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Betrieb der Handschuhbox

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Lab Safety

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JoVE Science Education Lab Safety

Operating the Glovebox

6.1: Proper Personal Protective Equipment

6.16: Decontamination for Laboratory Biosafety

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07:57 min

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April 30, 2023

Overview

Robert M Rioux, Ajay Sathe, Regina Chen, Pennsylvania State University, University Park, PA

eine Glovebox ist ein isoliertes Gehäuse, das inerten Atmosphäre beibehalten werden soll. Die Manipulation von Chemikalien oder Apparaten erfolgt über das Tragen von Handschuhen, die Operation unter Beibehaltung inerten Atmosphäre zu ermöglichen. Ein positiver Druck wird genutzt, um passive Lecks zu kompensieren. Objekte können übertragen werden, in die und aus der Box mit Vorzimmer, das als eine Schleuse zwischen der Box und der äußeren Atmosphäre ¹ fungiert. Eine Glovebox kann mehrere Artikel von Handschuhen, die abhängig von der Größe des Feldes zugeordnet haben.

Principles

im Handschuhfach funktioniert durch enthält eine geschlossener Kreislauf-Schleife, die ein Gebläse, Sanitär und ein Luftreiniger zur Aufrechterhaltung H ₂ O und O ₂ Stufen niedriger als 1 ppm nutzt. Die Atmosphäre wird durch die Luftzirkulation durch einen Katalysatorbett, Feuchtigkeit und Sauerstoff zu entfernen gereinigt. Die Katalysatoren sind Kupfer-Basis Partikel entfernen O ₂ und Molekularsiebe H ₂ O. entfernen Nach 3-6 Monaten Gebrauch der Katalysatoren durch Isolieren der Katalysatoren aus dem Handschuhfach und bei denen sie unter 5 % H regeneriert werden müssen ₂ N ₂ und Heizung zu das gebildete Kupferoxid zu metallischem Kupfer reduziert. Bestimmte flüchtigen Chemikalien wie z. B. halogenierte Verbindungen und stark koordinierende Arten (Thiole) aus der Glovebox ausgeschlossen werden sollen, denn sie haben eine hohe Neigung, die Katalysatoren vergiften. Stattdessen sollten Experimente mit diesen Arten von Chemikalien in einer Schlenk-Linie durchgeführt werden.

Erstausbildung und ordnungsgemäßen Betrieb sind wichtig für den sicheren Umgang mit der Glovebox. Alle Chemikalien müssen entgast und getrocknet, bevor Sie in das Handschuhfach gebracht werden. Gläser oder Flaschen müssen vor der Platzierung in der Vorkammer zu Explosion aufgrund der Druckdifferenz evakuiert werden. Sharps sollten sorgfältig behandelt und wenn möglich zu vermeiden, bei der Arbeit mit der Glovebox, möglichen Schäden an den Handschuh zu vermeiden. Darüber hinaus müssen sekundäre Nitril-Handschuhe getragen werden, um den Handschuh zum Schutz beim Arbeiten mit Lösungsmitteln. Wässrigen Lösungen, Alkohole und Aceton sollte nicht in das Handschuhfach verwendet werden, um die Glovebox Umwelt ist frei von H ₂ O und O ₂, die helfen können schützen den Handschuh über seine gesamte Lebensdauer zu gewährleisten. Im Vergleich zu dem Handschuhfach, gibt es weniger Anforderungen an die Eignung von Proben für die Schlenk-Linie. Jedoch gibt es andere Sicherheitsbedenken, wenn über Schlenk Leitung, wie beispielsweise die Gewährleistung Glaswaren nicht geknackt ist, die Möglichkeit der übermäßigen Druckbeaufschlagung von Schlenk Glaslinie und die Verwendung von flüssigem Stickstoff in die Pumpe Falle könnte dazu führen, die mögliche Kondensation von Sauerstoff, wenn ein Leck in der Schlenk Zeile vorhanden ist.

Procedure

1. übertragen von Objekten in das Handschuhfach

stellen sicher, dass beide Türen geschlossen sind (Dies sollte die Standardposition). Wenn die Kammer unter Vakuum ist, füllen Sie es mit Stickstoff, durch Drehen des Ventils füllen.
Die äußere Tür öffnen und das Objekt in der Kammer zu übertragen. Schieben Sie das Objekt so tief wie möglich, wodurch es einfacher, es von innen das Handschuhfach zu erreichen. Schließen Sie die Tür der Vorkammer aus der Umgebung zu isolieren. NICHT über ziehen Sie die Tür, nur eine Vierteldrehung weiter.
Sobald die Türen geschlossen sind, drehen Sie das Ventil um die Kammer zu evakuieren, und warten, bis der Druck auf einem annehmbaren Niveau Vakuum ist. Dann füllen Sie die Kammer mit Stickstoff, durch Drehen des Ventils zum Nachfüllen. Wiederholen Sie diesen Zyklus mindestens 3 Mal.
Nach Abschluss der Spülung und Evakuierung Zyklen, füllen Sie die Kammer mit Stickstoff, und öffnen Sie die innere Tür, das Handschuhfach. Entfernen Sie das Objekt aus der Vorkammer und an einem sicheren Ort im Handschuhfach. Schnell schließen Sie die Tür zum Vorzimmer.
Bei geschlossenen Türen, drehen Sie das Ventil auf die Vorkammer, Vakuum, und lassen Sie ihn dort. Dies ist die Standardposition der Vorkammer bei Nichtgebrauch.

2. Übertragung von Objekten von der Glovebox

stellen Sie sicher, das Vorzimmer ist mit Stickstoff gefüllt. Wenn Sie unsicher über den Zustand der Kammer sind, evakuieren und füllen die Kammer mit Stickstoff mindestens 3 Mal.
Die innere Tür zu öffnen und das Objekt in die Kammer zu übertragen. Wenn das Objekt Chemikalien enthält, stellen Sie sicher, dass es ordnungsgemäß verschlossen ist. Schließen Sie dann die innere Tür zum Vorzimmer.
Die äußere Tür öffnen und entfernen Sie das/die Objekt(e).
Schließen die Außentür und drehen Sie das Ventil zu evakuieren. Die Standardbedingung für das Vorzimmer ist unter Vakuum werden.

3. Chemikalien und Geräte

sicherstellen, dass alle Geräte, die Sie in das Handschuhfach übertragen sind trocken.
Muss jede Chemikalie, die im Handschuhfach genommen wird trocken und sauerstoffarmes sein. Es empfiehlt sich, DriSolv Lösungsmittel zu verwenden. Wenn diese nicht verfügbar sind, so würde es bevorzugt, solvente Flaschen verwenden, die nicht außerhalb der Glovebox geöffnet wurden.
Nehmen Sie nur die benötigte Menge an Chemikalien in das Handschuhfach, volle Reagenz dürfen nicht Flaschen eingenommen werden (es sei denn, das Reagenz im Feld dauerhaft gespeichert werden).
Einsatz 20-mL-Fläschchen, Feststoffe und nicht-flüchtige Flüssigkeiten übertragen. Wickeln Sie oben auf das Fläschchen mit Lab Tücher und verwenden Sie ein Gummiband um das Tuch zu fixieren. Dadurch kann die Luft über der fest/flüssig evakuiert werden.
Während der Übertragung von flüchtigen Flüssigkeiten, verwenden Teflon verschlossen Flaschen.
Seien Sie extrem vorsichtig bei der Verwendung von Nadeln und Blättern im Handschuhfach. Die Handschuhe sind extrem empfindlich, und Punktion kann die Atmosphäre im Feld gefährden.
Wenn Sie Ihre Arbeit beendet haben, alle Apparate schnell herausnehmen und reinigen Sie den Bereich.
Speichern alle Chemikalien, die haben an einem geeigneten Ort im Feld synthetisiert worden und entsprechend beschriften.
Lassen Sie die Person verantwortlich für die Box wissen, ob eines der Glovebox gewidmet Verbrauchsmaterialien niedrig ausgeführt werden.

4. Lösungsmittel

nehmen in Lösungsmitteln, achten Sie darauf, die Teflon-verschlossen Rundboden-Kolben, wobei nur Gebrauch trocknen sauerstoffarmes Lösungsmittel aus der Lösungsmittel Standbilder oder wie bei Chemie-Lieferanten bestellt.
Die solventen Flaschen gespeichert im Feld sollte stets begrenzt werden.
Lösungsmitteldämpfe können die Handschuhe beschädigen, und daher Lösungsmittel Überläufe müssen umgehend mit Lab-Feuchttücher abgewischt, und dann entfernt werden da volatil Lösungsmitteldämpfe bleibt.
Die solventen Flaschen zurück an der entsprechenden Stelle, sobald Sie fertig sind, mit ihnen.

5. Entsorgung

Entsorgung des Abfalls in ordnungsgemäß beschrifteten Abfall Bechergläser.
Rekapitulieren die Nadeln nach Gebrauch entsorgt werden.
Wenn der Behälter voll ist, nach jeder Benutzung, Gerät aus der Verpackung nehmen und vorschriftsmäßig im Labor Abfall entsorgen und sofort ersetzen die Abfallbehälter in der Glovebox.
Säubern herauf alle mögliche Überläufe auf dem Handschuhfach Etage und verfügen über Abfälle in die sonstige Abfälle.
Der flüssigen Abfallflasche muss zu allen Zeiten begrenzt werden.

6. Allgemeine Tipps zur

nicht einfügen/entfernen Ihre Hände von den Handschuhen schnell. Schnell wird dadurch eine plötzliche Druckänderung in der Box, die aus der äußeren Umgebung, die Zugriff auf das Handschuhfach über keine Mikro Poren auf die Handschuhe an Umgebungsluft führen kann.
Seien Sie extrem vorsichtig bei der Verwendung von Nadeln und Blättern im Handschuhfach. Die Handschuhe sind extrem empfindlich, und Punktion kann die Atmosphäre im Feld gefährden.
Sicherstellen, dass die Kammern sind immer links unter Vakuum Nachgebrauch.
Das Gebläse mit dem Hauptbildschirm beim Umgang mit Aminen, Phosphines oder andere flüchtige abgestellt, da kann beschädigt werden die Katalysatoren.
Halten ein Logbuch aller Glovebox Aktivitäten einschließlich Wartung durchgeführt auf der Glovebox.
Wartung (Ölwechsel Vakuumpumpe, Regeneration von Reinigung-System) auf einem regelmäßigen Zeitplan durchführen.

Glove-Box ist ein wichtiges Gerät in Forschungslabors und Industrie arbeiten mit Luft und Wasser empfindlich Verbindungen und radioaktiven und biogefährlichen Materialien verwendet.

Ein Handschuhfach bietet eine isolierte und geschlossene Umgebung mit inerter Atmosphäre.

Die Handschuhe dienen zum Arbeiten mit Chemikalien und Instrumente im Inneren der Box, so dass für das Handling von sehr empfindlichen Materialien, die nicht immer möglich mit einer Schlenk-Linie ist.

Dieses Video zeigen, wie ein Handschuhfach funktioniert und wie sicher die Verwendung von Chemikalien, Lösungsmittel, verwalten und Abfall im Inneren der Box.

die inerte Atmosphäre im Inneren ein Handschuhfach entsteht durch ein geschlossenes zirkulierenden System mit einem Gebläse, pluming und ein Gas-Reinigungsanlage. Der Luftreiniger sorgt dafür, dass Wasser und Sauerstoff-Niveaus unter 1 ppm gehalten werden, indem die Atmosphäre im Umlauf. Kupfer mit Katalysator vorhanden in den Luftreiniger wandelt Sauerstoff, Kupfer-Oxid. Während Molekularsiebe zu absorbieren und die Wassermoleküle zu entfernen verwendet werden.

Im übrigen, Vakuumpumpen und Inertgas sicherzustellen, dass keine Verunreinigungen eingeführt wird, wenn Sie Chemikalien oder Instrumente durch das Vorzimmer in das Handschuhfach.

, Materialien und Objekte in das Handschuhfach einzuführen zuerst überprüfen, ob beide Türen der Vorkammer geschlossen sind. Füllen Sie die Kammer mit Stickstoff durch Drehen des Ventils zu füllen, wenn die Kammer zunächst unter Vakuum ist.

Die äußere Tür öffnen und das gewünschte Objekt in der Kammer sicherstellen, Folie, die das Fach so tief wie möglich, einfacher zu erleichtern zu erreichen, aus dem Inneren des Glove-Box zu übertragen. Dann schließen Sie vorsichtig die äußeren Vorkammer Tür und drehen Sie das Ventil zu evakuieren.

Warten, bis der Druck ein Vakuum akzeptables Niveau erreicht und dann drehen Sie das Ventil zum Nachfüllen, so dass die Kammer mit Stickstoff zu normalen atmosphärischen Druck gelöscht werden.

Verschleiß Baumwolle oder nitriLe Handschuhe und geben Sie die Handschuhe Glove-Box langsam. Achten Sie beim Einfügen von Händen in die Handschuhe, weil eine zu plötzliche Bewegung verursachen kann einen schnellen Druck Wandel führen zur Leckage von außen im Inneren der Box durch keine Mikro Poren Luft. Darüber hinaus tragen Nitril-Handschuhe über die Glove-Box-Handschuhe zum Schutz gegen Lösungsmittel und Chemikalien.

Nun die innere Tür zu der Glove-Box und entfernen Sie die Objekte aus der Vorkammer und legen Sie sie an einem sicheren Ort im Handschuhfach, dann sofort die Tür schließen.

Mit beide Türen geschlossen, drehen Sie das Ventil, Vakuum, das die Standardposition der Vorkammer wenn nicht in Gebrauch ist.

Label und Shop alle synthetisierten Chemikalien an einem geeigneten Ort im Handschuhfach. Alle anderen Objekte zu entfernen, sobald Sie fertig sind und reinigen Sie den Bereich.

Stellen immer sicher, dass alle Chemikalien und Behälter vor der Übertragung ordnungsgemäß versiegelt sind. Stellen Sie sicher, dass das Vorzimmer mit Stickstoff gefüllt ist, vor dem Auswerfen Ihrer Materials. Wenn Sie unsicher sind, die Evakuierung Bereinigung Zyklus dreimal wiederholen.

Die innere Tür zu öffnen, legen Sie die Objekte in der Vorkammer, und schließen Sie die Tür. Dann öffnen Sie die äußere Tür und entfernen Sie Ihre Objekte zu. Schließen Sie die Tür und drehen Sie das Ventil zu evakuieren und lassen Sie es bei dieser Standardbedingung.

Pflege im Handschuhfach inerter Atmosphäre ist unerlässlich für ein sicheres Arbeitsumfeld. Spezielle Handhabung von Chemikalien, Lösungsmittel und Ausrüstung muss daher gewährleistet sein.

Achten Sie darauf, immer nur trockene Objekte und Reagenzien in der Glove-Box, das inerter Atmosphäre und geringe Mengen an Sauerstoff und Wasser erhalten übertragen.

Chemikalien, Lösungsmittel, einschließlich müssen trocken und sauerstoffarmes sein. Verwenden Sie eine neue Flasche der gewünschten Chemikalie, um Chemikalien, enthält einen höheren Anteil an Verunreinigungen aus der Luft absorbiert zu vermeiden.

Können bestimmte flüchtigen Chemikalien wie Thiole, Amine oder Halogene weniger wirksamen Katalysator vergiften. Daher verwenden Sie eine Schlenk-Linie für Verbindungen wie diese, wenn möglich. Das Gebläse abgeschaltet, wenn ein Handschuhfach werden, um Katalysatorvergiftung zu minimieren verwendet muss.

Im übrigen vermeiden, Einführung von wässrigen Lösungen und Alkohole in der Glove-Box weiterhin geringe Mengen an Wasser und Sauerstoff.

Verwenden Sie nur die benötigte Menge an Reagenzien und volle Reagenz Flaschen nie in das Handschuhfach zu übertragen, es sei denn, diese Reagenzien im Feld dauerhaft gespeichert werden. Fläschchen für die Übertragung von Feststoffen und nicht-flüchtigen Flüssigkeiten innerhalb der Glove-Box verwendet werden.

Alle Reagenzien müssen unterziehen die Evakuierung Bereinigung Zyklus, daher oben auf das Fläschchen mit Lab Tücher wickeln und mit einem Gummiband befestigen.

Darüber hinaus Glasgefäße vor dem Einsetzen in die Vorkammer zu Explosionen durch die Druckdifferenz evakuiert werden müssen. Und scharfe Gegenständen wie Nadeln und Rasierklingen mit Extra behandelt werden sollte darauf, punktieren die Handschuhe Glove Box.

, Sobald im Handschuh Box, Lösungsmittel und Chemikalien Flaschen sollten immer verschlossen und wieder an den entsprechenden Speicherort für die Lagerung platziert. Leckagen sofort abgewischt werden müssen und Absorptionsmittel wie Lab wischt entfernt, um Schäden zu vermeiden, die Handschuhe vor dämpfen.

Richtig benannten Label alle Abfallbehälter im Handschuhfach. Flüssige Abfälle Flaschen müssen zu allen Zeiten begrenzt werden und Nadeln rekapitulierte nach Gebrauch entsorgt werden, und im Falle einer Ölpest Material reinigen in die feste Abfälle entsorgt werden.

Wenn der Behälter voll ist, übertragen aus dem Handschuhfach und entsorgen der Abfälle entsprechend im Labor Abfall. Die Abfallbehälter im Handschuhfach umgehend zu ersetzen.

Wartung sollte durchgeführt werden, um die Langlebigkeit der Glove-Box zu gewährleisten. Regelmäßig zu ändern, Vakuumpumpenöl, 5 % Wasserstoff in Stickstoff und Heizung, das gebildete Kupferoxid zu reduzieren.

Darüber hinaus sicherstellen, dass die Kammern sind immer unter Vakuum links.

Sie haben beobachtete, wie Jupiters Einführung in das Arbeiten mit einem Handschuhfach. Sie sollten jetzt verstehen, wie funktioniert ein Handschuhfach, wie Objekte innerhalb und außerhalb der Box sicher übertragen und Umgang mit Chemikalien, Lösungsmittel und Abfall. Danke fürs Zuschauen!

Applications and Summary

Gloveboxen sind im Wesentlichen Geräte im Forschungslabor für die Manipulation von Luft und Wasser-empfindlichen Chemikalien, die in einer Zeile Schlenk nicht leicht gearbeitet werden. Gloveboxen eignen sich besonders für die Übertragung von Chemikalien in Gefäße, die mit Schlenk Linie Assemblys nicht kompatibel sind. Den einwandfreien Betrieb, Ordnung und Sauberkeit und Instandhaltung von einem Labor Glovebox sicherzustellen, dass sensible Experimente ohne Einwirkung von Sauerstoff und Wasser durchgeführt werden können.

References

Ashby and R. D. Schwartz J. Chem. Educ., 1974, 51 (1), p 65
Glovebox Use Guidelines, University of Houston, 2009.
Standard Operating Procedures, Bartlett Group, University of Michigan, 2016.

Transcript

A glove box is an important device used in research laboratories and industry to work with air- and water sensitive compounds, and radioactive and biohazardous materials.

A glove box provides an isolated and enclosed environment with an inert atmosphere.

The gloves are used to work with the chemicals and instruments inside the box allowing for handling of very sensitive materials, which is not always possible with a Schlenk line.

This video will illustrate how a glove box works and how to safely manage the use of chemicals, solvents, and waste inside the box.

The inert atmosphere inside a glove box is established by a closed circulating system using a blower, pluming, and a gas purification system. The purifier ensures that the water and oxygen levels are kept below 1 ppm by circulating the atmosphere. The copper containing catalyst present in the purifier converts oxygen to copper oxide. While molecular sieves are used to absorb and remove the water molecules.

Furthermore, vacuum pumps and inert gas ensure that no contamination is introduced when passing chemicals or instruments through the antechamber into the glove box.

To introduce materials and objects into the glove box, first check if both doors of the antechamber are closed. Fill the chamber with nitrogen by turning the valve to fill, if the chamber is initially under vacuum.

Open the outer door, and transfer the desired object in the chamber, making sure to slide the tray as deep as possible to facilitate easier reach from the inside of the glove box. Then close the outer antechamber door carefully and turn the valve to evacuate.

Wait until the pressure reaches an acceptable vacuum level and then turn the valve to refill, so the chamber will be purged with nitrogen to normal atmospheric pressure.

Wear cotton or nitrile gloves and enter the gloves of the glove box slowly. Be careful when inserting hands into the gloves, because a too sudden movement can cause a rapid pressure change leading to air leakage from outside inside the box through any micro pores. Also, wear nitrile gloves over the glove box gloves to protect them against solvents and chemicals.

Now open the inner door to the glove box and remove the objects from the antechamber and place them in a safe location in the glove box, then promptly close the door.

With both doors closed, turn the valve to vacuum, which is the default position of the antechamber when not in use.

Label and store any synthesized chemicals in an appropriate location within the glove box. Remove any other objects as soon as you are done and clean the area.

Always make sure that all chemicals and containers are properly sealed before the transfer. Make sure the antechamber is filled with nitrogen before ejecting your materials. If you are unsure, repeat the evacuation-purging cycle three times.

Open the inner door, place the objects inside the antechamber, and close the door. Then, open the outer door and remove your objects. Close the door and turn the valve to evacuate and leave it at this default condition.

Maintaining the glove box’s inert atmosphere is essential for a safe working environment. Therefore special handling of chemicals, solvents, and equipment has to be assured.

Make sure to always transfer only dry objects and reagents into the glove box to maintain the inert atmosphere and low levels of oxygen and water.

Chemicals, including solvents, have to be dry and deoxygenated. Use a new bottle of the desired chemical to avoid chemicals containing a higher amount of contaminants absorbed from the air.

Certain volatile chemicals such as thiols, amines, or halogens can poison the catalyst making it less efficient. Therefore use a Schlenk line for compounds like these, if possible. Shut off the blower, if a glove box has to be used, to minimize catalyst poisoning.

Furthermore, avoid introducing aqueous solutions and alcohols into the glove box to maintain low levels of water and oxygen.

Use only the required amount of reagents and never transfer full reagent bottles into the glove box, unless these reagents will be permanently stored in the box. Vials can be used for the transfer of solids and non-volatile liquids inside the glove box.

All reagents need to undergo the evacuation-purging cycle, therefore wrap the top of the vials with lab wipes and secure with a rubber band.

Additionally, glass vessels need to be evacuated before insertion into the antechamber to prevent explosions due to the pressure difference. And sharp objects such as needles and razor blades should be handled with extra care to avoid puncturing the gloves of the glove box.

Once in the glove box, solvent and chemical bottles should always be capped and placed back in the appropriate location for storage. Spills must be promptly wiped off and absorbents such as lab wipes removed to avoid damage to the gloves from vapors.

Properly label all designated waste containers inside the glove box. Liquid waste bottles must be capped at all times and needles recapped after use before disposing of them, and in case of a spill any clean up material should be disposed in the solid waste.

If the waste container is full, transfer it out of the glove box and dispose of the waste appropriately in the laboratory waste. Replace the waste container in the glove box promptly.

Maintenance should be performed to ensure longevity of the glove box. Regularly change the vacuum pump oil, 5% hydrogen in nitrogen and heating to reduce the formed copper oxide.

Furthermore, make sure the chambers are always left under vacuum.

You’ve just watched JoVE’s introduction to working with a glove box. You should now understand how a glove box operates, how to safely transfer objects inside and outside the box, and how to handle chemicals, solvents, and waste. Thanks for watching!

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