Name: measuring the densities of aqueous glasses at cryogenic temperatures
Uploaded: 2017-06-28T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Measuring the Densities of Aqueous Glasses at Cryogenic Temperatures at JoVE.com

Detta arbete stöddes av NSF under tilldelning MCB-1330685. DWM bekräftar partiellt stöd från Cornell Universitys Molecular Biophysics Training Grant (NIH T32GM0082567).

VARNING: Vänligen se alla relevanta säkerhetsdatablad (MSDS) före användning. Använd alla lämpliga säkerhetsmetoder vid användning av komprimerade gaser, inklusive lämpliga kalibrerade gashanteringsregulatorer och ventiler och godkänd gasrör. Kontakt med flytande kryogener kan orsaka allvarlig frostskada och nekros. Använd lämplig personlig skyddsutrustning (ansiktssköld, handskar, labbrock, fulla längdbyxor, slutna tånskor), vilka alla måste vara ogenomsläppliga för flytande kväve. Förblir stående...

<ol>
	<li>Fahy, G. M., Wowk, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Principles+of+Cryopreservation+by+Vitrification.">Principles of Cryopreservation by Vitrification.</a> Cryopreservation and Freeze-Drying Protocols. , 21-82 (2015).</li><li>Nagy, Z. P., Nel-Themaat, L., Chang, C. -. C., Shapiro, D. B., Berna, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cryopreservation+of+eggs.">Cryopreservation of eggs.</a> Human Fertility: Methods and Protocols. , 439-454 (2014).</li><li>Kriminski, S., Caylor, C. L., Nonato, M. C., Finkelstein, K. D., Thorne, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flash+cooling+and+annealing+of+protein+crystals.">Flash cooling and annealing of protein crystals.</a> Acta Cryst Sect D. 58 (3), 459-471 (2002).</li><li>Juers, D. H., Matthews, B. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversible+lattice+repacking+illustrates+the+temperature+dependence+of+macromolecular+interactions.">Reversible lattice repacking illustrates the temperature dependence of macromolecular interactions.</a> J Mol Biol. 311 (4), 851-862 (2001).</li><li>Juers, D. H., Matthews, B. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cryo-cooling+in+macromolecular+crystallography:+advantages,+disadvantages+and+optimization.">Cryo-cooling in macromolecular crystallography: advantages, disadvantages and optimization.</a> Q Rev Biophys. 37 (2), 105-119 (2004).</li><li>Alcorn, T., Juers, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progress+in+rational+methods+of+cryoprotection+in+macromolecular+crystallography.">Progress in rational methods of cryoprotection in macromolecular crystallography.</a> Acta Cryst Sect D. 66 (4), 366-373 (2010).</li><li>Warkentin, M., Sethna, J., Thorne, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Critical+Droplet+Theory+Explains+the+Glass+Formability+of+Aqueous+Solutions.">Critical Droplet Theory Explains the Glass Formability of Aqueous Solutions.</a> Phys Rev Lett. 110 (1), 15703 (2013).</li><li>Kriminski, S., Kazmierczak, M., Thorne, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heat+transfer+from+protein+crystals:+implications+for+flash-cooling+and+X-ray+beam+heating.">Heat transfer from protein crystals: implications for flash-cooling and X-ray beam heating.</a> Acta Cryst Sect D. 59 (4), 697-708 (2003).</li><li>Loerting, T., Bauer, M., Kohl, I., Watschinger, K., Winkel, K., Mayer, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cryoflotation:+Densities+of+amorphous+and+crystalline+ices.">Cryoflotation: Densities of amorphous and crystalline ices.</a> J Phys Chem B. 115 (48), 14167-14175 (2011).</li><li>Shen, C., Julius, E. F., Tyree, T. J., Moreau, D. W., Thorne, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+contraction+of+aqueous+glycerol+and+ethylene+glycol+solutions+for+optimized+protein-crystal+cryoprotection+Thermal+contraction+of+aqueous+glycerol+and+ethylene+glycol+solutions+for+optimized+protein-crystal+cryoprotection.">Thermal contraction of aqueous glycerol and ethylene glycol solutions for optimized protein-crystal cryoprotection Thermal contraction of aqueous glycerol and ethylene glycol solutions for optimized protein-crystal cryoprotection.</a> Acta Cryst Sect D. 72 (6), 742-752 (2016).</li><li>Warkentin, M., Berejnov, V., Husseini, N. S., Thorne, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hyperquenching+for+protein+cryocrystallography.">Hyperquenching for protein cryocrystallography.</a> J Appl Cryst. 39 (6), 805-811 (2006).</li><li>McFerrin, M. B., Snell, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+development+and+application+of+a+method+to+quantify+the+quality+of+cryoprotectant+solutions+using+standard+area-detector+X-ray+images.">The development and application of a method to quantify the quality of cryoprotectant solutions using standard area-detector X-ray images.</a> J Appl Cryst. 35 (5), 538-545 (2002).</li><li>Chinte, U., Shah, B., DeWitt, K., Kirschbaum, K., Pinkerton, A. A., Schall, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sample+size:+An+important+parameter+in+flash-cooling+macromolecular+crystallization+solutions.">Sample size: An important parameter in flash-cooling macromolecular crystallization solutions.</a> J. Appl. Cryst. 38 (3), 412-419 (2005).</li><li>Bosart, L. W., Snoddy, A. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Specific+gravity+of+glycerol.">Specific gravity of glycerol.</a> Ind Eng Chem. 20 (12), 1377-1379 (1928).</li><li>Rodrigues, M., Francesconi, A. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+study+of+the+excess+molar+volumes+of+binary+and+ternary+mixtures+containing+water+++(1,2-ethanediol,+or+1,2-propanediol,+or+1,3-propanediol,+or+1,2-butanediol)+++(1-n-butyl-3-methylimidazolium+bromide)+at+298.15+K+and+atmospheric+pressure.">Experimental study of the excess molar volumes of binary and ternary mixtures containing water + (1,2-ethanediol, or 1,2-propanediol, or 1,3-propanediol, or 1,2-butanediol) + (1-n-butyl-3-methylimidazolium bromide) at 298.15 K and atmospheric pressure.</a> J Solution Chem. 40 (11), 1863-1873 (2011).</li><li>Berejnov, V., Husseini, N. S., Alsaied, O. A., Thorne, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+cryoprotectant+concentration+and+cooling+rate+on+vitrification+of+aqueous+solutions.">Effects of cryoprotectant concentration and cooling rate on vitrification of aqueous solutions.</a> J Appl Cryst. 39 (2), 244-251 (2006).</li><li>Meisburger, S. P., Warkentin, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Breaking+the+Radiation+Damage+Limit+with+Cryo-SAXS.">Breaking the Radiation Damage Limit with Cryo-SAXS.</a> Biophys J. 104 (1), 227-236 (2013).</li></ol>

Föreliggande apparat och metoder, som utvecklats huvudsakligen av doktorander med begränsad tillgång till instrumentbyggnadsverktyg och maskiner, ger likväl höga noggranna täthetsmätningar för enskilda vätskedroppar så små som 50 pL. I koncentrationsområdet nära och över 50% vikt / vikt, där små kylhastigheter är tillräckliga för erhållande av förglasade prov, överensstämmer densiteterna med de som erhållits i tidigare mätningar på bulkprover. Extrapoleringar av nuvarande densiteter till 0% kon...

De fysikaliska egenskaperna hos vatten och vattenhaltiga blandningar i sina olika faser är av grundläggande intresse och är viktiga för in vivo och in vitro förståelse av biologiska system. Vid modern kryobiologi och biologisk kryopreservering är de vitrösa eller amorfa faserna av vattenhaltiga kryo-skyddande blandningar av särskilt intresse 1 , 2 . Kärnbildning och tillväxt av iskristaller kan störa celler och vävnader och främja proteindetaturering och aggregering, så cryopreservationprotokoll som förglasar lösningsmedlet har blivit alltmer populära. Vid biomolekylär kristallografi stör kristalliseringen av lösningsmedel i kanalerna mellan biomolekyler kristallgitter och försämrar diffraktionsegenskaperna. Vitrifikation uppnås genom en kombination av snabbkylning, dehydratisering och tillsats av kryoskyddande lösningsmedel, såsom glycerol, etylenglykol, polyetylenglykoler (PEG),Alkoholer och salter. Vitrifikation begränsar iskristallisation och tillväxt, men eliminerar inte all kylprovskada. Exempelvis ökar kristallmosaiciteten (ett mått på fördelningen av kristallplan orienteringar) rutinmässigt med en faktor 10 till 100 när proteinkristaller kyles till ett förglasat tillstånd 3 och efter-tina överlevnadshastigheter för förglasade spermceller och oocyter varierar mycket . En skademekanism är differentiell sammandragning av lösningsmedel och omgivande material under kylning 3 , 4 , 5 . Ekvivalenslösningsmedels- och lösningsmedelskoncentrationerna i en kristall, cell eller vävnad är temperaturberoende och lösningsmedlet plus lösningsmedlet och omgivande material kan sammandragas med olika mängder. Snabbkylning kan förhindra återfördelning av lösningsmedel och lösningsmedel före vitrifikation och differentialkontrakt<html> På kan leda till stora, inhomogena, icke-jämviktsbelastningar som orsakar provskador. Rationella tillvägagångssätt för att reducera kylinducerad skada kan sålunda dra nytta av kunskapen om temperaturberoende densiteter av flytande och förglasade vattenhaltiga blandningar. Vid lösta koncentrationer över 50 viktprocent lösningsmedel till vikt av lösning (vikt / vikt) kan de mest vattenhaltiga kryoskyddande blandningarna förglasas med blygsamma kylningshastigheter av 10 K / s eller mindre, vilket möjliggör produktion av och täthetsmätningar med användning av stora glasögonprover 6 . Densiteten kan sedan bestämmas med Archimedes princip, genom att mäta provets synliga vikt när den suspenderas i en flytande kryogen som kväve. Emellertid ökar kylningshastigheten för vitrifikation snabbt, eftersom koncentrationen av lösningsmedlet minskar. Kylhastigheterna för vattenhaltiga glycerolblandningar ökar från &lt;10 K / s vid 50 viktprocent lösningsmedel i g till volymen lösning i ml (vikt / volym) till&gt; 1000 K / s vid 25% vikt / volymRöv = &quot;xref&quot;&gt; 7. Värmeöverföring begränsas begränsat, så att uppnå större kylhastigheter kräver mindre och mindre prov 8 . Mätningar av densiteten av rent glasat vatten och is har uppnåtts genom avsättning av droppar av mikrometer-diameter (femtoliter volym) i ett vakuum på en kryogeniskt kyld yta för att bygga upp ett makroskopiskt (grammass) prov. Tätheten för detta prov bestämdes genom kryoflotering i en flytande kväve-argonblandning, i vilken densiteten hos den kryogena vätskan justerades tills provet blev neutralt flytande 9 . Att generera stora prover från ett stort antal små droppar på ett sätt som minimerar tomrumsvolymerna - en viktig felkälla vid tidigare mätningar av glasfasdensitet - är inte trivial. För vattenhaltiga blandningar kan differentialindunstning av lösningskomponenter under aerosolisering och avsättning i vakuum leda tillVäsentliga osäkerheter i deponerade koncentrationer. Vi har utvecklat en metod baserad på kryoflotation som tillåter noggrann densitetsbestämning av vattenhaltiga blandningar med användning av individuella droppar så små som 50 pL 10 . Dessa droppar kan kylas snabbt medan de behåller sina ursprungliga koncentrationer, och deras kryogena temperatur tillstånd (förglasad eller kristallin) kan bedömas med hjälp av en enkel visuell analys som korrelerar med röntgendiffraktionsmätningar. Denna metod är i stor utsträckning tillämplig på vattenhaltiga och icke-vattenhaltiga blandningar och kan utökas till en mängd olika biologiska prover inklusive celler (t ex stam och ägg), vävnadsprover och proteinkristaller med lågtemperaturdensiteter mellan 0,8 och 1,4 g / ml.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="573">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">centrifuge tube</td>
			<td style="width:71px;">Falcon</td>
			<td style="width:119px;">6029236</td>
			<td style="width:167px;">15 mL conical centrifuge tube</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">glycerol, &#62;99.5%</td>
			<td style="width:71px;">Sigma&#160;</td>
			<td style="width:119px;">G9012-100 mL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">ethylene glycol, &#62;99.8%</td>
			<td style="width:71px;">Sigma</td>
			<td>324558-100 mL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">analytical microbalance</td>
			<td style="width:71px;">Mettler</td>
			<td style="width:119px;">AE240</td>
			<td>Analytical balance, 0.01 mg resolution, has hook on bottom for weighing below the balance&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">vortexer</td>
			<td style="width:71px;">Scientific Industries</td>
			<td style="width:119px;">SI-0236</td>
			<td>Vortex-Genie 2</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Apparatus enclosure framing</td>
			<td style="width:71px;">Unistrut&#160;</td>
			<td style="width:119px;">1-5/8&#34; metal framing</td>
			<td>48&#34; wide x 24&#34; deep x 40&#34; tall&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Apparatus enclosure air barrier</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>any clear plastic sheeting</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">neoprene rubber disk</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>4&#34; diameter, 1/8&#34; thick</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">dewar flask</td>
			<td style="width:71px;">Scilogix Dilvac</td>
			<td style="width:119px;">SS333</td>
			<td>4.5 liter dewar flask with steel case and clamp lid</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">copper chamber</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>This fabricated part is comprised of a 1.43&#34; diameter, 0.017&#34; wall thickness copper tube with a solid cylindrical copper base soldered to seal one end.&#160; The copper base is 0.87&#34; tall and the overall chamber height is 7&#34;.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">nitrogen gas</td>
			<td style="width:71px;">Airgas</td>
			<td style="width:119px;">NI HP300</td>
			<td>99.998% pure N2 gas</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">argon gas</td>
			<td style="width:71px;">Airgas</td>
			<td style="width:119px;">AR HP300</td>
			<td>99.998% pure Ar gas</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">rotameter</td>
			<td style="width:71px;">Omega</td>
			<td style="width:119px;">FL3692ST</td>
			<td>2.52 l/min max flow rate</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:216px;">foam insulating lid</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>This part is fabricated from 4 lb/ft3 crosslinked polyethylene foam (supplied by Technifab, 1355 Chester Industrial Parkway, Avon, OH), and has an OD of 2.42&#34;, and ID of 1.52&#34;, and a thickness of 0.79&#34;.&#160;&#160;&#160;&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">PTFE test mass</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>This fabricated part is a 0.246&#34; diameter, 0.580&#34; tall cylinder with a 0.060&#34; diameter hole running perpendicular to and intersecting the cylinder axis ~0.10&#34; from one end.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">microbalance platform</td>
			<td style="width:71px;">Unistrut</td>
			<td style="width:119px;">1-5/8&#34; metal framing</td>
			<td>11&#34; wide x 24&#34; long x 24&#34; high rectangular frame with an top aluminum sheet containing a hole for the monofilament and hanging test mass</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">2 mil (50 um) monofilament line</td>
			<td style="width:71px;">Berkley</td>
			<td style="width:119px;">NF1502-CM</td>
			<td>Nanofil fishing line</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Argon precooling coil tubing</td>
			<td style="width:71px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">60985-512</td>
			<td>1/8&#34; ID x 1/4&#34; OD PVC tubing</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:216px;">perforated copper foil mixer</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>1.4&#34; diameter,&#160; 35 micron thick copper disk, cut from 1 ounce/ft2 copper sheet and perforated with holes using an awl or other sharp pointed tool.&#160; Insert 1-2 mm diameter rigid thermally insulating (plastic or wood) rod into the center and fix using epoxy as needed.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">syringe</td>
			<td style="width:71px;">BD</td>
			<td style="width:119px;">309628</td>
			<td>1 ml Luer-Lok tip syringe</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">vacuum generator</td>
			<td style="width:71px;">Gast</td>
			<td style="width:119px;">VG-015-00-00</td>
			<td>compressed air venturi single stage vacuum generator</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">hydrophobic coating spray</td>
			<td style="width:71px;">RainX</td>
			<td style="width:119px;">620036</td>
			<td>plastic water repellent</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">long focal length stereo microscope</td>
			<td style="width:71px;">Bausch and Lomb Stereozoom 6</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>0.67-4 x zoom pod with 20x eyepieces, 10 cm working distance&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">LED ring illuminator</td>
			<td style="width:71px;">Amscope</td>
			<td style="width:119px;">LED144S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">LED spot illuminator</td>
			<td style="width:71px;">Newhouse Lighting</td>
			<td style="width:119px;">NHCLP-LED</td>
			<td>3W LED gooseneck clamp lamp</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">1.8 ml cryo vial</td>
			<td style="width:71px;">Nunc</td>
			<td>V7634-500EA</td>
			<td>Any 1.8 or 2 ml cryovial is adequate</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measuring the densities of aqueous glasses at cryogenic temperatures

Vi demonstrerar en metod för bestämning av de kristalliska temperaturdensiteterna i glasskiktet i vattenhaltiga blandningar och andra prover som kräver snabb kylning för att framställa den önskade kryogena temperaturfasen. Mikroliter till pikoliterstorleksdroppar kyles genom projicering i en flytande kväve-argon (N2-Ar) -blandning. Droppens kryogena temperaturfas utvärderas med användning av en visuell analys som korrelerar med röntgendiffraktionsmätningar. Tätheten av den flytande N 2 -Ar-blandningen justeras genom tillsats av N2 eller Ar tills droppen blir neutralt flytande. Tätheten av denna blandning och därigenom av droppen bestäms med användning av en testmassa och Archimedes-princip. Med lämplig omhändertagning i droppberedning, hantering av gas över den flytande kryogenblandningen för att minimera isbildning och regelbunden blandning av den kryogena blandningen för att förhindra densitetsskiktning och fasseparation, densiteter som är korrekta till &lt;0,5% droppar så små som 50 pL kanLätt fastställas. Mätningar på vattenhaltiga kryoskyddsmedelblandningar ger insikt i kryoprotektionsverkan och tillhandahåller kvantitativa data för att underlätta termisk sammandragnings matchning vid biologisk kryopreservering.

Densitetsmätningar vid T = 77 K för förglasade droppar av vattenhaltig glycerol och etylenglykol mot kryoprotektantkoncentration visas i Figur 1 A respektive Figur 1 B och motsvarande ändring i specifik volym mellan T = 298 K och 77 K, beräknat med användning tidigare Bestämda T = 298 K densiteter, visas i figur 2 . Vid höga cryopr...

Watch this Scientific Journal Video about Measuring the Densities of Aqueous Glasses at Cryogenic Temperatures at JoVE.com

Measuring the Densities of Aqueous Glasses at Cryogenic Temperatures

Ett protokoll för bestämning av glasfasdensiteterna av mikro- till pico-liter-storlekar av vattenhaltiga blandningar vid kryogena temperaturer beskrivs.

Mätning av tätheten hos vattenhaltiga glasögon vid kryogena temperaturer

We demonstrate a method for determining the vitreous phase cryogenic temperature densities of aqueous mixtures, and other samples that require rapid ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Angle-resolved Photoemission Spectroscopy At Ultra-low Temperatures

Vinkel-löst Photoemission spektroskopi på Ultra-låga temperaturer

The physical properties of a material are defined by its  electronic structure. Electrons in solids are characterized by energy (&omega;)  and momentum ...

Synthesis and Microdiffraction at Extreme Pressures and Temperatures

Syntes och Microdiffraction vid extrema tryck och temperaturer

High pressure compounds and polymorphs are investigated for a broad range of purposes such as determine structures and processes of deep planetary ...

Experimental Measurement of Settling Velocity of Spherical Particles in Unconfined and Confined Surfactant-based Shear Thinning Viscoelastic Fluids

Experimentell mätning av sedimenteringshastigheten för sfäriska partiklar i odefinierade och begränsade tensidbaserade savförtunnande viskoelastiska vätskor

An experimental study is performed to measure the terminal settling velocities of spherical particles in surfactant based shear thinning viscoelastic ...

Ambient Method for the Production of an Ionically Gated Carbon Nanotube Common Cathode in Tandem Organic Solar Cells

Omgivande Sätt för framställning av ett joniskt Gated Nanorör Common Cathode i Tandem organiska solceller

A method of fabricating organic photovoltaic (OPV) tandems that requires no vacuum processing is presented. These devices are comprised of two ...

A Simple Dewar/Cryostat for Thermally Equilibrating Samples at Known Temperatures for Accurate Cryogenic Luminescence Measurements

En enkel Dewar / Kryostat för termisk jämvikt Prover på Kända Temperaturer för exakt Kryogena Luminiscens Mätningar

The design and operation of a simple liquid nitrogen Dewar/cryostat apparatus based upon a small fused silica optical Dewar, a thermocouple assembly, and ...

Design and Evaluation of Smart Glasses for Food Intake and Physical Activity Classification

Design och utvärdering av smarta glasögon för födointag och fysisk aktivitet klassificering

This study presents a series of protocols of designing and manufacturing a glasses-type wearable device that detects the patterns of temporalis muscle ...

Processing of Bulk Nanocrystalline Metals at the US Army Research Laboratory

Bearbetning av Bulk nanokristallin metaller vid US Army Research Laboratory

Given their potential for significant property improvements relative to their large grained counterparts, much work has been devoted to the continued ...

Methods of Ex Situ and In Situ Investigations of Structural Transformations: The Case of Crystallization of Metallic Glasses

Methods of Ex Situ and In Situ Investigations of Structural Transformations: The Case of Crystallization of Metallic Glasses

Metoder Ex Situ och In Situ utredningar av strukturomvandlingar: fallet av kristallisation av metalliska glasögon

We demonstrate the use of two nuclear-based analytical methods that can follow the modifications of microstructural arrangement of iron-based metallic ...

Generation and Control of Electrohydrodynamic Flows in Aqueous Electrolyte Solutions

Generation och kontroll av Electrohydrodynamic flödar i vattenhaltig elektrolyt lösningar

To drive electrohydrodynamic (EHD) flows in aqueous solutions, the separation of cation and anion transport pathways is essential because a directed ...

Measurement of Dynamic Force Acted on Water Strider Leg Jumping Upward by the PVDF Film Sensor

Mätning av dynamiska kraft agerat på vatten Strider ben hoppar uppåt av PVDF Film Sensor

This study aimed to make an explanation for the phenomenon in nature that water strider usually jumps or glides on the water surface easily but quickly, ...