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超纯水在LC-MS生物医学分析中的应用

默克化工技术(上海)有限公司 2019-07-15 15:25:37 326  浏览
  • LC-MS的强大功能已经得到了生物医学实验室的认可。1,2现在的LC-MS仪器已经从研究到常规临床实验室范围广泛使用,并有效应用于以下领域:

    · ZL药物监测 - 测量血浆,血液或组织中的药物(例如免疫YZ剂) 

    · 滥用药物测试 - 测量在尿液或唾液中的药物(例如哌替啶,等等) 

    · 激素测试 - 测量血清或血浆中的激素(例如类固醇或甲状腺激素) 

    · 生物胺分析 - 测量血浆或尿液中的生物胺(如儿茶酚胺) 

    · 新生儿筛查 - 通过使用LC-MS水平监测氨基酸和酰基肉碱检测可ZL的疾病

    LC-MS仪器相对于其他分析工具具有很强的吸引力,原因在于该技术能够以非常高的灵敏度同时测量多种复杂分析物。此外,速度和信任也是患者护理的关键因素,同时成功的LC-MS生物医学分析具有高度灵敏度,可追溯性强和数据可靠的特性。因此,对于生物医学用LC-MS工作流程中的试剂水及其水在LC-MS成功分析实践中的作用将通过以下三个方面进行介绍。

     灵敏度 

    超纯水被广泛用于LC-MS流程的各个环节(图1),所以是导致实验数据鬼峰,基线噪音和高MS背景等这些原因的主要污染源。同时也会使仪器或方法的灵敏度下降,使一些低浓度分析变的困难3。为了避免干扰,确保检测到的分析物是来自样品,而非来自实验用水4,实验过程需要使用高质量的超纯水,避免数据偏差和再次污染5。

     

    Figure 1. The role of water in the LC-MS laboratory 

    超痕量分析是LC-MS生物医学分析中的一个应用领域,在激素检测中,相较于其他实验成分,其中水的使用量是非常大的。因此将Milli-Q水(电阻率18.2MΩ·cm(25℃),TOC<5ppb)作为激素中雌二醇分析的实例进行分析。这个实验的结果如图2所示,其中MRM色谱图显示Milli-Q®水中不存在雌二醇,确保了分析方法的低检出限,使用标准加入法测得雌二醇浓度为265.40ng/L。 

    前体离子273m/z和碎片离子255m/z用多反应监测(MRM)ESI+转换。HPLC和MS以及LC-MS/MS的仪器参数以及制备Milli-Q®水所用水源,见图2。

     

    Figure 2. MRM chromatogram (ESI+) of estradiol in a sample and in Milli-Q®water.

     可追溯性 

    水纯化系统的在线监测功能使科学家们确定他们所使用的水是否符合LC-MS分析的要求。但是,当问题产生时,说明LC-MS分析过程中已经出现了污染,找到并消除其来源至关重要,因为污染隐患来源非常多,使用LC-MS实验时收集记录的水质参数的数据可以在特定的日期与污染源联系起来,从而促进水质评估和问题的排查。

    而且,在所有临床实验室中,可追溯性都是质量管理体系中的重要需求,能使实验室符合认证,例如,ISO15189:2007标准或CLSI®C3—A4。所以,在这种情况下用电子方式记录水质参数的方法是一种确保高质量认证的解决方案。

     可靠性 

    为了满足LC-MS生物医学实验室的要求,水源必须可靠。所以水纯化系统不仅要生产高质量的实验用水,而且这个质量必须始终如一。为确保水质的一致性,使用在线监测工具。水中的离子含量通过电阻率测量来评估,通常电阻率18.2MΩ·cm(25℃)的水表示不含离子杂质。 

    为了检测有机污染物程度,可用可氧化总有机碳(TOC)计算;TOC低于5ppb的水(或μg/L)适用于LC-MS实验。因此,要检测水质的稳定性需要连续监测Milli-Q®水质的电阻率和TOC参数。图3显示了Milli-Q®系统提供的水质稳定性在线监测数据。

     

    Figure 3. Levels of Resistivity (MOhm·cm) measured continuously and TOC (ppb) measured every 3 minutes as a function of volume produced by a Milli-Q® water system. Different colors refer to data obtained for three different sets of consumables installed by turns. 

     结论 

    超纯水适用并符合LC-MS生物医学分析实验的要求,而且良好的水质对实验的高质量和稳定性至关重要。临床实验室LC-MS实验 可以使用Milli-Q®水净化系统即能符合LC-MS仪器高灵敏度的要求还可以获得可靠和可追溯的分析结果。

     

    References

    1. K. S-Y. Leung, B. M-W. Fong, LC–MS/MS in the routine clinical laboratory: has its time come? Analytical and Bioanalytical Chemistry, 406, 2289-2301 (2013). 

    2. M. Himmelsbach, 10 years of MS instrumental developments--impact on LC-MS/MS in clinical chemistry, J. Chromatogr. B, 883– 884, 3– 17 (2012). 

    3. A. Khvataeva-Domanov, S. Mabic, Four Ways to Better Water Quality in LC-MS, R&D Magazine, (2015); http://www.rdmag.com/articles/2015/09/four-ways-better-water-quality-lc-ms 

    4. CLSI®C62-A - Liquid-Chromatography-Mass Spectrometry methods; approved guideline, Johns Hopkins Medical Institutions, First Edition, 5.3.1, 34, (2014); http://shop.clsi.org/chemistry-documents/C62.html 

    5. Controlling Contamination in UltraPerformance LC?/MS and HPLC/MS Systems, Waters Corporation; http://www.waters.com/webassets/cms/support/docs/715001307d_cntrl_cntm.pdf 

    6. B. Keller, J. Sui, A.B. Young, R.M. Whittal, Interferences and contaminants encountered in modern mass spectrometry, Anal. Chim. Acta, 627, 71-81 (2008). 

    7. M. Vogeser, C. Seger, Pitfalls associated with the use of liquid chromatography-tandem mass spectrometry in the clinical laboratory, Clin. Chem. 56, 1234-1244 (2010). 

    8. Millitrack? e-Solutions, A unique set of data management and monitoring software solutions for water purification systems, MilliporeSigma; www.emdmillipore.com/millitrack-esolutions

     


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超纯水在LC-MS生物医学分析中的应用

LC-MS的强大功能已经得到了生物医学实验室的认可。1,2现在的LC-MS仪器已经从研究到常规临床实验室范围广泛使用,并有效应用于以下领域:

· ZL药物监测 - 测量血浆,血液或组织中的药物(例如免疫YZ剂) 

· 滥用药物测试 - 测量在尿液或唾液中的药物(例如哌替啶,等等) 

· 激素测试 - 测量血清或血浆中的激素(例如类固醇或甲状腺激素) 

· 生物胺分析 - 测量血浆或尿液中的生物胺(如儿茶酚胺) 

· 新生儿筛查 - 通过使用LC-MS水平监测氨基酸和酰基肉碱检测可ZL的疾病

LC-MS仪器相对于其他分析工具具有很强的吸引力,原因在于该技术能够以非常高的灵敏度同时测量多种复杂分析物。此外,速度和信任也是患者护理的关键因素,同时成功的LC-MS生物医学分析具有高度灵敏度,可追溯性强和数据可靠的特性。因此,对于生物医学用LC-MS工作流程中的试剂水及其水在LC-MS成功分析实践中的作用将通过以下三个方面进行介绍。

 灵敏度 

超纯水被广泛用于LC-MS流程的各个环节(图1),所以是导致实验数据鬼峰,基线噪音和高MS背景等这些原因的主要污染源。同时也会使仪器或方法的灵敏度下降,使一些低浓度分析变的困难3。为了避免干扰,确保检测到的分析物是来自样品,而非来自实验用水4,实验过程需要使用高质量的超纯水,避免数据偏差和再次污染5。

 

Figure 1. The role of water in the LC-MS laboratory 

超痕量分析是LC-MS生物医学分析中的一个应用领域,在激素检测中,相较于其他实验成分,其中水的使用量是非常大的。因此将Milli-Q水(电阻率18.2MΩ·cm(25℃),TOC<5ppb)作为激素中雌二醇分析的实例进行分析。这个实验的结果如图2所示,其中MRM色谱图显示Milli-Q®水中不存在雌二醇,确保了分析方法的低检出限,使用标准加入法测得雌二醇浓度为265.40ng/L。 

前体离子273m/z和碎片离子255m/z用多反应监测(MRM)ESI+转换。HPLC和MS以及LC-MS/MS的仪器参数以及制备Milli-Q®水所用水源,见图2。

 

Figure 2. MRM chromatogram (ESI+) of estradiol in a sample and in Milli-Q®water.

 可追溯性 

水纯化系统的在线监测功能使科学家们确定他们所使用的水是否符合LC-MS分析的要求。但是,当问题产生时,说明LC-MS分析过程中已经出现了污染,找到并消除其来源至关重要,因为污染隐患来源非常多,使用LC-MS实验时收集记录的水质参数的数据可以在特定的日期与污染源联系起来,从而促进水质评估和问题的排查。

而且,在所有临床实验室中,可追溯性都是质量管理体系中的重要需求,能使实验室符合认证,例如,ISO15189:2007标准或CLSI®C3—A4。所以,在这种情况下用电子方式记录水质参数的方法是一种确保高质量认证的解决方案。

 可靠性 

为了满足LC-MS生物医学实验室的要求,水源必须可靠。所以水纯化系统不仅要生产高质量的实验用水,而且这个质量必须始终如一。为确保水质的一致性,使用在线监测工具。水中的离子含量通过电阻率测量来评估,通常电阻率18.2MΩ·cm(25℃)的水表示不含离子杂质。 

为了检测有机污染物程度,可用可氧化总有机碳(TOC)计算;TOC低于5ppb的水(或μg/L)适用于LC-MS实验。因此,要检测水质的稳定性需要连续监测Milli-Q®水质的电阻率和TOC参数。图3显示了Milli-Q®系统提供的水质稳定性在线监测数据。

 

Figure 3. Levels of Resistivity (MOhm·cm) measured continuously and TOC (ppb) measured every 3 minutes as a function of volume produced by a Milli-Q® water system. Different colors refer to data obtained for three different sets of consumables installed by turns. 

 结论 

超纯水适用并符合LC-MS生物医学分析实验的要求,而且良好的水质对实验的高质量和稳定性至关重要。临床实验室LC-MS实验 可以使用Milli-Q®水净化系统即能符合LC-MS仪器高灵敏度的要求还可以获得可靠和可追溯的分析结果。

 

References

1. K. S-Y. Leung, B. M-W. Fong, LC–MS/MS in the routine clinical laboratory: has its time come? Analytical and Bioanalytical Chemistry, 406, 2289-2301 (2013). 

2. M. Himmelsbach, 10 years of MS instrumental developments--impact on LC-MS/MS in clinical chemistry, J. Chromatogr. B, 883– 884, 3– 17 (2012). 

3. A. Khvataeva-Domanov, S. Mabic, Four Ways to Better Water Quality in LC-MS, R&D Magazine, (2015); http://www.rdmag.com/articles/2015/09/four-ways-better-water-quality-lc-ms 

4. CLSI®C62-A - Liquid-Chromatography-Mass Spectrometry methods; approved guideline, Johns Hopkins Medical Institutions, First Edition, 5.3.1, 34, (2014); http://shop.clsi.org/chemistry-documents/C62.html 

5. Controlling Contamination in UltraPerformance LC?/MS and HPLC/MS Systems, Waters Corporation; http://www.waters.com/webassets/cms/support/docs/715001307d_cntrl_cntm.pdf 

6. B. Keller, J. Sui, A.B. Young, R.M. Whittal, Interferences and contaminants encountered in modern mass spectrometry, Anal. Chim. Acta, 627, 71-81 (2008). 

7. M. Vogeser, C. Seger, Pitfalls associated with the use of liquid chromatography-tandem mass spectrometry in the clinical laboratory, Clin. Chem. 56, 1234-1244 (2010). 

8. Millitrack? e-Solutions, A unique set of data management and monitoring software solutions for water purification systems, MilliporeSigma; www.emdmillipore.com/millitrack-esolutions

 


2019-07-15 15:25:37 326 0
Femto Science等离子清洗机在生物医学中的应用

Femto Science等离子清洗机在生物医学中的应用

有效的生物和生物医学研究需要对细胞微环境和生物材料特性的特殊控制。等离子体处理系统通过引入官能团对生物材料表面进行清洁、消毒和活化,而不影响其体积。材料表面亲水性或疏水性的增加分别增加细胞的粘附、覆盖和增殖或诱导球体的形成。此外,等离子体处理已被证明可以改善生物相容性和许多应用的抗生物污染特性。因此,等离子体处理被广泛应用于细胞接种、蛋白质吸附、生物材料涂层和植入物表面活化。

 

Femto Science Plasma→应用→生物医学→免疫分析发展

 

Femto Science等离子清洗机用于免疫分析开发,以提高设备灵敏度,并实现微流控设备制造。等离子清洗氧化材料表面,引入反应性极性官能团。通过增加固有疏水性材料的亲水性,等离子体清洗可以增强抗原或抗体的固定化[1]。因此,可以将更多的抗原或抗体装载到材料表面,从而提高设备灵敏度[4]。此外,增加表面润湿性可防止设备内形成气穴,使样品和免疫分析受体之间有更多接触[1]。用于提高仪器灵敏度的免疫分析材料包括PDMS、玻璃毛细管、聚苯乙烯纤维和棉纤维。

  

Femto Science Plasma  →应用→生物医学→荧光显微镜样品

等离子体去除有机污染,并将极性基团引入玻璃或石英滑动表面。因此,等离子体会去除荧光杂质,否则会出现混杂伪影。此外,等离子体处理增强了表面涂层的沉积,可用于将单个分子拴在滑动表面上。牛血清白蛋白(BSA)或聚乙二醇(PEG)通常用于在血浆处理后进行单分子研究。注意,等离子体清洗可以去除荧光显微镜中可能导致背景荧光的有机和生物污染物。空气或氧气等离子清洗无法去除有助于背景荧光的无机成分。

 

Femto Science Plasma →应用→器件制造→芯片上的器官             

 

用等离子处理制成的芯片上器官模型,复制了关键的组织结构、功能和其他生理特征,以更好地探索药物释放、毒理学和疾病在体外的进展。在医学研究中,体内试验往往是不切实际的,动物试验在鉴别有效药物或有毒物质方面可能是无效的。芯片上器官模型提供了一些优势,包括动态机械环境、空间-时间化学梯度、活细胞成像以及从患者来源的诱导多能干细胞(IPSCs)创造组织的潜力。因此,研究人员对药物测试实验有了更多的控制,并有了更多的分析工具。 等离子体处理和改进的微加工技术更容易促进芯片上器官模型的发展。等离子体清洗将反应性官能团引入PDMS器件表面,实现了水密共价键合和亲水性微通道。此外,等离子体处理的PDMS表面具有改善的润湿性,这有利于细胞的吸附,并且有利于细胞的存活、增殖和功能。

使用Femto Science等离子清洁器开发的芯片上器官模型示例:              

芯片上牙齿——探索生物材料对活牙髓细胞形态、代谢和功能影响的模型[1]              在气液界面培养的Lung-on-a-chip-Calu-3细胞[2]。

芯片上肌肉-通过神经肌肉接头(NMJ)与骨骼肌相互作用的运动神经元[3]。

用维拉帕米(一种已知的变时性药物)ZL芯片心脏-iPSC衍生的心肌细胞,并进行毒理学分析[4]。

芯片创伤-模仿早期炎症的旁分泌成分[5]              

芯片上的膜–人宫内腔、羊膜上皮细胞(AEC)和羊膜间充质细胞(AMC)的羊膜模型[6]              芯片上的肝脏——研究乳腺癌和肝脏(患病与否)之间粒子的动态和空间传输[7]              芯片上肿瘤-验证载药纳米颗粒对大肠肿瘤的LX[8]。 

 

Femto Science Plasma→应用→生物学和生物医学→钛植入物              

在牙科和骨科植入物的研究中,等离子处理被用于调整钛和钛合金的表面特性,以改善骨整合。钛具有良好的生物相容性、耐腐蚀性和力学性能,是一种广泛应用的植入生物材料。然而,由于未经处理的钛具有生物惰性,它不能与周围的骨组织形成化学键,从而降低其融入人体的能力。细胞的粘附和增殖受到材料表面性质的强烈影响,包括表面形貌、自由能和润湿性。等离子体处理去除了表面的有机污染,引入了极性官能团,增加了表面自由能和润湿性。结果表明,等离子ZL钛棒具有较高的生化拔出力,组织学检查中骨整合完整。              

另外,钛种植体的生物功能化可以通过引入表面涂层来实现,从而进一步增强骨整合。例如,聚(丙烯酸)(PAA)刷已经被移植到钛植入物上以改善细胞粘附。首先,当PGMA环氧基与功能化表面反应形成醚键时,PGMA层共价键合到等离子体处理的钛上。PAA随后被移植到PGMA层,形成具有ZJ细胞和组织反应的刷状表面。

 

Femto Science Plasma→应用→生物学和生物医学→细胞粘附              

 

细胞粘附在细胞培养和组织工程中起着不可或缺的作用。在自然环境中,细胞粘附分子(cell adhesion molecules,cam)与细胞外基质和邻近细胞结合,为细胞活力、增殖和分化提供结构支持和化学信号。然而,大多数细胞培养材料是惰性的,阻碍了细胞的锚定。等离子体处理将生物活性、亲水性官能团引入细胞培养材料,提高细胞粘附力和细胞活力。

下面你会发现关于不同细胞培养材料的细胞粘附的信息,以及如何使用等离子体处理来增强生物相容性。细胞培养材料影响靶细胞的增殖能力和功能。这些材料提供了决定细胞形态和分化的高度特异的化学和机械线索。最常见的是,细胞培养在等离子体处理聚苯乙烯(组织培养塑料)。虽然TCP能使细胞快速生长和发育,但扁平的细胞形态会对细胞功能产生负面影响,甚至迫使细胞通过非预期的分化途径(例如:神经元形态与胶质细胞)。最近,三维细胞培养材料已经被用来在人工构造中再现自然环境。聚合物细胞支架因其与细胞外基质相似、成本低、化学性质惰性、无毒等优点而被广泛应用。许多聚合物支架是可生物降解的或有其他有趣的特点,有助于他们在这些应用的成功。然而,所有这些材料都是疏水的,对细胞粘附有害。              

等离子体处理是开发具有高细胞粘附性和亲水性的生物活性细胞培养材料的重要手段。空气或氧气等离子体通常用于纳米级清洁和引入具有高生物亲和力的官能团(羧基、羟基、胺)。由于没有危险或长时间的湿化学过程,台式等离子清洁器可以在实验室制造出适合细胞播种或涂层的亲水表面。因此,研究人员能够更快更容易地操纵细胞支架的化学性质。这包括引入细胞外基质成分,如纤维连接蛋白,可以进一步增强细胞功能。

聚己内酯(PCL)由于其与天然ECM的相似性和长期无毒的生物降解速率,常被用作细胞支架。PCL有着良好的临床记录,并在一些现有的YL器械中获得了FDA的批准。等离子体处理通常用于直接增加细胞的附着,或制备PCL基底用于表面涂层以提高细胞活性。目前,PCL支架的研究主要集中在骨和软骨的形成上。   细胞和组织:内皮,上皮,骨,脂肪,肾,神经元,皮肤,肝,软骨,前交叉韧带,心脏瓣膜,前列腺,平滑肌,肿瘤模型              

工艺气体:空气、氧气、氩气、氮气、二氧化碳              

 

Femto Science Plasma→应用→生物学和生物医学→DNA梳理             

 

 DNA梳理是一种用于DNA单分子分析的技术,它为研究人员提供了一个更好地理解复制、转录和单个分子相互作用动力学的机会。虽然DNA测序技术的进步迅速增强了我们解码基因组的能力,但单凭DNA序列并不能完全解释细胞特定的蛋白质组。类似地,整体分析,即在大的群体中平均DNA特征,不能解决单个DNA分子之间的本质差异。为了实现单分子分析,高密度的DNA层被固定并均匀拉伸。通过DNA梳理,可以使用各种荧光成像技术分析高达12Mb的DNA片段。              

 

DNA梳理的等离子体处理              

DNA梳理包括固定化、排列和拉伸三个关键步骤,每一个步骤都通过等离子体处理得到增强。等离子体处理去除了纳米级的有机污染物,并在材料表面引入了极性官能团。等离子体处理引入的羟基与硅烷上的烷氧基反应,形成强共价键。反过来,DNA分子在溶液中结合硅烷的乙烯基(-CH=CH2)。因此,表面羟基的有效性直接影响固定在材料表面的DNA分子的密度。此外,键的强度使DNA能够拉伸。              

血浆VS食人鱼              

最常见的替代等离子体处理DNA梳理的方法是食人鱼清洗,这一过程增加了复杂性和安全隐患。食人鱼是一种硫酸和过氧化氢的混合物,也用于清除基质上的有机残留物,并提供羟基化表面。由于食人鱼固有的危险性,它的使用往往局限于洁净室和训练有素的专业人员。此外,台式等离子清洗机比化学处理更通用,使研究人员能够在处理后快速硅烷化其基质。这可能导致更密集的硅烷层适合DNA梳理。

 

Femto Science Plasma→应用→改变表面化学→组织培养塑料(聚苯乙烯)    

 

廉价,一次性和透明,等离子体处理聚苯乙烯,或组织培养塑料(TCP),是最广泛使用的细胞培养材料,不仅因为它的上述品质,而且因为它的生物亲和力。哺乳动物细胞具有锚定依赖性,依赖于它们与其他细胞、细胞外基质(ECM)和/或物质基质的连接来控制重要功能,如细胞内和细胞外通讯、凋亡(细胞程序性死亡)、形态、功能和分化。跨膜蛋白、整合素和细胞粘附分子(CAM)锚定在周围环境中,并通过细胞骨架发送信号,驱动这些过程[1]。为了在组织培养中产生功能和形态上精确的细胞群,平台必须模拟产生特定细胞类型的生物环境。未经处理的聚苯乙烯表面主要由疏水性苯基组成,不存在于体内,不利于细胞锚定。等离子体处理用亲水性羰基、羟基或含胺官能团(取决于工艺气体)取代这些苯基,这些官能团更适合细胞粘附[2]。此外,带负电(空气或氧气)和亲水性的组织培养塑料表面增加了细胞培养基成分的非特异性吸附,并使随后的涂层进一步促进细胞粘附。                        

 

 Femto Science Plasma→应用→改变表面化学→APTES  

(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷(APTES)是一种氨基硅烷,最初是作为亲和层析的吸附剂开发的,现已发展成为细胞研究和微流控器件制造中改善表面化学的通用工具。在等离子清洗之后,处理过的材料的表面具有高的自由能,没有污染物,并且被亲水性官能团修饰。在很长一段时间内,这种高能状态会随着分子的重新排列而减弱,重新回到主体中,并ZZ呈现出较低的能量结构。随后用APTE处理交换亲水性、胺携带分子的表面官能团。这使得长期的研究,其中表面亲水性的处理材料是保持。 APTES表面功能化的两个主要应用是热塑性微流控器件的制备和适合细胞研究的微环境的开发。聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚苯乙烯(PS)等热塑性塑料是微流控器件的理想材料,因为它们可以通过热成型以高速度和低成本生产。在等离子体清洗和APTES处理后,热塑性塑料被粘合到PDMS上。这些微流控器件保持其亲水性多年。在细胞研究中,APTES是一个基本的表面基团,可以用来引入必要的细胞外基质成分,如胶原蛋白、戊二醛和细胞特异性蛋白质。

 

 

Femto Science Plasma→应用→生物学和生物医学→微流控细胞培养   

   

微流控设备正迅速成为比宏观培养容器(培养皿、烧瓶和孔板)更为有利的细胞培养平台,有着广泛的应用前景。二维细胞培养得益于一个庞大的资源库:测量pH、CO2、O2等的标准协议、材料和方法。然而,已经观察到,生长在平坦平台上的细胞在形态、表型和细胞-细胞/细胞外基质(ECM)相互作用方面与它们的生物对应物有显著差异。从这些培养平台得到的结果可能与真实的生物系统有很大的不同,这使得一些结果不适用。 相比之下,微流控设备可以通过定制生长因子、机械和化学刺激等来模拟生理或病理微环境,以匹配正在培养的特定细胞群。此外,这些设备需要较少的细胞和试剂。因此,微流控技术在组织工程、干细胞研究、药物筛选等领域有着广泛的应用。

 

Femto Science Plasma→应用→生物学与生物医学→神经元形态与功能 

 

神经元的形态、增殖和功能受一个复杂的化学和生物物理信号系统的调节,这个系统被称为神经元生态位。试图模拟神经元活动、开发功能性组织或测试药物传递机制的研究人员需要重现这种高度特定的环境,以获得准确的结果。过去,神经学研究是在二维环境中进行的,这种环境通过诱导扁平的形态、功能减弱和胶质细胞分化的趋势来限制电位。目前,研究人员正在利用定制的PDMS结构来产生具有神经元特定几何形状和化学信号的微环境。例如,在等离子体处理后用聚鸟氨酸和层粘连蛋白对PDMS表面进行功能化,使研究人员能够构建复杂的、单向的神经元网络。等离子体处理使材料表面的功能化能够ZJ地模拟神经元生态位。

 

 

 


2021-03-26 16:45:52 550 0
如何优化微电子超纯水应用中的在线总有机碳分析

       在微电子超纯水(UPW)应用中,水系统中的总有机碳 (TOC)浓度极低,通常为亚 ppb 级。本文介绍如何优化微电子超纯水应用中的在线总有机碳分析,包括操作 步骤指导。苏伊士等厂商生产的分析仪,检测限均在 0.02 至 0.03 ppb 之间。典型的超纯水系统的 TOC 浓度在 0.2 至 0.4 ppb 之间,或者说仅比分析仪的检测限高一个数量级。当要测量的 TOC 浓度非常接近分析仪的检测限 时,我们可以优化分析仪的性能以获得理想的测量结果, 但此时的校准方法必需有别于测量高 TOC 时所采用的校准方法。

硬件选择 

       苏伊士专门为微电子应用设计了两款 TOC 分析仪— Sievers* M9e和 500 RLe 。虽然这两款分析仪有着相似的低浓度测量性能,但 Sievers M9e 使用酸剂和氧化剂,因而能测量 2.5 ppm(2.5 ppm 是 Sievers 500 RLe 的测量 上限)以上的 TOC 值,还能测量高IC值,或测量 pH 不是中性的水样。酸剂和氧化剂会向样品中引入痕量有机 物,本文稍后介绍对此的空白校正程序。如果不是特别需要使用酸剂和氧化剂,我们建议您在应用中使用 Sievers 500 RLe 分析仪。 

       Sievers 500 RLe有两种配置可供选择 —“集成在线取样器(iOS,Integrated On-line Sampler)”和“不锈钢取样块(Stainless Steel Sample Block)”。iOS 可以进行在 线测量,并能在不切断样品连接的情况下将吸样样品或参考标样送入分析仪,非常便捷。iOS 对校准和确认校 准特别有用。         由于后面提到的原因,对于测量低 ppb 和亚 ppb的 TOC 分析仪来说,传统的校准意义不大。因此,我们建议在低 ppb 和亚 ppb 应用中使用配置不锈钢取样块的 Sievers 500 RLe 。取样块不仅能降低仪器成本,而且能形成更适合低 ppb和亚 ppb应用的封闭式取样系统。

校准和自动归零 

       影响分析仪校准的两个因素是“增益(gain)”和“偏移 (offset)”。“增益”影响校准曲线的斜率,“偏移”影响 校准曲线通过零点的位置。这两种因素对仪器分析性能的影响力的大小取决于超纯水系统的 TOC 浓度和分析仪的测量范围之间的关系。超纯水系统的 TOC 浓度越接近分析仪的检测限(或接近于零),自动归零在优化分析性能时所起的作用就越大,而校准的作用就越小 (见图1)。

图1:TOC校准

       可以用低 ppb 或亚 ppb TOC 校准标样来校准要测量的范围吗?用于制备校准标样的样瓶,即便经过Z严格的清洁,认证的 TOC 都仅低于 10 ppb,因此无法用于 制备亚 ppb 校准标样。此外,样瓶和校准标样的制备过程会给标样带来 TOC 误差(通常会增加几个 ppb 的 TOC),因此校准标样仅在称重误差和测量误差可以忽略不计的几百 ppb 以上的范围有效。当分析仪在校准点附近工作时,调整上述浓度(如 1 ppm 校准)下的校准(增益)会对报告结果的准确性产生正面影响, 但当分析仪在低于校准点几个数量级的浓度(接近于零)下工作时,调整校准就对报告结果的影响非常小。 从图1中可以看出,将校准曲线移至Z坏情况的校准上限或下限时,对亚 ppb 下的仪器响应没有影响。

TOC自动归零 

在低浓度下,改变零点或“偏移”对仪器性能的影响Z大,Z能保证测量的可靠性,Z有利于“仪器到仪器”的一致性(见图2)。

图2:TOC 自动归零 

       Sievers M9e和 500 RLe 用自动归零(Auto-Zero)来确保分析仪在没有 TOC 的情况下报告为零。分析仪的手册对自动归零有详细的说明。自动归零非常有用,能够帮助优化分析仪的低 TOC 测量性能,并有利于达到“仪器到 仪器”的一致性。

Sievers M9e和 500 RLe 的TOC自动归零策略

       在漂洗新安装的分析仪或进行维护工作时,分析仪的零点都会受影响。水系统的特性(例如水系统中的无机碳含量)也会对零点产生较小影响。因此,我们建议进行以下自动归零过程,以保持分析仪的Z佳性能:

• 在安装新分析仪后的漂洗期间,应每天运行自动归零,运行一周左右。在diyi周之后到diyi个月结束 前,每周运行一次自动归零。在diyi个月之后,每月运行一次自动归零,并保持此运行频率,因为预 计以后不会有明显变化。 

• 在进行日常维护(包括更换紫外灯、样品管、去离子树脂盒等)之后,应漂洗分析仪一整天,然后进行自动归零。此时无需进行校准。如果此时进行校准,校准虽没有坏处,但也没有好处,还会延长预防性维护后 ( post-PM, post-Preventative  Maintenance)的漂洗时间,因为系统需要时间从接触 PPM 浓度的校准标样后恢复过来。在进行初次预防性维护后的自动归零之后,可以在一周后重复运行自动归零程序,然后恢复到典型的每月自动归零常规操作。 

• 如果将分析仪移动到新位置,应在读数稳定后运行 自动归零。与日常维护一样,可以在一周后再次运行自动归零,然后恢复典型的每月自动归零常规 操作。 

• 如果进行了重要的维修工作(即更换主要部件), 应在维修后进行校准,以确保分析仪的基本性能不变。对于配置了不锈钢取样块的分析仪,可以临时安装 iOS 以便进行校准。Sievers 维修技术人员都经过培训,具备执行此项服务的能力。

Sievers M9e和 500 RLe 分析仪的电导率自动归零

Sievers M9e和 500 RLe 也具有电导率自动归零功能。 TC 和 IC 通道的温度和电导池只接触到含有少量 CO2 的去离子水,因而无需针对电导率的增加而进行校准。随着时间推移,当离子污染物从电导池浸出时,电导池的偏移就会发生变化。电导率自动归零校准任务能够调整 TC 和 IC 池的偏移。 

       与 TOC 自动归零不同,电导率自动归零无需经常进行。 我们建议在诊断负 TOC 值时运行电导率自动归零。只可由技术支持或现场服务工程师来运行电导率自动归零。

Sievers M9e TOC 分析仪试剂空白 

       不使用试剂的 Sievers 500 RLe 专用于测量亚 ppb 级的 TOC 值。Sievers M9e 常用于高 TOC 应用,包括需要添加氧化剂来测量 ppm 级的 TOC 应用,或需要酸化样品和去除 IC 的高浓度无机碳的系统监测。在有些应用中,样品的 TOC 很低,但电导率或 IC 很高,这时就需要使用 Sievers M9e 的功能来进行理想的 TOC 测量。 

       超纯水应用无需使用氧化剂,本文讨论的操作程序只适用于酸剂。Sievers M9e使用电子级酸剂,但电子级酸剂也会向样品中引入痕量的有机污染物,这些有机 物对低浓度读数的影响虽小,但仍不可忽视。Sievers  M9e (固件 1.06及更高版本)带有自动酸剂空白 (Reagent Blank)程序,能测量酸剂实际产生的有机污染物的量,并根据所选流量来应用偏移量,从而将有机污染物从报告的 TOC 值中扣除。 

       各个酸剂盒所产生的痕量有机污染物稍有不同,每次在安装新酸剂盒后,都需要运行试剂空白程序。




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讲座回放|《气相色谱在酒类分析中的应用以及分析中的注意事项》

白酒中酯的含量对白酒的质量有决定性作用,不同等级的白酒有不同的酸酯要求,只要是按正常酿造工艺生产的白酒,甲醇等物质的含量是不应超过限量标准。有关白酒检测,以下问题,您是否了解?认真读完下面 Q & A ,码上注册,可获“终 极应用宝典”!


Q1如何在甲醇检测中避免聚焦变形的问题?

是小分子量的时候,需要采用气相色谱、小分流比安股金后研磨柱。

Q2如何处理乙酸、乙酯的分离?

低温 35 度保持 4 分钟,要考虑通用性,结合不同气候和天气条件下的室内温度,还要考虑白酒中大比例的水,能达到 1.5 的分离度就很好。

Q3不同温度下,白酒检测如何优化分离度?

温度很关键,把温度降到 40 度,对分离度有帮助。

Q4气化好坏对重复性的影响如何解决?

大分流比的情况下要有足够的温度和充足的玻璃膜。

Q5空气压力波动会对基线产生影响,怎么办?

高压钢瓶的输出压力比较稳定,可以考虑采用高压钢瓶。

Q6 白酒检测平均多久出样?

平均 55 分钟左右一个样。


想要了解更多白酒检测关键操作的最 优操作吗?扫描下方二维码,观看安捷伦气相色谱产品线资 深技术工程师那顺老师针对白酒分析关键问题的讲解和实验结果解析。



2022-05-06 14:03:01 146 0
联用技术在微塑料分析中的应用

2019-06-10 13:42:52 96 0
在GX液相色谱法中,超纯水是如何制备的?
 
2011-01-02 09:29:05 244 3
在Micro CT应用中的常规骨分析内容

前言

Micro CT是一种结合了影像学检查无创性和组织学检测高分辨率特点的技术,由于骨骼与其它身体组织在X射线衰减性能方面有相对明显差别,因此Micro CT特别适合骨骼成像,骨骼参数的研究也是Micro CT的重要应用领域之一。在骨组织研究领域,Micro CT可以很好地研究骨结构和骨密度的数量性指标及微细改变,可指导组织工程、基因工程等科学研究,已逐渐发展为可加强甚至代替组织学分析的一种成熟的技术,Micro CT在各学科的广泛应用拥有广阔的市场前景,也将为各学科的研究带来新的发展机遇。

今天小编整理了个案例来列举,在常规的骨研究中,我们可以取得哪些影像图片以及可做的数据分析内容:案例,小鼠股骨骨分析

 

结尾:

目前,在骨组织研究领域,Micro CT可以很好地研究骨结构和骨密度的数量性指标及微细改变,对肿瘤和骨转移进行监测。结合有限元分析方法,还可以反映组织的力学特性变化,指导组织工程、转基因工程等领域的研究,比如评价自体骨及组织重建时压力和拉力状态,研究组织材料的生物机械性能;仿生材料支架的孔隙率、强度研究等。Micro CT已逐渐发展为可加强甚至代替组织学分析的一种成熟的技术,相信今后在骨组织研究领域还将有更深入的应用。平生科技愿与您同行,共同开拓更广阔的应用领域!


2021-01-14 13:03:30 396 0
浅谈Acclaim C18色谱柱在中药饮片分析中的应用

中医药是中华文明瑰宝,是5000多年文明的结晶,在全民健康中发挥着重要作用,中药饮片在使用过程中非常重要的一点就是保证中药安全性、有效性和质量稳定性。中药质量控制的重要依据就是《ZG药典》。《ZG药典》2020年版一部的安全性导向作用和实用性与适用性进一步加强,研究结果与产品实际进一步吻合,新药典一部共收载标准2711个,其中新增117个,直接修订452个,不再收载4个。面对这么多新增和修订品种,大家是不是又要重新建立分析方法啦,这个时候不妨试试我们今天的主角-Acclaim C18色谱柱。

Acclaim C18是赛默飞经典的反相色谱柱,具有高表面覆盖率、低硅烷醇活性和出色的柱效,它采用了超纯硅胶基质、专有的高密度键合工艺和双封端处理,碳载量高达18%,有非常高的疏水性和低极性,特别适用于中药饮片这类基质比较复杂的物质的分析,可以大大提高我们建立分析方法的成功率,我们赶紧看几个应用案例吧!


01 淡豆豉中大豆苷元和染料木素的测定

色谱条件:

色谱柱:Acclaim 120 C18  5 μm 250×4.6 mm(P/N:059149)

流动相:乙腈-1%冰醋酸(25:75)

流速:1 mL/min

柱温:25℃

检测波长:260nm

进样量:10 μL


系统适用性要求:

理论板数按大豆苷元和染料木素峰计算应不低于 5000。


谱图和结果:

图1. 对照品溶液色谱图


图2. 供试品溶液色谱图

结论

按照2020版《ZG药典》中色谱条件,建立了淡豆豉中大豆苷元和染料木素的测定方法。结果表明,采用Acclaim C18色谱柱,大豆苷元和染料木素理论塔板数均大于5000,满足系统适用性要求,可以为淡豆豉的分析提供参考。


02 天麻特征图谱

色谱条件:

色谱柱:Acclaim 120 C18  5 μm 250×4.6 mm(P/N:059149)

流动相:A-乙腈,B-0.1%磷酸,梯度洗脱

流速:0.8 mL/min

柱温:30℃

检测波长:220nm

进样量:3 μL


系统适用性要求:

理论板数按天麻素峰计算应不低于 5000。


谱图和结果:

图3. 对照品溶液色谱图


图4. 供试品溶液色谱图

结论

参照2020版《ZG药典》天麻特征图谱色谱条件,使用Acclaim C18色谱柱,分析对照品及供试品,对照品中天麻素峰理论塔板数不低于5000,满足药典要求。供试品溶液6个特征峰的识别采用单独对照品定位,6个特征峰在供试品溶液中均有呈现,可以为天麻特征图谱分析提供参考。


03 苦杏仁中苦杏仁苷的测定

色谱条件:

色谱柱:Acclaim 120 C18  5 μm 250×4.6 mm(P/N:059149)

流动相:乙腈-0.1%磷酸(8:92)

流速:1 mL/min

柱温:25℃

检测波长:207nm

进样量:10 μL


系统适用性要求:

理论板数按苦杏仁苷峰计算应不低于7000。


谱图和结果:

图5. 对照品溶液色谱图


图6. 供试品溶液色谱图

结论

按照2020版《ZG药典》中色谱条件,建立了苦杏仁中苦杏仁苷的测定方法。结果表明,采用Acclaim C18色谱柱,苦杏仁苷的理论塔板数大于7000,满足药典要求,可以为苦杏仁的分析提供参考。

以上三个方案实验结果全部满足各品种项下药典的要求,且主峰和杂质分离度良好。Acclaim C18色谱柱碳载量高,可有效提高反相色谱应用的分离效率,且采用金属含量极低的超纯硅胶基质,从而zui大限度减小拖尾效应并获得对称峰形,其独特的化学键合可获得ji佳的表面覆盖效果,进而提供不受次级相互作用影响且预测性高的色谱分离,非常适用于中药复杂组分的分析,关于Acclaim C18在中药饮片检测中的应用方案还有很多,欢迎联系我们获取。


2020-09-27 10:59:54 388 0
NMI20核磁共振成像分析技术在食品干燥中的应用

干燥就是通过对食品中水分的脱除,进而降低食品的水分活度从而限制微生物活动、酶的活力以及化学反应的进行,达到达到长期保藏的目的。

食品干燥的目的:

  1.延长贮藏期–经干燥的食品其水分活性较低,有利于在室温条件下长期保存;

  2.用于某些食品加工过程,以改善加工品质–如大豆、花生米经过适当干燥脱水,有利于脱壳,便于后加工,提高制品品质;

  3.便于商品流通–干制食品重量减轻、容积缩小,可显著节省包装、储藏和运输费用,便于携带和储运。

核磁共振技术在食品干燥中的应用:

  核磁共振及其成像技术是一种有效的研究水分活度的方法,可用于食品体系中的水的研究,这些分子在各类食品中又往往携带了重要的信息:结构信息,分子所处环境信息以及在加工、贮藏中内部变化的信息等。核磁共振技术的无损检测特点使其应用于食品科学的研究具有明显的优势。因此,核磁共振技术已被成功地应用在食品的干燥储藏中。  

蘑菇不同干燥时间成像图

蘑菇不同干燥方式T2分布图

(来源:苏州纽迈分析仪器股份有限公司)

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要求有案例,字数不要太多... 要求有案例,字数不要太多 展开
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