Атмосферное давление установки Плазменный по расследованию активных форм

Общая цель этой процедуры — продемонстрировать установку плазмы атмосферного давления, исключающую воздух из реакционной среды. Наша установка помогает ответить на ключевые вопросы в области биомедицинской и термической плазмы, такие как происхождение реактивных веществ, определяющих эффективность плазменной обработки биологических образцов. Основным преимуществом такой установки является то, что она исключает неконтролируемую окружающую среду.

Атмосфера внутри реактора состоит только из компонентов сырьевого газа и испарившегося образца. Значение этого метода распространяется и на наше клиническое применение холодной плазмы, поскольку он обеспечивает фундаментальное понимание физико-химических процессов, происходящих при взаимодействии низкотемпературной плазмы с жидкостями. Этот метод не только дает представление о влиянии биомедицинской плазмы, но и может быть использован для других целей.

Например, изучение химических реакций в контролируемой среде. Демонстрировать процедуру будет Филип Гроувс, аспирант нашей лаборатории. Во-первых, спроектируйте и постройте клетку Фарадея из проволочной сетки для экранирования оборудования.

Каркас должен быть достаточно большим, чтобы электрод под напряжением, заземляющий электрод и кабели электродов не соприкасались друг с другом или с проволочной сеткой, когда все оборудование установлено. Струи плазмы работают на килогерцовых частотах, чрезвычайно чувствительны к воздействию внешних полей. Клетка Фарадея создает стабильную электромагнитную среду, устраняя влияние окружающего оборудования и плазмы.

И защита действующего оборудования от электромагнитных полей, генерируемых плазмой. Заземлите клетку в цельнометаллические опоры внутри клетки с помощью устройства, подходящего для типа электрической розетки. Прикрепите к клетке предупреждающую табличку.

Подключите баллон с гелием к двум регуляторам массового расхода или MFC с помощью Т-образного разъема. Направьте выход одного MFC в колбу Drexel. Соедините выход колбы Drexel с выходом другой MFC с помощью Т-образного разъема.

Оборудуйте клетку газопроводом из нержавеющей стали. Направьте выход второго Т-образного разъема на клетку. Чтобы подать подаваемый газ в плазменную струю, вставьте конец кварцевой трубки в пластиковую трубку, соединенную с газопроводом.

Закрепите кварцевую трубку с помощью зажимной подставки. Установите блокировку для прекращения электрического подключения к плазменному источнику питания при открытой дверце клетки, чтобы избежать риска поражения электрическим током высоковольтного электрода во время работы плазменной системы. Чтобы сделать высоковольтный электрод, подключите источник питания плазмы к электроду и щупу напряжения.

Сделайте заземляющий электрод подключенным с помощью кругового токоизмерительного щупа. Присоедините заземляющий электрод к соплу плазменной струи примерно на 40 миллиметров выше устья сопла. Затем присоедините высоковольтный электрод к соплу плазменной струи на 20 миллиметров ниже заземляющего электрода.

Подключите пробники напряжения и тока к осциллографу. Разместите регуляторы напряжения и частоты снаружи клетки. Подготовьте стеклянный реактор, содержащий полую подставку из перфорированного стекла с помещенным сверху резервуаром.

Прикрепите верхнюю часть реактора к металлической подставке с помощью изолированного хомута. Установите верхнюю часть стеклянного реактора с резиновой втулкой. Вставьте сопло в верхнюю часть реактора.

Подсоедините к выхлопной трубе реактора, расположенной в нижней части реактора, к соответствующей выхлопной системе с помощью пластиковой трубки. Затем прикрепите трубку к вытяжке. Наполните колбу Drexel водой O16.

Установите MFC сухого газа на 1 800 стандартных кубических сантиметров в минуту, а другой MFC на 200 стандартных кубических сантиметров в минуту и продуйте систему для достижения 10% насыщения исходного газа водяным паром O16. Затем выключите газовую систему. Поместите 100-миллиметровый раствор ДМПО в воду О17 в резервуаре реактора.

Затем установите остальную часть реактора на лабораторный домкрат. Поднимите нижнюю часть реактора, регулируя сопло по мере необходимости, до тех пор, пока реактор не будет герметизирован в стыке матового стекла и сопло не окажется примерно на 10 миллилитров выше поверхности образца в резервуаре. Соединение между двумя частями реактора, а также между втулкой и кварцевой трубкой должно быть герметичным, чтобы исключить диффузию окружающего воздуха в реактор.

Промойте реактор 10%-ным водным насыщенным исходным газом O16 в течение 30 секунд или столько, сколько необходимо для замены объема воздуха в реакторе исходным газом. Время промывки сильно зависит от размера реактора. При параметрах разряда 18 киловольт и 25 килогерц воспламените плазму.

Подвергните раствор ДМПО воздействию плазменного стока в течение 60 секунд. Затем выключите блок питания и извлеките образец. Подготовьте образец и проанализируйте его с помощью спектроскопии электронного парамагнитного резонанса.

Раствор DMPO в воде O17 подвергался воздействию плазмы с водяным паром O16 в сырьевом газе и без него. При использовании сухого гелия атмосфера внутри реактора содержала только водяной пар O16 и O17 из образца. Влажный гелий был дополнительным источником воды O16.

ЭПР-анализ образца при воздействии плазмы с добавлением паров показал наличие аддуктов DMPO16OH, DMPO16OH и DMPOH. Сравнение с интенсивностями ЭПР образцов с известной концентрацией нитроксида позволило получить абсолютные концентрации аддуктов гидроксил-радикала. Без водяного пара в исходном газе абсолютные концентрации были примерно одинаковыми.

С водяным паром концентрация аддукта гидроксильного радикала O16 была более чем в два раза выше, чем у O17. Масс-спектрометрия после реакции гидролиза дала изотопное распределение кислорода в воде в жидком образце. Относительное количество воды O16 было лишь немного выше в образце, подвергшемся воздействию плазмы с парами, что позволяет предположить, что DMPO16OH вид происходит в газовой фазе.

В представленной процедуре используется простая и недорогая плазменная установка, которая не требует модификации фактической плазменной струи. Таким образом, являясь поучительной альтернативой газозащитным устройствам для исследований плазмы. При проведении процедуры важно обеспечить полное отсутствие атмосферного воздуха, который содержит примеси и случайные количества водяного пара из реактора.

Этот метод проложил путь к возрождению в области биомедицинской, низкотемпературной плазмы для исследования реактивных областей плазменных систем.