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A tecnologia a mais atrasada da espectroscopia da ressonância (EPR) paramagnética de elétron

insights from industryDr. Kalina Ranguelova EPR Applications ScientistBruker BioSpin Corporation

Em outubro de 2019, Bruker anunciou a aquisição do negócio de Magnettech EPR dos instrumentos de Freiberg e do estabelecimento de uma parceria relacionada, a longo prazo da fonte do EPR com eles. Em conseqüência, a carteira nova do EPR do benchtop é representada agora por três sistemas do EPR do benchtop: microESR, Magnettech ESR5000, e EMXnano.

Nesta entrevista, Kalina Ranguelova, cientista superior da aplicação do EPR em Bruker BioSpin, discute o membro o mais novo da família dos espectrómetros do EPS do benchtop, o Magnettech ESR5000.

Que são as especificações técnicas chaves do Magnettech ESR5000?

O Magnettech ESR5000 oferece aplicações aos clientes académicos e industriais, assim como à dosimetria da alanina. Estão abaixo as especificações técnicas.

  • Opera-se na freqüência da X-faixa
  • A potência da microonda pode ser variada de um microwatt a cem miliwatts
  • A sensibilidade de 5 x de 1010 gira pelo millitesla ou 5 x 109 giram pelo gauss
  • Sensibilidade da concentração de 50 picomolar
  • A homogeneidade do campo é milligauss do ± 50 dentro da região da amostra e a estabilidade do campo é 10 milligauss pela hora
  • A definição máxima da varredura é mais de 125.000 pontos e a escala do campo magnético variada zero a 6500 gauss.
  • A freqüência da modulação entre 10 quilohertz e cem quilohertz.
  • O instrumento tem um tamanho muito compacto, pesando 45 quilos com dimensões de milímetros de 397x 262x192.

Que tipos de amostras podem ser usados com a plataforma?

O Magnettech ESR5000 trabalha com uma vasta gama de capilares e de câmaras de ar da amostra que permitem medidas óptimas de uma classe larga de amostras. O instrumento vem com um suporte especial da amostra do Teflon que permita o alinhamento apropriado das câmaras de ar de quartzo. Há igualmente uma câmara de ar da protecção de quartzo que impeça a contaminação do ressonador.

O volume activo no sentido vertical do ressonador de Magnettech ESR5000 é 23 milímetros. Sobre estes 23 milímetros, a intensidade do EPR segue a distribuição Gaussian. Isto significa que a intensidade máxima está no centro do ressonador. O sinal deixa cair então fora e desaparece finalmente como a distância dos aumentos center. Uma maneira conveniente de eliminar a dependência na lente e no posicionamento da amostra é preparar as amostras que são mais longas do que a lente do ressonador. Se isto não é possível, o usuário deve certificar-se de que a amostra está posicionada absolutamente no centro do ressonador.

As pilhas do tecido são uma de muitas amostras que o Magnettech ESR5000 pode analisar. Crédito de imagem: Shutterstock/MriMan

Que outras aplicações dedicadas o Magnettech ESR5000 oferecem?

Para a amostra que segura além dos capilares e das câmaras de ar padrão de quartzo, o Magnettech ESR5000 oferece uma pilha lisa, uma pilha do tecido, um goniómetro automatizado, e uma cremalheira para a orientação horizontal.

Quando se trata dos tratamentos diferentes da amostra, o instrumento vem com um vaso Dewar do dedo do nitrogênio líquido. Para experiências em 77 Kelvin, há uma unidade de temperatura variável do nitrogênio líquido que trabalhe em uma variação da temperatura entre 93 e 473 Kelvin, um sistema da luz de UVV, um controlador do biotemperature e um mostruário automático.

  • Pilhas lisas

As pilhas lisas são usadas para as amostras líquidas que estão em solventes polares, tais como a água, os ácidos e os álcoois. A distribuição de amostra ideal no ressonador conduz a uma intensidade mais alta de 2 a 2,5 dobras comparada aos capilares de 50 microlitros.

O ponto crucial quando usar uma pilha lisa for a orientação da secção lisa, da posição vertical, e do volume do campo da pilha lisa. Conseqüentemente, nós recomendamos usar um suporte especial como um sistema para conseguir o posicionamento consistente da amostra. O suporte igualmente ajuda a reduzir a ruptura.

Um estudo publicado um par de anos atrás olhou o ectoine, conhecido para ser um protectant eficaz das biomoléculas contra o aquecimento. Neste estudo, o espectrómetro de Magnettech ESR5000 foi usado para demonstrar a capacidade do ectoine para proteger o ADN da radiação UV devido a suas propriedades do SCAVENGER do radical de hidróxilo e o espectro foi gravado usando um instrumento liso da pilha.

  • Pilhas do tecido

As pilhas do tecido podem ser usadas para analisar secções da pele, fatias do órgão, pastas e emulsões, assim como tecidos de planta e folhas de condução. A instalação é a mesma que para o uso liso da pilha. Por exemplo, um suporte liso da pilha é exigido igualmente.

  • Goniómetro automático

O goniómetro automático oferece o estudo de amostras anisotrópicas, tais como únicos cristais. A amostra pode ser girada entre zero e 360 graus com uma precisão de 0,1 graus e a rotação é totalmente automático. Cada medida de um espectro novo começa com uma junta automática do espectrómetro com esse desempenho da medida.

  • Cremalheira horizontal

Para segurar amostras viscosos e tecidos dos media, nós oferecemos uma cremalheira para a orientação horizontal onde Magnettech ESR5000 pode ser girado por 90 graus. Para aplicações similares, a temperatura precisa de ser guardarada em uma temperatura fixa de 77 Kelvin para adquirir o espectro do EPR. Como a detecção de espécie reactiva do oxigênio e de óxido nítrico, por exemplo.

  • Vaso Dewar

O vaso Dewar do dedo caracteriza um volume máximo de 50 mililitros do nitrogênio líquido, compatível com três e quatro câmaras de ar de O.D. EPR do milímetro, uma estadia de armazenamento até duas horas e, devido ao controle automático de freqüência ultra-rápido e estável, o espectro não têm nenhuns pontos causada pela borbulhagem do nitrogênio.

Em um estudo recente, um espectrómetro de Magnettech ESR5000 equipado com um vaso Dewar do dedo foi usado para detectar o óxido nítrico em pilhas endothelial. Os autores usaram a proteína netrin-1 como um estimulante para a produção do óxido nítrico. É muito claro dos dados quantitativos do EPR medindo o pico às amplitudes máximas do complexo entre a armadilha da rotação e a molécula do óxido nítrico que há uma correlação entre NENHUMAS produção e concentração netrin-1.

O projecto experimental aqui envolveu uma incubação de suspensões da pilha com as concentrações diferentes de armadilha da rotação da proteína netrin-1 e do óxido nítrico. Depois que as pilhas foram recolhidas delicadamente, pressão-foram congeladas e carregadas no vaso Dewar do dedo para a análise do EPR.

Crédito de imagem: Shutterstock/paulista

Como a temperatura é controlada?

Para muitas aplicações, uma vasta gama de temperatura é desejada investigar efeitos de temperatura nas reacções ou na espécie própria. A unidade de temperatura variável do nitrogênio usa-se nitrogênio líquido ou gasoso para refrigerar e aquecer a amostra na escala de 93 a 472 Kelvin.

O sistema de controlo digital compacto da temperatura utiliza o nitrogênio para o controle de temperatura seguro e estável. A troca fácil e rápida da amostra em cada temperatura permite a operação segura e uma medida alta da saída.

A unidade de temperatura da variável caracteriza uma tabela para montar o controle de temperatura pelo software, uma opção para por aquisição de dados automático para a medida da temperatura, o vaso Dewar de 25 litros para o armazenamento do nitrogênio líquido, um vaso Dewar integrado cavidade do nitrogênio, e um sistema opcional da remoção do nitrogênio para que o ressonador impeça a condensação.

Como podem os estudos da irradiação ser conduzidos com o Magnettech ESR5000?

A luz UV pode causar a produção de radicais livres em muitos materiais. O sistema que UV da radiação nós oferecemos com o Magnettech ESR5000 fornece a capacidade para estudar reacções radicais fotoquímicas ou a produção photophysical de estados paramagnéticos entusiasmado.

Caracteriza uma fonte luminosa integrada. Por exemplo, suporte da irradiação para o posicionamento preciso, orientação directa ao software do estúdio do ESR pelo tempo de resposta o mais rápido. É apropriado provocar experiências cinéticas. Vem com um diodo emissor de luz de alta potência e a intensidade de luz é 100% variável a 0% como um comprimento de onda fixo de 365 nanômetros.

Uma unidade da irradiação externo permite a irrigação sobre um espectro contínuo. Caracteriza o mercúrio, a fonte luminosa do xénon para a irradiação da amostra até 200 watts, e um suporte para o posicionamento preciso. Opera-se com software do estúdio do ESR e igualmente tem uma intensidade de luz variável de 100% a 0% dentro da região UV inteira de 240 a 400 nanômetros.

Crédito de imagem: ShutterstockKateryna Kon

Que automatização caracteriza o Magnettech ESR5000 oferece?

O controlador do biotemperature pode ser usado para amostras biológicas tais como pilhas e tecidos para manter uma temperatura fisiológico de 37 graus Célsio. A temperatura máxima que pode ser alcançada com este controlador é 60 graus de Celsius, que permite ele ser usado com algumas outras aplicações onde a temperatura elevado e a oxidação porosa são exigidas.

O mostruário automático permite uma inserção automática da amostra no espectrómetro e fornece a melhor produtividade da reprodutibilidade e da medida comparada à inversão manual. O número máximo de amostras que podem ser carregadas é 26. Trabalha com tamanhos diferentes das câmaras de ar da amostra. Há igualmente uma possibilidade para misturar componentes dentro do ressonador para seguintes reacções químicas e poderia ser combinado com o goniómetro automático.

O software, estúdio do ESR, é de fácil utilização com uma interface de utilizador trabalho-baseada moderna. Caracteriza uma selecção dos protocolos baseados em aplicações diferentes. O estúdio do ESR pode fornecer o acesso remoto ao espectrómetro a partir de qualquer lugar do mundo através do Internet. O formato padrão da exportação é XML que é limas de ASCII estruturadas e pode ser usado para as aplicações que externos o software permite, assim como processo de dados.

Para encontrar mais, transfira por favor nosso webinar.

Sobre Kalina Ranguelova, PhD

O Dr. Kalina Ranguelova é um cientista das aplicações do EPR em Bruker BioSpin Corporaçõ desde 2011. Terminou seu Ph.D. na academia de ciências búlgara onde recebeu um Ph.D. com a pesquisa centrada sobre a estrutura de cobre inorgánica dos complexos usando a espectroscopia da ressonância paramagnética (EPR) de elétron. Após duas posições de pesquisa em CUNY e o instituto nacional para ciências ambientais onde estudou a caça com armadilhas da biologia do radical livre e da rotação do EPR como métodos para a medida da espécie reactiva do oxigênio (ROS), juntou-se a Bruker e guardara um papel como o cientista das aplicações.

Seu foco actual é detecção e identificação de radicais livres em sistemas biológicos e de fármacos usando armadilhas da rotação e pontas de prova da rotação. Tem publicações nos jornais como o jornal da química biológica, a bioquímica, a biologia e a medicina do radical livre, etc. Apresentou em muitas reuniões internacionais relativas à pesquisa do radical livre na biologia e na química de proteína.

Citations

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    Bruker BioSpin - NMR, EPR and Imaging. (2020, April 22). A tecnologia a mais atrasada da espectroscopia da ressonância (EPR) paramagnética de elétron. News-Medical. Retrieved on May 11, 2021 from https://www.news-medical.net/news/20200422/The-Latest-Electron-Paramagnetic-Resonance-(EPR)-Spectroscopy-Technology.aspx.

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