlemede iletişim kuralı tarif photocatalyst ve modeli VOC 2-propanol.
İyonize gaz akışı, FAIMS ayırır ve kimyasal iyonları onların hareketlilik atmosfer basıncı10,11,12değişen bir elektrik alanı altında temel tanımlar. Molekülleri UOB'ler gibi bir yüksek proton yakınlık ile ayrılmış ve parça başına milyar (App) çözünürlük ve App konsantrasyonları13ile FAIMS tarafından tespit için de uygundur. Sürekli olarak aynı anda birden fazla UOB'ler izleme yeteneğine sahip, Fotokatalitik hava arıtma test, kirletici kullanılan VOC izleme ek olarak olduğu gibi kullanmak için ideal bir analiz olduğunu. FAIMS da algılayabilir ara ürün veya diğer VOC ürünleri ile bir yüksek proton yakınlık Fotokatalitik reaksiyon gelen, önemli bir gereklilik kanıtlayan photocatalyst bozulması eksik ise, olarak etkilidir, bazı üretilen UOB'ler olarak toksik olabilir veya daha fazla toksik bozulmuş VOC daha.
FAIMS yakın zamanda Fotokatalitik hava arıtma uygulamaları14ilk kez kullanıldı ve FAIMS gaz kromatografi için üstün olduğunu ima değil rağmen açıkça bir güçlü olma potansiyeline sahip çok yönlü bir alternatif sunuyor Hava arıtma eğitim aracı. Burada 2-propanol titanyum dioksit göre photocatalyst ile fotoğraf oksidasyonunu içeren bir protokol ile bu tekniği göstermektedir. 2-propanol kapalı hava, oluşturmak için kullanılan15seviye konsantrasyonları nüfuz tüpler vardır. Mühürlü ve sürekli bir akış altında her iki ucunda sıkışmasını sıvı VOC içeren bir PTFE tüp oluşan mühürlü PTFE Permeasyon tüp içinde bulunan VOC dışarı için iç hava karşılaştırılabilir konsantrasyonlarda sabit bir hızda dağılır. Bu akışı daha sonra nerede kimlik ve VOC miktar tespit edilebilir keçe içeren bir reaksiyon odası ve sonra FAIMS analyzer içine geçirilir. FAIMS belirlenecek 2-propanol ve spectra kitaplığını yoluyla konsantrasyon sağlar UOB'ler, ek UOB'ler onların spectra kütüphanesi ile karşılaştırılması yoluyla belirlenen aseton gibi fotoğraf reaksiyon sırasında üretilen kimliğini biliyorum. Bu teknik önemli bir avantajı esnekliğidir: sadece Permeasyon tüp veya katalizör değiştirerek, alternatif UOB'ler ve katalizörler sınanabilir.

<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

Biz iç hava konsantrasyonu (App) uçucu organik Karbonlar (VOC), onur kırıcı, photocatalysts etkinliğini belirlemek için kullanılması için çok yönlü bir protokol bu titanyum dioksit esaslı katalizör ve VOC 2-propanol gösteren göstermek. İletişim kuralı alan asimetrik iyon hareketlilik spektroskopisi (FAIMS), sürekli olarak tanımlayan ve UOB'ler toplama 2-propanol ve App düzeyinde aseton gibi izleme özelliği olan bir çözümleme aracı yararlanır. FAIMS sürekli doğası detaylı kinetik Analizi ve uzun vadeli tepkiler, gaz kromatografi, geleneksel Hava arıtma karakterizasyonu içinde kullanılan bir toplu işlemi üzerinde önemli bir avantaj sunan sağlar. Fotokatalitik hava arıtma FAIMS kullanımında sadece son ilk kez kullanılan ve aşağıda gösterildiği protokolü ile benzersiz bir alternatif UOB'ler ve photocatalysts karşılaştırılabilir protokolleri kullanarak test edilmesi izin esnekliği sağlar Sistem Fotokatalitik hava arıtma reaksiyonları düşük konsantrasyonlarda aydınlatmak için.

FAIMS gaz analizörü sürekli 2.2, seyreltme odasında iki 2-propanol nüfuz tüpler kullanarak açıklanan fotoğraf oksidasyon reaksiyonu süresince iyon tazminat gerilim geçerli spectra üretir ve titanyum dioksit keçe dayalı photocatalyst reaksiyon odasında. Genellikle keçe karanlıkta ve ne zaman, keçe ışıklı FAIMS Çözümleyicisi tarafından üretilen spectra Şekil 2a gösterilmiştir. Spectra FAIMS aletle elde etmek için RF dalga cihazda maksimum % 64'ü için ayarlanır. Bu RF dalga değerde hidronyum iyonları (su kümeleri), aseton monomerler ve FAIMS enstrüman iyonizasyon sürecinden oluşan 2-propanol monomerleri ayrı tazminat voltaj (cv) adlı FAIMS dedektörü ulaşmak ve çok üzerinde ayrılır spectra. Bireysel gazlar sadece akan FAIMS sistem spectra belirlemek için kullanılabilir ve her için tazminat değerler16gaz. Spektrumda hidronyum iyon, havadaki nem iyonize zaman su küme iyon-2.15 V bir tazminat gerilim doruğunda. -0.14 V cv zirvesinde 2-propanol14ki. Geçerli iyon 2-propanol konsantrasyon ve difüzyon oranı (1.2) kullanarak, 2-propanol FAIMS girme konsantrasyonu tespit edilebilecek doğrudan orantılıdır. Benzer şekilde aseton ile-1.44 V. Şekil 2b gösterir bir cv, iyon geçerli meydana gelen 2-propanol ve spectra aseton ile en fazla, % 64'ü, RF dalga süre boyunca fotoğraf-oksidasyon protokolü bir fonksiyonu olarak tanımlanan belirli doruklarına ölçü vasıl 2.2 bölümünde açıklanan. İnce değişiklikleri akış ve nem olumlu veya olumsuz yönde Ion geçerli tepe cv değeri değişen bir etkisi olabilir, ± 0.2 V CV değeri en yüksek irtifada kullanılır.
2-propanol FAIMS analizörü, zaman içinde karanlık artar tepki odasına girerek miktarı. 2-propanol girerken seyreltme odası, 2-propanol 2-propanol FAIMS giren ilk düşük miktar için hesapları katalizör yüzeyine adsorbe. Gösteren yüksek iyon geçerli kaydedilir zaman devam ederken 2-propanol daha yüksek bir miktarda FAIMS girer. Bu yüzey keçe 2-propanol ile kaplıdır, bu nedenle adsorpsiyon katalizör üzerine azalıyor göstermektedir.
Reaktör odası aydınlatılmış, 2-propanol FAIMS girerek hemen bir artış olur. Bu bir miktar 2-propanol keçe yüzeyinden desorbs ve FAIMS analyzer girer anlamına gelir. Aynı anda, daha önce aseton, keçe aydınlatma altında fotoğraf okside 2-propanol aseton için sahip gösteren olarak tanımlanan Ion geçerli cv-1.44 V, zirve gelen artış vardır. 2-propanol azalır aydınlatma, ilk nokta düzeyinde önemli ölçüde altında bir seviyeye miktarda zaman, devam ediyor ve aseton ile her iki iyon akımlarını bir yaklaşık 3 saat boyunca tutarlı algılanabilmesi devam ediyor gibi. Bu o 2-propanol sürekli aseton veya karbon dioksit ve su okside fotoğraf anlamına gelir. 2-propanol adsorbs üzerine yüzey, fotoğraf okside ve ürün desorb ve aseton kaydedilen nerede FAIMS girin. Işık kapatıldıktan sonra aseton Ion geçerli fotoğraf-oksidasyon kesildiği tarih vardır ima azalır iken 2-propanol Ion geçerli artırır.
2-propanol ve sürekli takip App konsantrasyonları aseton, konsantrasyon temsilcisi sonuçlarıdır. Kararlı duruma 2-propanol akım altında aydınlatma aydınlatma önce FAIMS girdikten 2-propanol geçerli değeriyle karşılaştırarak, katalizör etkinliğini, 2-propanol göstergesidir FAIMS girerek büyük bir azalma ile görülebilir bir üstün photocatalyst. Ek UOB'ler izleme da photocatalyst etkinliğinin daha iyi bir değerlendirme sağlar. Hava arıtma uygulamalarında ideal VOC karbon dioksit ve su için bozulmuş. Ek bileşenleri tespit bir etkisiz katalizör ya da kötü hava arıtma strateji (akış hızı, ışık şiddeti, nem düzeyleri) göstermektedir. FAIMS fotoğraf-reaksiyonu, izleyebilir ve bu yüzden katalizör etkinliğini göstermek ve Hava arıtma Kur.
<img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/54209/54209fig1.jpg"> Şekil 1. Reaktör Kur. Photocatalysis kurulum gösteren diyagram geliştirilen FAIMS gaz analyzer ile kullanmak için (bkz: 2.1). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54209/54209fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/54209/54209fig2.jpg"> Şekil 2. Tipik sonuçları. (a) tipik spectra RF dalga tepkidir keçe içeren karanlıkta (gri hat) ve ışıklı (yeşil hat) olduğunda maksimum % 64'ü olduğunda FAIMS tarafından üretilen. (b) RF dalga biçimi % 64'ü en fazla olduğunda iyon zirveleri üzerinden tazminat gerilim vs Ion geçerli spectra, geçerli gösteren grafik 2-propanol fotoğraf-oksidasyon reaksiyonu sırasında üretilen; 2-propanol (kırmızı çizgi) ve, vurgulanan ışıklı tepki ile gösterilen aseton (mavi çizgi). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54209/54209fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Analyzing the Photo-oxidation of 2-propanol at Indoor Air Level Concentrations Using Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometry at JoVE.com

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

2-propanol açıklandığı gibi iç hava konsantrasyonu (App) modeli uçucu organik Karbonlar aşağılayıcı içinde photocatalysts etkinliğini belirlemek için bir iletişim kuralı.

2-propanol iç hava düzey konsantrasyonlarda alan asimetrik iyon mobilite spektrometresi kullanılarak fotoğraf oksidasyonunu analiz

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

analyzing-photo-oxidation-2-propanol-at-indoor-air-level

Research

JoVE Journal

Chemistry

8.5K Görüntüleme.  University of Cambridge. 2-propanol açıklandığı gibi iç hava konsantrasyonu (App) modeli uçucu organik Karbonlar aşağılayıcı içinde photocatalysts etkinliğini belirlemek için bir iletişim kuralı.

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

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.

Durduruldu-Akış Spektrofotometri kullanarak Flavin-Bağımlı monooksijenaz ve indirgeyici ve Oksidatif Yarı-Tepkime İzlenmesi

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

Biyomühendislik

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.

Üretim ve akış tüp reaktör organik partikül madde ölçümü

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 ...

Çevre

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.

Üretim ve Harvard çevre odası organik partikül madde ölçümü

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.

Ulaşım Yakıt İstikrar Değerlendirme Orijinal Deneysel Yaklaşım

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

Kimya

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 atmosferik ortamlar üzerinden yüksek performanslı sıvı kromatografi elektrokimyasal dedektör sistemi tespiti

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.

İkincil Nanoelectrospray iyonlaşma kullanarak gerçek zamanlı nefes analiz için yüksek çözünürlüklü kütle spektrometresi birleştiğinde

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.

Yakıtların yanma kimya: bir atmosferik yüksek sıcaklık akışı reaktör ile elde edilen nicel Türleşme veri birleştiğinde ışın moleküler Kütle Spektrometre

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 radikal katyonlar güçlü alanlı adyabatik iyonlaşma ile Ultrafast titreşim Coherences ölçümü

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.

Protein Topografya Değişikliklerinin Belirlenmesinde Proteinlerin Hızlı Fotokimyasal Oksidasyonlarında Gerçek Zamanlı Telafinin Sağlanması

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

Biyokimya

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.

Nitrik Oksit ve hücreler arası Elektron Paramanyetik Rezonans Spektroskopisi ile süperoksit Radikal Anyon tespiti Spin Tuzakları kullanarak

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