RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ar
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
حركية عملية التبريد تعرف خصائص المواد الهلامية الأيونية استناداً إلى جيلاتورس الوزن الجزيئي المنخفض. ويصف هذه المخطوطة استخدام يتضمن المسح الحراري (TSC)، الذي يحصل على السيطرة الكاملة على عملية جيليشن، جنبا إلى جنب مع قياسات في الموقع للعينات ودرجة الحرارة والتوصيل.
بروتوكول يتضمن المسح الحراري نهجاً جديداً في دراسة المواد الهلامية الأيونية استناداً إلى جيلاتورس الوزن الجزيئي المنخفض. تم تصميم الطريقة لمتابعة الحالة المتغيرة بشكل حيوي إيونوجيلس، وتقديم المزيد من المعلومات والتفاصيل حول تغيير دقيق لخصائص موصل مع زيادة أو نقصان في درجة الحرارة. وعلاوة على ذلك، يسمح الأسلوب أداء قياسات المدى الطويل (أي أيام وأسابيع) في درجة حرارة ثابتة للتحقيق في استقرار ومتانة النظام وآثار الشيخوخة. والميزة الرئيسية للأسلوب التدريبي على مدى يتضمن كلاسيكية هو القدرة على إجراء قياسات أثناء عملية جيليشن، التي كان من المستحيل مع الأسلوب الكلاسيكي نظراً لاستقرار درجة الحرارة، التي عادة ما تستغرق وقتاً طويلاً قبل قياس الفردية. أنها لحقيقة معروفة جيدا أن الحصول على المرحلة جل البدنية، يجب أن تكون مرحلة التبريد السريع؛ وعلاوة على ذلك، تبعاً لمعدل التبريد، يمكن تحقيق المجهرية المختلفة. يمكن تنفيذ الأسلوب التدريبي مع أي معدل التبريد/التدفئة يمكن أن تكفله نظام درجة الحرارة الخارجية. وفي حالتنا، يمكننا أن نحقق معدلات تغير درجة الحرارة الخطية بين 0.1 و 10 درجة مئوية/دقيقة تقريبا. الحرارية المسح يتضمن هو مصمم للعمل في دورات، تتغير باستمرار بين التدفئة والتبريد على مراحل. ويسمح هذا نهج دراسة في إمكانية تكرار نتائج المرحلة الانتقالية مرحلة سول جل عكسها حرارياً. وعلاوة على ذلك، فإنه يسمح أداء مختلف البروتوكولات التجريبية على نفس العينة، التي يمكن أن يتم تحديث للدولة الأولى (إذا لزم الأمر) دون إزالة من الخلية قياس. لذلك، يمكن إجراء القياسات أسرع، بطريقة أكثر كفاءة، ومع الكثير من إمكانية تكرار نتائج ودقة أعلى. بالإضافة إلى ذلك، الأسلوب التدريبي يمكن أيضا استخدامها كأداة لصنع إيونوجيلس مع الخصائص المستهدفة، مثل المجهرية، مع توصيف خصائص موصل فورية.
إيونوجيلس حرارياً عكسها
جيلاتيون المادية هو عملية التي تتيح بناء هياكل جزيئات جيلاتور الذاتي تجميعها في وجود جزيئات المذيبات. وبسبب الطبيعة غير التساهمية التفاعلات المسؤولة عن هذه الظاهرة (مثل الهيدروجين الترابط، والتفاعلات فإن دير فالس، وتشتت القوات وقوات الالكتروستاتيكي، π-π التراص، إلخ)، هذه النظم عكوس حرارياً. هذا عكس الحرارية، جنبا إلى جنب مع التركيزات المنخفضة جداً في جيلاتور وتشكيله واسعة من الأنظمة التي يمكن أن تنشأ، بعض من المزايا الرئيسية للمواد الهلامية المادية على تلك المواد الكيميائية. بفضل خصائص فريدة من نوعها للدولة جل المادية، تتميز إيونوجيلس مع ميزات مرغوب فيه مثل السهل إعادة التدوير، دورة طويلة الحياة، تعزيز الخصائص الفيزيائية (مثلاً الأيونية الموصلية)، تيسيرا للإنتاج، وخفض تكاليف الإنتاج. مع مراعاة مزايا المواد الهلامية المادية (التي لديها بالفعل مجموعة واسعة من تطبيقات مختلفة1،2،،من34) أعلاه، هذه كانت يعتقد أن تستخدم كوسيلة بديلة التصلب المنحل بالكهرباء والحصول على إيونوجيلس5،6،،من78. ومع ذلك، يتضمن الكلاسيكية لم يكن حساسة ودقيقة بما يكفي لمتابعة هذه النظم المتغيرة بشكل حيوي. ولذلك، فإنه تعذر الكشف عن المرحلة الانتقالية وتعزيز ديناميات الأيونات في مصفوفة جل9. وكان السبب في عدم الاكتراث هذا الوقت اللازم لتحقيق الاستقرار في درجة الحرارة، خلالها التغيرات الدينامية في خصائص العينة جارية قبل بدء القياس. وعلاوة على ذلك، اقتصر عدد درجات الحرارة المقاسة في النظام، ولا تمتد فترة تجريبية بشكل كبير. ولذلك لازم بالكامل وبدقة تميز في إيونوجيلس، أسلوب جديد، الذي سيكون قادراً على تتبع التغيرات الدينامية لخصائص كدالة لدرجة الحرارة، وتسجيل البيانات بشكل مستمر في الوقت الحقيقي. يحدد طريقة إجراء عملية جيليشن خصائص إيونوجيل التي تم إنشاؤها. يتم تعريف جزيئية غير التساهمية خلال مرحلة التبريد؛ تغيير درجة الحرارة جيلاتيون ومعدلات التبريد، واحد يمكن أن تؤثر بقوة على تلك التفاعلات. ولذلك من المهم جداً قياس النظام أثناء التبريد عند جيلاتيون يأخذ مكان. مع النهج التقليدي، وهذا كان مستحيلاً بسبب الوقت استقرار درجة الحرارة للقياس، وسرعة معدلات التبريد اللازمة لنجاح جيلاتيون. بيد مع الحرارية المسح أسلوب يتضمن هذه المهمة بسيطة جداً ويقدم نتائج دقيقة واستنساخه ويسمح للتحقيق في تأثير حركية مختلف التغيرات الحرارية المطبقة على العينة على خصائص العينة 10-كنتيجة لذلك، يمكن دراسة إيونوجيلس مع الخصائص المستهدفة وتصنيعها في نفس الوقت.
الحرارية المسح يتضمن (TSC)
من المفترض الحرارية المسح يتضمن الإدلاء بطريقة تجريبية مجيبة استنساخه ودقيقة وسريعة لقياس الموصلية بشكل حيوي تغيير ونظم حرارياً عكسها، مثل إيونوجيلس استناداً إلى الوزن الجزيئي المنخفض جيلاتورس. ومع ذلك، يمكن أيضا استخدامه مع الشوارد والسوائل الأيونية، وأي نموذج إجراء الأخرى التي يمكن وضعها في الخلية قياس الموصلية وفي قياس مجموعة من أجهزة الاستشعار. بالإضافة إلى ذلك، إلى جانب تطبيق البحوث، الطريقة التي استخدمت بنجاح لتصنيع إيونوجيلس مع الخصائص المستهدفة مثل المجهرية، والمظهر البصري أو الثبات الحراري، والمرحلة الانتقالية درجة الحرارة بطريقة دقيقة وسهلة. تبعاً لحركية وتاريخ معالجة حرارية باستخدام الأسلوب التدريبي، ونحن كسب السيطرة الكاملة على بعض الخصائص الأساسية للنظم المادية جل. بالإضافة إلى ذلك تم تجهيز قاعة في كاميرا الفيديو لتفقد حالة العينة وتسجيل تغيرات العينة وبخاصة خلال عمليات انحلال وجيليشن. ميزة إضافية للأسلوب التدريبي هو بساطته، كما أن النظام يمكن أن يبني من كوندوكتوميتير قياسية، وحدة تحكم درجة حرارة القابلة لبرمجة، وخط غاز النيتروجين لوسيلة التدفئة/التبريد والثلاجة وغرفة قياس وجهاز كمبيوتر، التي يمكن العثور عليها في معظم المختبرات.
موقع البرنامج التدريبي التجريبي
يمكن أن يبني الحرارية المسح يتضمن الإعداد التجريبية في تقريبا كل مختبر بتكاليف منخفضة نسبيا. وفي المقابل، واحد يحصل على أسلوب دقيق واستنساخه، وسريعة لقياس العينات موصلة السائل وسيميسوليد في مختلف الظروف الخارجية. مخطط تفصيلي لإعداد البرنامج التدريبي التجريبي بنيت في المختبر معطى في رقم 1-

رقم 1: رسم تخطيطي للكتل من موقع قياس. مكونات يتألف على العامل الإعداد التجريبية لأسلوب يتضمن المسح الحراري. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
لتغيير درجة الحرارة، تستخدم وحدة تحكم بحرارة محلية صنع، ولكن يمكن استخدام أي نوع من الحرارة القابلة للبرمجة، التي يمكن أن تغير درجة الحرارة خطيا مع معدل تغير معرفة،. للعزل الحراري، أنشئت دائرة خاصة. والغرض من استخدام تشكيل غرفة عزلة هو لتقليل درجة الحرارة التدرجات الأفقية في العينة، وأن أؤكد لمعدلات التبريد السريع. تتكون الدائرة من اسطوانة زجاجية بطول 300 مم وقطرها داخلي 40 ملم. في الجانب السفلي، حيث توجد المدفأة مع مداخل النيتروجين الغازي، مجهزة نهاية المدخل ديفوسور الغاز الساخنة أو الباردة موزعة بالتساوي. هذا هو أيضا المكان الذي تقع فيه استشعار درجة الحرارة PT100 من وحدة تحكم درجة الحرارة متغير (مؤسسة التدريب المهني). درجة حرارة العينة يتم تسجيلها بشكل مستقل باستشعار درجة الحرارة الموجود في أجهزة الاستشعار الموصلية. بالإضافة إلى ذلك، تم تجهيز قاعة في كاميرا الفيديو لتفقد حالة العينة وتسجيل تغيرات العينة وبخاصة خلال عمليات انحلال وجيليشن. ويستخدم النيتروجين الغازية التي تم الحصول عليها من تبخر النتروجين السائل في خزان الضغط العالي ل 250 كوسيلة التدفئة والتبريد. ضغط العمل في السطر النيتروجين هو تعيين إلى 6 أشرطة، وخفضت إلى بارين في موقع قياس. تسمح هذه الإعدادات الحصول على معدلات تدفق بين 4 و 28 لتر/دقيقة دون أي اضطرابات، مما يسمح بمعدل تبريد من 10 درجة مئوية/دقيقة. لخفض درجة الحرارة الأولية لغاز النيتروجين، استخدمت الثلاجة الخارجية، وانخفاض درجة الحرارة 10 درجات مئوية. وهذا ما يسمح الحصول على الخطي جيدة لتغيير درجة الحرارة، بدءاً من درجة حرارة الغرفة. أثناء التبريد السريع، هو انخفاض درجة حرارة غاز النيتروجين إلى-15 درجة مئوية مساعدة ارتفاع معدلات التبريد. من الضروري استخدام النيتروجين الغازي، ولا حتى الجافة الهواء، لتجنب الجليد في الثلاجة بسبب درجات الحرارة المنخفضة.
العينات تم إدراجها في قنينة قطر الداخلي 9 مم وطول 58 ملم، البولي بروبلين، ومزودة بسداده ملولبة، الذي لديه حزام مطاط لإغلاق مشددة. يمكن استخدامها في القنينات تصل إلى 120 درجة مئوية. (انظر الشكل 2).

الشكل 2: صورة قنينة البوليبروبيلين وما تصاعد على استشعار الموصلية. (1) البولي بروبلين قنينة، (2) ملولبة مع عصابة مطاطية، و 2 ألف-ملولبة التي شنت على استشعار الموصلية، (3) القنينة مع استشعار الموصلية المحملة، سداده ملولبة المضمون مع تفلون الشريط. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
1-إعداد الموقع التجريبي لقياس البرنامج التدريبي
2-إعداد الحل المنحل بالكهرباء
3-إعداد المواد الهلامية الأيونية الوزن الجزيئي المنخفض

الشكل 3 : المظهر المادي للتحقيق عينة- م 1 تيبر/جليك اﻻلكتروﻻيت ()، إيونوجيل 4% مع اﻻلكتروﻻيت تيبر/جليك 1 م في مرحلة تتسم بالشفافية (ب)، إيونوجيل 4% مع اﻻلكتروﻻيت تيبر/جليك 1 م في مرحلة معتمة (ج). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
4. في الموقع الحرارية المسح يتضمن إيونوجيلس
5- مثال لقياس البرنامج التدريبي
المواد الهلامية الأيونية العضوية تشكل فئة جديدة من المواد الفنية التي يمكن أن تصبح حلاً بديلاً للشوارد هلام البوليمر. ومع ذلك، قد هذه المواد الهلامية لتحقيق هذا الهدف، إلى التحقيق وفهم عميق. الحرف حرارياً عكسها لعملية جيليشن، والخصائص المتغيرة بشكل حيوي لحدوث مرحلة ودرجة الحرارة، أسلوب تجريبية جديدة التي تسمح تسجيل البيانات والكشف عن التغييرات الدقيقة في درجة الحرارة المطلوبة التغيير. يتضمن المسح الحراري هو الأسلوب الوحيد الذي يسمح بتسجيل الموصلية ودرجة حرارة العينة في دورات التدفئة والتبريد، وتغيير درجة الحرارة الخطية. الأسلوب التدريبي هو الأول قادرة على أداء قياسات أثناء عملية جيليشن التي تقدم تفاصيل جديدة حول تغيير خصائص العينة إيونوجيل خلال هذه المرحلة.

الشكل 4 : البرنامج التدريبي التدفئة والتبريد دورة قياس ل [إيم] هسو 4 سائل أيونى- قياس دورة التدفئة والتبريد البرنامج التدريبي للسائل [إيم] هسو الأيونية4 تصنيعه وفقا بيليجيوسكي وآخرون. 12 النقاط الحمراء التي تظهر تأثير القطب سيئة الاتصال الآثار الناتجة عن الشقوق وفقاعات الهواء الحالية بعد غمر أقطاب في المرحلة إيونوجيل من [إيم] هسو4. إظهار النقاط البرتقال كيف تمت إزالة جهة الاتصال سيئة بتجهيز العينة باستخدام الأسلوب التدريبي. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
ويبين الشكل 4 اعتماد درجة حرارة نموذجية الموصلية، المسجلة بواسطة الأسلوب التدريبي. دورة التدفئة والتبريد الأولى يبين كيف اتصل عيوب المجهرية عينة، وسيئة الكهربائية مع الأقطاب الكهربائية التي تم إنشاؤها أثناء عملية التصنيع، ويقلل من أداء اﻻلكتروﻻيت تبلور. ويشكل هذا التأثير غير المواتية مشكلة رئيسية في حالة البوليمر الشوارد جل. ومع ذلك، في حالة المواد الهلامية الأيونية العضوية، هذه المسألة يمكن يمكن حلها بسهولة عن طريق إجراء دورة ثانية التدفئة والتبريد في الجهاز. اعتماد درجة الحرارة الموصلية المسجلة خلال يظهر تدفئة الثانية زيادة الموصلية، مما يشير إلى أن الاتصال مع الأقطاب قد تحسنت. وعلاوة على ذلك، من خلال تحليل منحنى البرنامج التدريبي، واحد يمكن الكشف عن بعض الحالات الشاذة خفية. أن هذه الأوضاع الشاذة أصلهم في المرحلة الانتقالية من جل إلى مرحلة سول خلال مرحلة تدفئة ومن سول إلى المرحلة جل أثناء مرحلة التبريد، فضلا عن أنواع أخرى من المرحلة الانتقالية التي تؤثر على حركة أيون. تحليل أول مشتق من الموصلية في دالة لدرجة الحرارة توفر صورة واضحة عن الحالات الشاذة.

الشكل 5 : الاعتماد على درجة الحرارة من 4% إيونوجيل مع 1 م تيبر/جليك اﻻلكتروﻻيت. اعتماد درجة الحرارة إيونوجيل 4% على جل شفاف المرحلة () مع 1 م تيابر/جليك المنحل بالكهرباء. مشتقةش 1 σ سجلتالعاصمة إيونوجيل في مرحلة هلام شفاف (ب). ولاحظ شذوذ واحد النتائج من الوجود واحد مرحلة الانتقال من مرحلة هلام شفاف إلى مرحلة سول. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

الرقم 6 : الاعتماد على درجة الحرارة من 4% إيونوجيل مع 1 م تيبر/جليك المنحل بالكهرباء في خليط مرحلتين جل. بالاعتماد على درجة الحرارة من 4% إيونوجيل مع 1 م تيبر/جليك المنحل بالكهرباء في الخليط من مرحلتين هلام، شفافة ومعتمة، (). وسجلت مشتقةش 1 σDC إيونوجيل، (ب). الشذوذ اثنين من النتائج الملحوظة من اثنين المرحلة الانتقالية الحالية في العينة. الحالة الشاذة في انخفاض درجة الحرارة نتيجة مرحلة انتقال من مرحلة هلام شفاف لسول، والوضع الشاذ في النتائج على درجة حرارة أعلى من مرحلة انتقال من مرحلة جل مبهمة إلى مرحلة سول، على التوالي. كلتا المرحلتين هلام (شفافة ومعتمة) تم إنشاؤها في العينة هلام، نتيجة لمعدلات تغير درجات الحرارة المعتدلة (4 درجة مئوية/دقيقة) المستخدمة أثناء التبريد للعينة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

الشكل 7 : الاعتماد على درجة الحرارة من 4% إيونوجيل مع 1 م تيبر/جليك اﻻلكتروﻻيت. في المرحلة جل كامد () 1st مشتق من σDC المسجلة بالنسبة إيونوجيل، الشذوذ (ب) الواحد ولاحظ هنا نتائج من الوجود واحد مرحلة الانتقال من مرحلة جل مبهمة إلى مرحلة سول. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
إجراء إظهار الأرقام 5-7 سلسلة من المنحنيات البرنامج التدريبي، جنبا إلى جنب مع المشتقة الأولى المسجلة لنفس العينة إيونوجيل، ولكن الحصول عليها مع مختلف مراحل التبريد. وتبين النتائج كيف تؤثر مرحلة التبريد خصائص العينة التي تم الحصول عليها. وعلاوة على ذلك، تظهر هذه البيانات الحساسة كيف الأسلوب التدريبي. يبين الشكل 5 المنحنى البرنامج التدريبي المسجلة للعينة شفافة، الرقم 6 لخليط عينة شفافة ومعتمة، و الرقم 7 للعينة الأبيض، مبهمة. عن طريق إجراء تحليل البيانات المسجلة في البرنامج التدريبي، وجدنا أن الخصائص الحرارية تم تغييرها أيضا بالإضافة إلى المظهر البصري المرحلة جل الأيونية،. المرحلة جل أبيض، كامد (الشكل 7)، الثبات الحراري وتيع المرحلة الانتقالية درجات حرارة أعلى مما كانت المرحلة شفافة (الشكل 5). وفي حالة مختلطة شفافة ومعتمة المراحل (الشكل 6)، لاحظنا تيع المرحلة الانتقالية درجة الحرارة سمتان لكل مرحلة من المراحل.
صاحب البلاغ ليس له علاقة بالكشف عن
حركية عملية التبريد تعرف خصائص المواد الهلامية الأيونية استناداً إلى جيلاتورس الوزن الجزيئي المنخفض. ويصف هذه المخطوطة استخدام يتضمن المسح الحراري (TSC)، الذي يحصل على السيطرة الكاملة على عملية جيليشن، جنبا إلى جنب مع قياسات في الموقع للعينات ودرجة الحرارة والتوصيل.
وقدمت الدعم المالي لهذا العمل بالمركز الوطني للعلوم كمنحة رقم ديسمبر--2013/11/د/ST3/02694.
| SevenCompact S230 مقياس التوصيل | Mettler-Toledo | مجهز بمستشعر InLab 710 | |
| منزلي الصنع VTC | |||
| LabX PH 3.2 | برنامجMettler-Toledo | المستخدم في ضبط البيانات | |
| ، وبروميد رباعي إيثيل الأمونيوم | سيجما ألدريتش | 140023 | |
| الجلسرين | سيجما ألدريتش | G5516 | |
| ميثيل -4،6-O- (p-nitrobenzylidene) -a-D-glucopyranose | مركب وفقا ل Gronwald، O.، Shinkai، S.، J. chem. Soc.، Perkin Trans. 2 1933-1937 (2001). | ||
| [im] HSO4 | synthezeid حسب مجموعة من البروفيسور محمد علي ذو الفغول، كلية الكيمياء جامعة بوعلي سينا همدان، جمهورية إيران  ؛ وفقا لبيلجيوسكي، م.، قرباني، م.، ذو الفغول، م.، تريت جوك، ج.، نورة، س.، نريماني، م.، أفتادة، م. RSC Adv. 6، 108896-108907 (2016). | ||
| قارورة البولي بروبلين | Paradox ، كراكوف ، بولندا | PTC 088 | www.insectnet.eu |