The authors would like to acknowledge Caitlin Kowalewski for aiding in the editing and formatting of this publication.

1. Schlieren Fotoğrafçılık <ol><li> Deney Bölgesi&#39;nin kurulması Not: Test bölgesi doğrudan ayna önünde bulunmaktadır. <ol><li> ayna desteklemek için yeterince büyük bir halka standı kelepçe bir küresel içbükey ayna (150 mm çap, odak uzaklığı 1.500 mm) kelepçe. yere dik durmak bir halkaya ayna halka standı kelepçesini takın. Bu çalışma bir 3 ayak halka standı kullanılan, ancak herhangi bir yükseklik sürece kaynak görüntüleme penceresinde ayna merkezi edebilmek için yeterince uzun boylu olarak kullanılabilir. </li><li> kütle spektrometresi kaynağının yanına halka standı ve ayna yerleştirin. kaynak olarak, ayna paralel yüzünü olun ve aynı yükseklikte. </li><li> merkez kütle spektrometresi merkezi kaynak bölgesi ile hizalanması için ayna yerleştirin. Cihazın bazı örtüşme meydana gelecektir. </li></ol></li><li> Kesim, Kamera ve Işık Kaynağı <ol><li> Ayırmak <ol><li> üçayak üstüne bir metal plaka takın. Plaka jilet ve ışık kaynağını hem de tutmak için bir platform olarak hizmet verecek. jilet schlieren fotoğrafçılıkta &quot;cutoff&quot; olarak bilinen görevi görür. </li><li> keskin kenar dikey olacak şekilde bir mıknatıs kullanarak metal plakaya jilet takın. </li><li> ayna, 3.000 mm iki odak uzunluğuna aynada doğrultusunda tripod yerleştirin. aynadan yansıyan ışığın yoluna dik jilet aynı hizaya getirin. </li><li> jilet keskin kenar yaklaşık aynanın merkezi ile aynı hizada olacak şekilde elle tripod yüksekliğini ayarlayın. NOT: İnce ayar daha sonra gerçekleşecek. </li></ol></li><li> Kamera <ol><li> Ayrı bir tripod üzerinde 300 mm telefoto lens ile bir dijital kamera monte edin. </li><li> (Tam zoom) objektif arkasında ve aynı hei 4 cm doğrudan böylece kamerayı yerleştirinjilet gibi GHT. Şu anda lens kapağını çıkarmayın. </li></ol></li><li> Opsiyonel Monitör <ol><li> gerçek zamanlı olarak kolayca schlieren fenomen görüntülemek için bir bilgisayar monitör veya TV Kameranın video çıkışını bağlayın. Not: Bu bir tavsiye süreçtir. Bu prosedür, kullanılan kameranın tipine bağlı olarak değişebilir. </li></ol></li><li> İğne Deliği Işık Kaynağı <ol><li> Bir kapağın merkezine küçük bir delik (çapı yaklaşık olarak 0.6 mm) delin (bu durumda, bir flakon kapağı fener aynı çap kullanılmıştır) bağlı edilebilir / ışık kaynağı bantlanmış. kapak tamamen feneri lensi karşılamak için yeterli çapa sahip olduğundan emin olun. </li><li> folyo bant kullanarak LED el feneri 200 lümenin üzerinde kapağını takın. NOT: El feneri, sıcak alacak ve bir yüksek sıcaklık bant tavsiye edilir. </li></ol></li><li> Işık kaynak konumlandırma <ol><li> İlk A la kullanmakser işaretçi ışık kaynağının doğru konumlandırma sağlamak için, ayna, jilet ve kamera ile ışık kaynağını hizalamak için. </li><li> jilet yanındaki metal levha üzerine lazer pointer yerleştirin. </li><li> ışın aynanın merkezi isabet böylece elle lazer pointer hareket ettirin. kiriş yaklaşık yarısı bloke olmasına neden olur yansıyan ışın jilet kadar dik kesişen sağlamak için gerektiği gibi ayarlayın. </li><li> El ile ışın hizalama 1.2.5.3 elde değildi Eğer jilet doğrudan lazer pointer ışını amacı aynanın konumunu ayarlayın. DİKKAT! Lazer pointer veya yansıyan ışına bakmayın. </li><li> kamerada lens kapağını tutarken lazer ışını lens merkezli olduğundan emin olun. </li><li> Her şey aynı hizada iken kaplı el feneri ile lazer pointer değiştirin. el feneri lazer pointer ile aynı yönde olduğundan emin olun. </li><li> el feneri açın ve beyaz bir kağıt parçası kullanarak, kesme yansıyan ışık görüyoruz. ışın kesme bir küçük odaklı bir nokta olduğundan emin olun. </li><li> cutoff ile yansıyan ışık demetinin yaklaşık yarısı engellemek için herhangi bir dikey gerekli ayarlamaları yapın. </li><li> kamerada lens kapağını çıkarın ve ayna üzerinde durulacak. NOT: Bu kamera / lens manuel odaklama modunda kullanılması tavsiye edilir. </li></ol></li></ol></li></ol> 2. Örnek Testi Nesne: Kütle Spektrometresi İyonlaşma Kaynak <ol><li> El ile, memenin ucu ve kütle spektrometresi girişi arasında 10 mm&#39;lik bir mesafe ile, test bölgesinde olan kütle spektrometresi, iyon kaynağı hizalayın. </li><li> El ile nitrojen kaynağı akmasına izin ortam kaynağına iğne valfini açın. </li><li> kütle spektrometresi kontrol etmek için kullanılan yazılımı açın. Bu çalışma için, kullanılan yazılım &quot;SQ sürücüsü&quot; oldu. fi tıklayınle sonra uygun ayar dosyasını seçin -open-. </li><li> manuel ayar açıldığında ortam kaynağına tüm gerilimleri ve sıcaklıkları uygulayın. Her kütle spektrometresi Bu aşama için kendi yazılımını sahip olacaktır. manuel ayar açıldığında geçerli bir çalışma için, düğme &quot;Kaynak Gerilimi kapalı&quot; ve düğme &quot;Bütün gaz ve ısıtıcılar kapalı&quot; Bu görevi gerçekleştirmek için tıklayın. </li><li> Sıcaklık arttıkça dijital fotoğraf makinesi görünümü ekranında schlieren aparatı ile memeden çıkan akış görünümünü gözlemleyin. meme sonunda çıkan gaz akımını ( &quot;Sonuçlar&quot; bölümünde açıklamasına bakınız) dikkate alınmalıdır. Gaz akımı kameranın arka yüzündeki görülebilir, ya da bir LCD monitör üzerinde doğrudan izlenebilir. </li><li> kameradan video kaydı, ya da gaz akımının bir resim çekmeden ya görüntüyü toplayın, bir zamanlar istenen görüntüler kameraya canlı görüntülenmiştir. </li><li> camer ile bir bilgisayara toplanan resmi (ler) aktarınBir bellek kartı veya USB bağlantısı ve sizin seçtiğiniz yazılımı ile görüntüyü. </li></ol> Bir Toplanan Görüntü Sprey Yarım Açı 3. Belirlenmesi <ol><li> Bir resim görüntüleme yazılımı kullanılarak toplanan görüntü açın ve toplanan resim (ler) çıktı. </li><li> Bir cetvel kullanarak akış yönüne gaz akımı paralel merkezi eksenini basılı görüntü (ler) bir çizgi çizin. </li><li> Bir cetvel kullanarak yazdırılan görüntüde (ler) görsel gaz akımının kenarı boyunca bir çizgi çizin. Bu durum video formatında bulunan bir ışıltı için kaydedilen videodan daha iyi görüntülenebilir; basılı görüntülerdeki kenar belirlemenize yardımcı olmak için bu kullanın. Sprey yarım açısı için bir dizi elde etmek için gaz akımlarının dış kenarlarını işaretleyin. </li><li> merkez ekseni ve bir iletki kullanarak 3.2 çizilen hat arasında üretilen açıyı ölçün. </li></ol>

<ol>
	<li>Settles, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Schlieren and Shadowgraph Techniques: Visualization Phenomena in Transparent Media. , (2001).</li><li>Strawa, A. W., Chapman, G. T., Arnold, J. O., Canning, T. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ballistic+range+and+aerothermodynamic+testing.">Ballistic range and aerothermodynamic testing.</a> J. Aircraft. 28 (7), 443-449 (1991).</li><li>Settles, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+gas+leaks+by+using+schlieren+optics.">Imaging gas leaks by using schlieren optics.</a> Pipeline &amp; Gas Journal. 226 (9), 28-30 (1999).</li><li>Takagi, T., Kubota, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+application+of+schlieren+optics+for+detection+of+protein+bands+and+other+phenomena+in+polyacrylamide+gel+electrophoresis.">The application of schlieren optics for detection of protein bands and other phenomena in polyacrylamide gel electrophoresis.</a> Electrophoresis. 11 (5), 361-366 (1990).</li><li>Clark, I. G., Cruz, J. R., Huges, M. F., Ware, J. S., Madlangbayan, A., Braun, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aerodynamic+and+Aeroelastic+Characteristics+of+a+Tension+Cone+Inflatable+Aerodynamic+Decelerator.">Aerodynamic and Aeroelastic Characteristics of a Tension Cone Inflatable Aerodynamic Decelerator.</a> , (2009).</li><li>Froome, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Refractive+Indices+of+Water+Vapour,+Air,+Oxygen,+Nitrogen+and+Argon+at+72+kMc/s.">The Refractive Indices of Water Vapour, Air, Oxygen, Nitrogen and Argon at 72 kMc/s.</a> Proc. Phys. Soc. B. 68, 833-835 (1955).</li><li>Winter, G. T., Wilhide, J. A., LaCourse, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+a+Direct+Sample+Analysis+(DSA)+Ambient+Ionization.">Characterization of a Direct Sample Analysis (DSA) Ambient Ionization.</a> J. Am. Soc. Mass Spectrom. 26 (9), 1502-1507 (2015).</li><li>Pfeuffer, K. P., Schaper, J. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Halo-Shaped+Flowing+Atmospheric+Pressure+Afterglow:+A+Heavenly+Design+for+Simplified+Sample+Introduction+and+Improved+Ionization+in+Ambient+Mass+Spectrometry.">Halo-Shaped Flowing Atmospheric Pressure Afterglow: A Heavenly Design for Simplified Sample Introduction and Improved Ionization in Ambient Mass Spectrometry.</a> Anal. Chem. , 7512-7518 (2013).</li><li>Pfeuffer, K. P., Shelley, J. T., Ray, S. J., Hieftje, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualization+of+Mass+Transport+and+Heat+Transfer+in+the+FAPA+Ambient+Ionization+Source.">Visualization of Mass Transport and Heat Transfer in the FAPA Ambient Ionization Source.</a> J. Anal. At. Spectrom. 28 (379-387), 379-387 (2013).</li><li>Pfeuffer, K. P., Ray, S. J., Hieftje, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+and+Visualization+of+Mass+Transport+for+the+Flowing+Atmospheric+Pressure+Afterglow+(FAPA)+Ambient+Mass-Spectrometry+Source.">Measurement and Visualization of Mass Transport for the Flowing Atmospheric Pressure Afterglow (FAPA) Ambient Mass-Spectrometry Source.</a> J. Am. Soc. Mass Spectrom. 25 (5), 800-808 (2014).</li><li>Keelor, J. D., Dwivedi, P., Fern&#225;ndez, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Effective+Approach+for+Coupling+Direct+Analysis+in+Real+Time+with+Atmospheric+Pressure+Drift+Tube+Ion+Mobility+Spectrometry.">An Effective Approach for Coupling Direct Analysis in Real Time with Atmospheric Pressure Drift Tube Ion Mobility Spectrometry.</a> J. Am. Soc. Mass Spectrom. 25 (9), 1538-1548 (2014).</li></ol>

There are no competing financial interests with this article.

Bu protokol denemeden önce ele alınması gereken bazı noktalar vardır. kaynak ve ayna için kütle spektrometresi etrafında uzayda yanı sıra, yeterli açık alan aynanın iki odak noktası mesafesini karşılamak için kullanılabilir olması gerekir. Bundan başka, ayna boyutu sonuçta üzerinde çalışılan kaynağın boyutu tarafından belirlenir. Ayna çok küçükse, kaynak tam olarak görüntülenmiştir olmayacaktır. Kaynak kapakları schlieren fotoğraf görüntüleme tekniği uygulamak için çıkarıl...

Kütle Spektrometre, moleküler kütle tanımlama için kullanılabilir bir analitik araç, bugüne kadarki en güçlü analitik tekniklerden biri haline gelmiştir. Son on yılda yeni ortam iyonizasyon kaynaklarının bir bütün ana kütle spektrometresi tespiti için kullanılabilir hale gelmiştir. Bu yazıda toplanan veriler için, Doğrudan Numune Analizi (DSA) kaynak kullanılmıştır. bu kaynaklar son derece çok yönlü olmasına rağmen, fiziksel iyonizasyon süreci daha ayrıntılı bilgi onun optimizasyonu ve amaç uzatılması için gereklidir. Bu araştırmanın amacı schlieren fotoğrafçılık adı verilen bir teknik kullanarak cihazda azot akımı görselleştirme yoluyla ortam kaynaklar içinde iyonizasyon süreci daha iyi anlamak için. Bilimsel Araştırma genellikle çalışmanın amacı, çıplak gözle saydam ise, zor gözlem yoluyla başlatır. Schlieren fotoğraflar ve görünmeyen sağlayan bir tekniktirşeffaf ortam 1 ​​içinde kırılma indeksi değişim dayanarak aracılığıyla görünür olmak. kırılma endeksleri homojen olmaması görselleştirme için izin ışık bozulmaya neden olur. Schlieren teknik rutin jel elektroforezi 2-5 protein bantları görselleştirmek için balistik modelleme, havacılık ve uzay mühendisliği, genel gaz algılama ve izleme, akış dahil olmak üzere özel alanlarda çeşitli ve bazen de kullanılmaya başlanmıştır. En fazla ortam iyonizasyon kaynağı iyonizasyon kolaylaştırmak için bir gaz akımının kullanılması. koşullarının geniş bir yelpazesi, ancak bu deney parametreleri Çevre laboratuar havadan farklı bir kırılma indeksine sahip olan bir gaz kullanımı içermelidirler kaynak amaç için mevcut olabilir. Bu özel çalışmada sıcak azot kullanır. Kırınım indisi sadece küçük bir fark esas olarak bir nedeni, oda sıcaklığında 6 gaz akımı ve hava saf azot arasında gözlenen unutulmamalıdırİR daha çok azot oluşmaktadır. Bu sorun nedeniyle gaz uyulması için kırılma indeksi önemli bir yeterli değişim üreten gaz akışında saf azot yüksek sıcaklıklara Bu durumda aşılır. Real Time (DART) Atmosferik Basınç Afterglow (FAPA) 8-10, ve Doğrudan Analizi Akan böyle bir Sızdırma Atmosferik Kimyasal İyonizasyon (DAPCI) 7 gibi diğer kütle spektrometresi kaynakları, 11 iyonizasyon kaynakları schlieren fotoğraf kullandık. Bu protokolün amacı, temel schlieren fotoğrafçılık yapılandırmayı kullanarak çevre iyonlaşma çalışmaya nasıl tartışmaktır. Bu teknik, bununla birlikte, gaz akışı içeren çeşitli analitik tekniklerle herhangi bir sayıda uygulanabilir.

<table><tbody><tr><td>Flashlight</td><td>EAGTAC</td><td>D25A Ti</td><td>or equivalent&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Spherical Concave Mirror</td><td>Anchor Optics</td><td>27633</td><td></td></tr><tr><td>Rebel EOS T2i</td><td>Canon</td><td>4462B001</td><td>or equivalent&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>300 mm telephoto lens</td><td>Canon</td><td>6473A003</td><td>or equivalent&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Direct Sample Analysis (DSA) Ionization Source</td><td>PerkinElmer</td><td>MZ300560</td><td>or equivalent&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Sq 300 MS with SQ Driver Software</td><td>PerkinElmer</td><td>N2910801</td><td>or equivalent&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Ring Stand</td><td>Fisher Scientific</td><td>11-474-207</td><td>or equivalent&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Laser Pointer</td><td>Apollo</td><td>MP1200</td><td>or equivalent&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>razor blade</td><td>Blue Hawk</td><td>34112</td><td>or equivalent&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>small drill bit #73</td><td>CML Supply</td><td>503-273</td><td>or equivalent&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Protractor</td><td>Sterling&amp;nbsp;</td><td>582</td><td>or equivalent&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Hose Clamp</td><td>Trident</td><td>720-6000L</td><td>or equivalent&amp;nbsp;</td></tr></tbody></table>

visualization of ambient mass spectrometry with the use of schlieren photography

Bu el yazması schlieren fotoğraf kullanarak kütle spektrometresi ortam iyonizasyon kaynakları görselleştirmek nasıl özetliyor. düzgün kütle spektrometresi optimize etmek amacıyla, karakterize ve kaynak fiziksel prensiplerini anlamak gerekir. Çoğu ticari ortam iyonizasyon kaynakları analit iyonlaşma kolaylaştırmak için azot, helyum veya atmosferik hava jetleri kullanmaktadır. Bunun bir sonucu olarak, schlieren fotoğraflar ve gerçek zamanlı olarak görüntülenmesi için dere ve çevre havası arasındaki kırılma indeksi farkı yararlanılarak gaz akımlarını görselleştirmek için kullanılabilmektedir. temel kurulum kamera, ayna, el feneri ve bir jilet gerektirir. düzgün yapılandırılmış zaman kaynağının gerçek zamanlı görüntü yansımasını seyrederek görülmektedir. Bu kaynakta etki mekanizması içgörü sağlar ve onun optimizasyon yolları açıklığa edilebilir. Işık bir başka görünmez duruma ilişkin dökülür.

Kütle spektrometresi iyonizasyon kaynağı da dahil olmak üzere schlieren kurulum şematik tüm schlieren bileşenleri düzgün hizalanmış Şekil 1&#39;de. Bulunabilir test bölgede gazları koyu ve açık bölgeler zıt olarak görülebilir. 2 Bu kontrast olabilir nasıl göstermektedir Şekil kütle spektrometresi kaynak değişiklikleri azot jet akışının şekil meme büyüklüğü azaldıkça nasıl gözlemlemek için kullanı...

Watch this Scientific Journal Video about Visualization of Ambient Mass Spectrometry with the Use of Schlieren Photography at JoVE.com

Visualization of Ambient Mass Spectrometry with the Use of Schlieren Photography

This paper presents a protocol for the visualization of gaseous streams of an ambient ionization source using schlieren photography and mass spectrometry.

Schlieren Fotoğraf Kullanımına Ortam kütle spektrometresi görselleştirme

This manuscript outlines how to visualize mass spectrometry ambient ionization sources using schlieren photography. In order to properly optimize the mass ...

visualization-ambient-mass-spectrometry-with-use-schlieren

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Chemistry

8.2K Görüntüleme.  University of Maryland, Baltimore County. This paper presents a protocol for the visualization of gaseous streams of an ambient ionization source using schlieren photography and mass spectrometry.

Video: Visualization of Ambient Mass Spectrometry with the Use of Schlieren Photography

Molecular Beam Mass Spectrometry With Tunable Vacuum Ultraviolet (VUV) Synchrotron Radiation

Tunable soft ionization coupled to mass spectroscopy is a powerful method to investigate isolated molecules, complexes and clusters and their spectroscopy and dynamics1-4. Fundamental studies of photoionization processes of biomolecules provide information about the electronic structure of these systems. Furthermore determinations of ionization energies and other properties of biomolecules in the gas phase are not trivial, and these experiments provide a platform to generate these data. We have developed a thermal vaporization technique coupled with supersonic molecular beams that provides a gentle way to transport these species into the gas phase. Judicious combination of source gas and temperature allows for formation of dimers and higher clusters of the DNA bases. The focus of this particular work is on the effects of non-covalent interactions, i.e., hydrogen bonding, stacking, and electrostatic interactions, on the ionization energies and proton transfer of individual biomolecules, their complexes and upon micro-hydration by water1, 5-9.
We have performed experimental and theoretical characterization of the photoionization dynamics of gas-phase uracil and 1,3-dimethyluracil dimers using molecular beams coupled with synchrotron radiation at the Chemical Dynamics Beamline10 located at the Advanced Light Source and the experimental details are visualized here. This allowed us to observe the proton transfer in 1,3-dimethyluracil dimers, a system with pi stacking geometry and with no hydrogen bonds1. Molecular beams provide a very convenient and efficient way to isolate the sample of interest from environmental perturbations which in return allows accurate comparison with electronic structure calculations11, 12. By tuning the photon energy from the synchrotron, a photoionization efficiency (PIE) curve can be plotted which informs us about the cationic electronic states. These values can then be compared to theoretical models and calculations and in turn, explain in detail the electronic structure and dynamics of the investigated species 1, 3.

Molecular Beam Mass Spectrometry With Tunable Vacuum Ultraviolet VUV Synchrotron Radiation

A molecular beam coupled to tunable vacuum ultraviolet photoionization mass spectrometer at a synchrotron provides a convenient tool to explore the electronic structure of isolated gas phase molecules and clusters. Proton transfer mechanisms in DNA base dimers were elucidated with this technique.

Ayarlanabilir Vakum Ultraviyole (VUV) Sinkrotron Radyasyon Molecular Beam Kütle Spektrometresi

Tunable soft ionization coupled to mass spectroscopy is a powerful method to investigate isolated molecules, complexes and clusters and their spectroscopy ...

Mühendislik

An Inverse Analysis Approach to the Characterization of Chemical Transport in Paints

The ability to directly characterize chemical transport and interactions that occur within a material (i.e., subsurface dynamics) is a vital component in understanding contaminant mass transport and the ability to decontaminate materials. If a material is contaminated, over time, the transport of highly toxic chemicals (such as chemical warfare agent species) out of the material can result in vapor exposure or transfer to the skin, which can result in percutaneous exposure to personnel who interact with the material. Due to the high toxicity of chemical warfare agents, the release of trace chemical quantities is of significant concern. Mapping subsurface concentration distribution and transport characteristics of absorbed agents enables exposure hazards to be assessed in untested conditions. Furthermore, these tools can be used to characterize subsurface reaction dynamics to ultimately design improved decontaminants or decontamination procedures. To achieve this goal, an inverse analysis mass transport modeling approach was developed that utilizes time-resolved mass spectroscopy measurements of vapor emission from contaminated paint coatings as the input parameter for calculation of subsurface concentration profiles. Details are provided on sample preparation, including contaminant and material handling, the application of mass spectrometry for the measurement of emitted contaminant vapor, and the implementation of inverse analysis using a physics-based diffusion model to determine transport properties of live chemical warfare agents including distilled mustard (HD) and the nerve agent VX.

In this paper, a procedure for quantifying the mass transport parameters of chemicals in various materials is presented. This process involves employing an inverse-analysis based diffusion model to vapor emission profiles recorded by real-time, mass spectrometry in high vacuum.

Boyalar Kimyasal Ulaştırma Karakterizasyonu bir Ters Analizi Yaklaşımı

The ability to directly characterize chemical transport and interactions that occur within a material (i.e., subsurface dynamics) is a vital component in ...

Kimya

Whole-body Mass Spectrometry Imaging by Infrared Matrix-assisted Laser Desorption Electrospray Ionization (IR-MALDESI)

Ambient ionization sources for mass spectrometry (MS) have been the subject of much interest in the past decade. Matrix-assisted laser desorption electrospray ionization (MALDESI) is an example of such methods, where features of matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI) (e.g., pulsed nature of desorption) and electrospray ionization (ESI) (e.g., soft-ionization) are combined. One of the major advantages of MALDESI is its inherent versatility. In MALDESI experiments, an ultraviolet (UV) or infrared (IR) laser can be used to resonantly excite an endogenous or exogenous matrix. The choice of matrix is not analyte dependent, and depends solely on the laser wavelength used for excitation. In IR-MALDESI experiments, a thin layer of ice is deposited on the sample surface as an energy-absorbing matrix. The IR-MALDESI source geometry has been optimized using statistical design of experiments (DOE) for analysis of liquid samples as well as biological tissue specimens. Furthermore, a robust IR-MALDESI imaging source has been developed, where a tunable mid-IR laser is synchronized with a computer controlled XY translational stage and a high resolving power mass spectrometer. A custom graphical user interface (GUI) allows user selection of the repetition rate of the laser, number of shots per voxel, step-size of the sample stage, and the delay between the desorption and scan events for the source. IR-MALDESI has been used in variety of applications such as forensic analysis of fibers and dyes and MSI of biological tissue sections. Distribution of different analytes ranging from endogenous metabolites to exogenous xenobiotics within tissue sections can be measured and quantified using this technique. The protocol presented in this manuscript describes major steps necessary for IR-MALDESI MSI of whole-body tissue sections.

Whole-body Mass Spectrometry Imaging by Infrared Matrix-assisted Laser Desorption Electrospray Ionization IR-MALDESI

A mass spectrometry imaging (MSI) source operated at atmospheric pressure was developed by coupling mid-infrared laser desorption and electrospray post-ionization. Exogenous ice matrix was used as the energy-absorbing matrix to facilitate resonant desorption of tissue-related material. This manuscript provides a step-by-step protocol for performing IR-MALDESI MSI of whole-body neonatal mouse.

Kızılötesi Matriks destekli lazer desorpsiyon Elektrosprey İyonizasyon tarafından tüm vücut Kütle Spektrometre Görüntüleme (IR-MALDESI)

Ambient ionization sources for mass spectrometry (MS) have been the subject of much interest in the past decade. Matrix-assisted laser desorption ...

Biyomühendislik

Mass-Sensitive Particle Tracking to Characterize Membrane-Associated Macromolecule Dynamics

Short-lived or transient interactions of macromolecules at and with lipid membranes, an interface where a multitude of essential biological reactions take place, are inherently difficult to assess with standard biophysical methods. The introduction of mass-sensitive particle tracking (MSPT) constitutes an important step toward a thorough quantitative characterization of such processes. Technically, this was made possible through the advent of interferometric scattering microscopy (iSCAT)-based mass photometry (MP). When the background removal strategy is optimized to reveal the two-dimensional motion of membrane-associated particles, this technique allows the real-time analysis of both diffusion and molecular mass of unlabeled macromolecules on biological membranes. Here, a detailed protocol to perform and analyze mass-sensitive particle tracking of membrane-associated systems is described. Measurements performed on a commercial mass photometer achieve time resolution in the millisecond regime and, depending on the MP system, a mass detection limit down to 50 kDa. To showcase the potential of MSPT for the in-depth analysis of membrane-catalyzed macromolecule dynamics in general, results obtained for exemplary protein systems such as the native membrane interactor annexin V are presented.

This protocol describes an iSCAT-based image processing and single-particle tracking approach that enables the simultaneous investigation of the molecular mass and the diffusive behavior of macromolecules interacting with lipid membranes. Step-by-step instructions for sample preparation, mass-to-contrast conversion, movie acquisition, and post-processing are provided alongside directions to prevent potential pitfalls.

Membranla İlişkili Makromolekül Dinamiğini Karakterize Etmek için Kütleye Duyarlı Partikül İzleme

Short-lived or transient interactions of macromolecules at and with lipid membranes, an interface where a multitude of essential biological reactions take ...

Biyokimya

Atmospheric-pressure Molecular Imaging of Biological Tissues and Biofilms by LAESI Mass Spectrometry

Ambient ionization methods in mass spectrometry allow analytical investigations to be performed directly on a tissue or biofilm under native-like experimental conditions. Laser ablation electrospray ionization (LAESI) is one such development and is particularly well-suited for the investigation of water-containing specimens. LAESI utilizes a mid-infrared laser beam (2.94 &mu;m wavelength) to excite the water molecules of the sample. When the ablation fluence threshold is exceeded, the sample material is expelled in the form of particulate matter and these projectiles travel to tens of millimeters above the sample surface. In LAESI, this ablation plume is intercepted by highly charged droplets to capture a fraction of the ejected sample material and convert its chemical constituents into gas-phase ions. A mass spectrometer equipped with an atmospheric-pressure ion source interface is employed to analyze and record the composition of the released ions originating from the probed area (pixel) of the sample. A systematic interrogation over an array of pixels opens a way for molecular imaging in the microprobe analysis mode. A unique aspect of LAESI mass spectrometric imaging is depth profiling that, in combination with lateral imaging, enables three-dimensional (3D) molecular imaging. With current lateral and depth resolutions of ~100 &mu;m and ~40 &mu;m, respectively, LAESI mass spectrometric imaging helps to explore the molecular structure of biological tissues. Herein, we review the major elements of a LAESI system and provide guidelines for a successful imaging experiment.

Laser ablation electrospray ionization (LAESI) is an atmospheric-pressure ion source for mass spectrometry. In the imaging mode, a mid-infrared laser probes the distributions of molecules across a tissue section or a biofilm. This technique presents a new approach for diverse bioanalytical studies carried out under native experimental conditions.

Atmosferik basınç Moleküler Görüntüleme LAESI Kütle Spektrometresi Biyolojik Dokular ve Biyofilmler

Ambient ionization methods in mass spectrometry allow analytical investigations to be performed directly on a tissue or biofilm under native-like ...

Biyoloji

Direct Analysis of Single Cells by Mass Spectrometry at Atmospheric Pressure

Analysis of biochemicals in single cells is important for understanding cell metabolism, cell cycle, adaptation, disease states, etc. Even the same cell types exhibit heterogeneous biochemical makeup depending on their physiological conditions and interactions with the environment. Conventional methods of mass spectrometry (MS) used for the analysis of biomolecules in single cells rely on extensive sample preparation. Removing the cells from their natural environment and extensive sample processing could lead to changes in the cellular composition. Ambient ionization methods enable the analysis of samples in their native environment and without extensive sample preparation.1 The techniques based on the mid infrared (mid-IR) laser ablation of biological materials at 2.94 &mu;m wavelength utilize the sudden excitation of water that results in phase explosion.2 Ambient ionization techniques based on mid-IR laser radiation, such as laser ablation electrospray ionization (LAESI) and atmospheric pressure infrared matrix-assisted laser desorption ionization (AP IR-MALDI), have successfully demonstrated the ability to directly analyze water-rich tissues and biofluids at atmospheric pressure.3-11 In LAESI the mid-IR laser ablation plume that mostly consists of neutral particulate matter from the sample coalesces with highly charged electrospray droplets to produce ions. Recently, mid-IR ablation of single cells was performed by delivering the mid-IR radiation through an etched fiber. The plume generated from this ablation was postionized by an electrospray enabling the analysis of diverse metabolites in single cells by LAESI-MS.12 This article describes the detailed protocol for single cell analysis using LAESI-MS. The presented video demonstrates the analysis of a single epidermal cell from the skin of an Allium cepa bulb. The schematic of the system is shown in Figure 1. A representative example of single cell ablation and a LAESI mass spectrum from the cell are provided in Figure 2.

Single cell analysis is performed by mass spectrometry on plant and animal cells at atmospheric pressure by using a sharpened optical fiber to sample the cells for laser ablation electrospray ionization (LAESI) mass spectrometry.

Doğrudan Atmosferik Basınç Kütle Spektrometresi Tek Hücre Analizi

Analysis of biochemicals in single cells is important for understanding cell metabolism, cell cycle, adaptation, disease states, etc. Even the same cell ...

Multimodal, Hızlı, Hiperspektral Kimyasal Analiz için VSFG Mikroskobu Kullanma

Multimodal Nonlinear Hyperspectral Chemical Imaging Using Line-Scanning Vibrational Sum-Frequency Generation Microscopy

Vibrational sum-frequency generation (VSFG), a second-order nonlinear optical signal, has traditionally been used to study molecules at interfaces as a spectroscopy technique with a spatial resolution of ~100 &#181;m. However, the spectroscopy is not sensitive to the heterogeneity of a sample. To study mesoscopically heterogeneous samples, we, along with others, pushed the resolution limit of VSFG spectroscopy down to ~1 &#181;m level and constructed the VSFG microscope. This imaging technique not only can resolve sample morphologies through imaging, but also record a broadband VSFG spectrum at every pixel of the images. Being a second-order nonlinear optical technique, its selection rule enables the visualization of non-centrosymmetric or chiral self-assembled structures commonly found in biology, materials science, and bioengineering, among others. In this article, the audience will be guided through an inverted transmission design that allows for imaging unfixed samples. This work also showcases that VSFG microscopy can resolve chemical-specific geometric information of individual self-assembled sheets by combining it with a neural network function solver. Lastly, the images obtained under brightfield, SHG, and VSFG configurations of various samples briefly discuss the unique information revealed by VSFG imaging.

Yazar Spot Işığı: VSFG Mikroskobunun Mezoskopik Olarak Heterojen Kendinden Montajlı Yapıların İncelenme Potansiyelini Ortaya Çıkarmak 

A multimodal, rapid hyperspectral imaging framework was developed to obtain broadband vibrational sum-frequency generation (VSFG) images, along with brightfield, second harmonic generation (SHG) imaging modalities. Due to the infrared frequency being resonant with molecular vibrations, microscopic structural and mesoscopic morphology knowledge is revealed of symmetry-allowed samples.

Çizgi Taramalı Titreşimli Toplam Frekans Oluşturma Mikroskobu Kullanılarak Multimodal Doğrusal Olmayan Hiperspektral Kimyasal Görüntüleme

Vibrational sum-frequency generation (VSFG), a second-order nonlinear optical signal, has traditionally been used to study molecules at interfaces as a ...

Applications of the Single-probe: Mass Spectrometry Imaging and Single Cell Analysis under Ambient Conditions

Mass spectrometry imaging (MSI) and in-situ single cell mass spectrometry (SCMS) analysis under ambient conditions are two emerging fields with great potential for the detailed mass spectrometry (MS) analysis of biomolecules from biological samples. The single-probe, a miniaturized device with integrated sampling and ionization capabilities, is capable of performing both ambient MSI and in-situ SCMS analysis. For ambient MSI, the single-probe uses surface micro-extraction to continually conduct MS analysis of the sample, and this technique allows the creation of MS images with high spatial resolution (8.5 &#181;m) from biological samples such as mouse brain and kidney sections. Ambient MSI has the advantage that little to no sample preparation is needed before the analysis, which reduces the amount of potential artifacts present in data acquisition and allows a more representative analysis of the sample to be acquired. For in-situ SCMS, the single-probe tip can be directly inserted into live eukaryotic cells such as HeLa cells, due to the small sampling tip size (&lt; 10 &#181;m), and this technique is capable of detecting a wide range of metabolites inside individual cells at near real-time. SCMS enables a greater sensitivity and accuracy of chemical information to be acquired at the single cell level, which could improve our understanding of biological processes at a more fundamental level than previously possible. The single-probe device can be potentially coupled with a variety of mass spectrometers for broad ranges of MSI and SCMS studies.

Here, we present protocols to perform both ambient mass spectrometry imaging (MSI) of tissues and in-situ live single cell MS (SCMS) analysis using the single-probe, which is a miniaturized multifunctional device for MS analysis.

Tek prob Uygulamalar: Ortam Koşullarında Kütle Spektrometre Görüntüleme ve Tek Hücre Analizi

Mass spectrometry imaging (MSI) and in-situ single cell mass spectrometry (SCMS) analysis under ambient conditions are two emerging fields with great ...

Schlieren Fotoğraf Kullanımına Ortam kütle spektrometresi görselleştirme

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

Ayarlanabilir Vakum Ultraviyole (VUV) Sinkrotron Radyasyon Molecular Beam Kütle Spektrometresi

Boyalar Kimyasal Ulaştırma Karakterizasyonu bir Ters Analizi Yaklaşımı

Kızılötesi Matriks destekli lazer desorpsiyon Elektrosprey İyonizasyon tarafından tüm vücut Kütle Spektrometre Görüntüleme (IR-MALDESI)

Membranla İlişkili Makromolekül Dinamiğini Karakterize Etmek için Kütleye Duyarlı Partikül İzleme

Atmosferik basınç Moleküler Görüntüleme LAESI Kütle Spektrometresi Biyolojik Dokular ve Biyofilmler

Doğrudan Atmosferik Basınç Kütle Spektrometresi Tek Hücre Analizi

Çizgi Taramalı Titreşimli Toplam Frekans Oluşturma Mikroskobu Kullanılarak Multimodal Doğrusal Olmayan Hiperspektral Kimyasal Görüntüleme

Çizgi Taramalı Titreşimli Toplam Frekans Oluşturma Mikroskobu Kullanılarak Multimodal Doğrusal Olmayan Hiperspektral Kimyasal Görüntüleme

Çizgi Taramalı Titreşimli Toplam Frekans Oluşturma Mikroskobu Kullanılarak Multimodal Doğrusal Olmayan Hiperspektral Kimyasal Görüntüleme

Tek prob Uygulamalar: Ortam Koşullarında Kütle Spektrometre Görüntüleme ve Tek Hücre Analizi