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​ISS HPCell 高压仓系统

简介︰

ISS HPCell 高压仓系统包含压力样品仓,静压泵,控制系统以及数据采集模块。整套系统可直接装配于ISS公司的所有荧光光谱测试系统中,也可作为独立附件适配于其他品牌的光谱仪系统。

HPcell系统特别为荧光光谱测量做了特别设计,可在4000Bar400MPa)压强下进行样品荧光测量(固体和液体样品比色皿)。压力仓设计预留三个10mm直径石英窗口,分别置于压力仓成三个面上,可成90°L型或T型放置。可升级预留4窗口设计,可完成荧光光谱或吸收光谱等测量。蓝宝石窗口可选可到4000BarHPCell压力仓具有10mm直径高通光能力,对于样品的激发光源可适配激光器,LED和准直氙灯等光源。具有高数值孔径(NA=0.18),以确保荧光测量的灵敏度。HPCell可适配ISS全线荧光光谱产品;其标准耦合底座也能适配市面常见的商业光谱仪器,如果压力仓不能适配于现有样品腔,可通过光纤进行系统连接,HPCell具有极强的系统扩展性。


产品概述和特点

窗口选择

HPCell的窗口材质为石英(SiO2)或蓝宝石窗片(单晶氧化铝);窗口通过精密器件耦合固定在炮管插塞上,具有稳固设计。

光学通光窗口的选择,可根据具体应用和测量条件进行选择。石英窗口的标准最大压强为3000bar300MPa)。ISS配置的石英窗口具有熔融石英紫外级通光能力,熔融石英是一种多晶体,各项同性材料,没有晶体指向性;此窗口可适配偏振测量。蓝宝石窗口的标准最大压强为4000bar400MPa),但是,由于单晶氧化铝是合成物,是一种六方单晶各项异性材料,在不同晶体指向上具有明显不同的折光能力,因此蓝宝石窗口不能进行偏振测量。

下图为两种材料的透光能力,两者都能在深紫外200nm具有较强通透能力;石英窗口可达2000nm,蓝宝石可达5000nm


控温系统

压力仓为不锈钢合金铸成,具有优秀的热传导能力。此性质对于光谱学中的控温测量具有极强的应用。压力仓外部预留水浴循环通道,可通过外部液体循环流通加热和冷却仓内的样品;设计的适应控温范围为-20℃~ +60℃.

压力发生器

液静压是HPCel系统通过挠性管连接的手动压力泵进行加压产生。静压泵包含一个容器存储乙醇,控制阀能够控制加压液体在回路中流通。压力表能显示控制阀的压强大小。所有的部件都被集成到一个独立的基体上,便于与光谱仪系统联用。

可选自动控制压力系统。ISSVinci多功能控制分析软件能够控制自动加压,软件可根据编程设定,在不同压强下连续测量,自动启动和终止,无需操作者中途做任何干预。尽管水也能作为加压的中间媒介,但是一般多选择光谱级乙醇作为加压媒介;为了最大限度的减少压力仓体的氧化腐蚀。

高压测量比色皿装置

HPCell可适配方形和圆形比色皿;比色皿被放置在固定夹持装置内,夹持装置放置在HPCell内。使用聚四氟乙烯的塞子将比色皿内的液体与压力液分割开;分割塞类似活塞传动装置,可以把液体压力传导到比色皿内部的样品上。


技术参数

参数配置

压强范围

. 3,000 bar (300MPa) 石英窗口

. 4,000 bar (400MPa) 蓝宝石窗口

温度范围

.  -40°C ~+80°C
 .
通过液体水浴循环控制
 .
热传导
      . 12 W cm-1 K-1 at 20°C
      . 16 W cm-1 K-1 at 200°C

通光窗口

. 10 mm 通光孔径
 . I
级密封,方便使用和替换
 .
石英

    . 19 mm 直径x 8.5 mm 厚度
 .
蓝宝石

    . 19 mm 直径x 6.4 mm 厚度

内仓尺寸

. 直径: 22mm

. 高度: 50.3mm

高压仓尺寸

. 146mm (W) x 118mm (L)
 . 39 mm
基底到窗口中心

样品夹持器体积

空仓,3石英窗口

  • 15.0 mL

空仓,4蓝宝石窗口

  • 24.5 mL

11mm瓶和瓶盖支架

  • 11.0 mL

  • 含瓶盖允许最大瓶高

  • 40.0 mm

圆形比色皿

11 mm 外径

  • 0.75 mL

圆形比色皿

9 mm 外径

  • 0.80 mL

方形比色皿

6x6 mm

  • 0.30 mL

静压液

压力媒介

  • 光谱级水

  • 低荧光背底乙醇


相关下载

应用


吸收和反射光谱


氟硅酸钠(Prodan)混合棕榈胆磷(DPPC)在多层脂囊中,反射光谱受压力的影响。20℃下,三羟甲基氨基甲烷缓冲液(1omM, pH=8.0)作为缓冲液,包含0.8M乙醇,激发波长359nm

(Courtesyof Prof. Parkson L.-G. Chong, Temple University, Philadelphia, PA, USA)

荧光寿命测量


压力对金葡菌核酸酶的荧光寿命影响。使用频域法荧光寿命测量,对比大气压和高压下寿命值的区别,使用ISS频域荧光光谱仪及HPCell系统。激发波长295nm,发射监测波长为350nm

高压(2 Kbar) 数据:蓝色(相位)和红色(调制)曲线

标准大气压下数据:绿色(相位)和紫色(调制)曲线


参考文献

1CircularDichroism and Site-directed Spin Labeling Reveal Structural and DynamicalFeatures of High-pressure States of Myoglobin.

Lerch,M.T., Horwitz, J., McCoy, J., Hubbell, W.L.Proc Natl Acad Sci U S A., 2013, 110(49), E4714-22.

2MisplacedHelix Slows Down Ultrafast Pressure-Jump Protein Folding

Prigozhin, M.B., Liu, Y., Wirth,A.J., Kapoor, S., Winter, R., Schulten, K., Gruebele, M. PNAS, 2013, 110(20), 8087-8092.

3Refoldingof Endostatin From Inclusion Bodies Using High Hydrostatic Pressure

Chura-Chambi, R.M., Genova, L.A.,Affonso, R., Morganti, L. AnalyticalBiochemistry, 2008, 379, 32-39.

4pHDependence of the Dissociation of Multimeric Hemoglobin Probed by HighHydrostatic Pressure

Bispo, J.A.C., Santos, J.L.R.,Landini, G.F., Goncalves, J.M., Bonafe, C.F.S. Biophysical Chemistry, 2007, 125, 341-349.

5ProtonDependence of Tobacco Mosaic Virus Dissociation by Pressure

Santos, J.L.R., Bispo, J.A.C.,Landini, G.F., Bonafe, C.F.S. BiophysicalChemistry, 2004, 111, 53-61.