Name: controlled odor mimic permeation systems for olfactory training and field testing
Uploaded: 2021-01-28T12:30:00
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이 작품은 해군 연구실과 국립 사법 연구소 (2006-DN-BX-K027)에 의해 부분적으로 지원되었습니다. 저자는 이 프로젝트에 참여한 많은 "Furton Group" 학생들과 미 해군 연구소 및 해군 표면 전쟁 센터(인도 헤드 EOD 기술 부)의 협력자들에게 감사를 표하고자 합니다. 마지막으로, 저자는 미국 K-9 아카데미의 피터 누네즈, 메트로 - 데이드 K9 서비스의 토니 구즈만, 마이애미 - 데이드 지역 법 집행 개 팀에 감사드립니다.

1. COMPS 의 어셈블리(그림 1)
<ol><li>기판에 깔끔한 (액체) 화합물(도 1A)<ol>
<li>기판을 냄새와 함선하려면 보정된 파이펫을 사용하여 2 x 2 인치 면 거즈 패드 또는 기타 기판에 5 μL의 깔끔한 화합물을 추가하십시오 (재료 표참조).</li>
		<li>거즈 패드를 반으로 접어 이(또는 대체 기판 재료)를 2 x 3인치 저밀도 폴리에틸렌 투과성 백에 넣습니다. ...

<ol>
	<li>Buck, L., Axel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+multigene+family+may+encode+odorant+receptors:+A+molecular+basis+for+odor+recognition.">A novel multigene family may encode odorant receptors: A molecular basis for odor recognition.</a> Cell. 65, 175-187 (1991).</li><li>Furton, K. G., Myers, L. 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제어 된 냄새 모방 투과 시스템 (COMPS)은 관심있는 냄새를 투과 가능한 가방에 밀봉하여 쉽게 생성 할 수 있습니다. 이는 흡수성 물질에 깔끔한 액체 화합물을 배관한 다음 흡수성 물질을 가방에 넣음으로써 이루어질 수 있다. 파이프로날8의경우와 같이, 백4에직접 순수하고 단단한 화합물을 배치함으로써; 또는 여러 또는 알려지지 않은 악취를 함유한 대상 물질...

Olfaction는 대부분의 동물에 의해 사용되는 중요하지만 종종 간과, 감지 메커니즘입니다. 많은 사람들에게 그것은 음식을 찾기위한 주요 메커니즘입니다, 짝을 찾는, 또는 위험감지 1. 더욱이, 후각 기능 일부 동물, 특히 개, 정기적으로 금수조치의 검출을 위해 인간에 의해 악용된다 (예를 들어, 마약 이나 폭발물), 또는 관심있는 다른 개체, 실종자 등, 침략종, 또는 질병2,3. 개 검출 연구 또는 기타 올파션 연구 주제에 대 한, 조사자는 종종 olfaction의 과정과 후각 시스템의 강점과 한계를 연구. 따라서, 일반적으로 시험 중에 알려진 양의 악취를 재현적으로 전달하기 위해 환경내의 악취 증기의 방출을 제어하는 것이 바람직하다. 증기 압력 이나 환경 효과 등의 요인으로 인해 냄새 가용성의 변화를 고려하지 못하면 종종 데이터 해석 및 적용 가능성4를복잡하게합니다. 검출 개에 대한 교육 시나리오 동안 숙성된 양의 냄새를 제공하는 것이 마찬가지로 바람직합니다. 예를 들어, 할로웰 외5 및 Papet6의 연구는 악취 지각에서 악취 강도의 중요성을 나타내며, 악취의 강도를 변경하면 단독으로 또는 혼합물로 인식되는 방식에 영향을 줄 수 있습니다.
실험실 설정에서 제어 가능한 오븐, 증기 발생기 또는 기질계를 가진 투과 튜브와 같은 분석 장비를 사용하여 악취 전달을 제어하는 데 사용될 수 있습니다. 그러나 이러한 유형의 장비는 현장 테스트 및 교육 시나리오4에서 사용하기에는 비실용적입니다. 제어 악취 모방 투과 시스템(COMPS)은 외부 전력이 필요하지 않은 악취 전달을 제어하는 간단하고 저렴한 비용 및 일회용 방법으로 개발되었습니다. 따라서 다양한 테스트 및 교육 시나리오7에쉽게 통합할 수 있습니다. COMPS 장치는 단순히 이차 봉쇄 시스템에 저장된 투과성 폴리머 백 내부에 밀봉 된 흡수성 물질에 대한 관심의 냄새로 구성된다. COMPS의 활용은 테스트 간의 가변성을 줄이고 훈련 연습8에서 일관성을 향상시킵니다.
COMPS의 악취 전달 또는 가용성은 시간이 지남에 따라 방출되는 증기의 질량 측면에서 중력 분석에 의해 결정된 투과율 측면에서 측정됩니다. 투과 속도는 폴리머 백의 두께, 사용 가능한 표면적, 사용되는 흡수성 재료(기판) 유형 및 오취제의 양을 포함한 여러 요인에 의해 제어될 수 있다. 투과율은 사용 중인 냄새에 따라 주어진 기간(시간 또는 일)에 대해 일정합니다. 이를 통해 테스트 또는 교육 중 악취 전달의 변동성이 최소화됩니다. 보관 하는 동안, COMPS 는 불투과성 외부 용기 내에서 평형에 와서, 알려진 된 투과 속도로 악취 증기의 인스턴트 소스의 결과.
COMPS는 처음에 폭발성 물질과 관련된 악취를 포함하고 악취 모방7로사용되도록 설계되었습니다. Macias 등.에 의해 정의된 바와 같이, 악취 모방은 모물 물자 자체의 존재 없이 해당 물질의 헤드스페이스에서 발견되는 지배적인 휘발성 화합물 또는 악취를 제공함으로써 폭발물과 같은 관심 물질을 시뮬레이션한다8. 악취 모방을 만들려면 부모 재료의 활성 악취를 결정해야 합니다. 이 시나리오에서 활성 악취는 훈련된 폭발 탐지 개가 감지하는 휘발성 화합물로 묘사되며 실제 폭발성 물질이 존재한다고 믿습니다. 여러 폭발성 물질의 헤드스페이스에서 지배적인 휘발성 화합물을 확인한 결과, COMPS는 개 후각 검출 현장 시험 기간 동안 이러한 개별 악취를 통제된 속도로 방출하고 여러 폭발성 물질과 관련된 활성 악취를 결정할 준비가 되어 있었다. COMPS는 이목적을 위해 성공적으로 사용되었으며, 이후 추가 폭발 탐지 훈련을 위해 악취 모방으로 사용되었습니다.
Macias 외. 피페로날을 포함하는 COMPS를 활용, 증기 단계에서, MDMA에 대한 활성 악취것으로 나타났다 (3,4 메틸렌디옥시메담페타민), 엑스터시로 알려진 정신 활성 약물. 연구진은 파이프로날 증기의 투과율을 조정하기 위해 저밀도 폴리에틸렌 백의 다양한 두께와 표면 영역을 사용했습니다. 이러한 일련의 COMPS는 숙련된 마약 검출 개8에대한 배관 검출 임계값을 추정하는 데 사용되었습니다. 반대로, 별도의 연구에서 COMPS 백 두께는 크게 변화하는 증기 압력을 소유했음에도 불구하고 동종 계열의 각 화합물 간의 투과율 편차를 최소화하기 위해 조정되었습니다. 단일 가방 두께이 연구에서 사용 된 경우, 높은 증기 압력을 가진 그 화합물훨씬 더 높은 투과 율을 산출 했을 것 이다. 높은 변동성 화합물에 대한 가방 두께를 증가시킴으로써, 투과율이 조정되어 모든 화합물4에대해 유사하였다. 두 연구 모두 증기 방출을 제어하기 위해 COMPS의 유용성과 적응성을 보여줍니다. 중합체 백 두께를 최적화하는 유사한 연구는 합성 카티네(즉, 목욕소금)10,기타 마약(헤로인 및 마리화나11포함), 및 인간 악취화합물(12,13)에대한 악취 모방의 생성에 수행되었다. 마지막 예에서, Simon et al.은 침략적인 곰팡이종(14)과관련된 활성 악취를 조사하였다. 감염된 나무 껍질의 전체 조각은 추출된 냄새물 대신에 폴리머 백에 직접 배치되어 개 olfaction 테스트14동안 방출을 제어하였다. COMPS는 다양한 시나리오에 활용할 수 있으며, 본 에서 논의된 프로토콜은 이 도구의 다양성을 보여주기 위해 선택되었다.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>16 oz economy jars (70-450 finish)</td>
			<td>Fillmore container</td>
			<td>A16-08C-Case 12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>7890A gas chromatograph / 5975 mass selective detector</td>
			<td>Agilent</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Analytical balance</td>
			<td>Mettler Toledo</td>
			<td>01-911-005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ball regualr bands and dome lids</td>
			<td>Fillmore container</td>
			<td>J30000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton gauze (2&#34; x 2&#34;)</td>
			<td>Dukal</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable weighing boats</td>
			<td>VWR</td>
			<td>10803-148</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Epoxy-lined sample containers, 1 gallon</td>
			<td>TriTech Forensics</td>
			<td>CANG-E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Epoxy-lined sample containers, 1 pint</td>
			<td>TriTech Forensics</td>
			<td>CANPT-E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Low density polyetheylene bag</td>
			<td>Uline</td>
			<td>S-5373</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rtx-Volatiles (30 m x 0.32 mmID) column</td>
			<td>Restek</td>
			<td>10901</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silver metalized mylar barrier bag (3.5&#34; x 4.5&#34;)</td>
			<td>ESP Packaging</td>
			<td>95509993779</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silver metalized mylar barrier bag (5&#34; x 8.5&#34; x 3&#34;)</td>
			<td>ESP Packaging</td>
			<td>95509993793</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solid phase microextration fiber assembly (PDMS/DVB/CAR)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>57328-U</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solid phase microextration holder</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>57330-U</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tabletop Impulse Sealer</td>
			<td>Uline</td>
			<td>H-190</td>
			<td>Heat sealer</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

controlled odor mimic permeation systems for olfactory training and field testing

제어 악취 모방 투과 시스템(COMPS)은 제어 및 재현 가능한 속도로 악취 전달의 편리한 현장 테스트 방법을 제공하기 위해 개발되었다. COMPS는 투과성 폴리머 백 내부에 밀봉된 흡수성 물질에 대한 관심의 냄새로 구성됩니다. 투과성 층은 주어진 시간 동안 악취의 일정한 방출을 허용합니다. 투과성 가방은 이차, 불투과성 가방에 더 저장됩니다. 이중 봉쇄 절차는 투과가능한 가방에서 냄새의 평형을 허용하지만 불투과성 외부 층 내에서 외부 포장에서 제거시 즉시 재현 가능한 냄새 증기공급원을 생성합니다. COMPS는 실험 시나리오에 대한 후각 테스트와 검출 개와 같은 후각 감지 교육에 모두 사용됩니다. COMPS는 광범위한 악취(예를 들어, 마약 분말)를 함유하고 관련 악취의 제어 방출을 제공하는 데 사용될 수 있다. COMPS의 냄새 가용성은 투과율(즉, 단위 시간당 COMPS에서 방출되는 악취 증기의 속도)의 관점에서 표현되며 일반적으로 중력 적 수단에 의해 측정됩니다. 주어진 질량 또는 악취의 부피에 대한 투과율은 가방 두께, 표면적 및/또는 폴리머 유형을 변화시킴으로써 필요에 따라 조정할 수 있다. COMPS에서 사용 가능한 악취 농도는 가스 크로마토그래피/질량 분광법(SPME-GC/MS)을 갖는 고체 위상 미세추출과 같은 헤드스페이스 분석 기술로측정될 수 있다.

후각 테스트/훈련에서 COMPS를 사용하는 주요 목적은 선택한 냄새의 방출을 제어하고 시험 또는 훈련 세션 기간 동안 악취의 제어 된 양을 제공하는 것입니다. 오도란트 방출은 단위 시간당 질량 손실 측면에서 중력 분석에 의해 측정됩니다. 도 2는 3MIL LDPE 백을 통해 면 거즈에 5 μL의 펜타노산에서 제조된 3개의 동일한 COMPS의 투과로부터 의 중력 결과의 예를 제공한다. 회귀 ?...

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Controlled Odor Mimic Permeation Systems for Olfactory Training and Field Testing

제어 된 냄새 모방 투과 시스템은 후각 테스트 및 교육을위한 간단한 현장 휴대용, 저비용 악취 전달 방법입니다. 흡착 물질에 보관된 악취로 구성되며, 시간이 지남에 따라 악취 증기의 제어 방출을 허용하는 투과성 폴리머 백 내부에 포함되어 있습니다.

후각 훈련 및 현장 테스트를 위한 제어 된 냄새 모방 투과 시스템

The Controlled Odor Mimic Permeation System (COMPS) was developed to provide a convenient field testing method of odor delivery at controlled and ...

후각 연구는 운영 테스트 또는 교육 중에 알려지고 재현 가능한 냄새를 전달하기위한 방법론의 부족에 의해 제한됩니다. COMPS는 악취 전달을 제어할 수 있는 편리한 방법을 제공합니다. COMPS는 광범위한 악취를 함유할 수 있으며, 백 두께, 표면적 및/또는 폴리머 유형을 조정하여 전달 속도가 달라질 수 있다.오취기로 기판을 함침하려면 보정된 파이펫을 사용하여 깔끔한 화합물 5마이크로리터를 2인치 2인치 면 거즈 패드에 추가하고 패드를 반으로 접습니다. 그런 다음 거즈를 2인치 3인치 저밀도 폴리에틸렌 투과식 백에 넣고 즉시 열실러로 가방을 밀봉합니다. 투과성 가방을 통해 악취의 투과 속도를 결정하기 위해 새로 만든 COMPS를 연기 후드 내부에 웨이트 보트에 넣고 두 번째 깨끗한 무게 보트를 사용하여 분석 균형을 0으로 조정합니다.연기 후드에서 컴포지션을 밸런스로 옮기고 질량을 기록한 후 신속하게 컴PS를 연기 후드로 되돌리게 합니다. 그런 다음 질량과 시간을 플로팅하고 선의 경사를 찾아 COMPS의 투과 속도를 계산합니다. 가스 크로마토그래피 질량 분광로 SPME에 의해 헤드스페이스를 분석하기 위해 COMPS가 연기 후드의 열린 중량 보트에서 30분 동안 평형화하여 COMPS를 유리 항아리 또는 에폭시 안감 금속 용기와 같은 비반응성 용기로 이송하도록 허용한다.평형 후 샘플링의 경우 뚜껑에 1센티미터 구멍이 있는 뚜껑을 한 갤런 용기에 넣고 부적절한 SPME 섬유를 구멍에 삽입하여 관심 있는 지표를 추출합니다. 추출 기간이 끝나면 열 탈광 및 분석을 위해 가스 크로마토그래피 질량 분광계의 가열된 입구로 섬유를 이송합니다. 보관을 위해 단일 COMPS를 금속화된 3.5 x 4.5 인치 장벽 가방에 넣고 열 밀봉을 닫고 밀봉하기 전에 가방에서 가능한 한 많은 공기를 제거하십시오.단일 실험에서 여러 개의 냄새또는 냄새의 배달 속도를 테스트하는 경우, 운송 및 보관 중에 가능한 교차 오염을 제거하기 위해 가방과 이차 봉쇄를 배치합니다. 보관 및 운송을 위해 동일한 별문 및 투과율의 개별 COMPS가 포함된 여러 배리어 백을 외부 더 큰 용기에 보관합니다. 그런 다음 가방을 시원한 주변 환경 또는 냉장 상태로 보관하십시오.기본 개 후각 테스트를 설정하려면 최소 5개의 동일한 컨테이너의 여러 줄을 배치하고 각 줄에 대상 COMPS가 있는 컨테이너 1개, 빈 COMPS가 있는 4개의 컨테이너가 포함되도록 평가판을 설정합니다. 동일한 방식으로 제조된 양수 제어 선은 알려진 대상 냄새와 함께 실험, 교육 또는 테스트 시나리오에 적합한 것으로 사용될 수 있다. 추가 음수 제어 또는 빈 줄에는 5개의 빈 COMPS와 대상이 포함되어야 합니다.다음으로, 각 COMPS에 대한 투과 가능한 가방을 보조 및 외부 용기에서 적절한 시험 용기로 옮킨다. 30분의 평형 후 테스트를 시작합니다. 여기서, 3밀 저밀도 폴리에틸렌 백을 통해 면거즈상 에오타노산 5개 마이크로리터로부터 제조된 3개의 동일한 COMPS의 투과로부터의 그레이비메트릭 결과의 예가 도시된다.그래프에 회귀의 추가는 투과 율이 COMPS의이 세트에 대한 분당 37 마이크로 그램임을 보여줍니다. 주어진 시험을 위해 방출되는 악취의 양은 가방의 재료의 양, 투과성 가방 재료의 표면적 또는 가방 두께를 수정하여 조정할 수 있습니다. 여기서, 멸문 의 그룹에 걸친 증기 압력의 변화는 각 문별물의 제어 투과율에 가방 두께를 조정한 후 투과율의 변화와 비교하여, 가능한 한 유사한 비율을 만드는.반대로 단일 해석물의 가방 두께를 조정하면 투과 속도가 3배 씩 달라질 수 있습니다. 헤드스페이스 측정을 사용하여 주어진 테스트 또는 교육 시나리오 에서 사용 가능한 악취의 양을 더 잘 측정할 수 있습니다. 예를 들어, 이러한 대표적인 크로마토그래프에서, 파이프로날 피크 영역은 투과율이 증가함에 따라 증가하는 것을 관찰할 수 있다.개 시험에서 이러한 세 세트의 파이프로널 COMPS를 사용하여 파이프로널용 개 검출 한계를 측정하는 것으로 추정되었다. 이 분석에서, 투과율 및 따라서 냄새 가용성, 증가뿐만 아니라 적절한 COMPS에 경고 개 의 수. COMPS가 처음 개발된 이후, 우리는 다양한 검출 목표에 대한 활성 냄새 서명을 설정하고, 검출 한계를 추정하고, 개 차별 기능을 테스트하는 데 사용했습니다.

Research

JoVE Journal

Chemistry

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CO의 상 평형 측정을위한 고압 사파이어 셀<sub&gt; 2</sub&gt; / 유기농 / 물 시스템

The high pressure sapphire cell apparatus was constructed to visually determine the composition of multiphase systems without physical sampling. ...

연구

화학

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프로그램 된 온도 탈착 가스 크로마토 그래피 - 전자 캡처 검출기에 의해 추적 폭발성 증기의 양이 감지

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주변 조건에 따라 금 나노 입자의 안정 올리고머 클러스터의 크기 제어 합성을위한 간단한 방법

Reducing dilute aqueous HAuCl4 with sodium thiocyanate (NaSCN) under alkaline conditions produces 2 to 3 nm diameter nanoparticles. Stable grape-like ...

Microfluidic Pneumatic Cages: A Novel Approach for In-chip Crystal Trapping, Manipulation and Controlled Chemical Treatment

미세 유체 압축 공기를 넣은 케이지 : A의 칩 크리스탈 트래핑, 조작에 대한 새로운 접근 방식 및 제어 화학 처리

The precise localization and controlled chemical treatment of structures on a surface are significant challenges for common laboratory technologies. ...

Controlled Synthesis and Fluorescence Tracking of Highly Uniform Poly(N-isopropylacrylamide) Microgels

Controlled Synthesis and Fluorescence Tracking of Highly Uniform PolyN-isopropylacrylamide Microgels

제어 합성 및 매우 균일 한 폴리 형광 추적 (<em&gt; N</em&gt; 이소 프로필 아크릴 아미드) 미크로 겔

Stimuli-sensitive poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) microgels have various prospective practical applications and uses in fundamental research. In this ...

Fabrication and Testing of Photonic Thermometers

제조 및 광 온도계의 테스트

In recent years, a push for developing novel silicon photonic devices for telecommunications has generated a vast knowledge base that is now being ...

Synthesis and Testing of Supported Pt-Cu Solid Solution Nanoparticle Catalysts for Propane Dehydrogenation

프로판 탈수 소화를위한 Pt-Cu 고용체 나노 입자 촉매 합성 및 시험

A convenient method for the synthesis of bimetallic Pt-Cu catalysts and performance tests for propane dehydrogenation and characterization are ...

Controlled Photoredox Ring-Opening Polymerization of O-Carboxyanhydrides Mediated by Ni/Zn Complexes

Controlled Photoredox Ring-Opening Polymerization of O-Carboxyanhydrides Mediated by Ni/Zn Complexes

O-Carboxyanhydrides Ni/Zn 단지 중재의 Photoredox 반지 개통 중 합 제어

Here, we describe an effective protocol that combines photoredox Ni/Ir catalysis with the use of a Zn-alkoxide for efficient ring-opening polymerization, ...

Spatiotemporally Controlled Nuclear Translocation of Guests in Living Cells Using Caged Molecular Glues as Photoactivatable Tags

Photoactivatable 태그 갇힌된 분자 접착제를 사용 하 여 살아있는 세포에서 핵 전 좌 spatiotemporally 제어

The cell nucleus is one of the most important organelles as a subcellular drug-delivery target, since modulation of gene replication and expression is ...