高压单元系统

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Overview of 高压单元系统

高压元件 (HP元件) 系统包括了压力单元、泵以及用于系统控制和数据获取的软件。它专为固体和液体样本的吸收、荧光、拉曼光谱和旋光研究而设计。该元件由不锈钢合金制成,用静液压泵可以达到上至400 MPa (4,000巴) 的压力。这款HP元件可以被直接安装在ISS的分光荧光计和多种商用仪器中,同时它也可以作为一个独立单元使用。

这款HP元件有3窗或4窗版本,各个窗口片之间呈90度。石英和蓝宝石窗口片拥有一个10 mm的小孔;氟化镁窗口片 (用于研究旋光) 有一个3 mm的小孔。

拥有10 mm高孔径的窗口片可以使用激光器、发光二极管 (LED) 或来自氙弧灯的准直光束作为激发光源。对于这样的元件,它格外高的数值孔径 (NA = 0.18) 使其在需要高灵敏度的荧光研究中独一无二。

与之兼容的仪器: ChronosBH, ChronosDFD, and PC1.

电贯通件

每当需要对样品施加电压时,HP单元都可以使用插头。插头被装到HP单元的顶部;通过将弹性管从泵水平连接到插头上可以施加压力。使用插头可以达到上至300 MPa的压力

HP Cell with Electrical Feedthrough

HP单元带有用于电贯通件的插头。压力通过水平连接到插头的管道施加。电压被施加在电极上。

窗口

光学窗口是由石英石 (SiO2)、蓝宝石 (单晶氧化铝 Al2O3) 或者MgF2制成的。窗口被安装到抛光的插头上,它们由精准的机械支架固定

材料 最大压力 (MPa) 孔径 (mm) 双折射 (Δn) 传播范围 (nm)
石英 [SiO2] 300 10 +0.009 180 - 2,000
蓝宝石 [Al2O3] 400 10 -0.008 250 - 5,000
MgF2 250 5 +0.006 150 - 6,500

窗口材料由具体应用和要获取的测量结果决定。石英窗是由UV级熔融石英制成的,它可以承受上至300 MPa的压强。熔融石英是一种多晶、各向同性、且没有晶体取向的材料;这些窗口适合用于偏振测量。蓝宝石窗口能够承受上至400 MPa的压强。但是石英是一种合成的六方单晶各向异性材料,它在沿不同轴测量时会表现出截然不同的光学特征。如果蓝宝石是双折射的,也就是沿着光轴的光束会经历两个不同的折射率值。这些窗口没有那么适合用于测量偏振。MgF2窗口拥有最小的双折射; 此外,它们的传输扩展到了150 nm,这使得它们适合用于圆二色性研究。

Plot of optical properties of differently manufactured windows

温度控制

这款高压单元包括了一个内置路径,用于从直接与其连接的外部浴循环器对温度控制液体进行循环。由于该单元是由导热性优异的不锈钢合金制成的,稳定温度的过程十分迅速。这款高压单元设计用于在-40 °C至80 °C的温度范围内运作。

Product Specifications for 高压单元系统

细胞

压力
  • 上至300 MPa (3,000巴) 的压力,带有石英窗
  • 上至400 MPa (4,000巴) 的压力,带有蓝宝石窗
  • 上至250 MPa (2,500巴) 的压力,带有MgF2
温度
  • -40 °C to +80 °C
  • 通过内置液体循环回路进行控制
  • 导热系数
    • 2 W • cm-1 • K-1 at 20 °C
    • 16 W • cm-1 • K-1 at 200 °C
窗口
  • 石英 (直径19 mm粗细 x 8.5 mm)
  • 蓝宝石 (直径19 mm粗细 x 6.4 mm)
  • MgF2 (直径19 mm粗细 x 8.5 mm)
窗口小孔
  • 石英石和蓝宝石:10 mm
  • MgF2: 3 mm
高压单元内室
  • 直径:22 mm
  • 高度:50.3 mm
大小
  • 119 mm (宽) x 105 mm (长) x 121.5 mm (高)
  • 从底部到窗口中心为39 mm

压力生成器

测量
  • 上至600 MPa
储液量
  • 116 ml
生成器体积
  • 10 ml (手动或自动泵)
管道
  • 直径1/8" ,柔性上至415 MPa
热电偶
  • Ni-Cr-Ni或是Fe-Const

样品支架体积

空单元,3个石英窗
  • 15.0 ml
空单元,4个蓝宝石窗
  • 24.5 ml
支架被配有11 mm的瓶和盖
  • 11.0 ml
  • 瓶和盖加起来的最大允许高度:40.0 mm
圆形比色皿,11 mm外直径
  • 0.75 ml
圆形比色皿,9mm外直径
  • 0.80 ml
方形单元,6 x 6 mm
  • 0.30 ml

静压液体

压力媒介
  • 光谱级水
  • 低荧光背景乙醇

高压单元系统的产品配件

产品资源

兼容性

ISS提供用于将高压单元安装至各个荧光分光计和分光光度计的合适底盘。如果高压单元不能被装到仪器上,光纤束可以被用于连接。请联系ISS以了解更多有关光纤套件的细节。

荧光分光计安装套件可被用于

ISS PC1
K2
ChronosBH
ChronosDFD
AVIV AFTF105
Edinburgh仪器 FS900
Hitachi F4500
Horiba Fluorolog 2, 3
Fluoromax 2, 3
Jasco FP-8300, FP-8500, FP-8600
SLM 4800, 8000, 8100, 48000
Varian Cary Eclipse


分光光度计套件可用于

Jasco V-750, V-760, V-770, V-780
Shimadzu UV2501PC, UV1650PC
Agilent Cary 5000


分光旋光计安装套件可用于:

Jasco J-710, J-715, J-810, J-815, J-1500, J-1700

 

High-pressure cell sample compartment in PC1 spectrofluorimeterZoom In
ISS PC1荧光分光计中的高压单元
High-pressure cell sample compartment in ChronosDFD spectrometerZoom In
ISS ChronosDFD寿命荧光分光计中的高压单元
High-pressure cell gauge with ChronosDFD spectrometerZoom In
靠近ISS ChronosDFD的手动泵
连接至压力泵的高压单元
High-pressure cell sample compartment in an SLMZoom In
SLM 8100型号荧光分光计中的高压单元
High-pressure cell sample compartment in a Jasco 8300Zoom In
Jasco 8300型号荧光分光计中的高压单元
High-pressure cell sample compartment in a Cary 100Zoom In
Varian Cary100分光光度计中的高压单元

寿命测量

Plot of lifetime measurements
压力对于葡萄球菌核酸酶荧光寿命的影响。在大气压和使用高压单元系统生成的高压条件下的频率响应曲线。激发波长为295 nm,并且发射在350 nm处被监测。大气压下的数据被绿色曲线 (相位) 和紫色曲线 (调制) 所表示。2 Kbar下的数据用蓝色曲线 (相位) 和紫色曲线 (调制) 所表示。
(由蒙彼利埃大学 (法国蒙彼利埃) 生物结构中心的Catherine A. Royer教授提供)

吸收和发射光谱

Plot of absorption and emission spectra
在20 °C、含有0.8 M乙醇的三羟甲基氨基甲烷 (Tris) 缓冲液 (10 mM, pH = 8.0) 中,压力对于二棕榈酰磷脂酰胆碱 (DPPC) 中prodan染料发射光谱的影响
(承蒙美国宾州费城天普大学Parkson L.-G. Chong教授的支持)