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

1. strioscopia <ol><li> Istituzione della Regione di prova Nota: La regione di prova esiste di fronte allo specchio. <ol><li> Bloccare uno specchio sferico concavo (diametro 150 mm, lunghezza focale 1.500 millimetri) in un morsetto supporto ad anello grande abbastanza per sostenere lo specchio. Fissare il morsetto supporto ad anello con lo specchio di un anello di stare perpendicolare al pavimento. Lo studio ha utilizzato un supporto ad anello 3 piede, ma qualsiasi altezza può essere utilizzato fintanto che è abbastanza alto per essere in grado di centrare lo specchio nella finestra di visualizzazione della sorgente. </li><li> Posizionare il supporto ad anello e specchio al lato della sorgente spettrometro di massa. Effettuare la faccia dello specchio parallelo e alla stessa altezza, come sorgente. </li><li> Posizionare lo specchio in modo suo centro sia allineato con la regione di source centrale dello spettrometro di massa. si verifica una certa sovrapposizione dello strumento. </li></ol></li><li> Cutoff, fotocamera e la sorgente luminosa <ol><li> Tagliare <ol><li> Fissare una piastra metallica alla sommità del treppiede. La piastra servirà come piattaforma per contenere sia la lama di rasoio e la sorgente luminosa. La lama di rasoio funge da ciò che è noto come &quot;cutoff&quot; in strioscopia. </li><li> Fissare la lama di rasoio alla piastra metallica utilizzando un magnete in modo che il bordo tagliente è verticale. </li><li> Posizionare il treppiede in linea con lo specchio a due volte la lunghezza focale dello specchio, 3.000 mm. Allineare la lametta ortogonale al percorso di luce riflessa dallo specchio. </li><li> Regolare manualmente l&#39;altezza del treppiede in modo che il bordo tagliente della lama di rasoio è approssimativamente allineato con il centro dello specchio. NOTA: La regolazione fine accadrà in seguito. </li></ol></li><li> macchina fotografica <ol><li> Montare una fotocamera digitale con teleobiettivo 300 millimetri su un treppiede separata. </li><li> Posizionare la fotocamera in modo trasparente (a piena zoom) è 4 cm direttamente dietro e allo stesso height come la lama di rasoio. Non rimuovere il copriobiettivo in questo momento. </li></ol></li><li> monitor opzionale <ol><li> Collegare l&#39;uscita video della telecamera a un monitor di un computer o un televisore per visualizzare facilmente il fenomeno Schlieren in tempo reale. NOTA: Questo è un processo consigliato. Questa procedura può variare a seconda del tipo di macchina utilizzata. </li></ol></li><li> Pinhole Sorgente luminosa <ol><li> Praticare un piccolo foro (circa 0,6 mm di diametro) nel centro di un coperchio (in questo caso, un tappo del flacone stesso diametro della torcia è stata utilizzata) che può essere attaccato / nastro adesivo alla sorgente luminosa. Assicurarsi che il coperchio ha un diametro sufficiente a coprire completamente la lente torcia. </li><li> Fissare il coperchio sopra una torcia a LED con nastro di alluminio 200 lumen. NOTA: La torcia si riscalda ed è consigliato un nastro ad alta temperatura. </li></ol></li><li> Posizionamento Sorgente luminosa <ol><li> Prima di utilizzare a lapuntatore ser per allineare la sorgente luminosa con specchio, lama di rasoio e fotocamera, per garantire il corretto posizionamento della sorgente luminosa. </li><li> Posizionare il puntatore laser sulla piastra di metallo vicino alla lama di rasoio. </li><li> Spostare manualmente il puntatore laser in modo che il fascio sta colpendo il centro dello specchio. Regolare come necessario per assicurare il fascio riflesso interseca ortogonalmente alla lama di rasoio in modo che circa la metà del fascio è bloccato. </li><li> Regolare manualmente la posizione dello specchio di puntare il raggio del puntatore laser direttamente alla lama di un rasoio se l&#39;allineamento del fascio non è stato raggiunto in 1.2.5.3. ATTENZIONE! Non guardare direttamente il puntatore laser o il raggio riflesso. </li><li> Assicurarsi che il raggio laser è centrato sulla lente mantenendo il copriobiettivo della fotocamera. </li><li> Sostituire il puntatore laser con la torcia coperto mentre tutto è allineato. Assicurarsi che la torcia è nello stesso orientamento come il puntatore laser. </li><li> Accendere la torcia e, utilizzando un pezzo di carta bianca, osservare la luce riflessa al taglio. Assicurarsi che il fascio è una piccola macchia mirata al taglio. </li><li> Eseguite le regolazioni verticali necessario bloccare circa la metà del fascio di luce riflessa con il taglio. </li><li> Rimuovere il copriobiettivo sulla fotocamera e concentrarsi sullo specchio. NOTA: Si raccomanda che la fotocamera / obiettivo di essere utilizzato in modalità di messa a fuoco manuale. </li></ol></li></ol></li></ol> 2. Esempio Oggetto di prova: ionizzazione Spettrometria di Massa Fonte <ol><li> allineare manualmente la sorgente spettrometria di massa di ioni all&#39;interno della regione di prova, con una distanza di 10 mm tra l&#39;estremità dell&#39;ugello e l&#39;ingresso dello spettrometro di massa. </li><li> aprire manualmente la valvola a spillo alla fonte ambiente permettendo di azoto di fluire attraverso la sorgente. </li><li> Aprire il software utilizzato per controllare lo spettrometro di massa. Per questo studio, il software utilizzato è stato &quot;il driver SQ&quot;. Clicca su fiLe -open- quindi selezionare il file melodia appropriata. </li><li> Applicare tutte le tensioni e le temperature alla fonte ambiente una volta che la sintonizzazione manuale viene aperto. Ogni spettrometro di massa avrà il proprio software per questo passo. Per questo studio, una volta che la sintonizzazione manuale è aperta, fare clic sul pulsante &quot;di tensione è fuori&quot; e il pulsante &quot;All gas e riscaldatori sono spenti&quot; per eseguire questa operazione. </li><li> Osservare l&#39;aspetto della portata in uscita dall&#39;ugello apparecchi schlieren sulla schermata di visualizzazione della fotocamera digitale all&#39;aumentare della temperatura. Osservare il flusso di gas (vedi descrizione nella sezione &quot;Risultati&quot;) che esce dell&#39;estremità dell&#39;ugello. La corrente gassosa può essere visualizzato sul retro della fotocamera, oppure può essere visualizzato direttamente su un monitor LCD. </li><li> Raccogliere l&#39;immagine o la registrazione di un video dalla videocamera, o scattare una foto del flusso di gas, le immagini una volta che desiderate vengono visualizzate in diretta sulla fotocamera. </li><li> Trasferire la foto (s) raccolti a un computer con il cameruna scheda di memoria o una connessione USB e visualizzare l&#39;immagine con il software di tua scelta. </li></ol> 3. Determinazione di Spray Mezzo angolo da un immagine raccolti <ol><li> Aprire l&#39;immagine raccolti utilizzando un software di visualizzazione di immagini e stampare l&#39;immagine raccolti (s). </li><li> Tracciare una linea sull&#39;immagine stampata (s) definente l&#39;asse centrale della corrente di gas parallelo alla direzione di flusso utilizzando un righello. </li><li> Tracciare una linea lungo il bordo della corrente di gas visualizzato sul immagine stampata (s) utilizzando un righello. Questo può essere visualizzato meglio da un video registrato a causa di un bagliore che è presente in formato video; utilizzare questo per aiutare a identificare il bordo nelle immagini stampate. Segnare i bordi esterni delle correnti gassose di ottenere un campo per la nebulizzazione semiangolo. </li><li> Misurare l&#39;angolo prodotta tra l&#39;asse centrale e la linea tracciata in 3.2 utilizzando un goniometro. </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>

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Ci sono diverse considerazioni che devono essere affrontate prima di tentare questo protocollo. Oltre allo spazio intorno spettrometro di massa per la sorgente e lo specchio, abbastanza spazio aperto deve essere disponibile per accogliere la distanza del doppio del punto focale dello specchio. Inoltre, la dimensione dello specchio è deciso dal formato della fonte che è in fase di studio. Se lo specchio è troppo piccola, la sorgente non sarà completamente visualizzato. E &#39;importante notare che alcuni, se non tutti, i coperchi di origine devono essere rimossi per implementare la tecnica di imaging photography schlieren. Le fasi più importanti della configurazione reale sono allineamento di ogni parte dell&#39;apparecchiatura schlieren. Lo specchio deve essere perpendicolare alla lama di rasoio pavimento e deve essere posizionato esattamente al doppio della lunghezza focale dello specchio. A questa distanza, la luce riflessa sarà focalizzato ad una piccola macchia. La quantità di luce bloccata dalla lama di rasoio è anche importante. Se si producono immagini poveri, il primo aspetto di regolare sarebbe con il posizionamento della lama di rasoio. Quando la lama di rasoio non blocca abbastanza della luce che raggiunge la videocamera, non contrasto è formato e quindi il gas non sarà visto. Se troppo gran parte della luce è bloccato le immagini appaiono scure, rendendo difficile distinguere i dettagli più sottili nel flusso di azoto dall&#39;oggetto in fase di studio. Una limitazione di questa tecnica è che ci deve essere una grande differenza in termini di indice di rifrazione dello sfondo e l&#39;area di studio. Questo dipenderà dalla temperatura e umidità del laboratorio in questione. azoto RT è normalmente difficile vedere come l&#39;aria sfondo è composto di azoto di circa il 78%. Questo è superata nella configurazione descritta perché la temperatura dell&#39;azoto varia dalla sorgente che si traduce in variazioni dell&#39;indice di rifrazione. Nel complesso, il significativo contributo delle til suo protocollo è la capacità di comprendere i processi fisici coinvolti con la ionizzazione all&#39;interno della sorgente. Ciò a sua volta consente all&#39;utente per sintonizzarsi al meglio lo strumento, invece di parametri variabili ciecamente, oltre a fornire motivazione per le condizioni ottimizzate. Il vantaggio di questa tecnica è la capacità di utilizzare tutte le informazioni da entrambi i processi fisici e chimici per ottenere una migliore sensibilità e selettività con una sorgente di ionizzazione ambiente 6. L&#39;utente può utilizzare le immagini Schlieren per determinare le proprietà fisiche della sorgente mentre i dati di spettrometria di massa possono essere utilizzate per comprendere le proprietà chimiche della sorgente. Le future applicazioni sarebbe applicare questa tecnica per entrambi varie altre sorgenti di ionizzazione ambientali disponibili sul mercato, o un apparecchio non commerciale. Questo può essere applicato anche ad altri strumenti / macchine che utilizzano correnti gassose.

Spettrometria di Massa, uno strumento analitico a disposizione per l&#39;identificazione massa molecolare, è diventato uno dei più potenti tecniche di analisi fino ad oggi. Negli ultimi dieci anni tutta una serie di nuove fonti di ionizzazione ambientali si sono resi disponibili per il rilevamento spettrometria di massa. Per i dati raccolti in questo manoscritto, il Analysis (DSA) sorgente di esempio diretto è stato utilizzato. Anche se queste fonti sono estremamente versatili, è necessaria una conoscenza più dettagliata del processo di ionizzazione fisico per la sua ottimizzazione e l&#39;estensione di scopo. Lo scopo di questo esperimento è quello di ottenere una migliore comprensione del processo di ionizzazione entro le fonti ambientali attraverso la visualizzazione della corrente di azoto sul dispositivo utilizzando una tecnica chiamata strioscopia. Studio scientifico spesso inizia attraverso l&#39;osservazione, che è difficile, se l&#39;oggetto di studio è trasparente ad occhio nudo. strioscopia è una tecnica che permette l&#39;invisibileper diventare visibile attraverso basandosi su variazioni dell&#39;indice di rifrazione all&#39;interno di materiali trasparenti 1. La disomogeneità degli indici di rifrazione provoca una distorsione della luce consentendo visualizzazione. La tecnica schlieren è solitamente usata in una varietà di campi di specialità tra modellazione balistica, aerospaziale, rilevamento generale gas e monitoraggio flusso, ea volte per visualizzare le bande proteiche in gel elettroforesi 2-5. La maggior parte delle sorgenti di ionizzazione ambiente utilizzano un flusso di gas al fine di facilitare la ionizzazione. Una vasta gamma di condizioni può esistere per opzioni di fonte, tuttavia i parametri di questo esperimento devono comportare l&#39;utilizzo di un gas con un indice di rifrazione diverso dall&#39;aria circostante laboratorio. Questo studio specifico utilizza azoto caldo. Va notato che solo una piccola differenza di indice di rifrazione è osservata tra azoto puro dalla corrente di gas e aria a RT 6, soprattutto perché unir è composto principalmente di azoto. Questo problema viene superato nella fattispecie a causa delle alte temperature del azoto puro nella corrente di gas che produce un cambiamento abbastanza significativo indice di rifrazione per il gas da rilevare. Altre fonti di spettrometria di massa come ad esempio un desorbimento atmosferica ionizzazione chimica (DAPCI) 7, Scorrere Pressione atmosferica Afterglow (FAPA) 8-10, e diretto analisi in tempo reale (DART) 11 fonti di ionizzazione hanno usato strioscopia. L&#39;intenzione di questo protocollo è quello di discutere come studiare la ionizzazione ambiente utilizzando una configurazione di base strioscopia. Questa tecnica, tuttavia, è applicabile a qualsiasi numero di differenti tecniche analitiche che coinvolgono correnti gassose.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="606">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:303px;">Flashlight</td>
			<td style="width:109px;">EAGTAC</td>
			<td style="width:108px;">D25A Ti</td>
			<td style="width:87px;">or equvilent&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Spherical Concave Mirror</td>
			<td>Anchor Optics</td>
			<td>27633</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Rebel EOS T2i</td>
			<td>Canon</td>
			<td>4462B001</td>
			<td>or equvilent&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">300 mm telephoto lens</td>
			<td>Canon</td>
			<td>6473A003</td>
			<td>or equvilent&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Direct Sample Analysis (DSA) Ionization Source</td>
			<td>PerkinElmer</td>
			<td>MZ300560</td>
			<td>or equvilent&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Sq 300 MS with SQ Driver Software</td>
			<td>PerkinElmer</td>
			<td>N2910801</td>
			<td>or equvilent&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Ring Stand</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>11-474-207</td>
			<td>or equvilent&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Laser Pointer</td>
			<td>Apollo</td>
			<td>MP1200</td>
			<td>or equvilent&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">razor blade</td>
			<td>Blue Hawk</td>
			<td>34112</td>
			<td>or equvilent&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">small drill bit #73</td>
			<td>CML Supply</td>
			<td>503-273</td>
			<td>or equvilent&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Protractor</td>
			<td>Sterling&#160;</td>
			<td>582</td>
			<td>or equvilent&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Hose Clamp</td>
			<td>Trident</td>
			<td>720-6000L</td>
			<td>or equvilent&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

visualization of ambient mass spectrometry with the use of schlieren photography

Questo manoscritto descrive come visualizzare le fonti di ionizzazione spettrometria di massa utilizzando ambiente strioscopia. Per ottimizzare correttamente lo spettrometro di massa, è necessario caratterizzare e comprendere i principi fisici della sorgente. La maggior parte delle sorgenti di ionizzazione ambiente commerciali utilizzano getti di azoto, elio o aria atmosferica per facilitare la ionizzazione dell&#39;analita. Di conseguenza, strioscopia può essere utilizzato per visualizzare le correnti gassose sfruttando le differenze di indice di rifrazione tra i flussi ed aria ambiente per la visualizzazione in tempo reale. La configurazione di base richiede una macchina fotografica, specchio, torcia elettrica, e la lama di rasoio. Se correttamente configurato, una immagine in tempo reale della sorgente viene osservato guardando la sua riflessione. Ciò consente comprensione del meccanismo di azione nella sorgente e percorsi alla sua ottimizzazione può essere chiarita. La luce è sparso su una situazione altrimenti invisibile.

Uno schema della configurazione schlieren particolare la fonte spettrometria di massa con ionizzazione può essere trovato in Figura 1. Quando tutti i componenti Schlieren sono allineati correttamente, i gas all&#39;interno della zona del test possono essere visti come contrasto regioni chiare e scure. La Figura 2 illustra come questo contrasto può essere utilizzato per osservare come la forma del flusso del getto di azoto dai cambiamenti sorgente spettrometria di massa come dimensione dell&#39;ugello diminuisce. Una completa, uncropped immagine schlieren del flusso sorgente e gas può essere trovato in figura 3. Questa immagine illustra l&#39;orientamento del test oggetti rispetto allo specchio. L&#39;immagine della Figura 3 mostra anche quello che dovrebbe essere previsto quando la quantità corretta, circa il 50%, della luce è tagliato dalla lama di rasoio. Se il taglio è troppo elevata (figura 4), ​​o troppo basso (Figura 5 </strong&gt;), le immagini risulteranno poveri. Una volta che l&#39;installazione è completa, si possono regolare i vari parametri spettrometro di massa mentre si guarda il loro effetto sulla schermata video della telecamera. Questa immagine, a fianco del segnale effettivo dello spettrometro di massa, consente condizioni ottimizzate da raggiungere rapidamente grazie alla nuova comprensione del flusso di gas. Queste immagini possono poi essere utilizzati per calcolare lo spruzzo semiangolo della corrente di azoto. L&#39;angolo di spruzzo metà indica all&#39;utente la dimensione complessiva della corrente di gas di azoto. Questo angolo viene effettuato diametro dell&#39;ugello, così come la pressione e la temperatura del gas. La figura 6 è una rappresentazione delle misure di angolo mezzo con dimensioni dell&#39;ugello costante e variazioni di pressione del gas. Come previsto, il semiangolo aumenta di conseguenza un aumento della pressione, che significa un aumento complessivo dimensioni del gasstream. figura 7 è una rappresentazione della semiangolo con pressione costante mentre cambia il diametro dell&#39;ugello. Come previsto, il semiangolo aumentata con l&#39;aumento del diametro dell&#39;ugello. Ciò significa un aumento di scala globale dimensioni del getto di azoto proveniente dalla sorgente come il diametro dell&#39;ugello viene aumentata. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/54195/54195fig1.jpg" /> Figura 1. Schema Schlieren (ri-stampa con il permesso di riferimento 7). Rappresentazione schematica della fotografia dell&#39;apparato schlieren con la sorgente di ionizzazione spettrometria di massa. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54195/54195fig1large.jpg" target="_blank">Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="figura 2" src="/files/ftp_upload/54195/54195fig2.jpg" /> Figura 2. Visualizzazione del Nit<html> Rogen Streams (ri-stampa con il permesso di riferimento 7). fotografie Schlieren di flusso di gas dalla sorgente di ionizzazione con diversi ugelli diametro interno (A) 4.8 mm (B) 3,2 mm (C) 1,5 mm (D) 0.5 mm. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54195/54195fig2large.jpg" target="_blank">clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/54195/54195fig3.jpg" /> Figura 3. Visualizzazione di ambiente di origine. Ampio angolo Schlieren fotografia della sorgente di ionizzazione con il corretto posizionamento del cutoff. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54195/54195fig3large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <html> g4.jpg &quot;/&gt; Figura 4. Visualizzazione Poor con Low Cutoff. Strioscopia con cutoff posizionato troppo in basso. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54195/54195fig4large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/54195/54195fig5.jpg" /> Figura 5. Povero Visualizzazione con alta Cutoff. Strioscopia con cutoff posizionato troppo in alto. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54195/54195fig5large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 6" src="/files/ftp_upload/54195/54195fig6.jpg" /> Figura 6. Mezzo angolo vs. pressione del gas. Un grafico raffigurante la variazione nello spray semiangolo con ugello costante al variare della pressione del gas.= &quot;Https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54195/54195fig6large.jpg&quot; target = &quot;_ blank&quot;&gt; Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura. <img alt="Figura 7" src="/files/ftp_upload/54195/54195fig7.jpg" /> Figura 7. La metà Angle vs dimensioni dell&#39;ugello. Un grafico che rappresenta la variazione del mezzo angolo di spruzzo a pressione costante con varie dimensioni dell&#39;ugello. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54195/54195fig7large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a>

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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.

Visualizzazione di ambiente spettrometria di massa con l&#39;uso della fotografia Schlieren

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

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Chemistry

8.2K Views.  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

Analyzing Protein Dynamics Using Hydrogen Exchange Mass Spectrometry

All cellular processes depend on the functionality of proteins. Although the functionality of a given protein is the direct consequence of its unique amino acid sequence, it is only realized by the folding of the polypeptide chain into a single defined three-dimensional arrangement or more commonly into an ensemble of interconverting conformations. Investigating the connection between protein conformation and its function is therefore essential for a complete understanding of how proteins are able to fulfill their great variety of tasks. One possibility to study conformational changes a protein undergoes while progressing through its functional cycle is hydrogen-1H/2H-exchange in combination with high-resolution mass spectrometry (HX-MS). HX-MS is a versatile and robust method that adds a new dimension to structural information obtained by e.g. crystallography. It is used to study protein folding and unfolding, binding of small molecule ligands, protein-protein interactions, conformational changes linked to enzyme catalysis, and allostery. In addition, HX-MS is often used when the amount of protein is very limited or crystallization of the protein is not feasible. Here we provide a general protocol for studying protein dynamics with HX-MS and describe as an example how to reveal the interaction interface of two proteins in a complex. &#160;&#160;

Protein conformation and dynamics are key to understanding the relationship between protein structure and function. Hydrogen exchange coupled with high-resolution mass spectrometry is a versatile method to study the conformational dynamics of proteins as well as characterizing protein-ligand and protein-protein interactions, including contact interfaces and allosteric effects.

Analizzando la dinamica delle proteine ​​che utilizzano l&#39;idrogeno Scambio Spettrometria di Massa

All cellular processes depend on the functionality of proteins. Although the functionality of a given protein is the direct consequence of its unique ...

Ricerca

Chimica

A Study of the Complexation of Mercury(II) with Dicysteinyl Tetrapeptides by Electrospray Ionization Mass Spectrometry

In this study we evaluated a method for the characterization of complexes, formed in different relative ratios of mercury(II) to dicysteinyl tetrapeptide, by electrospray ionization orbitrap mass spectrometry. This strategy is based on previous successful characterization of mercury-dicysteinyl complexes involving tripeptides by utilizing mass spectrometry among other techniques. Mercury(II) chloride and a dicysteinyl tetrapeptide were incubated in a degassed buffered medium at varying stoichiometric ratios. The complexes formed were subsequently analyzed on an electrospray mass spectrometer consisting of a hybrid linear ion- and orbi- trap mass analyzer. The electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS) spectra were acquired in the positive mode and the observed peaks were then analyzed for distinct mercury isotopic distribution patterns and associated monoisotopic peak. This work demonstrates that an accurate stoichiometry of mercury and peptide in the complexes formed under specified electrospray ionization conditions can be determined by using high resolution ESI MS based on distinct mercury isotopic distribution patterns.

A Study of the Complexation of MercuryII with Dicysteinyl Tetrapeptides by Electrospray Ionization Mass Spectrometry

The characterization of complexes formed in different relative ratios of mercury(II) to dicysteinyl tetrapeptides by electrospray ionization orbitrap mass spectrometry is presented.

Uno studio della Complessazione di Mercurio (II) con Dicysteinyl Tetrapeptidi da Electrospray ionizzazione Spettrometria di Massa

In this study we evaluated a method for the characterization of complexes, formed in different relative ratios of mercury(II) to dicysteinyl tetrapeptide, ...

Fizzy Extraction of Volatile Organic Compounds Combined with Atmospheric Pressure Chemical Ionization Quadrupole Mass Spectrometry

Chemical analysis of volatile and semivolatile compounds dissolved in liquid samples can be challenging. The dissolved components need to be brought to the gas phase, and efficiently transferred to a detection system. Fizzy extraction takes advantage of the effervescence phenomenon. First, a carrier gas (here, carbon dioxide) is dissolved in the sample by applying overpressure and stirring the sample. Second, the sample chamber is decompressed abruptly. Decompression leads to the formation of numerous carrier gas bubbles in the sample liquid. These bubbles assist the release of the dissolved analyte species from the liquid to the gas phase. The released analytes are immediately transferred to the atmospheric pressure chemical ionization interface of a triple quadrupole mass spectrometer. The ionizable analyte species give rise to mass spectrometric signals in the time domain. Because the release of the analyte species occurs over short periods of time (a few seconds), the temporal signals have high amplitudes and high signal-to-noise ratios. The amplitudes and areas of the temporal peaks can then be correlated with concentrations of the analytes in the liquid samples subjected to fizzy extraction, which enables quantitative analysis. The advantages of fizzy extraction include: simplicity, speed, and limited use of chemicals (solvents).

Fizzy extraction is a new laboratory technique for analysis of volatile and semivolatile compounds. A carrier gas is dissolved in the liquid sample by applying overpressure and stirring the sample. The sample chamber is then decompressed. The analyte species are liberated to the gas phase due to effervescence.

Estrazione frizzante di composti organici volatili combinati con pressioni atmosferiche Ionizzazione chimica quadrupole spettrometria di massa

Chemical analysis of volatile and semivolatile compounds dissolved in liquid samples can be challenging. The dissolved components need to be brought to ...

Synthesis and Mass Spectrometry Analysis of Oligo-peptoids

Peptoids are sequence-controlled peptide-mimicking oligomers consisting of N-alkylated glycine units. Among many potential applications, peptoids have been thought of as a type of molecular information storage. Mass spectrometry analysis has been considered the method of choice for sequencing peptoids. Peptoids can be synthesized via solid phase chemistry using a repeating two-step reaction cycle. Here we present a method to manually synthesize oligo-peptoids and to analyze the sequence of the peptoids using tandem mass spectrometry (MS/MS) techniques. The sample peptoid is a nonamer consisting of alternating N-(2-methyloxyethyl)glycine (Nme) and N-(2-phenylethyl)glycine (Npe), as well as an N-(2-aminoethyl)glycine (Nae) at the N-terminus. The sequence formula of the peptoid is Ac-Nae-(Npe-Nme)4-NH2, where Ac is the acetyl group. The synthesis takes place in a commercially available solid-phase reaction vessel. The rink amide resin is used as the solid support to yield the peptoid with an amide group at the C-terminus. The resulting peptoid product is subjected to sequence analysis using a triple-quadrupole mass spectrometer coupled to an electrospray ionization source. The MS/MS measurement produces a spectrum of fragment ions resulting from the dissociation of charged peptoid. The fragment ions are sorted out based on the values of their mass-to-charge ratio (m/z). The m/z values of the fragment ions are compared against the nominal masses of theoretically predicted fragment ions, according to the scheme of peptoid fragmentation. The analysis generates a fragmentation pattern of the charged peptoid. The fragmentation pattern is correlated to the monomer sequence of the neutral peptoid. In this regard, MS analysis reads out the sequence information of the peptoids.

A protocol is described for the manual synthesis of oligo-peptoids followed by sequence analysis by mass spectrometry.

Sintesi e analisi di spettrometria di massa di Oligo-peptoids

Peptoids are sequence-controlled peptide-mimicking oligomers consisting of N-alkylated glycine units. Among many potential applications, peptoids have ...

Imaging Corrosion at the Metal-Paint Interface Using Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry

Corrosion developed at the paint and aluminum (Al) metal-paint interface of an aluminum alloy is analyzed using time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS), illustrating that SIMS is a suitable technique to study the chemical distribution at a metal-paint interface. The painted Al alloy coupons are immersed in a salt solution or exposed to air only. SIMS provides chemical mapping and 2D molecular imaging of the interface, allowing direct visualization of the morphology of the corrosion products formed at the metal-paint interface and mapping of the chemical after corrosion occurs. The experimental procedure of this method is presented to provide technical details to facilitate similar research and highlight pitfalls that may be encountered during such experiments.

Time-of-flight secondary ion mass spectrometry is applied to demonstrate the chemical mapping and corrosion morphology at the metal-paint interface of an aluminum alloy after being exposed to a salt solution compared with a specimen exposed to air.

Corrosione dell'imaging nell'interfaccia Metal-Paint con spettrometria di massa ionica secondaria a tempo di volo

Corrosion developed at the paint and aluminum (Al) metal-paint interface of an aluminum alloy is analyzed using time-of-flight secondary ion mass ...

Integrated Cell Manipulation Platform Coupled with the Single-probe for Mass Spectrometry Analysis of Drugs and Metabolites in Single Suspension Cells

Single cell mass spectrometry (SCMS) enables sensitive detection and accurate analysis of broad ranges of cellular species on the individual-cell level. The single-probe, a microscale sampling and ionization device, can be coupled with a mass spectrometer for on-line, rapid SCMS analysis of cellular constituents under ambient conditions. Previously, the single-probe SCMS technique was primarily used to measure cells immobilized onto a substrate, limiting the types of cells for studies. In the current study, the single-probe SCMS technology has been integrated with a cell manipulation system, typically used for in vitro fertilization. This integrated cell manipulation and analysis platform uses a cell-selection probe to capture identified individual floating cells and transfer the cells to the single-probe tip for microscale lysis, followed by immediate mass spectrometry analysis. This capture and transfer process removes the cells from the surrounding solution prior to analysis, minimizing the introduction of matrix molecules in the mass spectrometry analysis. This integrated setup is capable of SCMS analysis of targeted patient-isolated cells present in body fluids samples (e.g., urine, blood, saliva, etc.), allowing for potential applications of SCMS analysis to human medicine and disease biology.

An integrated cell manipulation platform is developed for use in conjunction with a single-probe mass spectrometry setup for the on-line analysis of individual suspension cells under ambient conditions.

Piattaforma di manipolazione cellulare integrata accoppiata con la sonda singola per l'analisi della spettrometria di massa di farmaci e metaboliti in singole cellule di sospensione

Single cell mass spectrometry (SCMS) enables sensitive detection and accurate analysis of broad ranges of cellular species on the individual-cell level. ...

Capillary Electrophoresis Mass Spectrometry Approaches for Characterization of the Protein and Metabolite Corona Acquired by Nanomaterials

The adsorption of biomolecules from surrounding biological matrices to the surface of nanomaterials (NMs) to form the corona has been of interest for the past decade. Interest in the bio-nano interface arises from the fact that the biomolecular corona confers a biological identity to NMs and thus causes the body to identify them as &#8220;self&#8221;. For example, previous studies have demonstrated that the proteins in the corona are capable of interacting with membrane receptors to influence cellular uptake and established that the corona is responsible for cellular trafficking of NMs and their eventual toxicity. To date, most research has focused upon the protein corona and overlooked the possible impacts of the metabolites included in the corona or synergistic effects between components in the complete biomolecular corona. As such, this work demonstrates methodologies to characterize both the protein and metabolite components of the biomolecular corona using bottom-up proteomics and metabolomics approaches in parallel. This includes an on-particle digest of the protein corona with a surfactant used to increase protein recovery, and a passive characterization of the metabolite corona by analyzing metabolite matrices before and after NM exposures. This work introduces capillary electrophoresis &#8211; mass spectrometry (CESI-MS) as a new technique for NM corona characterization. The protocols outlined here demonstrate how CESI-MS can be used for the reliable characterization of both the protein and metabolite corona acquired by NMs. The move to CESI-MS greatly decreases the volume of sample required (compared to traditional liquid chromatography &#8211; mass spectrometry (LC-MS) approaches) with multiple injections possible from as little as 5 &#181;L of sample, making it ideal for volume limited samples. Furthermore, the environmental consequences of analysis are reduced with respect to LC-MS due to the low flow rates (&#60;20 nL/min) in CESI-MS, and the use of aqueous electrolytes which eliminates the need for organic solvents.

Here we present a protocol to characterize the complete biomolecular corona, proteins, and metabolites, acquired by nanomaterials from biofluids using a capillary electrophoresis &#8211; mass spectrometry approach.

Approcci di spettrometria di massa per elettroforesi capillare per la caratterizzazione della proteina e del metabolita Corona acquisiti da nanomateriali

The adsorption of biomolecules from surrounding biological matrices to the surface of nanomaterials (NMs) to form the corona has been of interest for the ...

Gas Chromatography-Mass Spectrometry Paired with Total Vaporization Solid-Phase Microextraction as a Forensic Tool

Gas Chromatography &#8211; Mass Spectrometry (GC-MS) is a frequently used technique for the analysis of numerous analytes of forensic interest, including controlled substances, ignitable liquids, and explosives. GC-MS can be coupled with Solid-Phase Microextraction (SPME), in which a fiber with a sorptive coating is placed into the headspace above a sample or immersed in a liquid sample. Analytes are sorbed onto the fiber which is then placed inside the heated GC inlet for desorption. Total Vaporization Solid-Phase Microextraction (TV-SPME) utilizes the same technique as immersion SPME but immerses the fiber into a completely vaporized sample extract. This complete vaporization results in a partition between only the vapor phase and the SPME fiber without interference from a liquid phase or any insoluble materials. Depending upon the boiling point of the solvent used, TV-SPME allows for large sample volumes (e.g., up to hundreds of microliters). On-fiber derivatization may also be performed using TV-SPME. TV-SPME has been used to analyze drugs and their metabolites in hair, urine, and saliva. This simple technique has also been applied to street drugs, lipids, fuel samples, post-blast explosive residues, and pollutants in water. This paper highlights the use of TV-SPME to identify illegal adulterants in very small samples (microliter quantities) of alcoholic beverages. Both gamma-hydroxybutyrate (GHB) and gamma-butyrolactone (GBL) were identified at levels that would be found in spiked drinks. Derivatization by a trimethylsilyl agent allowed for conversion of the aqueous matrix and GHB into their TMS derivatives. Overall, TV-SPME is quick, easy, and requires no sample preparation aside from placing the sample into a headspace vial.

Total Vaporization Solid Phase Microextraction (TV-SPME) completely vaporizes a liquid sample whilst analytes are sorbed onto a SPME fiber. This allows for partitioning of the analyte between only the solvent vapor and the SPME fiber coating.

Gas cromatografia-spettrometria di massa abbinata alla microestrazione a fase solida di vaporizzazione totale come strumento forense

Gas Chromatography &#8211; Mass Spectrometry (GC-MS) is a frequently used technique for the analysis of numerous analytes of forensic interest, including ...

Covalent Labeling with Diethylpyrocarbonate for Studying Protein Higher-Order Structure by Mass Spectrometry

Characterizing a protein&#39;s higher-order structure is essential for understanding its function. Mass spectrometry (MS) has emerged as a powerful tool for this purpose, especially for protein systems that are difficult to study by traditional methods. To study a protein&#39;s structure by MS, specific chemical reactions are performed in solution that encode a protein&#39;s structural information into its mass. One particularly effective approach is to use reagents that covalently modify solvent accessible amino acid side chains. These reactions lead to mass increases that can be localized with residue-level resolution when combined with proteolytic digestion and tandem mass spectrometry. Here, we describe the protocols associated with use of diethylpyrocarbonate (DEPC) as a covalent labeling reagent together with MS detection. DEPC is a highly electrophilic molecule capable of labeling up to 30% of the residues in the average protein, thereby providing excellent structural resolution. DEPC has been successfully used together with MS to obtain structural information for small single-domain proteins, such as &#946;2-microglobulin, to large multi-domain proteins, such as monoclonal antibodies.

The experimental procedures for performing diethylpyrocarbonate-based covalent labeling with mass spectrometric detection are described. Diethylpyrocarbonate is simply mixed with the protein or protein complex of interest, leading to the modification of solvent accessible amino acid residues. The modified residues can be identified after proteolytic digestion and liquid chromatography/mass spectrometry analysis.

Etichettatura covalente con dietilpirocarbonato per lo studio della struttura proteica di ordine superiore mediante spettrometria di massa

Characterizing a protein&#39;s higher-order structure is essential for understanding its function. Mass spectrometry (MS) has emerged as a powerful tool ...

Capillary Electrophoresis-based Hydrogen/Deuterium Exchange for Conformational Characterization of Proteins with Top-down Mass Spectrometry

Resolving conformational heterogeneity of multiple protein states that coexist in solution remains one of the main obstacles in the characterization of protein therapeutics and the determination of the conformational transition pathways critical for biological functions, ranging from molecular recognition to enzymatic catalysis. Hydrogen/deuterium exchange (HDX) reaction coupled with top-down mass spectrometric (MS) analysis provides a means to characterize protein higher-order structures and dynamics in a conformer-specific manner. The conformational resolving power of this technique is highly dependent on the efficiencies of separating protein states at the intact protein level and minimizing the residual non-deuterated protic content during the HDX reactions. 
Here we describe a capillary electrophoresis (CE)-based variant of the HDX MS approach that aims to improve the conformational resolution. In this approach, proteins undergo HDX reactions while migrating through a deuterated background electrolyte solution (BGE) during the capillary electrophoretic separation. Different protein states or proteoforms that coexist in solution can be efficiently separated based on their differing charge-to-size ratios. The difference in electrophoretic mobility between proteins and protic solvent molecules minimizes the residual non-deuterated solvent, resulting in a nearly complete deuterating environment during the HDX process. The flow-through microvial CE-MS interface allows efficient electrospray ionization of the eluted protein species following a rapid mixing with the quenching and denaturing modifier solution at the outlet of the sprayer. The online top-down MS analysis measures the global deuteration level of the eluted intact protein species, and subsequently, the deuteration of their gas-phase fragments. This paper demonstrates this approach in differential HDX for systems, including the natural protein variants coexisting in milk.

Presented here is a protocol for a capillary electrophoresis-based hydrogen/deuterium exchange (HDX) approach coupled with top-down mass spectrometry. This approach characterizes the difference in higher-order structures between different protein species, including proteins in different states and different proteoforms, by conducting concurrent differential HDX and electrophoretic separation.

Scambio idrogeno/deuterio basato sull'elettroforesi capillare per la caratterizzazione conformazionale di proteine con spettrometria di massa top-down

Resolving conformational heterogeneity of multiple protein states that coexist in solution remains one of the main obstacles in the characterization of ...