Name: Een kosten-effectieve en betrouwbare methode om Mechanical Stress Voorspel in voor eenmalig gebruik en Standard Pompen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-08-05T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 34 s
Description: Leer inline-endoscopie voor druppelgroottebepaling in emulsies tijdens pompprocessen. Deze methode maakt betrouwbare metingen van mechanische stress in wegwerppompen en standaardpompen mogelijk.

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

De auteurs willen graag de Commissie bedanken voor Technologie en Innovatie (CTI, Zwitserland) voor hun financiële steun (No. 13.236,1 PFFLI-LS).

De onderzoekingen werden uitgevoerd met een piped pomp setup (Figu her 2), waarbij mechanische spanning experimenten met stroomsnelheden tot 60 L maakt min -1 en drukval tot 2 bar uit te voeren. Zoals getoond in fig u re 2, de experimentele opstelling bestaat uit het voorraadvat, het pompcircuit en uitrusting voor endoscopie inline techniek. De waaier van het opslagvat werd alleen gebruikt om de oppervlakteactieve stof te mengen. Perifere elementen zijn geïntegreerd in de gesloten lus met het debiet V en drukverschil p bij verschillende pompinstellingen controleren. De onderzoeken werden gevarieerd door het gebruik van de handwiel afsluiter. 1. Experimentele Setup <ol><li> Zorg ervoor dat de bioreactor (D = 0,15 m, H / D = 2,2) is voorzien van een rotor voor het oplossen van de surfactant en zorg ervoor dat de inlaatbuis dips in de vloeistof naar een gas invoeren voorkomen. </li><li> Voorzie de pomplus met een spuit poort, de onderzochte pomp, a clamp-on debietmeter, een eenmalig gebruik druksensor en een handwiel valve. Na aansluiting van de pomplus het voorraadvat, sluit de pompkop aan de motor en de voorbereiding van de endoscoop probe. </li><li> Monteer de veranderlijke reflectievlak, rhodium spiegel in dit geval is bij de sondepunt en stel de afstand tussen spiegel en lens 150 urn. Stel de schroef 100 urn om de scherpte van het doel gericht. </li><li> Sluit de sonde naar de stroboscoop via een glasvezelkabel en de camera van de endoscoop naar de computer via een Ethernet-kabel. Vervolgens sluit u de camera en de stroboscoop elkaar via een trigger-box-kabel. </li><li> Start de computer en open de fabrikant meegeleverde software, die een beeld acquisitie en herkenning software, evenals gevolg analyse software bevat. </li><li> Selecteer de afbeelding acquisitie software in het hoofdmenu. </li><li> Klik op de knop &quot;Detect-apparaat&quot; in de linkerbovenhoek van het scherm om de camera te detecteren. </li><li> Onder &quot;Directory Settings&quot; te selecteren de locatie op de computer voor het opslaan van beelden en activeer het commando &quot;Creëer trekker submappen&quot;. </li><li> Voer de procesparameters in het hoofdstuk &quot;Trigger-modus: Ready&quot;. Frame rate: 7,5 Hz Frames per trekker: 50 Aantal triggers: 60 Trigger interval: 60 sec </li><li> Na voltooiing van alle voorbereidende werkzaamheden, giet 5 L gedemineraliseerd water in het opslagvat en schakel de pomp aan de pomp en de pomp loop vullen. </li><li> Schakel de pomp en voeg 0,9 ml van surfactant (oppervlakteactieve c = 0,18 ml L -1, ρ surfactant, 20 ° C = 1070 kg m -3, kritische micel concentratie (CMC): ω cmc0; ≈ 0,018 ml L -1, ω surfactant ≈ 10 · ω cmc) met een pipet 10 ml onder roeren. Na 10 minuten werd de surfactant volledig is opgelost. </li><li> Schakel de waaier en zet de pomp. Plaats de endoscoop probe zodat de lens zich direct onder de inlaatbuis. </li><li> Stel de stroomsnelheid van 3,4 L min -1 en de drukval van 0,03, 0,3 of 0,61 bar door variatie van de rotorsnelheid en de handwiel afsluiter. </li><li> Weeg direct in de spuit (β olie = 1,26 g L -1, ρ olie, 20 ° C = 989,5 kg m -3) 6,3 g olie. </li><li> Start het beeld acquisitie software en voeg de olie via de spuit poort. De lopende pomp verdeelt de emulsie druppels. </li><li> Na 1 uur, af van de schuifspanning onderzoek en reinig het inline endoscoop en de bioreactormet geïntegreerde pomp loop. Vervolgens, de voorbereiding van de experimentele opstelling voor de volgende pompen proces. </li></ol> 2. Meting en beeldanalyse <ol><li> Open de automatische beeldherkenning software in het hoofdmenu. </li><li> Selecteer onder &quot;Batch Root Directory&quot; de locatie op de computer voor het opslaan van de bestanden (alle * .csv). </li><li> Selecteer de kolom &quot;Image Series Path &#39;en klik op de knop&quot; toevoegen Image Series submappen &quot;in de linkerbenedenhoek van het scherm om de afbeelding serie laden. </li><li> Laad de procesparameters die worden verschaft door de fabrikant. Selecteer de kolom &quot;Search Instellingen (* .pss of auftrag _ *. Mat)&quot; en klik op de knop &quot;Set Search Settings&quot; in de lagere-midden van het scherm om procesparameters te laden om de daling erkenning te geven. </li><li> Selecteer de kolom &quot;Zoeken Pattern (* .psp of F _ *. Mat) en klik op de knop&quot; Set Search Pattern &quot;in de rechterbenedenhoek van het scherm om de procesparameters te laden om de daling analyse te geven. </li><li> Start de beeldherkenning door te klikken op de knop &quot;Start Batch&quot;. </li><li> Na voltooiing van beeldherkenning, drukken de gedetecteerde druppelgroottes de Sauter gemiddelde diameter (d 32), of andere representatieve gemiddelde waarde of de voorkeursdistributie met het resultaat analyse software. </li><li> Open het resultaat analyse software in het hoofdmenu. </li><li> Activeer de opdracht &quot;alle * .csv in 1 map&quot; en klik op de knop &quot;Load Folder (s)&quot; in de linker bovenhoek van het scherm om de eerder opgeslagen alle * .csv-bestand te laden. </li><li> Selecteer de relevante waarde (bv Sauter gemiddelde diameter) in de drop-down lijst in de bovenste midden van het scherm om de resultaten te visualiseren. Voor de berekening van de diameter voer de schaling van 0,6591 urn pixel -1 rechts, die wordt geleverd door de fabrikant. </li></ol><img alt="Figuur 2" src="/files/ftp_upload/53052/53052fig2.jpg" /> Figuur 2. Experimentele setup pomp circuit voor achtergrondmuziek pomp setup met behulp van inline-endoscopie als meettechniek:. (1) opslagvat, (2) spuit poort, (3) pomp, (4) druksensor, (5) stromen sensor, ( 6) stroboscoop, (7) computer met de meegeleverde software-fabrikant, en (8) endoscoop sonde. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53052/53052fig2highres.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</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 en Reto Schöb zijn medewerkers van Levitronix, Ltd., fabrikant van de MagLev centrifugaalpompen.

Het doel van dit protocol is de geschiktheid van de inline endoscopie techniek voor druppelgrootte metingen pompen processen tonen. Daartoe druppelgrootten van een olie-wateremulsie systeem bepaald en gemeten Sauter gemiddelde diameter berekend karakteriseren de mechanische spanning van de MagLev centrifugaalpompen en hun tegenhangers, een peristaltische en een 4-zuigermembraanpomp. De resultaten toonden lage variatie van de gemeten Sauter gemiddelde diameters die werden gekwantificeerd door standaardafwijkingen dan 15%, wat aangeeft dat druppelgrootten zijn betrouwbaar en nauwkeurig gemeten. Bijgevolg kan de gemeten gemiddelde Sauter diameter succes gebruikt worden als vergelijkingscriterium de mechanische belasting van de onderzochte pompen evalueren. De MagLev centrifugaalpompen onthuld grotere gemeten Sauter gemiddelde diameters, wat aangeeft lagere mechanische spanningen op emulsie druppels vergeleken met de peristaltische en 4-zuiger membraanpompen. In studies tot op heden inline endoscopie aangetoond dat een robuuste en eenvoudige techniek een betrouwbare druppelgroottemeting 1,6,12-14,20-21, die werd bevestigd door deze studie. In vergelijking met alternatieve meetmethoden, zoals de optische vezel FBR sensor, de FBRM en de 2D-ORM techniek de endoscoop techniek kan worden toegepast als de standaard methode voor het verkrijgen van nauwkeurige gegevens in vloeibare / vloeistoftoepassingen 12,14. De hantering van de inline endoscopie en eenvoudige productie van de niet-biologische olie-wateremulsie systeem maakt een eenvoudige procedure voor druppelgrootte detecties volgens het voorschrift tekst (zie boven). Desondanks moet worden opgemerkt dat de positie van de endoscoop probe afhangt van de vloeistofstroom in het voorraadvat. Verdere onderzoekingen (data niet getoond) is gebleken dat de lens van de probe direct moet worden geplaatst onder de inlaatbuis voor lagere capaciteiten tot 5 Lmin -1teneinde een veelvoud detectie van één druppel 19 te voorkomen. Voor scherpe beelden met stroomsnelheden in 5 L min -1, wordt het aanbevolen om de positie van de probe ten minste 10 cm van de inlaatbuis. Onafhankelijk van procesparameters, moet de houder van de inline endoscopie stabiel zijn om een ​​verschuiving van de probe, wat kan leiden tot wazige beelden te voorkomen. Bovendien moet in het bijzonder worden opgemerkt dat de druppelgrootte gedetecteerde vlakbij de onderste detectielimiet van de gebruikte foto-optisch systeem, waarbij de minimale detecteerbare daling diameter 6,5 urn. Omdat de fabrikant meegeleverde software is verbeterd, kan inline endoscopie technieken betrouwbaar detecteren een minimale druppelgrootte van 1 micrometer. Bovendien zal de beeldverwerking verder worden ontwikkeld om online monitoring van industriële toepassingen mogelijk te maken. Hoewel de huidige studie concentreerde zich op een relatief lage debieten tot 3.4 L<html> 60, min -1 dienen toekomstige studies overwegen een breder scala van bedrijfsomstandigheden. Eerste onderzoeken zijn uitgevoerd bij capaciteiten tot 20 L -1 min (gegevens niet getoond). Echter een 1: 2 verdunning wordt (c surfactant = 0,09 ml L -1, c olie = 0,64 ml L -1) van de olie-wateremulsie aanbevolen systeem met stroomsnelheden dan 10 Lmin -1 19, een toename onderstaande verbreken veroorzaakt door hogere mechanische belasting anders zouden beïnvloeden vallen opsporing en vermindering van het aantal druppels gedetecteerd. Testen werden uitgevoerd met een 1 uitgevoerd: 2 verdunning en vergeleken met de resultaten van een onverdunde olie-water-emulsie systeem. Voor beide gevallen wordt de Sauter gemiddelde diameters zijn betrouwbaar vastgesteld (standaardafwijking dan 5%). Derhalve verminderde volumefractie: leverde (1 2 verdunning) geen invloed op de gemeten Sauter gemiddelde diameters, en dus een druppel-druppel verbreken was verwaarloosbaar. nt &quot;&gt; Deze krachtige experimentele benaderingen bieden een goede basis voor de verbetering van de endoscopie techniek alsmede de bijbehorende afbeelding overname, erkenning en resultaat analyse software. Bovendien, de geschiktheid van de endoscopie techniek om soorten en series pomp te classificeren op basis van hun mechanische spanning werd met succes gedemonstreerd. De verkregen resultaten zijn essentieel voor pompontwerp ontwikkeling en optimalisatie van pompen celschade te verminderen.

Pompen worden gebruikt om celculturen te dragen in de farmaceutische en biotechnologische industrieën. Tijdens het pompen, kan mechanische spanning leiden tot onherstelbare beschadiging van cellen, die de kwantiteit en kwaliteit van het product 1-4 zouden kunnen aantasten. De mate van mechanische spanning afhankelijk van de instellingen pomptype en pomp, zoals aangetoond in eerdere studies 5-6. Gewoonlijk worden peristaltische, spuit en membraanpompen gebruikt voor eenmalig gebruik (SU) technologie gebaseerde applicaties. Deze pompen leiden tot hoge locale afschuifkrachten veroorzaakt door het samendrukken van de pompslang en het pulserende stroom 7. Om deze nadelen magnetisch zweven centrifugaalpompen (MagLev centrifugaalpompen) overwonnen vormt een veelbelovend alternatief. De motor magnetisch aangedreven teneinde nauwe spleten tussen de waaier en het pomphuis (figuur 1) te vermijden. Een eerdere studie onderzocht de MagLev centrifugalepompen en vertoonden lagere spanning in Chinese Hamster Ovarium (CHO) cellen, vergeleken met peristaltische en 4-piston membraanpomp 5. Bovendien hemolyse analyses lieten geen significante trauma bloed en trombusvorming over een bereik van bedrijfsomstandigheden gebruik van deze pompen 8-11. De resultaten tonen aan dat het gebruik van deze specifiek ontworpen pompen zijn minder mechanische belasting van biologische systemen vergeleken met peristaltische en membraanpompen. Om de mechanische belasting met beperkte experimentele kosten te onderzoeken, is een olie-water-emulsie modelsysteem aanbevolen vanwege zijn kosten- (circa 99,8%) en in de tijd beperkt (ca. 99,5%) in vergelijking met de toepassing van biologische celcultuur systemen. Zoals druppel verbreken van de olie-water-emulsie systeem is een functie van spanning, druppelgroottes te worden geteld in de experimentele periode van schuifspanning onderzoeken. Vele technieken voor de dimensionering drops beschikbaar, worden kunnen worden onderverdeeld in geluid, laser en foto-gebaseerde technieken 12. Met name het gebruik van de foto-optische sonde inline endoscopie toont bijna identiek druppelgroottes voor handmatige en automatische detectie (standaard deviatie dan 10%) en maakt een detectie van 250 druppels per minuut 13. Door de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid is de endoscoop techniek blijkt een effectieve standaard meettechniek voor drop grootteverdeling in vloeistof / vloeistof dispersies zijn in vergelijking met andere veelgebruikte probes (bijv fiber optische voorwaarts-achterwaarts verhouding sensor (FBR) , gefocusseerde bundel reflectie methode (FBRM) en de twee-dimensionale optische reflectie meettechniek (2D-ORM)) 12,14. Bovendien, de geschiktheid van inline endoscopie voor het meten druppel maten in een geroerd vat is meerdere malen aangetoond in eerdere onderzoeken 15-18. Op basis van een voorafgaande studie 6, dit protocol beschrijfthet gebruik van inline endoscopie om druppel maten te bepalen (Sauter gemiddelde diameter) van een olie-water-emulsie systeem pompen. The Sauter gemiddelde diameter werd gebruikt als vergelijkingscriterium voor de schatting van de mechanische spanning van het meervoudige gebruik (MU) MagLev centrifugaalpompen, een peristaltische en eenmalig gebruik (SU) 4-zuigermembraanpomp. <img alt="Figuur 1" src="/files/ftp_upload/53052/53052fig1.jpg" /> Figuur 1. Magnetisch zweven centrifugaalpomp-systeem. (A) Het principe van een bearingless motor en (B) de PuraLev 200MU worden getoond als een voorbeeld. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53052/53052fig1highres.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>

<table><tbody><tr><td>CCD camera</td><td>Allied Vision Technologies GmbH</td><td>GX2750</td><td>Apparatuur voor inline endoscopie</td></tr><tr><td>C-Flex Biopharmaceutical Tubing</td><td>Saint-Gobain Performance Plastics</td><td>374-375-4</td><td>Slang Selecteer een slanglengte van ongeveer 45&nbsp;cm vóór de pomp.</td></tr><tr><td>C-Flex Biopharmaceutical Tubing</td><td>Saint-Gobain Performance Plastics</td><td>374-375-3</td><td>Slang Selecteer een slanglengte van ongeveer 45&nbsp;cm na de pomp en klem de flow sensor op deze slang.</td></tr><tr><td>CLAVE Connector</td><td>Victus</td><td>011-C2000</td><td>Bemonsteringspoort</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>Flow sensor voor flow rates onder 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>Flow sensor uitgangsapparaat&nbsp;</td></tr><tr><td>Masterflex I/P Easy Load</td><td>Fisher Scientific AG</td><td>EW-77963-10</td><td>Peristaltische pomp</td></tr><tr><td>Mitos free flow valve</td><td>Parker Hannifin Europe S&agrave;rl</td><td>FFLQR16S6S6AM</td><td>Klep</td></tr><tr><td>Mobil Eal Arctic</td><td>Exxon Mobil Corporation</td><td>Mobil EAL Arctic 22</td><td>Olie Bereid de emulsie direct voor het experiment voor.</td></tr><tr><td>Motor</td><td>Elektromotorenwerk Brienz AG</td><td>7WAC72N4THTF</td><td>Motor voor roerschacht</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>Spuit</td></tr><tr><td>Pump Head LPP-200.5</td><td>Levitronix GmbH</td><td>100-90525</td><td>PuraLev 200MU pompkop</td></tr><tr><td>Pump Head LPP-600.18</td><td>Levitronix GmbH</td><td>100-90548</td><td>PuraLev 600MU pompkop</td></tr><tr><td>Quattroflow 1200-SU</td><td>Almatechnik AG</td><td>QF 1200</td><td>4-zuiger membraanpomp</td></tr><tr><td>SciPres Sensor</td><td>SciLog</td><td>080-695PSX</td><td>Druksensor</td></tr><tr><td>SciPres Sensor Monitor</td><td>SciLog</td><td>080-690</td><td>Druksensor uitgangsapparaat&nbsp;</td></tr><tr><td>SOPAT-VF Inline Endoscopic Probe</td><td>SOPAT GmbH</td><td></td><td>Inline endoscopie</td></tr><tr><td>Stroboscope</td><td>Drello GmbH &amp; Co KG</td><td>Drelloscop 255-01</td><td>Apparatuur voor inline endoscopie</td></tr><tr><td>Triton X-100</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>X100</td><td>Oppervlakteactieve stof Met handschoenen en veiligheidsbril hanteren. (acute toxiciteit, oogirritatie)</td></tr></tbody></table>

een kosten-effectieve en betrouwbare methode om mechanical stress voorspel in voor eenmalig gebruik en standard pompen

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

Pompen worden vooral gebruikt bij het overbrengen van steriele kweeksuspensies in biofarmaceutische en biotechnologische productieprocessen. Tijdens het pompen afschuifkrachten optreden die kunnen leiden tot kwalitatieve en / of kwantitatieve productverlies. Om de mechanische belasting met beperkte experimentele kosten te berekenen, werd een olie-water-emulsie wordt gebruikt, waarvan de geschiktheid werd aangetoond voor druppelgrootte detecties in bioreactoren 1. Zoals druppel verbreken van de olie-water-emulsie systeem is een functie van spanning, druppelgroottes moeten worden geteld in de experimentele periode van schuifspanning onderzoeken. In eerdere studies is de inline endoscopie blijkt een nauwkeurige en betrouwbare meettechniek voor druppelgrootte detecties in vloeistof / vloeistof dispersies worden. Het doel van dit protocol is de geschiktheid van de inline endoscopie techniek voor druppelgrootte metingen pompen processen tonen. Om de druppelgrootte te drukken, de Sauter gemiddelde diameterd 32 werd gebruikt als vertegenwoordiger diameter van druppels in de olie-water-emulsie. De resultaten toonden lage variatie in de Sauter gemiddelde diameters die werden gekwantificeerd door standaardafwijkingen dan 15%, waarin de betrouwbaarheid van de meettechniek.

Optische beoordeling Fig u re 3 toont de beelden deeltje opname na pomptijd van 1 uur. De bovenste vier beelden tonen de druppels voordat erkenning en de onderste vier beelden tonen de druppels gemarkeerd door de herkenningssoftware. De gedetecteerde druppels worden gemarkeerd met een groene rand. Het vergelijken van de bovenste en onderste beelden blijkt dat de onderstaande randen juist door de beeldherkenningssoftware gedetecteerd. De beelden op de links tonen de daling verdeling van de MagLev centrifugaalpompen PuraLev 200MU en PuraLev 600MU, en die op de juiste tonen de 4-zuiger membraan en de peristaltische pomp. Een optische assessment toegestaan ​​een eerste indeling van de mechanische spanning in het model emulsie systeem. Hieruit bleek dat grotere daling afmetingen en lagere onderstaande tellingen werden gegenereerd door het MagLev centrifugaalpompen opzichte van de 4-zuiger DiafragmaAVA en peristaltische pomp. Bijgevolg is de MagLev centrifugaalpompen, vooral de PuraLev 200MU, liet een verminderde daling breuk, wat aangeeft lagere mechanische spanningen. <img alt="Figuur 3" src="/files/ftp_upload/53052/53052fig3.jpg" /> Figuur 3. Foto&#39;s van de inline endoscopie. Emulsie druppels voor (A, B, C, D) en na (E, F, G, H) deeltje opname na 1 h pompen gebruiken (A, E) de PuraLev 200MU, ( B, F) de PuraLev 600MU, (C, G) de 4-zuiger membraanpomp, en (D, H) de peristaltische pomp onder identieke omstandigheden (3.4 L min -1 en 0,03 bar). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53052/53052fig3highres.jpg" target="_blank">Klik hier om te bekijken grotere versie van deze figuur.</a> Sauter meeen diameter Verder onderzoek toonde standaarddeviaties onder d 32 ± 0,4 micrometer en gegarandeerde reproduceerbare resultaten bij het ​​gebruik van inline endoscopie 19. Daarom werden verschillende onderzoeken niet voor deze benadering, die bovendien verlaagde de experimentele kosten. Om de druppelgrootte expressie, de Sauter gemiddelde diameter d 32 (zie vgl. 1) werd gebruikt als vertegenwoordiger diameter van druppels in de olie-water emulsie voor deze aanpak. In het algemeen is de gemiddelde Sauter diameter verminderden in de tijd voor alle pomp en pompinstellingen tot aan steady state 12. Onderzoeken in deze studie bevestigt de progressie van de Sauter gemiddelde diameter (fig u re 4A D) krommen van de PuraLev 200MU (fig u re &amp;# 160; 4A) en de peristaltische pomp (Fig u opnieuw 4D) wordt voorbeeldig besproken in dit protocol. In tegenstelling tot de PuraLev 200MU de Sauter gemiddelde diameters waren tot 40% kleiner voor de peristaltische pomp op dezelfde bedrijfsomstandigheden (stroomsnelheid = 3,4 L min -1; drukval = 0,03 bar). Bijgevolg hogere mechanische belasting resulteerde in een verhoogde onderstaande verbreken en daardoor kleinere druppelgroottes. Bovendien is de gemiddelde Sauter diameter af met toenemende drukval in de PuraLev 200MU (Fig u her 4A) die de afhankelijkheid van druppelgrootte op drukverlies aangegeven. In tegenstelling, de peristaltische pomp toonde een gemiddelde Sauter diameter van d = 32,60min 10 urn op het einde van het experiment alle procesparameters (Figu opnieuw 4D). Daarom is de gemiddelde Sauter diameter bleek onafhankelijk van de drukval. De resultaten weerspiegelen fysisch begrip van de onderstaande breuk: hogere mechanische belasting, werden kleinere Sauter gemiddelde diameters bepaald (zie ook fig u re 5). Voor elk meetpunt werden tenminste 300 druppels bepaald voor statistische zekerheid te garanderen. De maximale standaardafwijking daalde de PuraLev 200MU van d 32,4min ± 42 pm en de PuraLev 600MU van d 32,6min ± 21 urn tot ongeveer 32 d ± 0,5 pm op het einde van het pompproces. De verminderde standaarddeviatie het gevolg van de toegenomen homogene druppelgrootte distributie tot steady state werd bereikt. In vergelijking to de MagLev centrifugaalpompen, de peristaltische en 4-zuigermembraanpompen onthuld standaarddeviaties onder d 32 ± 10 micrometer. <img alt="Vergelijking 1" src="/files/ftp_upload/53052/53052eq1.jpg" width="80" /> (1) <img alt="Figuur 4" src="/files/ftp_upload/53052/53052fig4.jpg" /> Figuur 4. Typische profielen van Sauter betekenen diameters d 32 in de tijd en de bepaling van de gemeten Sauter gemiddelde diameters d 32, m. Vergelijking van Sauter gemiddelde diameters d 32 (A) voor de PuraLev 200MU, (B) voor de PuraLev 600MU, (C) voor de 4-zuiger membraanpomp, en (D) voor de peristaltische pomp. The Sauter gemiddelde diameters D 32 werden bepaald bij een stroomsnelheid van 3,4 L min -1 en drukvallen variërend 0,03-0,61 bar.De gemeten Sauter gemiddelde diameter d 32, werd m berekend voor de laatste 10 min (grens). De resulterende standaarddeviatie van de Sauter gemiddelde diameters d 32 (N ≥ 300) wordt getoond. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53052/53052fig4highres.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a> Gemeten Sauter gemiddelde diameter als vergelijkingssysteem Zoals hierboven beschreven zijn de Sauter gemiddelde diameter afgenomen totdat de onderstaande afmetingen bereikte een steady state. In de laatste 10 minuten van de experimentele periode, de gemiddelde waarde van de Sauter-gemiddelde diameter berekend ter bepaling van de gemeten Sauter gemiddelde diameter, die werd gebruikt als vergelijkingscriterium (zie grens van figuur U re 4A-D). De gemeten Sauter gemiddelde diameters d 32 zijn getoond m een stroomsnelheid van 3,4 L &amp;# 160, min -1 en een drukval traject 0,03-0,61 bar in fig u re 5. Grotere gemeten Sauter gemiddelde diameters werden bepaald voor zowel MagLev centrifugaalpompen (200MU en 600MU) en de 4-zuiger membraanpomp bij lagere drukverliezen en waaier snelheden. De peristaltische pomp onthuld gemeten Sauter betekenen diameters van d 32, m = 10 um voor alle procesparameters. Zoals eerder vermeld, waren afschuifkrachten onafhankelijk van de drukval van de peristaltische pomp. De grootste gemeten Sauter gemiddelde diameters van d 32, m = 36 micrometer voor de PuraLev 200MU en d 32, m = 34 micrometer voor de PuraLev 600MU werden verkregen bij een drukval van 0,03 bar. In vergelijking met hun tegenhangers, de MagLev centrifugaalpomp serie pompen verkregen tot 59% grotere gemeten Sauter betekenen diameters. Deze resultaats aangegeven lagere daalsnelheid verbreken en daardoor lagere mechanische belasting als gevolg van het gebruik van centrifugaalpompen. De standaardafwijking van de gemeten Sauter gemiddelde diameters in de steady state was dan 15%, wat betrouwbare en nauwkeurige waarden voor de druppelgroottes bevestigd. <img alt="Figuur 5" src="/files/ftp_upload/53052/53052fig5.jpg" /> Figuur 5. Vergelijking van de gemeten Sauter gemiddelde diameters d 32, m. Gemeten Sauter gemiddelde diameters voor de MagLev centrifugaalpompen en hun tegenhangers op 3,4 L min -1 en de druk daalt van 0,03, 0,30 en 0,61 bar. De resulterende standaarddeviaties van de gemeten Sauter gemiddelde diameters d 32 m tijdens de steady state worden getoond. Afkortingen <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53052/53052fig5highres.jpg" target="_blank">Ple</a>ase klik hier om een ​​grotere versie van deze figuur te bekijken. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td> 2D-ORM </td><td> tweedimensionale optische reflectiemeting </td></tr><tr><td> CCD </td><td> ladingsgekoppelde inrichting </td></tr><tr><td> CHO </td><td> Chinese hamster ovarium </td></tr><tr><td> cmc </td><td> kritische micelconcentratie </td></tr><tr><td> FBR </td><td> forward-backward-verhouding </td></tr><tr><td> FBRM </td><td> gefocusseerde bundel reflectie methode </td></tr><tr><td> MU </td><td> multifunctionele </td></tr><tr><td> SU </td><td> eenmalig gebruik </td></tr></tbody></table> Nomenclatuur <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 sec -1] </td><td> debiet </td></tr><tr><td> c </td><td> [M 3 m -3] </td><td> concentratie </td></tr><tr><td> d 32 </td><td> [M] </td><td> Sauter gemiddelde diameter </td></tr><tr><td> d 32, m </td><td> [M] </td><td> gemeten Sauter gemiddelde diameter </td></tr><tr><td> d s </td><td> [M] </td><td> oppervlaktediameter </td></tr><tr><td> d v </td><td> [M] </td><td> volumediameter </td></tr><tr><td> f </td><td> [Hz] </td><td> frequentie </td></tr><tr><td> n </td><td> [Sec -1] </td><td> waaier snelheid </td></tr><tr><td> N </td><td> [-] </td><td> aantal druppels </td></tr><tr><td> p </td><td> Vader </td><td> drukval </td></tr><tr><td> t </td><td> sec </td><td> tijd </td></tr><tr><td> β </td><td> [Kg m -3] </td><td> massaconcentratie </td></tr><tr><td> ρ </td><td> [Kg m -3] </td><td> dichtheid </td></tr><tr><td>69; </td><td> [M 3 m -3] </td><td> massafractie </td></tr></tbody></table> Tabel 1. Tabel van afkortingen en nomenclatuur.

Onderzoek naar schuifspanning op een olie-water emulsiesysteem resulteert in druppelbreuk gedurende de experimentele tijd. Om druppelgroottes in pompprocessen te tellen, werd in dit protocol de geschiktheid van inline endoscopie met succes aangetoond.

Een kosten-effectieve en betrouwbare methode om Mechanical Stress Voorspel in voor eenmalig gebruik en Standard Pompen

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

Het algemene doel van deze procedure is om de geschiktheid van de inline endoscopietechniek aan te tonen voor het meten van druppelgrootten in pompprocessen. Dit wordt gerealiseerd met een opstelling van een leidingpomp, bestaande uit een opslagvat, een pompsysteem en de apparatuur voor de inline endoscopietechniek. Er wordt water aan het opslagvat toegevoegd om te mengen met surfactant, waarna olie via de spuitpoort wordt toegevoegd en door de pomp wordt verspreid.Vervolgens wordt beeldherkenningssoftware gebruikt om de druppelgrootte gedurende een uur te meten. Uiteindelijk wordt de gemiddelde diameter van de druppels gebruikt om de mechanische spanning van wegwerppompen en standaardpompen te schatten. Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden, zoals FPR-sensoren, is dat de endoscopie-techniek betrouwbare en nauwkeurige metingen van de druppelgrootte en vloeistof-vloeistofdispersies mogelijk maakt met standaardafwijkingen onder de 10%. Zorg er bij dit protocol voor dat het opslagvat is uitgerust met een impeller voor de oplossing van het surfactant.De eerste voorbereiding is het opstellen van het opslagreservoir, waarbij het handwielventiel en de pompslang aan het opslagreservoir worden bevestigd. Het opslagreservoir moet voorzien zijn van een spuitpoort voor de betreffende pomp, een klembare debietmeter en een druksensor voor eenmalig gebruik. Sluit vervolgens de pompkop aan op de motor en bereid de endoscoopsonde voor.Bevestig vervolgens een reflectievlak, zoals een rhodiumspiegel, aan de punt van de probe en stel de afstand tussen de spiegel en de lens in op 150 microns. Stel daarna de schroef in op 100 microns om het objectief te focussen. Over het algemeen moet een hoge-snelheid CCD-camera al zijn aangesloten op de endoscoopprobes.Sluit vervolgens de probe via een glasvezelkabel aan op de stroboscoop. Sluit daarna de camera via een ethernetkabel aan op de computer. Verbind tot slot de camera en de stroboscoop met elkaar via een triggerboxkabel.De volgende stap is het gereedmaken van de software open, de software sopa, die zowel software voor beeldacquisitie en -herkenning als een resultatenanalyseprogramma bevat. Selecteer vervolgens de software voor beeldacquisitie soat cam control in het hoofdmenu. Klik vanaf daar op de knop direct device in de linkerbovenhoek om de camera te detecteren.Select nu onder de mapinstellingen de locatie op de computer waar de afbeeldingen worden opgeslagen en activeer het commando. Maak submappen voor triggers aan. Voer vervolgens de procesparameters in onder de sectie met de titel Trigger mode.Giet vijf liter gedeïoniseerd water in het opslagvat en schakel de pomp in om de pomp en de pompslus te ontluchten. Schakel vervolgens de pomp uit en zet de impeller aan. Bereid daarna de surfactant Triton X 100 voor en voeg deze toe met een pipet van 10 milliliter onder constant roeren.Na 10 minuten is de surfactant volledig opgelost. Schakel nu de impeller uit en zet de pomp aan. Positioneer de endoscoopsonde zodanig dat de lens zich direct onder de inlaatbuis bevindt.De meest kritieke stap is de positionering van de probe. Voor deze onderzoeken moet deze zich direct onder de inlaatbuis bevinden, zodat elke druppel niet meer dan één keer wordt gedetecteerd. Bovendien moet de probe zeer stabiel zijn om te voorkomen dat de beelden wazig worden.Schakel de pomp in en stel de stroomsnelheid in op 3,4 liters per minuut en het drukverval op 0,03, 0,3 of 0,61 bar door het handwielventiel te variëren. Weeg ondertussen de benodigde hoeveelheid olie direct af in een spuit. Start vervolgens de acquisitiesoftware.Ga naar de cam-besturing, schroef de spuit op de spuitpoort en start de test. Door de olie toe te voegen, verdeelt de draaiende pomp de emulsiedruppels. Gedurende een experimentele tijd van één uur voordat er een volgende test wordt uitgevoerd, moeten het opslagvat en de geïntegreerde pomplus worden gereinigd.Om te beginnen met de data-analyse, opent u de soat batcher vanuit het hoofdmenu van de software. Selecteer onder Batch root directory de locatie op de computer waar de bestanden zijn opgeslagen. Laad vervolgens de beeldserie.Selecteer het pad van de kolomafbeeldingsserie en klik op 'add image series sub folders'. Om de druppelherkenning te specificeren, laadt u de procesparameters verstrekt door soat LTD, selecteert u de kolomzoekinstellingen voor PSS of 'off drag matt files'. Klik vervolgens op 'set search settings'.Om de procesparameters te laden, selecteert u het kolomzoekpatroon voor PSP- of FCO-starmatbestanden en klikt u op 'zoekpatroon instellen'. Start nu de beeldherkenning door op de knop 'batch starten' te klikken. Open vervolgens de resultatenanalyser via het hoofdmenu.Dit hulpmiddel geeft de druppelgroottes weer via diverse metingen, zoals de Sauter-gemiddelde diameter. Laad de opgeslagen bestanden met de opdracht all star dot CSV in één map en klik op load folders. Selecteer in het vervolgkeuzemenu de relevante waarde om de resultaten te bekijken, en voer voor het berekenen van de diameters de schalingswaarde van 0.6591 microns per pixel in, die door de fabrikant wordt verstrekt afhankelijk van de optische configuratie. Inline endoscopie werd gebruikt om de druppelgroottes van een emulsiesysteem in verschillende pompen te bepalen in vergelijking met andere veelgebruikte pompen.Vanwege de technologie van de magnetisch zwevende aandrijving wordt bij mag love-pompen een lagere mechanische belasting verwacht. De onderzoeken werden uitgevoerd met een leidingpompopstelling, bestaande uit het opslagvat, het pompsysteem en de apparatuur voor de inline endoscopietechniek. De onderzochte pompen voor meervoudig gebruik omvatten de pure left 200 mu en de pure left 600 mu, waarbij de bedrijfsomstandigheden gestandaardiseerd waren.Vervolgens werd de gemiddelde Sauter-diameter van de emulsiedruppels bepaald. De pure left 200 mu pump produceerde een voorbeeldige progressie van Sauter-gemiddelde diameters, evenals de peristaltische pomp. Deze gemiddelde Sauter-diameters werden berekend in de laatste 10 minuten van het uur voor meer dan 300 druppels per meetpunt.Wanneer de druppeldiameter een stationaire toestand bereikte bij verschillende drukverschillen, kon een vergelijking worden gemaakt tussen de berekende Sauter-gemiddelde diameters bij gebruik van mag-gloves en centrifugepompen in hun tegenhangers. De Mag Left-serie centrifugepompen vertoonde tot 59% grotere gemeten Sauter-gemiddelde diameters. Deze resultaten wezen op een lagere mate van druppelopbreking en dus een lagere mechanische stress als gevolg van het gebruik van de Mag Left-centrifugepompen, met name in situaties met een lage druk.Deze video helpt bij het begrijpen van hoe de mechanische spanning in handpalmen kan worden geschat met behulp van de endoscopietechniek.

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

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

We beschrijven een methode om onder hechtende cellen aan laminaire stroming shear stress in een steriele continue stroom circuit. De cellen 'hechting, kan morfologie worden bestudeerd door de transparante kamer, monsters verkregen van het circuit voor de metaboliet-analyse en-cellen geoogst na afschuiving blootstelling voor toekomstige experimenten of cultuur.

Parallelle plaat flow kamer en Continuous Flow Circuit te endotheliale progenitorcellen Evalueer onder laminaire stroom Afschuifspanning

Is er hernieuwde belangstelling voor het ontwikkelen polymeer kleppen. Hier, de doelstellingen zijn om de haalbaarheid van het wijzigen van een commerciële impuls duplicator aan tri-folder geometrieën tegemoet en een protocol te definiëren polymeer ventiel hydrodynamische gegevens te presenteren in vergelijking met autochtone en kunstklep data onder bijna-identieke omstandigheden verzameld demonstreren.

Protocol voor Relatieve Hydrodynamische Beoordeling van Tri-folder Polymer Valves

Dit protocol repliceert fysiologische of pathologische bloedstroom in vitro te helpen bij het ​​bepalen celrespons ziekte pathologieën. Door de invoering van een druk rustkamer stroomafwaarts van een bloed pomp, kan de bloedstroom over het vaatstelsel worden gerecapituleerd en opgelegd aan een monolaag van vasculaire endotheel of mimetische co-cultuur.

In vitro model van de fysiologische en pathologische Blood Flow met toepassing op onderzoeken van Vascular celremodelering

Dit document stelt een protocol voor de fabricage van een geleiding micropump met symmetrische vlakke elektroden op vlamvertragend glas-versterkt epoxy (FR-4) koper-geklede laminaat (CCL) voor het testen van de invloed van de afmetingen van de kamer op de prestaties van een geleiding micropump.

Een Performance-testing Platform voor een geleiding Micropump met een plaat van de FR-4 koper beklede elektrode

Deze studie beschrijft de microscopische monitoring van pneumococcus hechting aan Von Willebrand factor snaren geproduceerd op het oppervlak van gedifferentieerde menselijke primaire endotheliale cellen onder shear stress in gedefinieerde stromingsomstandigheden. Dit protocol kan worden uitgebreid naar gedetailleerde visualisatie van specifieke celstructuren en kwantificering van bacteriën door differentiële immunokleurings procedures toe te passen.

Pneumococcus-infectie van primaire humane endotheliale cellen in constante stroming

We hebben een simulatiemodel gebouwd om de pompstroomkarakteristieken en prestaties van de coaxiale motor-pompassemblage met één as in elektrohydrostatische actuatoren te evalueren en de algehele efficiëntie in een breed scala aan werkomstandigheden van de motorpompassemblage experimenteel te onderzoeken.

Modellering en experimentele analyse van de coaxiale motor-pompassemblage met één as in elektrohydrostatische actuatoren

In dit artikel worden een adaptief filter op basis van een genormaliseerd minstgemiddelde kwadraat (NLMS) algoritme en een rotatiesnelheidsschattingsmethode geïntroduceerd om de elektrische en hydraulische fouten van de elektrohydrostatische actuator (EHA) te detecteren. De werkzaamheid en haalbaarheid van de bovengenoemde methoden worden geverifieerd door middel van simulaties en experimenten.

Ontwerp en toepassing van een foutdetectiemethode op basis van adaptieve filters en rotatiesnelheidsschatting voor een elektrohydrostatische actuator

Een simulatiemodel dat specifiek het voorlopige ontwerp van een elektrovariabele verdringingspomp (EVDP) ondersteunt, wordt ontwikkeld en gedeeltelijk geverifieerd door experimenten. De controleprestaties, levensduur, betrouwbaarheid, enz., Kunnen allemaal worden geëvalueerd met behulp van het voorgestelde model, dat de belangrijkste prestatie-eisen in het kader van de evdp-voorlopige ontwerptaak omvat.

Een modellerings- en simulatiemethode voor het voorlopige ontwerp van een elektrovariabele verplaatsingspomp

Hier wordt een methode gepresenteerd om afzonderlijke cellen mechanisch te fenotyperen met behulp van een op elektronica gebaseerd microfluïdisch platform dat mechano-node-pore sensing (mechano-NPS) wordt genoemd. Dit platform handhaaft een gematigde doorvoer van 1-10 cellen / s terwijl het zowel de elastische als viskeuze biofysische eigenschappen van cellen meet.

Mechano-Node-Pore Sensing: een snel, labelvrij platform voor multi-parameter single-cell visco-elastische metingen

Dit protocol biedt de configuratie van een compressietestapparaat dat in staat is de mechanische eigenschappen van microstructuren in het klein-rekgebied nauwkeurig te meten, samen met een systematische methode voor compressietesten met dit apparaat. Het voorgestelde apparaat kan worden gebruikt om verschillende microstructuren en het mechanisch gedrag van polymeergebaseerde materialen te analyseren.

Meting van de compressieve spanning-rekrespons bij kleine rekken

Leer inline-endoscopie voor druppelgroottebepaling in emulsies tijdens pompprocessen. Deze methode maakt betrouwbare metingen van mechanische stress in wegwerppompen en standaardpompen mogelijk.

Een kosten-effectieve en betrouwbare methode om Mechanical Stress Voorspel in voor eenmalig gebruik en Standard Pompen

Meer video's verkennen