Name: 세실 물방울에 메탄 수화물 결정화 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-05-26T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 46 s
Description: 배우세요 세실 물방울에 메탄 수화물 결정화 방법을 통해 다양한 첨가물이 수화물 형태에 미치는 영향과 생체분자 상호작용을 연구하는 기술입니다. 이 프로토콜은 재현 가능한 수화물 형성을 가능하게 합니다.

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NASA 외생물학 보조금 80NSSC19K0477이 연구에 자금을 지원. 우리는 귀중한 토론을 윌리엄 웨이트와 니콜라스 에스피노자 감사합니다.

<ol><li>Bohrmann, G., Torres, M. E. Gas hydrates in marine sediments. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBohrmann%2C+G+%22Marine+Geochemistry%22">Marine Geochemistry</a>. Schulz, H. D., Zabel, M. , Springer. Heidelberg, Germany. 481-512 (2006).</li>
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<li>Kelland, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+kinetic+hydrate+inhibitors+from+an+environmental+perspective%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+%26+Fuels%22%5BJournal%5D)">A review of kinetic hydrate inhibitors from an environmental perspective.</a> Energy & Fuels. 32 (12), 12001-12012 (2018).</li>
<li>Walker, V. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antifreeze+proteins+as+gas+hydrate+inhibitors%5BTitle%5D)+AND+%22Canadian+Journal+of+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Antifreeze proteins as gas hydrate inhibitors.</a> Canadian Journal of Chemistry. 93 (8), 839-849 (2015).</li>
<li>Bruusgaard, H., Lessard, L. D., Servio, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Morphology+study+of+structure+I+methane+hydrate+formation+and+decomposition+of+water+droplets+in+the+presence+of+biological+and+polymeric+kinetic+inhibitors%5BTitle%5D)+AND+%22Crystal+Growth+%26+Design%22%5BJournal%5D)">Morphology study of structure I methane hydrate formation and decomposition of water droplets in the presence of biological and polymeric kinetic inhibitors.</a> Crystal Growth & Design. 9 (7), 3014-3023 (2009).</li>
<li>Jung, J. W., Espinoza, D. N., Santamarina, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Properties+and+phenomena+relevant+to+CH4-CO2+replacement+in+hydrate-bearing+sediments%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Geophysical+Research%22%5BJournal%5D)">Properties and phenomena relevant to CH4-CO2 replacement in hydrate-bearing sediments.</a> Journal of Geophysical Research. 115 (10102), 1-16 (2010).</li>
<li>Chen, X., Espinoza, D. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ostwald+ripening+changes+the+pore+habit+and+spatial+variability+of+clathrate+hydrate%5BTitle%5D)+AND+%22Fuel%22%5BJournal%5D)">Ostwald ripening changes the pore habit and spatial variability of clathrate hydrate.</a> Fuel. 214, 614-622 (2018).</li>
<li>DuQuesnay, J. R., Diaz Posada, M. C., Beltran, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+gas+hydrate+reactor+design%3A+3-in-1+assessment+of+phase+equilibria%2C+morphology+and+kinetics%5BTitle%5D)+AND+%22Fluid+Phase+Equilibria%22%5BJournal%5D)">Novel gas hydrate reactor design: 3-in-1 assessment of phase equilibria, morphology and kinetics.</a> Fluid Phase Equilibria. 413, 148-157 (2016).</li>
<li>Udegbunam, L. U., DuQuesnay, J. R., Osorio, L., Walker, V. K., Beltran, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phase+equilibria%2C+kinetics+and+morphology+of+methane+hydrate+inhibited+by+antifreeze+proteins%3A+application+of+a+novel+3-in-1+method%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Chemical+Thermodynamics%22%5BJournal%5D)">Phase equilibria, kinetics and morphology of methane hydrate inhibited by antifreeze proteins: application of a novel 3-in-1 method.</a> The Journal of Chemical Thermodynamics. 117, 155-163 (2018).</li>
<li>Espinoza, D. N., Santamarina, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Water-CO2-mineral+systems%3A+Interfacial+tension%2C+contact+angle%2C+and+diffusion+-+Implications+to+CO2+geological+storage%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Resources+Research%22%5BJournal%5D)">Water-CO2-mineral systems: Interfacial tension, contact angle, and diffusion - Implications to CO2 geological storage.</a> Water Resources Research. 46 (7537), 1-10 (2010).</li>
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<li>Makogon, I. F. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMakogon%2C+IF+%22Hydrates+of+natural+gas%22">Hydrates of natural gas</a>. , PennWell Books. Tulsa, Oklahoma, USA. 125(1981).</li>
<li>Johnson, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mainly+on+the+plane%3A+deep+subsurface+bacterial+proteins+bind+and+alter+clathrate+structure%5BTitle%5D)+AND+%22Crystal+Growth+%26+Design%22%5BJournal%5D)">Mainly on the plane: deep subsurface bacterial proteins bind and alter clathrate structure.</a> Crystal Growth & Design. 20 (10), 6290-6295 (2020).</li>
</ol>

경쟁적인 재정적 이익은 없습니다.

우리는 세실 물방울에 메탄 수화물 껍질을 안전하게 형성하고 10 MPa 작동 압력뿐만 아니라 가압 및 냉각 시스템에 정격 된 압력 셀을 기계화하고 조립하는 방법을 공유하는 방법을 개발했습니다. 압력 셀에는 임베디드 열전대를 포함하는 액적, 액적 시각화를 위한 사파이어 창 및 셀 상단에 고정된 압력 변환기가 장착되어 있습니다. 냉각 시스템에는 압력 셀이 배치되는 50% 에탄올 용액이 있는 탱크의 구리 코일을 통해 순환하는 냉장 에틸렌 글리콜이 포함됩니다. 압력 펌프는 실린더에서 압력 셀로 가스를 가압합니다. 수화물 쉘은 압력 셀의 상단에 드라이 아이스를 추가하여 급속한 온도가 감소할 때 형성됩니다. 우리는 껍질이 2 시간 동안 형성 될 수 있도록 허용하고, 그 동안 우리는 가스가 수화물 껍질의 장습 균열을 통해 침투 믿고, 더 긴 기간 동안 숙성 Ostwald. 실제로,이 장치는 이러한 현상을 연구하는 데 사용할 수 있습니다.
이 프로토콜에 대한 중요한 단계는 다음과 같습니다 : ...

가스 수화물은 반 데르 발스 상호 작용을 통해 게스트 가스 분자를 트랩 수소 결합 물 분자의 케이지입니다. 메탄 수화물은 고압 및 저온 조건 하에서 형성되며, 이는 대륙 의 여백을 따라, 북극 퍼머프로스트 아래, 그리고 태양계1의다른 행성 체에서 자연에서 발생하는 다. 가스 수화물은 기후와 에너지2에중요한 영향을 미치는 수천 기가톤의 탄소를 저장합니다. 가스 수화물은 가스 파이프라인에서 수화물에 유리한 조건이 발생하므로 천연가스 산업에서도 위험할 수 있으며, 이로 인해 파이프가 막히면 치명적인 폭발과 기름유출3가발생할 수 있습니다.
시투에서가스 수화물을 연구하는 데 어려움을 가지므로 실험실 실험은 종종 수화물 특성과 억제제 및기판4의 영향을 특성화하기 위해 사용됩니다. 이러한 실험실 실험은 다양한 모양과 크기의 세포에서 높은 압력에서 가스 수화를 증가시킴으로써 수행됩니다. 가스 파이프라인에서 가스 수화물 형성을 방지하기 위한 노력으로 인해 부동액 단백질(AFP), 계면활성제, 아미노산 및 폴리비닐피로돈(PVP)5,6을포함한 여러 화학 및 생물학적 가스 수화물 억제제의 발견이 이루어졌습니다. 이러한 화합물이 가스 수화물 특성에 미치는 영향을 확인하기 위해 이러한 실험은 오토클레이브, 결정화기, 교반 반응기 및 흔들리는 세포를 포함한 다양한 용기 설계를 사용했으며, 이는 0.2 내지 106 입방 센티미터4의부피를 지원합니다.
본 전연구에서 사용되는 세실 물방울 방법은7,8,9,10,11,12에서 압력 셀 내부의 물의 세슬액 액적에 가스 수화물 필름을 형성하는 것을 포함한다. 이 선박은 최대 10-20 MPa의 압력을 수용하기 위해 스테인레스 스틸과 사파이어로 만들어집니다. 셀은 메탄 가스 실린더에 연결됩니다. 이들 중 2개는 PVP7,11과같은 상업적 운동 수화물 억제제(KHI)에 비해 가스 수화물 억제제로서 AFP를 테스트하기 위해 액적 방법을 사용했다. 브루스가드 외7은 억제제의 형태학적 영향에 초점을 맞추고, 타입 I AF를 함유하는 액적들이 높은 구동력에서 억제제 없이 수지상 액적 표면보다 부드럽고 유리표면이 있다는 것을 발견했다.
Udegbunam외. 11은 이전연구에서KHI를 평가하기 위해 개발된 방법을 사용했으며, 이는 형태/성장 메커니즘, 수화-액체 증기 평형 온도/압력, 및 운동학을 온도의 함수로서 분석할 수 있도록 한다. 정외는 CH4-CO2 교체를 연구하여 CH4 수화 쉘8을형성한 후CO2로 세포를 범람시킴으로써 연구했다. 첸 외. 수화물 껍질 형태로 익는 오스트발트 관찰9. 에스피노자 외는 다양한 미네랄기판(12)에대한CO2 수화물 껍질을 연구했다. 상기 액적 방법은 가스 수화물에 대한 다양한 화합물 및 기판의 형태학적 효과를 결정하는 비교적 간단하고 저렴한 방법이며 소량의 첨가제가 적은 부피로 인해 요구된다. 이 논문은 최대 10MPa 작동 압력등급의 시각화를 위한 사파이어 창이 있는 스테인리스 스틸 셀을 사용하여 물방울에 이러한 수화물 쉘을 형성하는 방법을 설명합니다.

<table><tbody><tr><td>CAMERA AND LAPTOP</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Camera Body</td><td>Nikon</td><td>D7200</td><td>프로토콜 내 이름: camera</td></tr><tr><td>Camera Control Pro 2 소프트웨어</td><td>Nikon</td><td></td><td>프로토콜 내 이름: 카메라 소프트웨어</td></tr><tr><td>Laptop</td><td>HP Pavilion</td><td>hp-pavilion-laptop-14-ce0068st</td> 충분한 <td>저장 공간(~ 1 Tb)이 있는 PC여야 함 프로토콜 내 이름: laptop</td></tr><tr><td>매크로 사진 렌즈</td><td>Nikon</td><td>AF-S MICRO 105mm f/2.8G IF-ED 렌즈</td><td>프로토콜 내 이름: lens</td></tr><tr><td>CONSUMABLES</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Deionized water</td><td></td><td></td><td>프로토콜 내 이름: DI water</td></tr><tr><td>Dry Ice</td><td>VWR 또는 식료품점</td><td></td><td>핵 생성 직전 구매 프로토콜 내 이름: dry ice</td></tr><tr><td>Ethanol</td><td></td><td></td><td>프로토콜 이름 : 에탄올</td></tr><tr><td>에틸렌 글리콜</td><td></td><td></td><td>프로토콜 이름 : ethylene glycol</td></tr> <tr><td>COOLING SYSTEM</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1/2 in. O.D. x 3/8 in. I.D. x 25 ft. 폴리에틸렌 튜빙</td><td>Everbilt</td><td>모델 # 301844</td><td>수족관의 냉각기에서 구리 코일로 순환 냉각제 프로토콜 이름 : 3/8 " (내경) 플라스틱 튜빙</td></tr><tr><td>순환 냉각기</td><td>Polyscience</td><td></td><td>프로토콜 이름 : 냉각기</td></tr><tr><td>경제적 인 유연한 폴리에틸렌 폼 파이프 단열재</td><td>McMaster-Carr</td><td>4530K162</td><td>3/4 "두께의 벽; 1/2 "내경; R 값 3; ><프로토콜의 이름: 폼 파이프 단열재</td></tr><tr><td>플라스틱 튜브는</td><td></td><td></td><td>실험실의 항공사 연결에 맞고 항공사 연결에서 수족관 앞까지 이동할 수 있을 만큼 충분히 긴 튜브를 사용합니다</td></tr><tr><td>DATALOGGER</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>armature 멀티플렉서 모듈 for 34970A/ 34972A, 20채널</td><td>Keysight Technologies</td><td>34901A</td><td>프로토콜 내 이름: 데이터 로거 다중 채널</td></tr><tr><td>Benchvue 또는 Benchlink 소프트웨어</td><td>Benchvue 또는 Benchlink</td><td></td><td>프로토콜 내 이름: 온도 트랜스듀서 소프트웨어</td></tr><tr><td>데이터 수집/스위치 장치. GPIB, RS232</td><td>Keysight Technologies</td><td>34970A</td><td>프로토콜 내 이름: datalogger</td></tr><tr><td>USB/GPIB interface</td><td>Keysight Technologies</td><td>82357B</td><td>프로토콜 내 이름: datalogger USB</td></tr><tr><td>datalogger multichannel</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Schott Fostec -Llc 20510 Ace 광섬유 광원</td><td>Schott Fostec</td><td>A20500</td><td>3115PS-12W-B20 115 V ~AC 50/60Hz 5/4.5 W 프로토콜 이름: light source 단위</td></tr><tr><td>Schott Fostec 광원 가이드 - 단일 번들</td><td>Schott Fostec</td><td>A08031.40</td><td>프로토콜 이름: 광섬유 광원 케이블</td></tr><tr><td><강한>메탄 가스 및 레귤레이터</강한></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1/4 OD in. x 20피트 구리 소프트 냉동 코일</td><td>Everbilt</td><td>모델 # D 04020PS</td><td>ISCO 압력 펌프에 압력을 가하기 위해. 냉각수 순환을 위해 아래와 같이 추가 팩이 필요합니다. 프로토콜 이름: 고압 정격 1/4" 구리 파이프</td></tr><tr><td>메탄 실린더 레귤레이터</td><td>Airgas</td><td>Y11N114G350-AG</td><td>프로토콜 내 이름: 메탄 실린더 레귤레이터</td></tr><tr><td>메탄 가스 실린더</td><td>Airgas</td><td>ME UHP300</td><td>프로토콜 내 이름: 메탄 가스 실린더</td></tr><tr><td>PRESSURE PUMP</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1/4 in.&nbsp; 유연한 튜브, ~ 3 ft.</td><td></td><td></td><td>누출 테스트를 위해 펌프 입구에 연결 프로토콜 이름: 1/4"&nbsp; 유연한 튜빙</td></tr><tr><td>260D 주사기 펌프 W/컨트롤러</td><td>Teledyne Instruments Inc.</td><td>67-1240-520</td><td>프로토콜 이름: 압력 펌프</td></tr><tr><td>컨트롤러 &마이너스; 이더넷/USB</td><td>Teledyne Instruments Inc.</td><td>62-1240-114</td><td>Labview를 컴퓨터에 설치하고 압력 펌프를 원격으로 제어하려면 구입하십시오. 우리는 이것을하지 않았습니다.</td></tr><tr><td>스무스-보어 심리스 316 스테인리스 스틸 튜빙, 1/4" OD, 0.035" 벽 두께, 1피트 길이 (x5)</td><td>McMaster-Carr</td><td>89785K824</td><td>프로토콜 이름: 1/4" 파이프</td></tr><tr><td>스무스 보어 심리스 316 스테인리스 스틸 튜빙, 1/8" OD, 0.02" 벽 두께, 1피트 길이 (x4)</td><td>McMaster-Carr</td><td>89785K811</td><td>프로토콜 이름: 1/8" 파이프</td></tr><tr><td>스테인레스 스틸 Swagelok 튜브 피팅, 리듀싱 유니온, 1/4 in. x 1/8 인치 튜브 OD (x4)</td><td>스웨즈락</td><td>&nbsp; SS-400-6-2</td><td>프로토콜 이름: 1/8" - 1/4" 어댑터</td></tr><tr><td>PRESSURE CELL</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>316 스테인리스 스틸 너트 및 페룰 세트(1 너트/1 프론트 페룰/1 백 페룰) 1/4 in. 튜브 피팅 (20)</td><td>Swagelok</td><td>&nbsp; SS-400-NFSET</td><td>필요한 경우 연결을 피팅하는 데 사용됩니다 프로토콜 이름: 페룰 세트</td></tr><tr><td>316L 스테인리스 스틸 복잡한 (FM) 호스, 1/4 인치, 316L 스테인리스 스틸 브레이드, 1/4 인치. 튜브 어댑터, 60인치 (1.5m) 길이</td><td>스웨즈락</td><td>SS-FM4TA4TA4-60</td><td>압력 펌프를 압력 셀에 연결 프로토콜 내 이름: 1/4" 꼰 스테인리스강 유연한 내압 호스</td></tr><tr><td>ABAQUS</td><td>ABAQUS FEA</td><td></td><td>프로토콜 내 이름: 시뮬레이션 소프트웨어</td></tr><tr><td>7/8" 나사 크기용 내마모성 쿠션 와셔, 0.875" ID, 2.25" OD, 10개 팩(x1)</td><td>McMaster-Carr</td><td>90131A107</td><td>프로토콜의 이름: 2.25" 고무 와셔</td></tr><tr><td>내마모성 밀봉 와셔, 아라미드 패브릭/Buna-N 고무, 3/8" 나사 크기, 0.625" OD, 10개 팩 (x1)</td><td>McMaster-Carr</td><td>93303A105</td><td>조명 포트에 사용</td></tr><tr><td>아크릴 시트 | 흰색 2447 / WRT31 압출 종이 마스크 (반투명 55% (0.118 x 12 x 12)</td><td>Interstate Plastics</td><td>ACRW7EPSH</td><td>기계 이미징의 배경 역할을 하는 압력 셀의 내부 챔버에 맞는 아크릴 원 프로토콜의 이름: acrylic disc</td></tr><tr><td>AutoCAD AutoCAD</td><td></td><td></td><td>프로토콜의 이름: 엔지니어링 설계 소프트웨어</td></tr><tr><td>Conax 피팅 Conax Technologies</td><td></td><td>311401-011</td><td>TG(PTM2/)-24-A6-T, 옵션 1/4" NPT 프로토콜 이름: 압력 씰 커넥터</td></tr><tr><td>일반 산업용 산업용 고정밀 오일 충전 압력 트랜스듀서/트랜스미터 (x2)</td><td>Omega Engineering, Inc.</td><td>PX409-3.5KGUSBH</td><td>두 개를 사면 백업이 있습니다. 프로토콜 이름: pressure transducer</td></tr><tr><td>HIGH PRESSURE CHAMBER&nbsp; 부품</td><td>Wither Tool, Die and Manufacturing Company</td><td></td><td>CAD 도면에 나열된 압력 셀 부품 가공(그림 S1) 프로토콜 이름: 파트 B = 스테인리스 스틸 와셔</td></tr><tr><td>고강도 316 스테인리스 스틸 소켓 헤드 나사, M5 x 0.80mm 나사, 14mm 길이 (x20)</td><td>McMaster-Carr</td><td>90037A119</td><td>조명 포트에 사용</td></tr><tr><td>고강도 316 스테인리스 스틸 소켓 헤드 나사, M8 x 1.25mm 나사산, 25mm 길이 (x20)</td><td>McMaster-Carr</td><td>90037A133</td><td>프로토콜 이름: M8 스테인리스 스틸 나사</td></tr><tr><td>내유성 하드 Buna-N O-링, 3/32 분수 너비, 대시 번호 120, 50개 팩(x1)</td><td>McMaster-Carr</td><td>5308T178</td><td>프로토콜 이름: 1" O-링</td></tr><tr><td>내유성 하드 Buna-N O-링, 3/32 분수 너비, 대시 번호 128, 50개 팩(x1)</td><td>McMaster-Carr</td><td>5308T186</td><td>프로토콜 이름: 1.5" o-ring</td></tr><tr><td>Omega Inc. 압력 변환기 소프트웨어</td><td>Omega Engineering, Inc.</td><td></td><td>프로토콜의 이름: pressure transducer software</td></tr><tr><td>Polycarbonate Disc</td><td>McMaster-Carr</td><td>8571K31</td><td>조명 포트용 CAD 도면에 등재됨, 그림 S1 파트 E</td></tr><tr><td>사파이어 창(x3)</td><td>Guild Optical Associates, Inc.</td><td>광학 등급 사파이어 창, C-Plane 직경: 1.811" < 005인치 두께: .590" &plusmn;입니다. 005인치 표면 품질: 60/40 가장자리 접지 및 안전 챔퍼 셋</td>을 <td>구입하면 두 개의 백업이 있습니다. 프로토콜 이름: 사파이어 윈도우</td></tr><tr><td>솔리드 써모커플 와이어 FEP 절연 및 재킷, 유형 K, 24 게이지, 50피트 길이 (x1)</td><td>McMaster-Carr</td><td>3870K32</td><td>프로토콜 이름: 열전대</td></tr><tr><td>스테인리스 스틸 일체형 보닛 니들 밸브, 0.37 Cv, 1/4 에. 스웨즈락 튜브 피팅, 조절 스템 (x4)</td><td>스웨즈락</td><td>&nbsp; SS-1RS4</td><td>Two는 압력 펌프에도 사용됩니다. 프로토콜 이름: 1/4" 니들 밸브</td></tr><tr><td>스테인레스 스틸 파이프 피팅, 육각 니플, 1/4인치. 남성 NPT (x2)</td><td>스웨즈락</td><td>&nbsp; SS-4-HN</td><td>조명 포트에 사용됨</td></tr><tr><td>스테인레스 스틸 스웨즈락 튜브 피팅, 암 브랜치 티, 1/4 in. 튜브 OD x 1/4 in. 튜브 OD x 1/4 in. 암 NPT (x2)</td><td>스웨즈락</td><td>&nbsp; SS-400-3-4TTF</td><td>압력 변환기와 함께 사용 프로토콜 이름: 분기 티 피팅</td></tr><tr><td>스테인리스 스틸 스웨즈락 튜브 피팅, 수 커넥터, 1/4 in. 튜브 OD x 1/4 in. 남성 NPT (x4)</td><td>스웨즈락</td><td>&nbsp; SS-400-1-4</td><td>니들 밸브로 이어지는 상단 포트 및 측면 포트에 사용 프로토콜 이름: NPT 나사</td></tr><tr><td>, 스테인리스 스틸 스웨즈락 튜브 피팅, 포트 커넥터, 1/4 in. 튜브 OD (x8)</td><td>스웨즈락</td><td>&nbsp; SS-401-PC</td><td>NTP와 밸브 연결 사이의 튜브 연결로 사용 프로토콜 이름: 포트 커넥터 피팅</td></tr><tr><td>TANK</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1/4 OD in. x 20 ft. 구리 소프트 냉동 코일</td><td>Everbilt</td><td>모델 # D 04020PS</td><td>순환 냉각제 프로토콜 이름: 1/4" 구리 파이프</td></tr><tr><td>10 갤런 수족관</td><td>테트라</td><td></td><td>프로토콜 이름: 10 갤런 탱크</td></tr><tr><td>2 oz. Waterweld</td><td>J-B 용접</td><td>모델 # 8277</td><td>프로토콜 이름: 수중 밀봉제</td></tr><tr><td>3 인치 x 25 피트 호일 백업 섬유유리 파이프 랩 단열재</td><td>Frost King</td><td>모델 # SP42X/16</td><td>수족관 주변< 감싸는 데 사용됩니다> 프로토콜 이름: 호일 라이닝 유리 섬유</td></tr><tr><td>3/8 7/8 인치. 스테인리스 스틸 호스 클램프 (10팩)</td><td>Everbilt</td><td>모델 # 670655E</td><td>프로토콜 내 이름: 웜 드라이브 호스 클램프</td></tr><tr><td>스티로폼</td><td></td><td></td><td>프로토콜 내 이름: 절연 재료</td></tr><tr><td>TOOLS</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1-1/8 in. 래칫 튜브 커터</td><td>허스키</td><td>모델 # 86-036-0111</td><td></td></tr><tr><td>1/2 in. to 1 in. 파이프 커터</td><td>아폴로</td><td>모델 # 69PTKC001</td><td></td></tr><tr><td>조정 가능한 렌치 (x2)</td><td>스틸 코어</td><td>모델 # 31899</td><td>턱이 있는 두 개의 렌치가 필요합니다. 적어도 1"</td></tr><tr><td>앨런 렌치 세트</td><td>홈 디포</td><td></td><td></td></tr><tr><td>덕트 테이프</td><td></td><td></td><td>프로토콜 이름: 덕트 테이프</td></tr><tr><td>IV 라인과 같은 유연한 튜브, 그레인저 프로브(캐뉼라) 끝에 맞게프로토콜</td><td></td><td></td> <td>이름: IV tube</td></tr><tr><td>Grainger 18 게이지 프로브</td><td>Grainger</td><td></td><td>droplet 삽입용 프로토콜 이름: cannula</td></tr><tr><td>High Vacuum Grease</td><td>Dow corning</td><td></td><td>사파이어 window 를 삽입하기 전에 O-링에 적용 프로토콜 이름: vacuum grease</td></tr><tr><td>Klein Tools Professional 90도 4-in-1 튜브 벤더</td><td>Klein Tools</td><td>모델 # 89030</td><td>프로토콜 이름: tube bender</td></tr><tr><td>Snoop liquid 누출 감지기</td><td>Swagelok</td><td>MS-SNOOP-8OZ</td><td>메탄 압력 시 누출을 감지하기 위해 프로토콜 이름: 액체 누출 감지기</td></tr><tr><td>흡입 컵</td><td>Home Depot</td><td></td><td>꽉 끼는 사파이어 창을 제거하기 위한 프로토콜 이름: 흡입 컵</td></tr><tr><td>테프론 테이프</td><td></td><td></td><td>프로토콜 이름: 배관공 테이프</td></tr><tr><td>Temflex 3/4 인치 x 60 피트 1700 전기 테이프 검정</td><td>3M</td><td>모델 # 1700-1PK-BB40</td><td>프로토콜 이름: 전기 테이프</td></tr></tbody></table>

세실 물방울에 메탄 수화물 결정화

Methane Hydrate Crystallization on Sessile Water Droplets

이 논문은 물방울에 메탄 수화물 껍질을 형성하는 방법을 설명합니다. 또한, 10MPa 작동 압력으로 정격된 압력 셀에 대한 청사진을 제공하며, 세실 방울의 스테이지, 시각화를 위한 사파이어 윈도우, 온도 및 압력 변환기를 포함합니다. 메탄 가스 실린더에 연결된 압력 펌프를 사용하여 셀을 5MPa로 가압합니다. 냉각 시스템은 구리 코일을 통해 에틸렌 글리콜을 통해 냉각된 50% 에탄올 용액을 함유한 10갤런(37.85 L) 탱크입니다. 이러한 설정은 각각 냉각 및 우울화 시 수화물 형성 및 해리와 관련된 온도 변화를 관찰할 뿐만 아니라 액적의 형태학적 변화의 시각화 및 사진 촬영을 가능하게 한다. 이 방법으로, 급속 수화물 껍질 형성은 ~-6°C에서 -9°C로 관찰되었다. 감압 시, 0.2°C ~ 0.5°C의 온도 낙하가 엑더믹 수화물 해리로 인한 압력/온도(P/T) 안정성 곡선에서 관찰되었으며, 온도 낙하시에 용융의 시각적 관찰에 의해 확인되었다. "메모리 효과"는 2MPa에서 5MPa로 억압 한 후 관찰되었다. 이 실험 설계를 통해 시간이 지남에 따라 액적의 압력, 온도 및 형태에 대한 모니터링을 통해 수화물 형태에 대한 다양한 첨가제 및 기판을 테스트하기에 적합한 방법입니다.

이 방법을 사용하면 액적의 가스 수화물 쉘을 압력 셀의 사파이어 창을 통해 온도 및 압력 트랜스듀서를 통해 시각적으로 모니터링할 수 있습니다. 5MPa로 가압한 후 수화물 껍질을 핵에 넣은 건조 빙상은 압력 세포의 상단에 첨가되어 급속히 수화 결정화를 유발하기 위해 열 충격을 유도할 수 있다. 드라이 아이스 강제 수화물 껍질 형성시 명확한 형태적 차이가 있습니다. 물방울은 부드럽고 반사표면(도3A)에서약간 수지상 표면이 있는 불투명수화물 쉘로 전환하였다(도3B). 100 μg mL-1 타입 I AFP의 첨가는 액적의 상단에서 액적 및 돌출을 따라 능선 가장자리를 유도하여 수화물 형태를 변경하였다(도3C,D).
~1h를 위해 수화물 껍질이 개발된 후, 세포는 2MPa(보충<...

우리는 수화물 결정 형태에 다양한 억제제, 프로모터 및 기판의 효과를 연구하기 위해 세실 물방울에 가스 수화물을 형성하는 방법을 설명합니다.

This paper describes a method to form methane hydrate shells on water droplets. In addition, it provides blueprints for a pressure cell rated to 10 MPa ...

가스 수화물 형태와 압력 온도 안정성에 대한 다양한 첨가제의 효과를 테스트할 수 있습니다. 그러나 주요 관심사는 생체 분자가 어떻게 상호 작용하고 그 중심에 있는 가스 수화물에 영향을 미칠 수 있는지 알아내는 것입니다. 이 프로토콜의 주요 장점은 세실 액적에 수화물 쉘을 안전하게 형성할 수 있다는 것입니다.방울 스테이지를 평준화하는 것은 어렵고, 물방울이 고르지 않은 무대에서 미끄러지기 때문에 연습이 필요합니다. 또한, 고압 인화성 가스에 대한 Swagelok 연결 및 안전에 익숙합니다. 먼저 메탄 실린더 레귤레이터를 펌프에 새로운 너트 및 ferrule 세트를 사용하여 1-4인치 구리 파이프를 연결합니다.IV 튜브의 유연한 팁을 접착제, 각도를 잘라, 사파이어 창쪽으로 방울을 지시하는 데 도움이 캐뉼라의 끝에. 캐뉼라에 밀리리터 주사기를 1밀리리터 주사기를 부착하고 원하는 양의 탈온화된 물을 가져옵니다. 바늘 밸브 나 사파이어 창이 부착되지 않고, 상단 보드에 캐뉼라의 끝을 삽입하고 중앙 단계에 방울을 추방 연습.Sapphire 창과 와셔를 M8 나사로 다시 연결하고 최고 압력 셀 밸브를 부착합니다. 압력 펌프에서 압력 셀에 편조 된 스테인레스 스틸 호스를 연결합니다. 그리고 가스 실린더에서 압력 셀에 이르는 모든 연결이 타이트하다는 것을 다시 확인하십시오.압력 셀 입구 밸브를 열고 수족관에 압력 셀을 설정합니다. 그런 다음 광섬유 광원 케이블을 압력 셀 조명 포트에 삽입합니다. 에탄올과 물의 50/50 비율로 채워진 수족관에서, 다음 주에 용액 레벨이 떨어지면 광원 연결 바로 아래 압력 셀의 상단과 레벨이 될 때까지 에탄올을 더 추가합니다.냉각기를 셀 내부의 섭씨 약 0~3도까지 달성하고 코일을 통해 순환하기 시작하는 온도로 설정합니다. 수족관 표면의 응축을 방지하기 위해 수족관 의 전면에 공기 흐름을 켭니다. 데이터 로거 소프트웨어에서 온도 로그를 시작합니다.스캐닝 간격을 30초로 설정하고 압력 셀 내부의 온도가 섭씨 2도에서 안정될 때까지 기다립니다. 카메라를 놓은 후 광원을 약 80%로 켜고 카메라 소프트웨어를 엽니다. Live View에서 카메라 렌즈를 셀 내부 챔버에 집중하고 광원을 조정하여 최상의 이미징을 제공합니다.1초 스캔 간격으로 새 온도 로그를 시작합니다. 부착된 경우 압력 셀의 상단 포트에 콘센트 바늘 밸브를 분리합니다. 캐뉼라에 밀리리터 주사기를 1밀리리터 주사기를 부착하고 원하는 양의 탈온화된 물을 가져옵니다.라이브 뷰 모드에서 카메라 소프트웨어에 팁이 표시될 때까지 상단 보드를 통해 캐뉼라를 삽입합니다. 주사기에서 중앙 열전대 위로 유체 방울을 배출합니다. 그런 다음 바늘 밸브를 다시 부착합니다.압력 셀의 액적에 카메라를 집중합니다. 60초마다 시간 경과 이미징을 시작합니다. 노트북에서 압력 변환기 소프트웨어를 엽니다.차트에서 데이터 수집을 시작하고 1초의 스캔 간격으로 데이터 로그를 수집하고 물방울 온도가 섭씨 0~3도 사이에 안정될 때까지 기다립니다. 펌프와 컨트롤러를 켭니다. 압력 펌프의 입구 밸브를 닫습니다.펌프의 콘센트 밸브와 압력 셀의 밸브를 엽니다. 압력 펌프 컨트롤러에 0을 눌러 펌프 압력을 타수하십시오. 압력 펌프 컨트롤러에서 펌프 A를 선택하여 압력을 모니터링합니다.메탄 가스 이외의 다른 유체가 펌프에 존재하는 경우 압력 펌프가 비어 있는지 확인합니다. 최대 흐름과 일정한 흐름을 분당 100 밀리리터로 설정하고 Run을 눌러 이 작업을 수행합니다. 펌프가 비어 있는 때까지 실행 상태로 둡니다.펌프 콘센트 밸브를 닫고 펌프 입구 밸브를 엽니다. 가스 실린더를 열고 가스 실린더 레귤레이터를 1, 000 킬로파스칼으로 설정합니다. 압력 펌프 컨트롤러에 리필을 누릅니다.펌프가 가득 차면 1, 000 킬로파스칼 근처에 펌프 입구 밸브와 가스 실린더를 닫습니다. 펌프 콘센트 밸브를 셀에 약간 엽니다. 압력 전지의 상대적으로 낮은 온도로 인해 감소될 수 있으므로 압력 트랜스듀서 소프트웨어에서 압력 셀 압력을 모니터링합니다.최대 흐름을 분당 10밀리리터로 설정하고 최대 압력은 5, 000 킬로파스칼으로 설정하고 텍스트 원고에 설명된 압력 펌프 컨트롤러에 1, 000 킬로파스칼으로 일정한 압력을 설정합니다. 실행 을 누릅니다. 1, 000 킬로파스칼에 도달하면 펌프 컨트롤러에서 중지를 누르고 펌프의 콘센트 밸브를 닫습니다.압력 셀의 압력을 모니터링하여 누출이 없는지 확인합니다. 압력이 떨어지면 액체 누출 감지기를 사용하여 연결에서 누출을 발견하고 누출 성분을 조심스럽게 조입니다. 셀이 안정되면 펌프 콘센트를 열고 일정한 압력을 2, 000, 3, 000, 4, 000 및 5, 000 킬로파스칼로 점진적으로 설정하여 각 설정 후 정지를 눌러 셀 안정성을 모니터링합니다.압력이 안정되면 펌프 콘센트를 닫고 가스가 물방울에 침투할 때까지 약 12~24시간 기다립니다. 시간 경과를 전환하여 2~5초마다 이미지를 찍습니다. 수화물 껍질이 시간 경과에 보일 때까지 셀 상단에 드라이 아이스를 추가합니다.드라이 아이스가 미끄러지면 셀 상단 주위에 테이프를 부착합니다. 시간 경과 사진을 통해 메탄 수화물 형성의 진행 상황을 관찰하여 2~6시간 동안 관찰한다. 펌프 콘센트를 열고 일정한 압력을 2, 000 킬로파스칼으로 설정하여 세포를 2, 000 킬로파스칼으로 우울하게 하여 용융시 주목하십시오.30분 후 압력 셀을 5, 000 킬로파스칼으로 억압하여 메모리 효과를 관찰합니다. 수화물 쉘이 개혁하기 시작하고 쉘이 30분에서 2시간 동안 형성되도록 할 때 유의하십시오. 펌프 콘센트를 열고 일정한 압력을 100 킬로파스칼로 설정하여 셀을 우울하게 합니다.압력 셀에 잔류 압력이 있는 경우 압력 셀 상단 밸브를 1/16 인치 로 약간 엽니다. 압력 및 온도 데이터를 CSV 파일로 저장합니다. 상단 압력 세포 밸브를 제거하고 주사기, 캐뉼라 또는 IV 튜브로 액적을 추출하여 액적을 제거합니다.시험 간 오염에 대한 우려가 있는 경우 텍스트 원고의 지침을 따르십시오. 드라이 아이스강제 수화물 껍질 형성시 명확한 형태적 차이가 있는데, 물방울은 부드러운 반사 표면에서 약간의 수지상 표면을 가진 불투명한 수화물 쉘로 전환합니다. 1형 부동액 단백질에 밀리리터당 100마이크로그램을 첨가하여 액적 상단의 물방울과 돌출부를 따라 능선 가장자리를 유도하여 수화물 형태를 변화시켰습니다.수화물 껍질이 1시간 동안 개발된 후, 세포는 2개의 메가파스칼로 우울하여 P/T 안정성 곡선 근처의 온도에서 섭씨 2~5도 하락했습니다. 수화 절제로 인해 수화해리는 온도 가의 초기에 타임랩스 이미징을 통해 시각적으로 녹는 것으로 확인되었다. 물방울이 없고 수화물 껍질을 형성하지 않은 액적으로 음의 대조군으로 우울화 시 온도가 감소하지 않았습니다.각 온도도의 정점은 이전에 확립된 P/T 안정성 곡선보다 높았기 때문에 이러한 시험의 정점 P/T를 기준으로 회귀 곡선을 계산했습니다. 이 프로토콜을 수행할 때 두 가지 를 염두에 두는 것이 중요합니다. 하나는 가압하기 전에 모든 연결이 안전한지 확인하고 두 개는 사파이어 창을 부착하기 전에 물방울을 추방하는 연습을 합니다.이 프로토콜에 따라, 하나는 가스 소비를 계산하고 형성 된 수화물의 양을 결정하기 위해 수화물 쉘 두께를 계산하기 위해 이미지를 분석 할 수 있습니다.

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연구

JoVE Journal

Environment

환경

여기서 같은 그들의 안정성 및 소수성을 향상시키기 위해 금속 - 유기 프레임 워크와 같은 미세 다공성 물질에 퍼플 루오로 알칸의 플라즈마 강화 화학 기상 증착을위한 절차가 설명된다. 또한, 샘플의 밀리그램 양의 돌파 테스트를 상세히 설명한다.

플라즈마 통해 소수성 유기 금속 프레임 워크의 제조 암모니아의 제거에 대한 퍼플 루오로 알칸의 화학 증착을 강화

모래, 물, 메탄 및 메탄 수화물로 구성된 합성 수화물 함유 퇴적물 샘플의 열적 특성을 측정하기 위한 프로토콜을 제시합니다.

과냉각 합성 모래 - 물 - 가스 메탄 하이드레이트 샘플의 열적 특성을 측정하기위한 프로토콜

여기, 우리는 액체는 매우 낮은 압력 강하와 통해 전달할 수 있는 다양 한 microhoneycomb monoliths (MHMs)를 준비 하는 일반적인 프로토콜을 제시. MHMs 얻은 필터로 사용 될 것으로 예상 된다, 촉매 지원, 교류 형 전극, 센서 및 생체 재료에 대 한 건설 기계.

셀 루 로스 Nanofiber 단방향 동결에 의해 준비 Microhoneycomb Monoliths 기반 Sols: 메서드 및 확장

우리는 사이클로펜탄에 잠긴 물방울의 계면에 대한 요온 계면 활성제의 존재에서 수화물의 형성을 연구하는 프로토콜을 제시한다. 이 프로토콜은 저비용, 프로그래밍 가능한 온도 조절기 구축으로 구성됩니다. 온도 제어 시스템은 시각화 기술 및 내부 압력 측정과 결합됩니다.

저비용 통합 모듈형 펠티에 장치를 사용하여 오일-워터 인터페이스에서 수화물 결정화에 대한 계면활성제 효과 연구

약하게 결합된 분자 클러스터의 대기 농도는 유전 알고리즘과 반 경험적 및 ab initio 양자 화학을 활용하는 다단계 구성 샘플링 방법을 통해 발견되는 저에너지 구조의 열화학적 특성으로부터 계산할 수 있습니다.

ab initio 열화학에서 분자 클러스터의 대기 농도 계산

본 프로토콜은 미세유체 장치에서 미세한 얼음 결정 및 포접 수화물의 결정화를 설명하여, 형성된 결정 주위에서 액체 교환을 가능하게 한다. 이것은 억제제의 결정화 과정과 결합 메커니즘을 검사할 수 있는 비할 데 없는 가능성을 제공합니다.

얼음 및 포접 수화물 결정화 연구를 위한 미세유체 접근법

레이크 부영양화 중요한 영양소 소스를 식별하고 제어 할 필요성을 만들어 전세계 수질 문제이다. 침전물 코어에서 인 방출 비율의 실험실 판정 내부 인 로딩의 역할을 결정하고 관리 결정을 안내하기위한 유용한 방법이다.

호수 퇴적물에서 실험실 결정 인 플럭스 내부 인 로딩의 측정으로

EPA Method 1615는 전기 양성 필터를 사용하여 엔테로바이러스와 노로바이러스를 환경 및 음용수에 농축합니다. 이 원고는 Method 1615 분석을 위한 샘플 수집 절차를 설명합니다.

엔테로 바이러스 및 문화 RT-qPCR에 의해 물에서 노로 바이러스의 발생의 EPA 방법 1615 측정. 바이러스 샘플의 I. 컬렉션

여기에서는 역전사-정량적 PCR을 사용하여 환경 및 음용수에서 엔테로바이러스와 노로바이러스를 정량화하는 절차를 제시합니다. EPA Method 1615의 표준화된 절차를 통해 지하수에서 바이러스가 회수되는 평균 비율은 소아마비 바이러스의 경우 20%, 쥐 노로바이러스의 경우 30%였다.

엔테로 바이러스 및 문화와 RT-qPCR에 의해 물에서 노로 바이러스의 발생의 EPA 방법 1615 측정. 파트 III. RT-qPCR에 의한 바이러스 검출

모형 매립 이산화탄소 그라데이션 시설은 생성하는 250 점토, 실트 질 점토, 모래 토양 모노리스에 온도 조절 챔버 하우징 초원 식물 사회에서 L -1 선형 이산화탄소 구배 μL 500. 이 시설은 과거와 미래의 이산화탄소 수준이 초원의 탄소 순환에 영향을 미치는 방법을 결정하는 데 사용됩니다.

CO<sub&gt; 2</sub테스트 주식에 대한&gt; 농도 구배 시설<sub&gt; 2</sub초원 생태계 기능에&gt; 농축 및 토양 효과

배우세요 세실 물방울에 메탄 수화물 결정화 방법을 통해 다양한 첨가물이 수화물 형태에 미치는 영향과 생체분자 상호작용을 연구하는 기술입니다. 이 프로토콜은 재현 가능한 수화물 형성을 가능하게 합니다.

세실 물방울에 메탄 수화물 결정화

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