Name: Eine kostengünstige und zuverlässige Methode, um mechanische Spannung in Einweg-und Standardpumpen Predict (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-08-05T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 34 s
Description: Erfahren Sie die Inline-Endoskopie zur Tropfengrößenmessung in Pumpprozessen für die Bewertung mechanischer Spannungen. Diese Methode ermöglicht präzise Messungen in Öl-Wasser-Emulsionen mit geringer Standardabweichung.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Die Autoren bedanken sich bei der Kommission für Technologie und Innovation (KTI, Schweiz) für die finanzielle Unterstützung (Nr 13.236,1 PFFLI-LS) zu danken.

Die Untersuchungen wurden mit einem Pipe Pumpenaufbau (Figu erneut 2), die mechanische Belastung Experimente bei Flussraten von bis zu 60 L ermöglicht min -1 und Druckabfälle bis zu 2 bar durchgeführt werden. Wie in Fig u re 2 Der Versuchsaufbau ist aus dem Lagerbehälter, der Pumpschaltung und der Ausrüstung für die Inline-Endoskopie-Technik zusammen. Das Laufrad der Speicherbehälter nur verwendet wurde, um das Tensid zu vermischen. Peripherieelemente wurden in dem geschlossenen Kreislauf integriert ist, um die Strömungsgeschwindigkeit v und der Druckabfall P an unterschiedlichen Pumpeneinstellungen zu überwachen. Die Untersuchungen wurden mit Hilfe des Handrades Ventil variiert. 1. Versuchsaufbau <ol><li> Sicherzustellen, dass der Bioreaktor (D = 0,15 m, H / D = 2,2) mit einem Laufrad für die Auflösung des surfacta ausgestattetent und sicherstellen, dass das Einlassrohr taucht in das Fluid, um ein eintretendes Gas zu vermeiden. </li><li> Rüsten Sie die Pumpe Schleife mit einer Spritze Port, der untersucht Pumpe, einem Clamp-On-Durchflussmesser, einen Einweg-Drucksensor und einem Handrad Ventil. Nach Anschluss der Pumpe Schleife in den Vorratsbehälter, schließen Sie den Pumpenkopf mit dem Motor und bereiten die Endoskopsonde. </li><li> Montieren Sie den veränderbaren Reflexionsebene, ein Rhodium Spiegel in diesem Fall an der Sondenspitze und den Abstand zwischen Spiegel und Linse bis 150 um. Stellen Sie die Schraube bei 100 &amp; mgr; m, um die Schärfe des Objektivs zu konzentrieren. </li><li> Verbinden die Sonde am Stroboskop über ein faseroptisches Kabel und der Kamera des Endoskops an den Computer über ein Ethernet-Kabel. Dann schließen Sie die Kamera und das Stroboskop zusammen über einen Trigger-box-Kabel. </li><li> Starten Sie den Computer und öffnen Sie die Hersteller-Software zur Verfügung gestellt, das eine Bildaufnahme und Erkennungssoftware sowie Folge-Analysator-Software enthält. </li><li> Wählen Sie die Bildaufnahme-Software in das Hauptmenü. </li><li> Klicken Sie auf die Schaltfläche &quot;Detect-Gerät&quot; in der oberen linken Ecke des Bildschirms, um die Kamera zu erkennen. </li><li> Wählen Sie unter &quot;Verzeichniseinstellungen&quot; wählen Sie den Speicherort auf dem Computer zum Speichern von Bildern und aktivieren Sie den Befehl &quot;Create Trigger Unterordner&quot;. </li><li> Geben Sie die Prozessparameter im Abschnitt &quot;Trigger-Modus: Betriebsbereit&quot;. Bildfrequenz: 7,5 Hz Bilder pro Trigger: 50 Anzahl der Trigger: 60 Trigger-Intervall: 60 s </li><li> Nach Abschluss der Vorarbeiten, gießen 5 L VE-Wasser in den Vorratsbehälter und schalten Sie die Pumpe, die Pumpe und die Pumpe Schleife zu füllen. </li><li> Schalten Sie die Pumpe und fügen Sie 0,9 ml Tensid (c Tensid = 0,18 ml L -1, ρ Tensid, 20 ° C = 1,070 kg m -3, kritische Micellenkonzentration (CMC): ω cmc0; ≈ 0,018 ml L -1, ω Tensid ≈ 10 · ω CMC) mit einer 10 ml Pipette unter Rühren. Nach 10 min das Tensid vollständig aufgelöst ist. </li><li> Schalten Sie das Laufrad und schalten Sie die Pumpe. Positionieren die Endoskopsonde, so dass die Linse direkt unterhalb des Einlaßrohres befindet. </li><li> Stellen Sie die Durchflussrate von 3,4 L min -1 und den Druckabfall von 0,03, 0,3 oder 0,61 bar durch Variation der Laufraddrehzahl und die Hand-Rad-Ventil. </li><li> Wiegen 6,3 g Öl direkt in die Spritze (β Öl = 1,26 g L -1, ρ Öl, 20 ° C = 989,5 kg m -3). </li><li> Starten Sie die Bildaufnahme-Software und fügen Sie das Öl über die Spritze Port. Die Laufpumpe verteilt die Emulsionstropfen. </li><li> Nach 1 Stunde, schliessen Sie die Schubspannung Untersuchung und reinigen Sie die Inline-Endoskop sowie dem Bioreaktormit der integrierten Pumpe Schleife. Anschließend bereiten Sie die Versuchsanordnung für den nächsten Pumpvorgang. </li></ol> 2. Messung und Bildanalyse <ol><li> Öffnen der automatischen Bilderkennungssoftware in das Hauptmenü. </li><li> Unter &quot;Batch-Root-Verzeichnis&quot; wählen Sie den Speicherort auf dem Computer zum Speichern der Dateien (Alle * .csv). </li><li> Wählen Sie die Spalte &quot;Bildsequenz Path&quot; und klicken Sie auf die Schaltfläche &quot;Add Image Series Unterordner&quot; in der linken unteren Ecke des Bildschirms, um das Bild-Serie laden. </li><li> Laden die Verfahrensparameter, die vom Hersteller bereitgestellt werden. Wählen Sie die Spalte &quot;Sucheinstellungen (* .pss oder auftrag _ *. Mat)&quot; und klicken Sie auf die Schaltfläche &quot;Set Search Settings&quot; in der unteren Mitte des Bildschirms, um Prozessparameter, um die Tropfen Anerkennung geben zu laden. </li><li> Wählen Sie die Spalte &quot;Suchmuster (* .psp oder F _ *. Mat) und klicken Sie auf die Schaltfläche&quot; Set Search Pattern &quot;in der unteren rechten Ecke des Bildschirms, um die Prozessparameter, um die Drop-Analyse festlegen zu laden. </li><li> Starten Sie die Bilderkennung durch Klicken auf die Schaltfläche &quot;Start Batch&quot;. </li><li> Nach Abschluss der Bilderkennung, ausdrücklich die erfassten Tropfengrößen von der Sauter-Durchmesser (d 32), oder jede andere repräsentative Mittelwert oder Verteilung der Wahl unter Verwendung des Ergebnisses Analysator-Software. </li><li> Öffnen Sie das Ergebnis Analysator-Software in das Hauptmenü. </li><li> Aktivieren Sie den Befehl &quot;alle * .csv in 1 Folder&quot;, und klicken Sie auf die Schaltfläche &quot;Load Folder (n)&quot; in der oberen linken Ecke des Bildschirms, um die zuvor gespeicherte alle * .csv-Datei zu laden. </li><li> Wählen Sie den entsprechenden Wert (zB Sauter-Durchmesser) in der Dropdown-Liste in der oberen Mitte des Bildschirms, um die Ergebnisse zu visualisieren. Für die Berechnung des Durchmessers geben die Skalierung 0,6591 &amp; mgr; m Pixel -1 auf der rechten Seite, die vom Hersteller bereitgestellt wird,. </li></ol><img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/53052/53052fig2.jpg" /> Abbildung 2. Versuchsaufbau Pumpenschaltung zur Pumpe verrohrt Setup mit Inline-Endoskopie als der Messtechnik:. (1) Vorratsbehälter, (2) Spritze Hafen, (3) Pumpe (4) Drucksensor (5) Durchflusssensor, ( 6) Stroboskop (7) Computer mit dem Hersteller bereitgestellte Software und (8) Endoskopsonde. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53052/53052fig2highres.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a>

<ol><li>Wollny, S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Experimentelle+und+numerische+Untersuchungen+zur+Partikelbeanspruchung+in+ger%C3%BChrten+%28Bio+%29+Reaktoren+%28Experimental+and+numerical+investigations+of+particle+stress+in+stirred+%28bio-%29+reactor%29%22">Experimentelle und numerische Untersuchungen zur Partikelbeanspruchung in gerührten (Bio ) Reaktoren (Experimental and numerical investigations of particle stress in stirred (bio-) reactor)</a>. , Technische Universität Berlin. Berlin. (2010).</li>
<li>Jaouen, P., Vandanjon, L., Quéméneur, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+shear+stress+of+microalgal+cell+suspension+%28Tetraselmis+suecica%29+in+tangential+flow+filtration+systems%3A+the+role+of+pumps%5BTitle%5D)+AND+%22Bioresour.+Technol%22%5BJournal%5D)">The shear stress of microalgal cell suspension (Tetraselmis suecica) in tangential flow filtration systems: the role of pumps.</a> Bioresour. Technol. 68 (2), 149-154 (1999).</li>
<li>Bee, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Response+of+a+concentrated+monoclonal+antibody+formulation+to+high+shear%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Bioeng%22%5BJournal%5D)">Response of a concentrated monoclonal antibody formulation to high shear.</a> Biotechnol. Bioeng. 103 (1), 936-943 (2009).</li>
<li>Klaus, S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Bluttraumatisierung+bei+der+Passage+zeitkonstanter+und+zeitvarianter+Scherfelder+%28Blood+trauma+during+passage+through+steady+and+transient+shear+fields%29%22">Bluttraumatisierung bei der Passage zeitkonstanter und zeitvarianter Scherfelder (Blood trauma during passage through steady and transient shear fields)</a>. , RWTH Aachen University. Aachen. (2004).</li>
<li>Blaschczok, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigations+on+mechanical+stress+caused+to+CHO+suspension+cells+by+standard+and+single-use+pumps%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Ing.+Tech%22%5BJournal%5D)">Investigations on mechanical stress caused to CHO suspension cells by standard and single-use pumps.</a> Chem. Ing. Tech. 85 (1-2), 144-152 (2012).</li>
<li>Dittler, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+cost-effective+and+reliable+method+to+predict+mechanical+stress+in+single-use+and+standard+pumps%5BTitle%5D)+AND+%22Eng.+Life+Sci%22%5BJournal%5D)">A cost-effective and reliable method to predict mechanical stress in single-use and standard pumps.</a> Eng. Life Sci. 14 (3), 311-317 (2014).</li>
<li>Kaiser, S. C., Eibl, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-use+Pumpen+in+der+Prozesstechnologie+%28Single-use+pumps+in+the+process+technology%29%5BTitle%5D)+AND+%22Chemie+extra%22%5BJournal%5D)">Single-use Pumpen in der Prozesstechnologie (Single-use pumps in the process technology).</a> Chemie extra. , 30-31 (2013).</li>
<li>Aggarwal, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+a+single-circuit+CentriMag%C2%AE+for+biventricular+support+in+postpartum+cardiomyopathy%5BTitle%5D)+AND+%22Perfusion%22%5BJournal%5D)">Use of a single-circuit CentriMag® for biventricular support in postpartum cardiomyopathy.</a> Perfusion. 28 (2), 156-159 (2012).</li>
<li>Kouretas, P. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experience+with+the+Levitronix+CentriMag%C2%AE+in+the+pediatric+population+as+a+bridge+to+decision+and+recovery%5BTitle%5D)+AND+%22Artif.+Organs%22%5BJournal%5D)">Experience with the Levitronix CentriMag® in the pediatric population as a bridge to decision and recovery.</a> Artif. Organs. 33 (11), 1002-1004 (2009).</li>
<li>Khan, N. U., Al Aloul, M., Shah, R., Yonan, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+experience+with+the+Levitronix+CentriMag%C2%AE+device+for+extra+corporeal+membrane+oxygenation+following+lung+transplantation%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+of+Cardio+Thorac%22%5BJournal%5D)">Early experience with the Levitronix CentriMag® device for extra corporeal membrane oxygenation following lung transplantation.</a> Eur. J. of Cardio Thorac. 34 (6), 1262-1264 (2008).</li>
<li>Zhang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Computational+and+experimental+evaluation+of+the+fluid+dynamics+and+hemocompatibility+of+the+CentriMag+blood+pump%5BTitle%5D)+AND+%22Artif.+Organs%22%5BJournal%5D)">Computational and experimental evaluation of the fluid dynamics and hemocompatibility of the CentriMag blood pump.</a> Artif. Organs. 30 (3), 168-177 (2006).</li>
<li>Maaß, S., Grünig, J., Kraume, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+techniques+for+drop+size+distributions+in+stirred+liquid-liquid+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Process+Eng%22%5BJournal%5D)">Measurement techniques for drop size distributions in stirred liquid-liquid systems.</a> Chem. Process Eng. 30 (4), 635-651 (2009).</li>
<li>Maaß, S., Rojahn, J., Hänsch, R., Kraume, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+drop+detection+using+image+analysis+for+online+particle+size+monitoring+in+multiphase+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Comput.+Chem.+Eng%22%5BJournal%5D)">Automated drop detection using image analysis for online particle size monitoring in multiphase systems.</a> Comput. Chem. Eng. 45, 27-37 (2012).</li>
<li>Maaß, S., Wollny, S., Voigt, A., Kraume, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+comparison+of+measurement+techniques+for+drop+size+distributions+in+liquid%2Fliquid+dispersions%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Fluids%22%5BJournal%5D)">Experimental comparison of measurement techniques for drop size distributions in liquid/liquid dispersions.</a> Exp. Fluids. 50 (2), 259-269 (2011).</li>
<li>Henzler, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Particle+Stress+in+Bioreactors%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Biochem.+Eng.%2F+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Particle Stress in Bioreactors.</a> Adv. Biochem. Eng./ Biotechnol. 67, 35-82 (2000).</li>
<li>Sprow, F. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Drop+size+distributions+in+strongly+coalescing+agitated+liquid-liquid+systems%5BTitle%5D)+AND+%22AIChE+J%22%5BJournal%5D)">Drop size distributions in strongly coalescing agitated liquid-liquid systems.</a> AIChE J. 13 (5), 995-998 (1967).</li>
<li>Shinnar, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+behaviour+of+liquid+dispersions+in+mixing+vessels%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Fluid+Mech%22%5BJournal%5D)">On the behaviour of liquid dispersions in mixing vessels.</a> J. Fluid Mech. 10 (2), 259-275 (1961).</li>
<li>Ritter, J., Kraume, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On-line+measurement+technique+for+drop+size+distributions+in+liquid%2Fliquid+systems+at+high+dispersed+phase+fractions%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Eng.+Technol%22%5BJournal%5D)">On-line measurement technique for drop size distributions in liquid/liquid systems at high dispersed phase fractions.</a> Chem. Eng. Technol. 23 (7), 579-581 (2000).</li>
<li>Fries, T. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Quantifizierung+der+mechanischen+Beanspruchung+von+Pumpen+auf+tierische+Zellen+mittels+des+nicht-biologischen+Modellsystems+Emulsion+%28Quantification+of+mechanical+stress+caused+by+pumps+on+mammalian+cells+using+a+non-biological+emulsion+model+system%29%22">Quantifizierung der mechanischen Beanspruchung von Pumpen auf tierische Zellen mittels des nicht-biologischen Modellsystems Emulsion (Quantification of mechanical stress caused by pumps on mammalian cells using a non-biological emulsion model system)</a>. , University of Applied Sciences Berlin. Berlin. (2014).</li>
<li>Maaß, S., Wollny, S., Sperling, R., Kraume, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Numerical+and+experimental+analysis+of+particle+strain+and+breakage+in+turbulent+dispersions%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Eng.+Res.+Des%22%5BJournal%5D)">Numerical and experimental analysis of particle strain and breakage in turbulent dispersions.</a> Chem. Eng. Res. Des. 87 (4), 565-572 (2009).</li>
<li>Maaß, S., Metz, F., Rehm, T., Kraume, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prediction+of+drop+sizes+for+liquid%2Fliquid+systems+in+stirred+slim+reactors+-+Part+I%3A+Single+stage+impellers%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Eng%22%5BJournal%5D)">Prediction of drop sizes for liquid/liquid systems in stirred slim reactors - Part I: Single stage impellers.</a> Chem. Eng. 162 (2), 792-801 (2010).</li>
</ol>

Wolfgang Dornfeld und Reto Schöb sind Mitarbeiter von Levitronix, Ltd., Hersteller der MagLev Kreiselpumpen.

Das Ziel des Protokolls ist es, die Eignung der inline Endoskopie Technik zur Tropfengrößenmessung in Pumpprozessen zeigen. Hierzu Tropfengrößen eines Öl-Wasser-Emulsionssystems wurden bestimmt und eine gemessene mittlere Sauter-Durchmesser wurde berechnet, charakterisieren die mechanische Belastung des MagLev Kreiselpumpen sowie wie ihre Gegenstücke, eine peristaltische und einer 4-Kolben-Membranpumpe. Die Ergebnisse zeigten, niedrige Variation der gemessenen mittleren Sauter-Durchmesser, die von Standardabweichungen von weniger als 15% beziffert wurden, was darauf hinweist, dass die Tropfengrößen sind zuverlässig und genau gemessen. Als Folge könnte der gemessenen mittleren Durchmesser nach Sauter erfolgreich als Vergleichskriterium verwendet, um die mechanische Belastung der Pumpen sucht bewerten. Die MagLev Kreiselpumpen ergab größere gemessen Sauter mittleren Durchmessern, was auf geringere mechanische Spannungen auf Emulsionstropfen im Vergleich zu den Schlauch und 4-Kolben-Membranpumpen. Im Gestüties bis heute hat inline Endoskopie wurde gezeigt, dass eine robuste und einfache Technik für eine zuverlässige Tropfengrößenmessung 1,6,12-14,20-21, die ebenfalls in dieser Studie bestätigt werden. Im Vergleich zu alternativen Messtechniken, wie der optischen Faser FBR Sensor, dem FBRM und die 2D-ORM Technik wird das Endoskop Technik kann als das Standardverfahren für den Erhalt von genauen Daten in Flüssig / Flüssig-Anwendungen 12,14 verwendet werden. Die einfache Handhabung des Inline Endoskopie und die einfache Herstellung der nicht-biologisches Öl-Wasser-Emulsionssystem ermöglicht ein einfaches Verfahren zur Tropfengrößenerkennungen gemß dem Protokoll Text (siehe oben). Dennoch sollte darauf hingewiesen werden, dass die Position des Endoskopsonde ist abhängig von der Fluidströmung in den Speicherbehälter. Weitere Untersuchungen (Daten nicht gezeigt) haben ergeben, dass das Objektiv der Sonde sollte direkt unterhalb der Einleitungsrohr für geringere Durchflussmengen bis zu 5 L min angeordnet sein -1um eine Mehrfacherkennung von einem Tropfen 19 zu vermeiden. Für scharfe Bilder bei Flussraten über 5 L min -1, ist es empfehlenswert, die Sonde mindestens 10 cm entfernt von dem Einlaßrohr zu positionieren. Prozessparametern unabhängig, sollte der Halter des Inline Endoskopie stabil sein, um eine Verschiebung der Sonde, die zu unscharfen Bildern führen können, zu vermeiden. Ferner sollte besonders beachtet werden, dass die Tropfengröße erfasst wird, nahe an der unteren Nachweisgrenze der angewandten Foto-optische System, wobei die minimale erfassbare Tropfendurchmesser beträgt 6,5 &amp; mgr; m sein. Wie der Hersteller bereitgestellte Software wurde verbessert, kann inline Endoskopietechniken zuverlässig erkennen eine minimale Tropfengröße von 1 &amp; mgr; m. Darüber hinaus wird die Bildverarbeitung weiterentwickelt, um die Online-Überwachung von industriellen Anwendungen zu ermöglichen. Während die vorliegende Studie konzentrierte sich auf relativ niedrigen Durchflussraten von bis zu 3,4 L<html> 60; min -1, sollten künftige Studien ein breiteres Spektrum von Betriebsbedingungen zu prüfen. Erste Untersuchungen wurden bei Durchflussraten von bis zu 20 L min -1 durchgeführt (Daten nicht gezeigt). Jedoch eine 1: 2-Verdünnung (c Tensid = 0,09 ml L -1, c Öl = 0,64 ml L -1) des Öl-Wasser-Emulsionssystem mit Durchflussraten über 10 L empfohlen min -1 19, wie erhöhte Drop Auflösung durch höhere mechanische Belastung sonst beeinflussen Tropfenerfassung und zur Verringerung der Anzahl der Tropfen festgestellt. Tests wurden mit einem 1: 2 ausgeführt Verdünnung und im Vergleich mit Ergebnissen von unverdünntem Öl-Wasser-Emulsionssystems. Für beide Ansätze, der Sauter-Durchmesser wurden verlässlich bestimmt (Standardabweichung von weniger als 5%). Daher reduzierte Volumenanteil: hat (1 2 Verdünnung) keinen Einfluss auf die gemessene mittlere Sauter-Durchmesser und damit eine Drop-Drop Auseinanderbrechen war vernachlässigbar. nt &quot;&gt; Diese leistungsstarke experimentelle Ansätze bieten eine gute Grundlage für die Verbesserung der Endoskopietechnik sowie der damit verbundenen Bildaufnahme, Anerkennung und Ergebnis Analysator-Software. Darüber hinaus ist die Eignung des Endoskopie-Technik zur Pumpentypen und Serie zu klassifizieren nach ihrer mechanischen Stress wurde erfolgreich gezeigt. Die erhaltenen Ergebnisse sind für Pumpendesign Entwicklung und Optimierung von Pumpen, um Zellschäden zu reduzieren.

Die Pumpen werden verwendet, um Zellkulturen in der pharmazeutischen und biotechnologischen Industrie zu übertragen. Während des Pumpvorgangs, können mechanische Belastung in irreversible Zellschäden, die die Menge und die Qualität des Produkts 1-4 beeinträchtigen könnten zur Folge haben. Die Höhe der mechanischen Belastung abhängig von den Einstellungen Pumpentyp und Pumpe, wie in früheren Studien gezeigt 5-6. Üblicherweise werden Schlauchsystem, Spritze, Membranpumpen zum Einmalgebrauch (SU) Technologie basierten Anwendungen verwendet. Diese Pumpen führen zu hohen durch die Kompression des Pumpschlauches und der pulsierende Strömung 7 verursacht lokale Scherkräfte. Um diese Nachteile, magnetgelagerten Kreiselpumpen (MagLev Kreiselpumpen) zu überwinden, stellen eine vielversprechende Alternative. Der Motor magnetisch, um enge Spalten zwischen Laufrad und Pumpengehäuse (1) zu vermeiden, angetrieben. In einer früheren Studie untersuchten die MagLev KreiselPumpen und zeigten geringere mechanische Spannung in Chinese Hamster Ovary (CHO) -Zellen, verglichen mit peristaltischer und 4-Kolbenmembranpumpen 5. Zusätzlich Hämolyse Analysen zeigten keine signifikante Bluttrauma und Thrombusbildung über einen Bereich von Betriebsbedingungen mit Hilfe dieser Pumpen 8-11. Die Ergebnisse zeigen, dass die Verwendung dieser speziell für Pumpen gilt weniger mechanische Belastung auf biologische Systeme im Vergleich zu Schlauch und Membranpumpen. Um die mechanische Belastung begrenzt mit experimentellen Aufwand zu untersuchen, wird ein Öl-Wasser-Emulsion Modellsystem aufgrund seiner Wirtschaftlichkeit (ca. 99,8%) und zeit reduziert (ca. 99,5%) Anwendung im Vergleich zu biologischen Zellkultur-Systeme empfohlen. Wie Drop Auseinanderbrechen der Öl-Wasser-Emulsionssystem ist eine Funktion der mechanischen Beanspruchung, Tropfengrößen müssen über die Versuchsdauer von Schubspannung Untersuchungen gezählt werden. Viele Techniken zur Dimensionierung Tropfen zur Verfügung stehen, which kann in Ton, Laser und Foto basierte Techniken 12 aufgeteilt werden. Insbesondere die Verwendung der photooptische Sonde inline Endoskopie zeigt fast identische Tropfengrößen für manuelle und automatische Erkennungen (Standardabweichung unter 10%) und ermöglicht eine Detektion von 250 Tropfen pro Minute 13. Wegen ihrer Genauigkeit und Zuverlässigkeit, Endoskop Technik wurde gezeigt, dass eine effektive Standardmessverfahren für die Tropfengrößenverteilungen in flüssig / flüssig-Dispersionen, wenn sie mit anderen häufig verwendeten Sonden (zB optische Faser-Vorwärts-Rückwärts-Verhältnis (FBR) Sensor gegen , fokussierten Strahlreflexionsverfahren (FBRM) und die zweidimensionale optische Reflexionsmesstechnik (2D-ORM)) 12,14. Außerdem ist die Eignung der inline Endoskopie zur Messung Tropfengrößen in einem Rührgefäß wurde mehrmals in früheren Untersuchungen 15-18 demonstriert. Auf der Grundlage einer vorherigen Studie 6, beschreibt dieses Protokolldie Verwendung von Inline-Endoskopie zur Tropfengrößen bestimmen (Sauter-Durchmesser) einer Öl-Wasser-Emulsionssystem in Pumpen. Der Sauter-Durchmesser wurde als Vergleichskriterium, um die mechanische Beanspruchung der Multi-Use (MU) MagLev Kreiselpumpen, eine peristaltische und einer Einweg (SU) 4-Kolben-Membranpumpe abzuschätzen. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/53052/53052fig1.jpg" /> Abbildung 1. Magnetgelagerte Zentrifugalpumpe-System. (A) Das Prinzip eines lagerlosen Motors und (B) der PuraLev 200mu werden als Beispiel gezeigt. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53052/53052fig1highres.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a>

<table><tbody><tr><td>CCD-Kamera</td><td>Allied Vision Technologies GmbH</td><td>GX2750</td><td>Equipment für die Inline-Endoskopie</td></tr><tr><td>C-Flex Biopharmaceutical Tubing</td><td>Saint-Gobain Performance Plastics</td><td>374-375-4</td><td>Tube Wählen Sie eine Schlauchlänge von ca. 45&nbsp; cm vor der Pumpe.</td></tr><tr><td>C-Flex Biopharmazeutische Schläuche</td><td>Saint-Gobain Performance Plastics</td><td>374-375-3</td><td>Tube Wählen Sie eine Schlauchlänge von ca. 45&nbsp; cm nach der Pumpe und klemmen Sie den Durchflusssensor an diesen Schlauch fest.</td></tr><tr><td>CLAVE Connector</td><td>Victus</td><td>011-C2000</td><td>Probenahmeanschluss</td></tr><tr><td>Controller LPC-200.1-02</td><td>Levitronix GmbH</td><td>100-30030</td><td>PuraLev 200MU Controller</td></tr><tr><td>Controller LPC-600.1-02</td><td>Levitronix GmbH</td><td>100-30033</td><td>PuraLev 600MU Controller</td></tr><tr><td>LeviFlow Clamp-On Sensor LFSC-12</td><td>Levitronix GmbH</td><td>100-30329</td><td>Durchflusssensor für Durchflussmengen unter 5&nbsp; L&nbsp; min-1</td></tr><tr><td>LeviFlow Converter LFC-1C-CS</td><td>Levitronix GmbH</td><td>100-30328</td><td>Auslegungsgerät für Durchflusssensor&nbsp;</td></tr><tr><td>Masterflex I/P Easy Load</td><td>Fisher Scientific AG</td><td>EW-77963-10</td><td>Schlauchpumpe</td></tr><tr><td>Mitos Freistromventil</td><td>Parker Hannifin Europe S&agrave; rl</td><td>FFLQR16S6S6AM</td><td>Valve</td></tr><tr><td>Mobil Eal Arctic</td><td>Exxon Mobil Corporation</td><td>Mobil EAL Arctic 22</td><td>Oil Bereiten Sie die Emulsion direkt vor dem Experiment vor.</td></tr><tr><td>Motor</td><td>Elektromotorenwerk Brienz AG</td><td>7WAC72N4THTF</td><td>Motor für Rührwelle</td></tr><tr><td>Motor BSM-1.4</td><td>Levitronix GmbH</td><td>100-10005</td><td>PuraLev 200MU Motor</td></tr><tr><td>Motor LPM-600.4</td><td>Levitronix GmbH</td><td>100-10038</td><td>PuraLev 600MU Motor</td></tr><tr><td>Norm-Ject 10 ml Luer Lock</td><td>Restek Corporation</td><td>22775</td><td>Spritzenpumpenkopf</td></tr><tr><td>LPP-200.5</td><td>Levitronix GmbH</td><td>100-90525</td><td>PuraLev 200MU</td></tr><tr><td>Pumpenkopf Pumpenkopf LPP-600.18</td><td>Levitronix GmbH</td><td>100-90548</td><td>PuraLev 600MU Pumpenkopf</td></tr><tr><td>Quattroflow 1200-SU</td><td>Almatechnik AG</td><td>QF 1200</td><td>4-Kolben Membranpumpe</td></tr><tr><td>SciPres Sensor</td><td>SciLog</td><td>080-695PSX</td><td>Drucksensor</td></tr><tr><td>SciPres Sensor Monitor</td><td>SciLog</td><td>080-690</td><td>Drucksensor Ausgabegerät&nbsp;</td></tr><tr><td>SOPAT-VF Inline-Endoskop-Sonde</td><td>SOPAT GmbH</td><td></td><td>Inline-Endoskopie-Stroboskop</td></tr><tr><td></td><td>Drello GmbH & Co KG</td><td>Drelloscop 255-01</td><td>Gerät für die Inline-Endoskopie</td></tr><tr><td>Triton X-100</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>X100</td><td>Tensid Griff mit Handschuhen und Schutzbrille. (akute Toxizität, Augenreizung)</td></tr></tbody></table>

eine kostengünstige und zuverlässige methode, um mechanische spannung in einweg-und standardpumpen predict

A Cost-effective and Reliable Method to Predict Mechanical Stress in Single-use and Standard Pumps

Die Pumpen werden vor allem bei der Übertragung von sterilen Kulturbrühen in der biopharmazeutischen und biotechnologischen Produktionsprozessen. Jedoch wird während des Pumpvorgangs Scherkräfte auftreten, die qualitative und / oder quantitative Produktverlust führen kann. Für die Berechnung der mechanischen Belastung mit begrenzt experimentellen Aufwand wurde ein Öl-Wasser-Emulsionssystem verwendet, deren Eignung für Tropfengröße Erkennungen in Bioreaktoren 1 gezeigt. Wie Drop Auseinanderbrechen der Öl-Wasser-Emulsionssystem ist eine Funktion der mechanischen Beanspruchung, Tropfengrößen müssen über die Versuchsdauer von Schubspannung Untersuchungen gezählt werden. In früheren Studien wurde die inline Endoskopie wurde gezeigt, daß eine genaue und zuverlässige Messtechnik für die Tropfengrößenerkennungen in flüssig / flüssig-Dispersionen sein. Das Ziel des Protokolls ist es, die Eignung der inline Endoskopie Technik zur Tropfengrößenmessung in Pumpprozessen zeigen. Um die Tropfengröße zu äußern, die Sauter-Durchmesserd 32 wurde als der repräsentative Durchmesser der Tropfen in das Öl-Wasser-Emulsion verwendet. Die Ergebnisse zeigten eine geringe Variation in den mittleren Sauter-Durchmesser, die mit Standardabweichungen von weniger als 15% quantifiziert wurden, was die Zuverlässigkeit der Messtechnik.

Optische Beurteilung Fig u re 3 zeigt die Partikelerkennung Bilder nach einer Pumpzeit von 1 Stunde. Die oberen vier Bilder zeigen die Tropfen vor der Erkennung und die unteren vier Bilder zeigen die von der Erkennungssoftware markiert Tropfen. Die erfassten Tropfen werden mit einem grünen Rand hervorgehoben. Vergleichen der oberen und unteren Bilder zeigen, dass die Tropfenkanten eben vom Bilderkennungssoftware erkannt. Die Bilder auf der linken Seite zeigen die Fallverteilung für die MagLev Kreiselpumpen PuraLev 200mu und PuraLev 600MU, und die auf der rechten Seite zeigen die 4-Kolben-Membran und die Schlauchpumpe. Eine optische Beurteilung erlaubt eine erste Klassifizierung der mechanischen Spannung im Modell Emulsionssystem. Diese ergab, dass größere Tropfengrößen und Unter Tropfen zählt wurden von den MagLev Kreiselpumpen erzeugt im Vergleich zum 4-Kolben MEMBagm und Schlauchpumpe. Folglich sind die MagLev Kreiselpumpen, insbesondere die PuraLev 200mu zeigten reduzierte Drop Bruch, was geringere mechanische Belastungen. <img alt="Figur 3" src="/files/ftp_upload/53052/53052fig3.jpg" /> Abbildung 3. Bilder des Inline Endoskopie. Emulsion Tropfen vor (A, B, C, D) und nach (E, F, G, H) Partikelerkennung nach 1 h unter Verwendung von Pumpen (A, E) die PuraLev 200mu ( B, F) die PuraLev 600MU, (C, G) die 4-Kolben-Membranpumpe, und (D, H) der Schlauchpumpe unter identischen Betriebsbedingungen (3.4 L min -1 und 0,03 bar). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53052/53052fig3highres.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um einen Blick Größere Version der Figur.</a> Sauter michein Durchmesser Weitere Untersuchungen zeigten, Standardabweichungen unter d 32 ± 0,4 um und garantiert reproduzierbare Ergebnisse bei der Verwendung von Inline-Endoskopie 19. Daher wurden mehrere Untersuchungen für diesen Ansatz, der die experimentellen Aufwand zusätzlich reduziert erforderlich. Um die Tropfengröße zu äußern, die Sauter-Durchmesser d 32 (siehe Gl. 1) wurde als Vertreter Durchmesser der Tropfen in der Öl-Wasser-Emulsion für diesen Ansatz verwendet. Im Allgemeinen ist die Sauter-Durchmesser verringert im Laufe der Zeit für alle Pumpentypen und Einstellungen bis zur stationären Zustand 12. Untersuchungen in dieser Studie bestätigt, das Fortschreiten der Sauter-Durchmesser (Bild u re 4A bis D), Kurven der PuraLev 200mu (Bild u re &amp;# 160; 4A) und die peristaltische Pumpe (Fig u re 4D) ist beispielhaft in dieses Protokolls erörtert. Im Gegensatz zu der PuraLev 200mu der Sauter-Durchmesser wurden bis zu 40% kleiner für die Schlauchpumpe bei den gleichen Betriebsbedingungen (Fließgeschwindigkeit = 3,4 L min -1; Druckabfall = 0,03 bar). Infolgedessen führte eine höhere mechanische Spannungen in einem erhöhten Tropfenauseinanderbrechen und damit kleineren Tropfengrößen. Ferner die Sauter-Durchmesser mit zunehmender Druckabfall in der PuraLev 200mu (Fig u re 4A), die die Abhängigkeit der Tropfengröße beim Druckabfall angezeigt. Im Gegensatz dazu zeigten die peristaltische Pumpe einen mittleren Sauter-Durchmesser von d = 10 &amp; mgr; m 32,60min am Ende des Experiments für alle Prozessparameter (Figu re 4D). Daher ist der Sauter-Durchmesser wurde festgestellt, unabhängig von Druckabfall sein. Die Ergebnisse beziehen sich jedoch physikalische Verständnis der Tropfenauseinanderbrechen: mit höherer mechanischer Belastung wurden kleinere Sauter mittleren Durchmessern bestimmt (siehe auch Abb u re 5). Für jeden Messpunkt wurden mindestens 300 Tropfen, um statistische Sicherheit garantieren bestimmt. Die maximale Standardabweichung sank die PuraLev 200mu von d 32,4min ± 42 &amp; mgr; m und für die PuraLev 600MU von d 32,6min ± 21 &amp; mgr; m bis ca. 32 d ± 0,5 &amp; mgr; m am Ende des Pumpvorgangs. Die verringerte Standardabweichung resultiert aus der erhöhten homogene Tropfengrößenverteilung, bis Gleichgewichtszustand erreicht wurde. Im Vergleich to den MagLev Kreiselpumpen zeigten die Peristaltik und 4-Kolben-Membranpumpen Standardabweichungen unter d 32 ± 10 um. <img alt="Gleichung 1" src="/files/ftp_upload/53052/53052eq1.jpg" width="80" /> (1) <img alt="Figur 4" src="/files/ftp_upload/53052/53052fig4.jpg" /> Abbildung 4. Typische Profile der Sauter-Durchmesser d 32 im Laufe der Zeit und die Bestimmung der gemessenen mittleren Sauter-Durchmesser d 32, m. Vergleich der mittleren Sauter-Durchmesser D 32 (A) für die PuraLev 200mu, (B) für die PuraLev 600MU, (C) für die 4-Kolben-Membranpumpe ist, und (D) für die peristaltische Pumpe. Die Sauter mittleren Durchmessern D 32 wurden bei einer Flussrate von 3,4 L min -1 bestimmt und Druckverluste im Bereich von 0,03 bis 0,61 bar.Die gemessene mittlere Sauter d 32 Durchmesser, wurde m für die letzten 10 min (Grenze) berechnet. Das resultierende Standardabweichung der mittleren Sauter Durchmesser d 32 (N ≥ 300) gezeigt. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53052/53052fig4highres.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> Gemessen Sauter-Durchmesser als Vergleichssystem Wie oben beschrieben, der Sauter-Durchmesser verringert im Laufe der Zeit, bis die Tropfengrößen erreicht stabilen Zustand. In den letzten 10 min der Versuchszeit wird der Mittelwert der mittlere Sauter-Durchmesser wurde berechnet, um die gemessenen Sauter bestimmen mittleren Durchmesser, der als Vergleichskriterium verwendet wurde (siehe Fig Grenze u re 4A bis D). Die gemessenen mittleren Sauter-Durchmesser d 32, M für eine Durchflussrate von 3,4 L &amp; gezeigt# 160; min -1 und einem Druckabfall Bereich 0,03 bis 0,61 bar in Fig u erneut 5. Größere Mess Sauter mittleren Durchmesser wurden für beide MagLev Kreiselpumpen (200mu und 600MU) und der 4-Kolben-Membranpumpe bei niedrigeren Druckabfall und Laufraddrehzahlen bestimmt. Die Schlauchpumpe ergab gemessen Sauter-Durchmessern von d 32, m = 10 &amp; mgr; m für alle Prozessparameter. Wie zuvor erwähnt, waren unabhängig von dem Druckabfall für die Peristaltikpumpe Scherkräfte. Der größte gemessene mittlere Sauter-Durchmesser von d 32, M = 36 &amp; mgr; m für die PuraLev 200mu und d 32, M = 34 &amp; mgr; m für die PuraLev 600MU wurden bei einem Druckabfall von 0,03 bar erreicht. Im Vergleich mit ihren Kollegen, die MagLev Kreiselpumpe Serie erhalten bis zu 59% größer gemessen Sauter-Durchmessern. Diese resultierens ergab eine niedrigere Rate von Tropfen auseinanderbrechen und damit geringere mechanische Belastung aus der Verwendung der Kreiselpumpen entstehen. Die Standardabweichung der gemessenen mittleren Sauter-Durchmesser während des stationären Zustands war unter 15%, was bestätigt, zuverlässige und genaue Werte für die Tropfengrößen. <img alt="Figur 5" src="/files/ftp_upload/53052/53052fig5.jpg" /> Abbildung 5: Vergleich der gemessenen mittleren Sauter-Durchmesser d 32, m. Gemessen Sauter-Durchmesser für die MagLev Kreiselpumpen und ihre Kollegen bei 3,4 L min -1 und Druckverluste von 0,03, 0,30 und 0,61 bar. Die resultierenden Standardabweichungen der gemessenen mittleren Sauter-Durchmesser d 32, m während des stationären Zustands gezeigt. Abkürzungen <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53052/53052fig5highres.jpg" target="_blank">Ple</a>ase Klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td> 2D-ORM </td><td> zweidimensionale optische Reflexionsmessung </td></tr><tr><td> CCD </td><td> Charge-Coupled Device </td></tr><tr><td> CHO </td><td> Ovarzellen des chinesischen Hamsters </td></tr><tr><td> cmc </td><td> kritische Mizellenkonzentration </td></tr><tr><td> FBR </td><td> Vorwärts-Rückwärts-Verhältnis </td></tr><tr><td> FBRM </td><td> fokussierten Strahl Reflexionsverfahren </td></tr><tr><td> MU </td><td> Mehrzweck </td></tr><tr><td> SU </td><td> Einweg </td></tr></tbody></table> Nomenklatur <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td><img alt="V" fo:content-="" src="/files/ftp_upload/53052/V.jpg" width="8
" /></td><td> [M 3 s -1] </td><td> Fließrate </td></tr><tr><td> c </td><td> [M 3 m -3] </td><td> Konzentration </td></tr><tr><td> d 32 </td><td> [M] </td><td> Sauter-Durchmesser </td></tr><tr><td> d 32, m </td><td> [M] </td><td> gemessen Sauter-Durchmesser </td></tr><tr><td> d s </td><td> [M] </td><td> Flächendurchmesser </td></tr><tr><td> d v </td><td> [M] </td><td> Volumendurchmesser </td></tr><tr><td> f </td><td> [Hz] </td><td> Häufigkeit </td></tr><tr><td> n </td><td> [S -1] </td><td> Impellergeschwindigkeit </td></tr><tr><td> N </td><td> [-] </td><td> Anzahl von Tropfen, </td></tr><tr><td> p </td><td> Pa </td><td> Druckabfall </td></tr><tr><td> t </td><td> Sekunde </td><td> Zeit </td></tr><tr><td> β </td><td> [Kg m -3] </td><td> Massenkonzentration </td></tr><tr><td> ρ </td><td> [Kg m -3] </td><td> Dichte </td></tr><tr><td>69; </td><td> [M 3 m -3] </td><td> Massenanteil </td></tr></tbody></table> Tabelle 1. Tabelle der Abkürzungen und Nomenklatur.

Scherspannungsuntersuchungen an einem Öl-Wasser-Emulsionssystem führen über die Versuchszeit zu einem Tropfenaufbruch. Zur Zählung von Tropfengrößen in Pumpprozessen wurde in diesem Protokoll die Eignung der Inline-Endoskopie erfolgreich demonstriert.

Eine kostengünstige und zuverlässige Methode, um mechanische Spannung in Einweg-und Standardpumpen Predict

Pumps are mainly used when transferring sterile culture broths in biopharmaceutical and biotechnological production processes. However, during the pumping ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, die Eignung der Inline-Endoskopietechnik für Tropfengrößenmessungen in Pumpvorgängen zu demonstrieren. Dies wird mithilfe einer Rohrpumpenanordnung erreicht, die aus einem Vorratsbehälter, einem Pumpkreislauf und der Ausrüstung für die Inline-Endoskopietechnik besteht. Wasser wird dem Vorratsbehälter zugegeben, um es mit Tensid zu mischen; anschließend wird Öl über den Spritzenanschluss zudosiert und durch die Pumpe verteilt.Anschließend wird Bilderkennungssoftware verwendet, um eine Stunde lang die Tropfengrößen zu messen. Letztendlich dient der Säure-Mitteldurchmesser der Tropfen zur Abschätzung der mechanischen Belastung von Einweg- und Standardpumpen. Der Hauptvorteil dieser Methode gegenüber bestehenden Verfahren wie FPR-Sensoren besteht darin, dass die Inland-Endoskopietechnik zuverlässige und genaue Messungen der Tropfengröße sowie flüssig-flüssig-Dispersionen mit Standardabweichungen unter 10 % ermöglicht. Stellen Sie für dieses Protokoll sicher, dass das Lagervolumen mit einem Rührer für die Auflösung des Tensids ausgestattet ist.Die erste Vorbereitung besteht darin, das Lagervolumen aufzustellen, das Handradventil und den Pumpen-Schlauchschlaufen an dem Lagervolumen anzubringen. Das Lagervolumen muss über einen Spritzenstutzen für die gewünschte Pumpe, einen klemmbaren Durchflussmesser und einen Einweg-Drucksensor verfügen. Anschließend wird der Pumpenkopf mit dem Motor verbunden und die Endoskopsonde vorbereitet.Befestigen Sie anschließend eine Reflexionsebene, beispielsweise einen Rhodiumspiegel, an der Sondent Spitze, und stellen Sie den Abstand zwischen Spiegel und Linse auf 150 Mikrometer ein. Danach justieren Sie die Schraube auf 100 Mikrometer, um das Objektiv zu fokussieren. Im Allgemeinen sollte bereits eine Hochgeschwindigkeits-CCD-Kamera an die Endoskopsonden angeschlossen sein, sodass vf.Als Nächstes schließen Sie die Sonde über ein Glasfaserkabel an das Stroboskop an. Anschließend verbinden Sie die Kamera über ein Ethernet-Kabel mit dem Computer. Schließlich verbinden Sie die Kamera über ein Triggerbox-Kabel mit dem Stroboskop.Die nächste Vorbereitung besteht darin, die Software sopa geöffnet bereitzuhalten, die eine Bildaufnahmeeinheit und Erkennungssoftware sowie einen Ergebnisanalysator umfasst. Wählen Sie anschließend im Hauptmenü die Bildaufnahmesoftware soat cam control aus. Klicken Sie danach auf die Schaltfläche „Direct Device“ in der linken oberen Ecke, um die Kamera zu erkennen.Wählen Sie nun unter den Verzeichniseinstellungen den Speicherort auf dem Computer aus, an dem die Bilder gespeichert werden sollen, und aktivieren Sie den Befehl. Erstellen Sie auslösende Unterordner. Geben Sie anschließend die Prozessparameter im Abschnitt mit der Überschrift Auslösermodus ein.Geben Sie fünf Liter deionisiertes Wasser in das Vorratsgefäß und schalten Sie die Pumpe ein, um die Pumpe und die Pumpenleitung zu entlüften. Schalten Sie danach die Pumpe aus und schalten Sie das Rührwerk ein. Bereiten Sie anschließend das Tensid Triton X 100 vor und geben Sie es mit einer 10-Milliliter-Pipette unter ständigem Rühren hinzu.Nach 10 Minuten ist das Tensid vollständig gelöst. Schalten Sie nun den Rührer aus und schalten Sie die Pumpe ein. Positionieren Sie die Endoskopsonde so, dass sich die Linse direkt unterhalb des Einlassrohrs befindet.Der kritischste Schritt ist die Positionierung der Sonde. Für diese Untersuchungen muss sie sich direkt unterhalb des Einlassrohrs befinden, damit sie jeden Tropfen nicht mehrfach erfasst. Außerdem muss die Sonde sehr stabil sein, damit die Bilder nicht unscharf werden. Schalten Sie die Pumpe ein und stellen Sie die Durchflussrate auf 3,4 Liter pro Minute ein, indem Sie das Handradventil variieren, um einen Druckabfall von 0,03, 0,3 oder 0,61 bar zu erzielen. Wiegen Sie in der Zwischenzeit die erforderliche Menge des Öls direkt in eine Spritze ab. Starten Sie anschließend die Erfassungssoftware.So pat cam Steuerung, schrauben Sie die Spritze auf die Spritzenöffnung und beginnen Sie den Test. Durch das Hinzufügen des Öls verteilt die laufende Pumpe die Emulsionstropfen. Vor der Durchführung eines weiteren Tests muss nach einer Versuchszeit von einer Stunde das Lagervolumen und die integrierte Pumpenumwälzschleife gereinigt werden.Um die Datenanalyse zu beginnen, öffnen Sie den SOAT-Batcher über das Hauptmenü der Software. Wählen Sie unter „Batch-Stammverzeichnis“ den Speicherort auf dem Computer aus, an dem die Dateien gespeichert sind. Laden Sie anschließend die Bildreihe.Wählen Sie den Pfad zur Spaltenbildserie aus und klicken Sie auf „Bildserien-Unterordner hinzufügen“. Um die Tropfenerkennung festzulegen, laden Sie die von soat LTD bereitgestellten Prozessparameter, wählen Sie die Spaltensuchparameter für PSS oder Off-Drag-Matt-Dateien und klicken Sie anschließend auf „Suchparameter festlegen“.Um die Prozessparameter zu laden, wählen Sie das Spaltensuchmuster für PSP- oder FCO-Star-Matt-Dateien aus und klicken Sie auf „Suchmuster festlegen“. Starten Sie nun die Bilderkennung, indem Sie auf die Schaltfläche „Batch starten“ klicken. Öffnen Sie danach den Ergebnisanalysator über das Hauptmenü.Dieses Werkzeug gibt die Tropfengrößen anhand verschiedener Messgrößen wie beispielsweise des Sauter-Durchmessers an. Laden Sie die gespeicherten Dateien mithilfe des Befehls „all star.dot CSV“ in einem Ordner und klicken Sie auf „Ordner laden“. Um die Ergebnisse anzuzeigen, wählen Sie den entsprechenden Wert im Dropdown-Menü aus. Zur Berechnung der Durchmesser geben Sie den Skalierungswert von 0,6591 Mikrometern pro Pixel ein, der je nach optischer Konfiguration vom Hersteller bereitgestellt wird. Eine Inline-Endoskopie wurde verwendet, um die Tropfengrößen eines Emulsionssystems in verschiedenen Pumpen im Vergleich zu anderen gängigen Pumpen zu bestimmen.Ein geringerer mechanischer Stress wird bei Mag-Love-Pumpen aufgrund ihrer schwebenden magnetischen Antriebstechnologie erwartet. Die Untersuchungen wurden mit einem Rohrpumpensystem durchgeführt, das aus dem Vorratsbehälter, dem Pumpkreislauf und der Ausrüstung für die Inline-Endoskopietechnik besteht. Zu den untersuchten Mehrwegpumpen gehörten die Pure Left 200 MU und die Pure Left 600 MU; die Betriebsbedingungen wurden standardisiert.**Der Soder-Mitteldurchmesser der Emulsionströpfchen wurde anschließend bestimmt. Die reine linke 200 µL-Pumpe zeigte eine beispielhafte Entwicklung der Soder-Mitteldurchmesser, ebenso wie die peristaltische Pumpe. Diese Sauer-Mitteldurchmesser wurden in den letzten 10 Minuten der Stunde für jeweils über 300 Tröpfchen pro Messpunkt berechnet. Wenn der Tröpfchendurchmesser bei verschiedenen Druckdifferenzen einen stabilen Zustand erreicht hatte, konnten die mit Hilfe von Mag-Handschuhen und Zentrifugalpumpen ermittelten sauren Mitteldurchmesser miteinander verglichen werden. Die Zentrifugalpumpenreihe Mag Left ergab bis zu 59 % größere gemessene saure Mitteldurchmesser. Diese Ergebnisse deuten auf eine geringere Rate an Tröpfchenzerreißung und somit auf geringere mechanische Belastung infolge des Einsatzes der Mag-Left-Zentrifugalpumpen hin, insbesondere bei niedrigen Druckverhältnissen.Dieses Video erleichtert das Verständnis dafür, wie die mechanische Belastung in Palmen mithilfe der Endoskopietechnik geschätzt werden kann.

a-cost-effective-reliable-method-to-predict-mechanical-stress-single

Research

Forschung

JoVE Journal

Engineering

Ingenieurwesen

Wir beschreiben eine Methode, um unter adhärenten Zellen eine laminare Strömung Schubspannung in einem sterilen kontinuierlichen Kreislauf. Die Zellen "Haftung kann Morphologie durch die transparente Kammer untersucht werden, Proben aus der Schaltung für Metabolit-Analyse und-Zellen nach Scher-Belastung für zukünftige Experimente oder Kultur geerntet wurden.

Parallel-Platten-Flow-Kammer und Continuous Flow Circuit endothelialen Vorläuferzellen unter Laminar Flow Schubspannung Bewerten

Es wurde Interesse an der Entwicklung Polymer Ventile erneuert. Hier sind die Ziele, um die Machbarkeit der Modifizierung eine kommerzielle Puls duplicator zu tri-Merkblatt Geometrien aufnehmen und ein Protokoll zu definieren Polymer Ventil hydrodynamischen Daten im Vergleich zu nativen und Klappenprothese Daten unter nahezu identischen Bedingungen gesammelt präsentieren zu demonstrieren.

Protokoll für Relative Hydrodynamische Beurteilung der Tri-Polymer Merkblatt Ventile

Dieses Protokoll repliziert physiologische oder pathologische Blutfluss in vitro zur Bestimmung Zellantwort bei Krankheitspathologien unterstützen. Durch Einführung einer Druckdämpfungskammer stromabwärts von einer Blutpumpe, kann die Blutströmung durch die Vaskulatur rekapituliert und auf einer Monoschicht von Gefäßendothel oder eines Mimetikums Kokultur auferlegt.

In-vitro-Modell von physiologischen und pathologischen Blutfluss mit Anwendung auf Untersuchungen der Gefäßzell Remodeling

Dieser Beitrag stellt ein Protokoll für die Herstellung von eine Wärmeleitung Mikropumpe mit symmetrische planar Elektroden auf flammhemmende glasfaserverstärktem Epoxy (FR-4) kupferummantelte Laminat (CCL) um zu testen, den Einfluss der Kammer Dimensionen auf die Leistung von einem Wärmeleitung Mikropumpe.

Leistungstests Plattform für eine Wärmeleitung Mikropumpe mit einem FR-4 kupferummantelte Elektrodenplatte

Diese Studie beschreibt die mikroskopische Überwachung der Pneumokokken-Bindung an von Willebrand-Faktor-Strings, die auf der Oberfläche differenzierter menschlicher Primärendothelzellen unter Scherspannung unter definierten Strömungsbedingungen hergestellt werden. Dieses Protokoll kann auf eine detaillierte Visualisierung spezifischer Zellstrukturen und die Quantifizierung von Bakterien durch die Anwendung von Differential-Immunostaining-Verfahren erweitert werden.

Pneumokokken-Infektion von primären humanen Endothelzellen im konstanten Fluss

Wir haben ein Simulationsmodell erstellt, um die Pumpenströmungseigenschaften und die Leistung der Einwellen-Koaxialmotor-Pumpenbaugruppe in elektrohydrostatischen Aktuatoren zu bewerten und den Gesamtwirkungsgrad unter einer Vielzahl von Arbeitsbedingungen der Motor-Pumpen-Baugruppe experimentell zu untersuchen.

Modellierung und experimentelle Analyse der Einwellen-Koaxialmotor-Pumpen-Baugruppe in elektrohydrostatischen Aktuatoren

In dieser Arbeit werden ein adaptiver Filter, der auf einem normalisierten NLMS-Algorithmus (Least Mean Square) basiert, und eine Methode zur Schätzung der Drehzahl vorgestellt, um die elektrischen und hydraulischen Fehler des elektrohydrostatischen Aktuators (EHA) zu erkennen. Die Wirksamkeit und Machbarkeit der genannten Methoden wird durch Simulationen und Experimente überprüft.

Entwurf und Anwendung eines Fehlererkennungsverfahrens auf Basis adaptiver Filter und Drehzahlschätzung für einen elektro-hydrostatischen Aktuator

Ein Simulationsmodell, das speziell das Vordesign einer elektrischen Verdrängerpumpe (EVDP) unterstützt, wird entwickelt und teilweise durch Experimente verifiziert. Die Steuerungsleistung, Lebensdauer, Zuverlässigkeit usw. können alle mit dem vorgeschlagenen Modell bewertet werden, das die wichtigsten Leistungsanforderungen im Rahmen der EVDP-Vorentwurfsaufgabe abdeckt.

Ein Modellierungs- und Simulationsverfahren zur Vorkonstruktion einer elektrischen Verdrängerpumpe

Hier wird eine Methode zur mechanischen Phänotypisierung einzelner Zellen unter Verwendung einer elektronikbasierten mikrofluidischen Plattform namens Mechano-Node-Pore Sensing (Mechano-NPS) vorgestellt. Diese Plattform hält einen moderaten Durchsatz von 1-10 Zellen / s aufrecht und misst gleichzeitig die elastischen und viskosen biophysikalischen Eigenschaften der Zellen.

Mechano-Node-Pore Sensing: Eine schnelle, markierungsfreie Plattform für viskoelastische Multiparameter-Einzelzellmessungen

Dieses Protokoll stellt die Konfiguration eines Kompressionstestgeräts vor, das in der Lage ist, die mechanischen Eigenschaften von Mikrostrukturen im Kleindehnungsbereich präzise zu messen, sowie eine systematische Methode zur Kompressionsprüfung mit diesem Gerät. Das vorgeschlagene Gerät kann verwendet werden, um verschiedene Mikrostrukturen und das mechanische Verhalten polymerbasierter Materialien zu analysieren.

Messung der Druckspannungs-Dehnungsantwort bei kleinen Dehnungen

Erfahren Sie die Inline-Endoskopie zur Tropfengrößenmessung in Pumpprozessen für die Bewertung mechanischer Spannungen. Diese Methode ermöglicht präzise Messungen in Öl-Wasser-Emulsionen mit geringer Standardabweichung.

Eine kostengünstige und zuverlässige Methode, um mechanische Spannung in Einweg-und Standardpumpen Predict

Weitere Videos entdecken