Name: a simple dewar/cryostat for thermally equilibrating samples at known temperatures for accurate cryogenic luminescence measurements
Uploaded: 2016-07-19T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 6 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Simple Dewar/Cryostat for Thermally Equilibrating Samples at Known Temperatures for Accurate Cryogenic Luminescence Measurements at JoVE.com

Araştırmanın destek için Fen ve Concordia Üniversitesi&#39;nde Rektör Ofisi Fakültesi Dekanı Ofisi kabul etmek büyük bir zevk. Yazarlar, bu soruşturma yaptığı birçok katkıları için GA Crosby teşekkür etmek istiyorum.

Kriyojenik Spektroskopisi 1. Numune Hazırlama ve Yükleme <ol><li> Uygun bir çözücü içinde lüminesan kromofor ~ 10 -3 -10 -4 M çözelti ~ 3 ml hazırlayın. Not: Bir çok çözücüler kullanılabilir olsa da, su ve çeşitli alkollü çözücüler (örneğin, etanol, etanol / metanol karışımları, etilen glikol, ve gliserol) kriyojenik çalışma için çözünürlük ve yüzey gerilimi özelliklerinin mükemmel bir kombinasyonunu sağlar. </li><li> Bir tırnak çevresindeki ~ çapı 0.4 mm çıplak bakır tel uzunluğu bükerek bir örnek döngü hazırlayın ya da ~ 30 mm örgülü bakır tel düz uzunluğu ardından çapında tek bir döngü ~ 3 mm vermek vida. </li><li> parmak yağları ve diğer kirlilikleri uzaklaştırmak ve kuruması için% 95 etanol ile örnek döngü durulayın. döngü temizliğini sağlamak için, distile su ile, ikinci, nitrik asit ile ilk durulama ve son olarak etanol ile. </li><li> th batırarak numune döngü içine örnek çözümü yükleyinÖrnek çözeltisi içine e köprüsü (Adım 1.1) çözeltisi, izin yüzey gerilimi döngüde çözeltinin ince bir film tutun. </li><li> Hemen dondurmak ve göz koruması (koruyucu gözlük) ve el koruması (eldiven) kullanmak için özen döngü ince film örnek çözümü stabilize etmek için sıvı azot içine yüklenen örnek döngü batırın. </li></ol> 2. Termokupl hazırlanması, Hizalama ve Kurulum <ol><li> İki bakır konstantan kavşaklar oluşturarak yalıtımsız 0,4 mm çapında bakır telin iki uzunlukları ve 0.4 mm çaplı yalıtımsız konstantan (bakır-nikel alaşımı) tel bir uzunluğundan bakır konstantan (Tip T) termokupl hazırlayın: Bir örnek kavşak ve standart referans kavşak (0 ° C buz / su karışımı). Not: eklemleri gümüş birlikte lehimli edilebilir olsa da, kavşaklar oluşturmak üzere bir araya bakır ve konstantan telleri bükmek için tamamen tatmin edicidir. <ol><li> togeth bakır ve konstantan telleri kelepçeBir ~ 90 ° açıyla kargaburun ile er. iki tel sıkıca çekerken, rahatça beĢ-altı dönüşler için onları bir arada örgü. </li></ol></li><li> iki kavşaklarda dışında herhangi bir noktada dokunmayın böylece tüm termokupl kablolarını düzenleyin. termokupl telleri ince bir yalıtım kaplama ile kaplı ise, onlar dokunmak ve kavşaklar dışında noktalar olabilir. <ol><li> yalıtılmış termokupl telleri kullanırken, voltmetre terminalleri ile kavşaklar ve elektrik kontakları oluşur tellerin ucunda yalıtımı kazınması. teller üzerinde yalıtım malzemesi luminesce etmediğini kontrol etmek için dikkatli olun. seçilen dalga boyundaki ışık ile örnek döngü içinde yalıtılmış tel küçük bir parça, heyecan verici bir örnek yerleştirerek ve hiçbir örnek varken bir emisyon sinyali bakarak sahte lüminesans bir potansiyel kaynağı olarak termokupl tel yalıtım test edin. </li></ol></li><li> sam iki bakır Termokupl kablolarını bağlayınyüksek empedans 5½ haneli dijital voltmetre giriş terminallerine ple ve referans kavşak. </li><li> 0 ° C su / buz banyosu içinde örnek ve referans kavşaklar hem yerleştirin ve voltmetre sıfır. </li><li> uygun yükseklikte ve uyarma ışık ışınının yönüne denk yüklü örnek döngü ve sıvı azot dolu optik Dewar termokupl örnek kavşak aynı hizaya getirin. termokupl kavşak ve mümkün olduğunca birbirine yakın ve Dewar aynı yükseklikte örnek döngü tutun. </li></ol> Optik Dewar 3. Genel Mekanik Destek ve Numune Loop hizalanması ve Termokupl Kavşağı <ol><li> hizalamak ve optik Dewar istenilen yükseklikte örnek döngü tutmak için, 5 mm çap x 30 mm uzunluk ahşap dübel küçük bir elektrik timsah klibi koymak suretiyle ayarlanabilir yükseklikte tutarak kelepçeyi hazırlar. <ol><li> snugl uygun bir mantar biraz daha küçük 5 mm çapında bir delik BoreOptik Dewar üst kısmına y. Krokodilli örnek döngü örgülü tel bölümünü Kelepçe, ardından Dewar istenen numune yüksekliğe ulaşmak için mantar yukarı veya aşağı kavela kaydırın. </li></ol></li><li> Optik Dewar istenilen yükseklikte termokupl kavşağı hizalamak ve basılı tutun, başka bir 5-mm çaplı ahşap dübel kullanın. o dübel alt altında 10-20 mm taşacak biçimde termokupl kavşak aynı hizaya getirin. takoz ve karşı tarafta bakır ve konstantan telleri hizalayın ve sıkıca yerinde bu telleri tutmak için 12,5 mm genişlik politetrafloroetilen (PTFE) tesisatçı bantla sıkıca sarın. </li><li> Bu ikinci kavela uyum ve örnek döngü yakın termokupl kavşak dikey yükseklik ayarı için izin Dewar üstündeki mantar çapı 5 mm&#39;den biraz daha küçük bir delik delik. </li><li> Bir azot gazı havalandırma deliği kapalı kaynatın olarak hizmet Dewar üstündeki mantar üçüncü küçük delik delik. </li></ol><pclass = &quot;jove_title&quot;&gt; 4. Optik Dewar sıcaklığa bağlı Kriyojenik Spektroskopisi <ol><li> elektronik ısınmak için izin önceden CCD spektrograf en az 1 saat üzerindeki tüm elektronik açın ve Peltier soğutmalı CCD kamera kararlı bir çalışma sıcaklığına ulaşması. </li><li> Isınma süresi bittikten sonra, dalga boyu atomik emisyon çizgiler veya bantlar bilinen bir dizi karşı CCD spektrografla kalibre. Bilinen dalga boyları ve bilinen bant dalga boylarına sahip bantlar aktive bağıntılı CCD piksel numaraları bantları yayan düşük basınçlı atomik emisyon lambanın spektrumunu ölçün. Not: Bu araştırmada kullanılan Andor CCD spektrograf dahil en modern CCD spektrografların, olarak, dalga boyu kalibrasyon işlemi yazılımında otomatik olarak yapılır. <ol><li> Yoğunluğu yakından 3.200 K bla yaklaşan lamba, bilinen spektral profiline 3200 K çalışan bir kuvars-halojen lamba spektrumu ölçülen karşılaştırarak spektrografla kalibreck gövde. </li></ol></li><li> uyarım ışık döngüsü ve örnek yayılan ışık örnek vurmak toplandı ve CCD-spektrograf giriş açıklığına üzerine çarpacak olduğundan emin olmak için uyarma ve emisyon optik ön hizalayın. Not: Bu, iki aşamalı bir mekanik bir işlemdir. İlk adım, bir lüminesans sinyali CCD tarafından tespit edilir şekilde spektografıyla giriş yarık üzerine yayılan ışık almak için optik bir ilk kaba hizalama olduğunu. İkinci adım, heyecan verici ışık huzmesinin, Dewar, döngü içinde numune kendisi ve emisyon koleksiyonu optik elemanlar pozisyonları sistematik ayarlamalar ile numunenin lüminesans sinyal gücü dikkatli bir optimizasyon oluşur. </li><li> Optik hizalanmış ve optimize sonra 4.3 de tarif edildiği gibi, örneğin, bir 77 K sıvı azot referans lüminesans spektrumuna ölçer. Bu yelpazenin için, o bakır tel döngü içinde donmuş ince film örneği, inci sağlamakdöngü bitişik ermocouple, Dewar, uyarma ışın ve emisyon toplama optik tüm nihai optimize konumlarında ve örnek tamamen sıvı nitrojen ile kaplıdır. </li><li> Örnek kavşak olduğu gibi PTFE bant sarılmış teller ile ahşap dübel üzerinde termokupl referans kavşak ayarlayın. Bu referans kavşağı korur ve istenmeyen tel temasını engeller. </li><li> 0 ° C referans termokupl kavşak bir su-buz rüşvet dalmış olduğundan emin olun. sık sık referans kavşak buz seviyesini kontrol edin. Buz eridiği oranını azaltmak için küçük, geniş ağızlı laboratuvar Dewar referans kavşak ayarlayın. </li><li> Tip T bakır konstantan termokupl için listelenen 77 K edebiyat gerilimine karşı 77 K ölçülen termokupl voltajı kontrol edin. İki termokupl gerilimler çok yakın anlaşma olmalıdır. Clausius-Clapeyron EQUA kullanarak, örneğin (basınç için uygun düzeltmeler yapmakatmosferik basınç az 1 atm ise tion). </li><li> sıvı azot yavaş yavaş kaynamaya bırakın. Not: Örnek sıcaklığı numune ve sıvı azot seviyesi yavaş yavaş sıvı nitrojeni bir sonucu olarak artmaktadır arasındaki mesafe H gibi (bir kaç saatlik bir süre zarfında) yavaş yavaş artar. Dijital voltmetre örnek termokupl kavşak tamamen soğuk azot buharında batırılır beri doğru bir sıcaklık ölçümü sağlayan, bu sıcaklık artışının yanıt verir. </li><li> Anlık açmak veya uyarma ışık engellemesini ve üreticinin protokolü kullanılarak bir lüminesans spektrumuna elde etmek için CCD spektrograf kullanın. sadece birkaç saniye sürer, böylece spektral verileri elde etme işlemi optimize edilmelidir. <ol><li> kapatmak ya da sadece en kısa sürede veri toplama işlemi tamamlandıktan olarak uyarma ışık yeniden blok istenmeyen uyarma-ışık kaynaklı numune fotokimyanın ve / veya uyarma ışık kaynaklanan hataları en aza indirmek içinindüklenen örnek ısıtma. </li><li> spektral veri toplama aralığının başında ve sonunda termokupl voltajı kaydedin. Termokupl gerilim spektral veriler, belirli bir sıcaklıkta elde edilir, üzerinde çok kısa bir zaman aralığında (~ 1-10 sn) sırasında (0.0-0.1 K içinde, yani ilişkili sıcaklık değişimi Δ T) kayda değer değişiklik olmamalıdır. Gerilim masaya vs Tip T bakır konstantan sıcaklığı başvurarak sıcaklıklara gerilim okumaları dönüştürün. </li></ol></li><li> Numune sıcaklığı bu sıcaklık bağımlı spektral ölçümler sırasında optik, elektronik ya da uyarma ışık yoğunluğundaki hiçbir değişiklik yapın ~ 5 K. artmıştır zaman sıvı azot başka spektrum devam etmek için kapalı kaynatın ve ölçmek izin verin. Not: Optik Dewar kalitesine bağlı olarak, bu ısınma işlemi 5 ile ~ 5 K aralığındaki 15 dakika sürer. </li><li> kapalı çıkarılarak yoğunluk doğru CCD spektral veri setlerikoyu çerçeve yoğunlukları (yani, spektral giriş yarık bloke CCD tarafından kaydedilen yoğunluk) ve dalgaboyu bağımlı spektral tepki oluşturdu. Her bir örnek spektrumundan bazal karanlık sayım yoğunluğu sayımı seviyesini çıkarın. <ol><li> Her bir numunenin ölçülen yoğunluğu düzeltmek için bir 3200 K tungsten halojen lambası, standart olarak bilinen bir yoğunluk, bir standart yoğunluğunu ölçmek ve ölçülen yoğunluk bilinen yoğunluk oranı kullanılarak dalga boyu bağımlı tayfsal yanıt doğru dalga boyu. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Baker, D. C., Crosby, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectroscopic+and+magnetic+evidence+for+multiple-state+emission+from+tris(2,2'-bipyridine)ruthenium(II)+sulfate.">Spectroscopic and magnetic evidence for multiple-state emission from tris(2,2'-bipyridine)ruthenium(II) sulfate.</a> Chem. Phys. 4 (3), 428-433 (1974).</li><li>Crosby, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectroscopic+investigations+of+excited+states+of+transition+metal+complexes.">Spectroscopic investigations of excited states of transition metal complexes.</a> Acc. Chem. Res. 8 (7), 231-238 (1975).</li><li>Hager, G. D., Watts, R. J., Crosby, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Charge+transfer+excited+states+of+ruthenium(II)+complexes+II.+Relationships+of+level+parameters+to+molecular+structure.">Charge transfer excited states of ruthenium(II) complexes II. Relationships of level parameters to molecular structure.</a> J. Am. Chem. Soc. 97 (24), 7037-7042 (1975).</li><li>Elfring, W. H., Crosby, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excited+states+of+mixed-ligand+chelates+of+ruthenium(II)+and+rhodium(III).">Excited states of mixed-ligand chelates of ruthenium(II) and rhodium(III).</a> J. Phys. Chem. 80 (20), 2206-2211 (1976).</li><li>Elfring, W. H., Crosby, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excited+states+of+mixed-ligand+chelates+of+ruthenium(II).+Quantum+yield+and+decay+time+measurements.">Excited states of mixed-ligand chelates of ruthenium(II). Quantum yield and decay time measurements.</a> J. Am. Chem. Soc. 103 (10), 2683-2687 (1976).</li><li>Fordyce, W. A., Rau, H., Stone, M. L., Crosby, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiple+state+emission+from+rhodium(I)+and+iridium(I)+complexes.">Multiple state emission from rhodium(I) and iridium(I) complexes.</a> Chem. Phys. Lett. 77 (2), 405-408 (1981).</li><li>Pankuch, B., Crosby, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectroscopic+measurements+of+solutions+and+rigid+glasses.">Spectroscopic measurements of solutions and rigid glasses.</a> Chem. Instrum. 2 (3), 329-335 (1970).</li><li>Landee, C. P., Greeney, R. E., Lamas, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+helium+cryostat+for+a+vibrating+sample+magnetometer.">Improved helium cryostat for a vibrating sample magnetometer.</a> Rev. Sci. Instrum. 58 (10), 1957-1958 (1987).</li><li>Fairman, R. A., Spence, K. V. N., Kahwa, I. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+liquid+nitrogen+gas-flow+cryostat+for+variable+temperature+laser+luminescence.">A simple liquid nitrogen gas-flow cryostat for variable temperature laser luminescence.</a> Rev. Sci. Instrum. 65 (2), 503-504 (1994).</li><li>Meyer, G. D., Ortiz, T. P., Costello, A. L., Kenney, J. W., Brozik, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+fiber-optic+coupled+luminescence+cryostat.">A simple fiber-optic coupled luminescence cryostat.</a> Rev. Sci. Instrum. 73 (12), 4369-4374 (2002).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Düşük sıcaklık lüminesans spektroskopisi için bu cihazın geliştirilmesi zaruretten doğan. Çözümler, tüm numune sıcaklığı iyi tanımlanmış kararlı ve yavaş yavaş değiştirilebilir olduğu bir Dewar / kriyostat tasarım anında, yüklü dondurulmuş ve spektroskopi için konumlandırılmış olabilir oksijen ile aşırı da ilgi kromoforu içeren ve kritik oldu. Hemen hemen tüm ticari kriyostatları bu deneysel kısıtlamalar sağlayacak daha örnek ile yük çok daha fazla zaman alır. Spektrosko...

düşük sıcaklık derecelerinde etki alanı içinde, ışık yayan moleküllerin elektronik lüminesans spektrumları ve lüminesans yaşamların sıcaklığa bağlı araştırmalar bu devletlerin ortaya çıkan bu moleküllerin uyarılmış elektronik devletler ve fotokimyasal ve Fotofiziksel olaylarla ilgili bilgi hazinesi sağlar. rutenyum öncü sıcaklığa bağlı Crosby Fotofiziksel araştırmalar ve arkadaşları (II) rodyum (I) ve rodyum (III) &#39;1,10-fenantrolin kompleksleri, 2,2&#39;-bipiridin ve diğer ligandlar de göstermektedir emissive heyecanlı elektronik devletler manifoldu yapıları, simetrilerini, enerjikliğin ve kimyasal davranışlarını açıklamak için sıcaklığa bağlı spektroskopi doğasında güç. 1-6 Ancak, iyi sıcaklığa bağlı kriyojenik spektroskopi yapmak önemsiz bir mesele değildir için. spektroskopik sorgu altında numune termal olmak için değil ambalajlama tüm çok kolay<html> ilibrated ve böylece termal gradyan üzerinde geniş bir sıcaklık aralığı tezahür. Elde edilen ölçülmüş spektrumu, aslında, bir sıcaklık aralığı boyunca emisyon bir üstüste. Ayrıca, sıcaklık bu aralık içinde daha da ortalama sıcaklık örnek üzerinde ya da yakınında yerleştirilen bir sıcaklık probu (örneğin, bir termokupl ve direnç sıcaklık cihazı) okunması oldukça farklı olabilir. zamanı geldiğinde Böylece, sıcaklığa bağlı kriyojenik spektroskopisi yapmak doğru ayarlanabilir, numune sıcaklık bilindiği altında deneysel koşullar, istikrarlı, üniforma kurulmasını gerektirir ve. Bu koşullar, basit, basit deneysel protokollerin (Şekil 1) altında çalışan son derece mütevazı CCD spektrografla oluşan aparat, uyarma kaynağı, optik Dewar ve termokupl ile elde edilebilir. &quot;Src =&quot; / files / ftp_upload / 54267 / 54267fig1.jpg &quot;/&gt; . Düşük Sıcaklık Spektroskopisi için Şekil 1. Lüminesans Spektrograf Kur, bu üst görünümde gösterildiği gibi sistem içerir: (a.) CCD dedektör, (b.) Tayfçeker, (c.) Giriş yarık ve filtreler, (d.) Lüminesans toplama optiği (e.) lazer veya ark lambası uyarım kaynağı, (f.) uyarma kiriş, (g.) xyz çeviri üzerinde bir erimiş silika optik Dewar, (h.) monte termokupl örnek kavşak, (i.) numune, (j .) termokupl referans kavşak. 0 ° C = 273,15 K buz / su banyosu, (k) dijital voltmetre. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54267/54267fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> Bir numune, bir yandan örnek diğer tarafında ise çok düşük sıcaklık derecelerinde &quot;soğuk parmak&quot; yüzeyi ile fiziksel temas içinde yerleştirilmiş olan numune ve hatalı ortalama numune sıcaklıklarda istenmeyen termal gradyanlar sonuç hemen hemen eminVakum içinde. En pratik yolu (örneğin sıvı azot veya sıvı helyum) ya da T sıcaklığında bir kriyojenik buharında tam örnek ölçülebilir sıcaklığı T tamamen örnek ve T sıcaklığında bir kriyojenik sıvı sıcaklık daldırın için üniform olmasını sağlamak için (örneğin, soğuk azot veya helyum soğuk buhar). Değişken sıcaklıkta kriyostatları arzu edilen çok düşük örnek sıcaklığı elde etmek için elektrik dirençli ısıtma ile soğutucu akışını dengeleyerek sabit bir sıcaklıkta Örnek ortamı elde edin. 7-9 bir ısıl değişim gaz örneği sıcaklığının homojen olmasını sağlamak için de kullanılabilir. Fikir sırayla kriyostat ile termal denge halinde değişim gazı ile termal dengede örnek olmasıdır. Kriyostat tasarımlar sadece sıvı seviyesinden örnek yüksekliği h ayarlayarak çeşitli sıcaklıklarda numunenin termal dengeye ulaşmak ortaya çıkmıştırBir depolama soğutucu Dewar. 10 Örnekler heyecanlı ve lüminesans fiber optik kablolar veya lens sistemleri üzerinden tespit edilir. Belirli bir numunenin / prob yüksekliği h de, soğutucu buharı sıcaklığı T (H) ve h arttıkça, bu sıcaklık artar (yani, bir Dewar buhar düzgün bir ısıl gradyanlı DT / DH&gt; 0 içerir) Yukarıdaki. Soğutucu gaz yürürlükte sıvı değişimi gaz haline gelir. H küçük bir örnek ve sıcaklık probu Konumlandırma T (h) numunenin termal dengede sağlamaktadır. Örnek sıcaklığını artırmak için, h artar. Örnek sıcaklığını azaltmak için, h azalır. Böyle bir kriyostat düşük sıcaklık sınırı Bu düşük sıcaklık sınırı basıncını azaltarak daha azaltılabilir h = 0 sıvı cryogen sıcaklığıdır. Büyük bir depolama Dewar (örneğin, 100-L sıvı helyum Dewar veya 10 L sıvı azot Dewar), soğutucu kaynatma raTe, böylece numune sıcaklığının bilinen bir düzenleme olmak için sıvı cryogen Yukarıdaki örnek yüksekliği h bir ayarlama sağlar spektroskopik ölçümler, bir dizi zaman dilimi içinde ihmal edilebilir düzeydedir. Geçiş metali kompleksleri arasında lüminesans Oksijen kaynaklı bir su verme sıcaklık bağımlılığı bu laboratuarda spektroskopi 77-300 K aralığındaki sıvı azot değişken sıcaklık spektroskopi için küçük bir erimiş silis uyarlanması optik Dewar yol (bkz Şekil 2). <img alt="şekil 2" fo:display-align="middle" src="/files/ftp_upload/54267/54267fig2.jpg" /> Değişken Sıcaklık Şekil 2. Erimiş Silis Optik Dewar Kur (77-300 K) Kriyojenik Lüminesans Spektroskopisi. Optik Dewar Bu şema tam değişken sıcaklık sistemini göstermektedir. (A.), Sıvı azot, (b.) T,ansparent (4.0 cm) Dewar Dewar, (c.) bakır örnek döngü, (d.) termokupl kavşak, (e.) gümüşlenmektedir yöre unsilvered optik erişim bölgesi, (f.) timsah klip, (g.) ahşap dübel, sıvı azot düzeyinde ve örnek arasındaki (h.) mesafe (i.), iç ve dış Dewar duvarları arasına tahliye bölge, (j.) mantar tıpa, (k.) nitrojen gazı havalandırma deliği, (l.) termokupl telleri (m .) termokupl telleri ayrılır ve PTFE bant ile ahşap dübel ile sabitlenir. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54267/54267fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> Erimiş silis olmayan emissive ve görünür yoluyla, yakın ultraviyole yüksek optik iletimi sağlayan ve yakın kızılötesi dışarı (~ 200-2,000 nm). Büyük depolama Dewar sisteminde operatif temel kavramları daha önce 10, sıvı cryogen Yukarıdaki örnek yüksekliği numune sıcaklığını belirler nerede tarif, başarılı bir şekilde aşırı yapılmıştırBu küçük optik Dewar kullanarak küçük ölçekli. Bununla birlikte, bunun yerine mekanik numune sıcaklık T, Dewar kendisi ile ilgili olarak örnek konumunu ayarlamak için, sabit bir sıvı soğutucu seviyesinden numune yüksekliği h ayarlama, sabit (Şekil 2). Birkaç saatlik bir süre içinde, optik Dewar sıvı azot kapalı yavaş kaynama giderek düşen sıvı azot seviyesi (Şekil 3) Yukarıda örnek H mesafesi arttırır. <img alt="Şekil 3," fo:display-align="middle" src="/files/ftp_upload/54267/54267fig3.jpg" /> Şekil 3. kapatın Optik Dewar örnek Bölgesi kadar. Sıcaklığı: seviyesi h 0, sıvı azot içinde daldırılmış örnek t 0 = 77 K vermek üzere Örnek seviyeleri saatte soğuk azot buharında dalmış 1 &lt;h 2 &lt;saat 3 &lt;sıvı azot seviyesinden / sub&gt; örnek sıcaklıkları vermek için T 1 &lt;T 2 &lt;T 3. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54267/54267fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> örnek ve soğuk azot buharı ile ısıl dengede sıcaklık sondası, bir bakır konstantan termokupl birleşim, iki muhafaza ederken bu zaman (birkaç saate kadar) Örnek sıcaklığında yavaş ve kontrollü bir artış sağlar. Görünür ve yakın kızılötesi bölgeleri kapsayan Lüminesans spektrumları her spektral olarak numune sıcaklığı neredeyse sabit olduğu süre boyunca sadece bir kaç spektrumda başına milisaniye (veya saniyede spektrumları yüzlerce) CCD donanımlı lüminesans spektrograf ile (DT &lt;0.1 K) elde edilir veri seti elde edilir. sıcaklıklar ~ 5 K de spektrumları arasındaki tipik bekleme süreleri birbirinden ~ 5-15 dk. Moreouyarma ışık sadece spektrumun başına bir örneklemin birkaç saniye grev izin beri ver, örnek ısıtma ya da heyecan verici ışık ile numunenin fotokimyasal bozulması etkileri en aza indirilir. Basitlik, taşınabilirlik ve örnek yükleme çabukluk adına, fiber optik kablolar kullanılmaz. Numuneler bir civa ark lambasından gelen 365 nm bant veya bir diyot lazer 405 nm hattı ya doğrudan heyecanlıyız. örneklerden yayılan ışık bir odaklama lens tarafından bir koleksiyon lens tarafından Dewar yayan numune doğrudan aldı ve spektografıyla giriş yarık üzerinde impinged edilir. İnceleme rutenyum ve rodyum kompleksleri numuneleri oksijen ile doymuş hale Çözeltilerin 10 -3 -10 -4 M çözünen ~ spektroskopik çalışma ince filmler hazırlanır. çözümleri, küçük bakır tel döngüler yüzey gerilimi tarafından tutulan (~ 3 mm döngü çapı 0.0150 takım kurdu. dia. bakır tel). termokupl kavşak yüksekliği sonra adjuste edilirD, Şekiller 2 ve 3&#39;te gösterildiği gibi, Örnek yüksekliğinin (h termokupl = H numune) ve örnek döngüsü yakın eşit şekilde. Sıcaklıklar termokupl örnek kavşak ve yüksek empedanslı dijital voltmetre kullanarak ve bir Tip T bakır / konstantan termokupl için gerilim masaya vs bir sıcaklığa karşılaştıran 0 ° C su / buz termokupl referans kavşak arasındaki gerilim farkını ölçerek belirlenir. tel döngüler yakalanan ince film örnek çözümler optik Dewar sıvı nitrojen içinde hızlı daldırmak suretiyle dondurulur flaş vardır. Sonra, dondurulmuş çözümleri Aydınlık Tayfı sıcaklığın bir fonksiyonu olarak ölçülür, ancak dondurulmuş kalan, zaman içinde yavaş yavaş ısınmaya bırakılır. sıcaklık verileri karşı lüminesans şiddeti aşağıdaki modele göre analiz edilmiştir. sıcaklıkta numunenin toplam lüminesans şiddeti &lt;em&gt; T oksijenli ve unoxygenated kompleksleri kaynaklanan şiddetleri toplamı olarak verilir: <img alt="denklem 2" fo:display-align="middle" src="/files/ftp_upload/54267/54267eq2.jpg" /> . (1) oksijensiz komplekslerinden lüminesans şiddeti sıcaklıktan bağımsız olduğu varsayılır. Ancak, oksijenli komplekslerin lüminesans yoğunluğu nedeniyle oksijen soğutulması için sıcaklık arttıkça katlanarak azalacaktır. Bu formun Arrhenius denklemi ile tanımlanabilir <img alt="denklem 3" fo:vertical-align="middle" src="/files/ftp_upload/54267/54267eq3.jpg" /> . (2) Denklem (2), E, bir söndürme aktivasyon enerjisi ve k Boltzmann sabitidir. Maksimum ışıma yoğunluğu, düşük sıcaklık bölgesinde görülecektir, burada t (bakınız Şekil 5)<html> Burada söndürme aktivasyon engeli aşmak için yeterli termal enerji (yani, oksijene karmaşık enerji transferi). (2) denklem sübstitüe edilirse (1), sentezleme <img alt="Denklem 5" fo:display-align="middle" src="/files/ftp_upload/54267/54267eq5.jpg" /> (3) elde edildi. Denklem (3), <img alt="Denklem 6" fo:display-align="middle" src="/files/ftp_upload/54267/54267eq6.jpg" /> Düşük sıcaklık bölgesinde oksijenli kompleksleri kaynaklanan yoğunluğudur. Eşitlik yeniden düzenlenmesi (3) verimleri <img alt="Denklem 7" fo:display-align="middle" src="/files/ftp_upload/54267/54267eq7.jpg" /> . (4) Denklem her iki tarafın doğal logaritması alınarak (4) ifade verir 7eq8.jpg &quot;/&gt;. (5) Eşitlik (5) o açıktır ki bir arsa <img alt="Denklem 9" fo:display-align="middle" src="/files/ftp_upload/54267/54267eq9.jpg" /> e karşı <img alt="Denklem 10" fo:display-align="middle" src="/files/ftp_upload/54267/54267eq10.jpg" /> düz bir çizgi verecektir <img alt="denklem 11" fo:display-align="middle" src="/files/ftp_upload/54267/54267eq11.jpg" /> , Hangi lüminesans söndürme aktivasyon enerjisi elde edilir <img alt="denklem 12" fo:display-align="middle" src="/files/ftp_upload/54267/54267eq12.jpg" /> . (6)

<table><tbody><tr><td>Diode laser 405 nm</td><td>Generic</td><td></td><td>Generic pencil-type laser pointer for luminescence excitation: 5 mW at 405&amp;nbsp;nm</td></tr><tr><td>Quartz optical dewar</td><td>Custom fabrication</td><td></td><td>3.5 cm id. x 25.0 cm length with 4.5 cm unsilvered region for optical access</td></tr><tr><td>Programmable 5 1/2 digit DMM</td><td>Keithley</td><td>Model 192</td><td>High impedence DMM for reading thermocouple voltages</td></tr><tr><td>Copper thermocouple wire</td><td>Omega Engineering</td><td>SPCP-010</td><td>0.010 in. diameter bare copper thermocouple wire</td></tr><tr><td>Constantan thermocouple wire</td><td>Omega Engineering</td><td>SPCC-010</td><td>0.010 in. diameter bare Constantan (copper/nickel) thermocouple wire</td></tr><tr><td>Polychromator/Spectrograph</td><td>Jarrell-Ash</td><td>82-415</td><td>0.25 m Ebert monochromator with back slit assembly removed to enable operation as a polychromator</td></tr><tr><td>CCD camera</td><td>Andor</td><td>DV-401-UV</td><td>Thermoelectrically cooled (-35 &amp;#176;C) CCD camera for detecting emitted light</td></tr><tr><td>Copper wire for sample loop</td><td>Generic</td><td></td><td>0.0150 in. diameter bare copper wire for sample loop</td></tr></tbody></table>

a simple dewar/cryostat for thermally equilibrating samples at known temperatures for accurate cryogenic luminescence measurements

Küçük erimiş silis optik Dewar, bir termokupl montaj dayalı basit bir sıvı azot Dewar / Kriyostat aparatı ve bir CCD spektografıyla tasarımı ve işletilmesi açıklanmıştır. Bu Dewar / kriyostat tasarlanmış olduğu deneyler hızlı numune yükleme, hızlı numune donma, numunenin hızlı uyum, doğru ve istikrarlı örnek sıcaklıkları ve küçük boyutu ve Dewar / kriyostat kriyojenik ünite taşınabilirliği gerektirir. CCD spektografıyla hızlı veri toplama oranları ile birleştiğinde, bu Dewar / kriyostat 77-300 K aralığında bilinen, istikrarlı bir sıcaklık serisinde ışık saçan örnekleri üzerinde kriyojenik lüminesans spektroskopik ölçümler destekleme yeteneğine sahiptir. bir rodyum (III) geçiş metali kompleksindeki lüminesan oksijen söndürme bölgesinin sıcaklık bağımlı çalışma, bu Dewar / kriyostat mümkün araştırma tipi için bir örnek olarak gösterilmektedir. Bu düzeneğin bağlamında, kriyojenik spectros için istikrarlı bir sıcaklıkKopya termal CCD ile spektroskopik ölçüm kısa zaman ölçeği (~ 1-10 sn) sırasında (sıcaklık gradyanını &lt;0.1 K) değişmez bilinen ölçülebilir sıcaklıkta sıvı azot veya gaz azot ya ile dengelenir bir parlak örneği anlamına gelir . Dewar / Kriyostat h sıvı azot seviyesinden numunenin yüksekliği Dewar sıvı azot seviyesinden gelişen olumlu termal gradyan dT / dh yararlanarak çalışır. Birkaç saat boyunca saat yavaş bir artış ve bu süre içinde numune sıcaklığı T müteakip bir yavaş artış sıvı azot sonuçlar yavaş buharlaştırılması. Bir hızla edinilen ışıldama spektrumu etkin bir şekilde sabit termal dengeye sıcaklıkta örnek yakalar.

Lüminesan bileşiği tris (4,7-dimetil-1,10-fenantrolin) rodyum 77-200 K bölgesinde, sıcaklığa bağlı bir lüminesans söndürme çalışma için, yukarıda tarif edilen cihaz içinde elde edilen Örnek sonuçlar (III): [Rh (4 7-Me 2 -1,10-fenil) 3] 3+, oksijen ile doymuş hale gliserol içinde eritildi, Tablo 1 &#39;de listelenen ve Şekil 4, 5 ve 7&#39;de çizilir. <table border="1" f...

Watch this Scientific Journal Video about A Simple Dewar/Cryostat for Thermally Equilibrating Samples at Known Temperatures for Accurate Cryogenic Luminescence Measurements at JoVE.com

A Simple Dewar/Cryostat for Thermally Equilibrating Samples at Known Temperatures for Accurate Cryogenic Luminescence Measurements

A simple liquid nitrogen Dewar/cryostat apparatus comprised of a small fused silica optical Dewar, a thermocouple, and a charge-coupled device (CCD) spectrograph are described. The experiments for which this Dewar/cryostat is designed require fast sample loading, freezing, and alignment, accurate and stable sample temperatures, and small size/portability.

Doğru Kriyojenik Lüminesans Ölçümleri için bilinen Sıcaklıklarda Isı dengeleyici Örnekleri Basit Dewar / Kriyostat

The design and operation of a simple liquid nitrogen Dewar/cryostat apparatus based upon a small fused silica optical Dewar, a thermocouple assembly, and ...

a-simple-dewarcryostat-for-thermally-equilibrating-samples-at-known

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Engineering

9.5K Görüntüleme.  Concordia University. A simple liquid nitrogen Dewar/cryostat apparatus comprised of a small fused silica optical Dewar, a thermocouple, and a charge-coupled device (CCD) spectrograph are described. The experiments for which this Dewar/cryostat is designed require fast sample loading, freezing, and alignment, accurate and stable sample temperatures, and small size/portability.

Video: A Simple Dewar/Cryostat for Thermally Equilibrating Samples at Known Temperatures for Accurate Cryogenic Luminescence Measurements

Low-Cost Cryo-Light Microscopy Stage Fabrication for Correlated Light/Electron Microscopy

The coupling of cryo-light microscopy (cryo-LM) and cryo-electron microscopy (cryo-EM) poses a number of advantages for understanding cellular 
dynamics and ultrastructure. First, cells can be imaged in a near native environment for both techniques. Second, due to the vitrification process, samples are
 preserved by rapid physical immobilization rather than slow chemical fixation. Third, imaging the same sample with both cryo-LM and cryo-EM provides correlation of
 data from a single cell, rather than a comparison of "representative samples". While these benefits are well known from prior studies, the widespread use of correlative 
 cryo-LM and cryo-EM remains limited due to the expense and complexity of buying or building a suitable cryogenic light microscopy stage. Here we demonstrate the 
 assembly, and use of an inexpensive cryogenic stage that can be fabricated in any lab for less than $40 with parts found at local hardware and grocery stores. This 
 cryo-LM stage is designed for use with reflected light microscopes that are fitted with long working distance air objectives. For correlative cryo-LM and cryo-EM 
 studies, we adapt the use of carbon coated standard 3-mm cryo-EM grids as specimen supports. After adsorbing the sample to the grid, previously established protocols 
 for vitrifying the sample and transferring/handling the grid are followed to permit multi-technique imaging. As a result, this setup allows any laboratory with a 
 reflected light microscope to have access to direct correlative imaging of frozen hydrated samples.

We demonstrate the fabrication of a low-cost cryogenic stage designed to fit most reflected light microscopes. This lab-built cryogenic stage enables efficient and reliable correlative imaging between cryo-light and cryo-electron microscopy.

Düşük Maliyetli Cryo-Işık Mikroskopi Sahne İmalatı İlişkili Işık / Elektron Mikroskopi

The coupling of cryo-light microscopy (cryo-LM) and cryo-electron microscopy (cryo-EM) poses a number of advantages for understanding cellular 
dynamics ...

Biyomühendislik

High-resolution Thermal Micro-imaging Using Europium Chelate Luminescent Coatings

Micro-electronic devices often undergo significant self-heating when biased to their typical operating conditions. This paper describes a convenient optical micro-imaging technique which can be used to map and quantify such behavior. Europium thenoyltrifluoroacetonate (EuTFC) has a 612 nm luminescence line whose activation efficiency drops strongly with increasing temperature, due to T-dependent interactions between the Eu3+ ion and the organic chelating compound. This material may be readily coated on to a sample surface by thermal sublimation in vacuum. When the coating is excited with ultraviolet light (337 nm) an optical micro-image of the 612 nm luminescent response can be converted directly into a map of the sample surface temperature. This technique offers spatial resolution limited only by the microscope optics (about 1 micron) and time resolution limited by the speed of the camera employed. It offers the additional advantages of only requiring comparatively simple and non-specialized equipment, and giving a quantitative probe of sample temperature.

Europium thenoyltrifluoroacetonate (EuTFC) has an optical luminescence line at 612 nm, whose activation efficiency decreases strongly with temperature. If a sample coated with a thin film of this material is micro-imaged, the 612 nm luminescent response intensity may be converted into a direct map of sample surface temperature.

Öropiyum Şelat Lüminesans Kaplamaları Kullanma yüksek çözünürlüklü Termal Mikro görüntüleme

Micro-electronic devices often undergo significant self-heating when biased to their typical operating conditions. This paper describes a convenient ...

Mühendislik

Measuring the Densities of Aqueous Glasses at Cryogenic Temperatures

We demonstrate a method for determining the vitreous phase cryogenic temperature densities of aqueous mixtures, and other samples that require rapid cooling, to prepare the desired cryogenic temperature phase. Microliter to picoliter size drops are cooled by projection into a liquid nitrogen-argon (N2-Ar) mixture. The cryogenic temperature phase of the drop is evaluated using a visual assay that correlates with X-ray diffraction measurements. The density of the liquid N2-Ar mixture is adjusted by adding N2 or Ar until the drop becomes neutrally buoyant. The density of this mixture and thus of the drop is determined using a test mass and Archimedes principle. With appropriate care in drop preparation, management of gas above the liquid cryogen mixture to minimize icing, and regular mixing of the cryogenic mixture to prevent density stratification and phase separation, densities accurate to &#60;0.5% of drops as small as 50 pL can readily be determined. Measurements on aqueous cryoprotectant mixtures provide insight into cryoprotectant action, and provide quantitative data to facilitate thermal contraction matching in biological cryopreservation.

A protocol for determining the vitreous phase densities of micro- to pico-liter size drops of aqueous mixtures at cryogenic temperatures is described.

Kriyojenik Sıcaklıklarda Sulu Camların Yoğunluğunun Ölçülmesi

We demonstrate a method for determining the vitreous phase cryogenic temperature densities of aqueous mixtures, and other samples that require rapid ...

Sample Preparation and Transfer Protocol for In-Vacuum Long-Wavelength Crystallography on Beamline I23 at Diamond Light Source

Long-wavelength macromolecular crystallography (MX) exploits the anomalous scattering properties of elements, such as sulfur, phosphorus, potassium, chlorine, or calcium, that are often natively present in macromolecules. This enables the direct structure solution of proteins and nucleic acids via experimental phasing without the need of additional labelling. To eliminate the significant air absorption of X-rays in this wavelength regime, these experiments are performed in a vacuum environment. Beamline I23 at Diamond Light Source, UK, is the first synchrotron instrument of its kind, designed and optimized for MX experiments in the long wavelength range towards 5 &#197;. 
To make this possible, a large vacuum vessel encloses all endstation components of the sample environment. The necessity to maintain samples at cryogenic temperatures during storage and data collection in vacuum requires the use of thermally conductive sample holders. This facilitates efficient heat removal to ensure sample cooling to approximately 50 K. The current protocol describes the procedures used for sample preparation and transfer of samples into vacuum on beamline I23. Ensuring uniformity in practices and methods already established within the macromolecular crystallography community, sample cooling to liquid nitrogen temperature can be performed in any laboratory setting equipped with standard MX tools. 
Cryogenic storage and transport of samples only require standard commercially available equipment. Specialized equipment is required for the transfer of cryogenically cooled crystals from liquid nitrogen into the vacuum endstation. Bespoke sample handling tools and a dedicated Cryogenic Transfer System (CTS) have been developed in house. Diffraction data collected on samples prepared using this protocol show excellent merging statistics, indicating that the quality of samples is unaltered during the procedure. This opens unique opportunities for in-vacuum MX in a wavelength range beyond standard synchrotron beamlines.

Here, we present a protocol for cryogenic sample preparation and transfer of crystals into the vacuum endstation on beamline I23 at Diamond Light Source, for long-wavelength macromolecular X-ray crystallography experiments.

Diamond Light Source'daki Beamline I23'te Vakum İçi Uzun Dalga Boyu Kristalografisi için Örnek Hazırlama ve Transfer Protokolü

Long-wavelength macromolecular crystallography (MX) exploits the anomalous scattering properties of elements, such as sulfur, phosphorus, potassium, ...

Biyokimya

Biological Samples Preparation for Speciation at Cryogenic Temperature using High-Resolution  X-Ray Absorption Spectroscopy

The study of elements with X-ray absorption spectroscopy (XAS) is of particular interest when studying the role of metals in biological systems. Sample preparation is a key and often complex procedure, particularly for biological samples. Although X-ray speciation techniques are widely used, no detailed protocol has been yet disseminated for users of the technique. Further, chemical state modification is of concern, and cryo-based techniques are recommended to analyze the biological samples in their near-native hydrated state to provide the maximum preservation of chemical integrity of the cells or tissues. Here, we propose a cellular preparation protocol based on cryo-preserved samples. It is demonstrated in a high energy resolution fluorescence detected X-ray absorption spectroscopy study of selenium in cancer cells and a study of iron in phytoplankton. This protocol can be used with other biological samples and other X-ray techniques that can be damaged by irradiation.

This protocol presents a detailed procedure to prepare biological cryosamples for synchrotron-based X-ray absorption spectroscopy experiments. We describe all the steps required to optimize sample preparation and cryopreservation with examples of the protocol with cancer and phytoplankton cells. This method provides a universal standard of sample cryo-preparation.

Yüksek Çözünürlüklü X-Işını Absorpsiyon Spektroskopisi Kullanılarak Kriyojenik Sıcaklıkta Türleşme için Biyolojik Numunelerin Hazırlanması

The study of elements with X-ray absorption spectroscopy (XAS) is of particular interest when studying the role of metals in biological systems. Sample ...

Kimya

Optimizing Sample Preparation for Cryogenic Electron Microscopy

Cryogenic electron microscopy (cryo-EM) has revolutionized structural biology by enabling the study of macromolecular structures in near-native conditions, suspended in vitreous ice. This technique allows for the high-resolution visualization of proteins and other biomolecules without the need for crystallization, offering significant insights into their function and mechanism. Recent advancements in single-particle analysis, coupled with improved computational data processing, have made cryo-EM an indispensable tool in modern structural biology. Despite its growing adoption, cryo-EM faces persistent challenges that can limit its effectiveness, particularly uneven particle distribution. This issue often leads to poor resolution and reduced accuracy in reconstructed protein structures. This article outlines a simple, practical approach to address this challenge, using the small heat-shock protein from Methanocaldococcus jannaschii (MjsHSP16.5) as an example. The method optimizes sample preparation to minimize preferential adsorption, ensuring more homogeneous particle distribution and higher-quality protein cryo-EM structures. This technique offers valuable guidance for researchers aiming to overcome similar challenges in structural studies.

This protocol presents a practical method using Methanocaldococcus jannaschii (MjsHSP16.5) as an example to address uneven particle distribution through sample preparation optimization, providing a reference for researchers to efficiently elucidate macromolecular structures using cryogenic electron microscopy (cryo-EM).

Kriyojenik Elektron Mikroskobu için Numune Hazırlamanın Optimize Edilmesi

Cryogenic electron microscopy (cryo-EM) has revolutionized structural biology by enabling the study of macromolecular structures in near-native ...

Cryo-electron Microscopy Specimen Preparation By Means Of a Focused Ion Beam

Here we present a protocol used to prepare cryo-TEM samples of Aspergillus niger spores, but which can easily be adapted for any number of microorganisms or solutions. We make use of a custom built cryo-transfer station and a modified cryo-SEM preparation chamber2. The spores are taken from a culture, plunge-frozen in a liquid nitrogen slush and observed in the cryo-SEM to select a region of interest. A thin lamella is then extracted using the FIB, attached to a TEM grid and subsequently thinned to electron transparency. The grid is transferred to a cryo-TEM holder and into a TEM for high resolution studies. Thanks to the introduction of a cooled nanomanipulator tip and a cryo-transfer station, this protocol is a straightforward adaptation to cryogenic temperature of the routinely used FIB preparation of TEM samples. As such it has the advantages of requiring a small amount of modifications to existing instruments, setups and procedures; it is easy to implement; it has a broad range of applications, in principle the same as for cryo-TEM sample preparation. One limitation is that it requires skillful handling of the specimens at critical steps to avoid or minimize contaminations.

Cryo Electron Microscopes, either Scanning (SEM) or Transmission (TEM), are widely used for characterization of biological samples or other materials with a high water content1. A SEM/Focused Ion Beam (FIB) is used to identify features of interest in samples and extract a thin, electron-transparent lamella for transfer to a cryo-TEM.

Odaklanmış iyon demeti Of Cryo-elektron Mikroskopi Numune Hazırlama By Means

Here we present a protocol used to prepare cryo-TEM samples of Aspergillus niger spores, but which can easily be adapted for any number of microorganisms ...

Biyoloji

Cryogenic Sample Loading into a Magic Angle Spinning Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer that Preserves Cellular Viability

Dynamic nuclear polarization (DNP) can dramatically increase the sensitivity of magic angle spinning (MAS) nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. These sensitivity gains increase as temperatures decrease and are large enough to enable the study of molecules at very low concentrations at the operating temperatures (~100 K) of most commercial DNP-equipped NMR spectrometers. This leads to the possibility of in-cell structural biology on cryopreserved cells for macromolecules at their endogenous levels in their native environments. However, the freezing rates required for cellular cryopreservation are exceeded during typical sample handling for DNP MAS NMR and this results in loss of cellular integrity and viability. This article describes a detailed protocol for the preparation and cryogenic transfer of a frozen sample of mammalian cells into a MAS NMR spectrometer.

Presented here is a protocol for cryogenic transfer of frozen samples into the dynamic nuclear polarization (DNP) magic angle spinning (MAS) nuclear magnetic resonance (NMR) probe. The protocol includes directions for rotor storage prior to the experiment and directions for viability measurements before and after the experiment.

Hücresel Canlılığı Koruyan Sihirli Açı Dönen Nükleer Manyetik Rezonans Spektrometresine Kriyojenik Örnek Yükleme

Dynamic nuclear polarization (DNP) can dramatically increase the sensitivity of magic angle spinning (MAS) nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. ...

Cryo-Structured Illumination Microscopic Data Collection from Cryogenically Preserved Cells

Three-dimensional (3D) structured illumination microscopy (SIM) allows imaging of fluorescently labelled cellular structures at higher resolution than conventional fluorescence microscopy. This super-resolution (SR) technique enables visualization of molecular processes in whole cells and has the potential to be used in conjunction with electron microscopy and X-ray tomography to correlate structural and functional information. A SIM microscope for cryogenically preserved samples (cryoSIM) has recently been commissioned at the correlative cryo-imaging beamline B24 at the UK synchrotron. 
It was designed specifically for 3D imaging of biological samples at cryogenic temperatures in a manner compatible with subsequent imaging of the same samples by X-ray microscopy methods such as cryo-soft X-ray tomography. This video article provides detailed methods and protocols for successful imaging using the cryoSIM. In addition to instructions on the operation of the cryoSIM microscope, recommendations have been included regarding the choice of samples, fluorophores, and parameter settings. The protocol is demonstrated in U2OS cell samples whose mitochondria and tubulin have been fluorescently labelled.

This protocol demonstrates how to image biological cryo-preserved samples using cryo-structured illumination microscopy. We demonstrate the methodology by imaging the cytoskeleton of U2OS cells.

Kriyojenik Olarak Korunmuş Hücrelerden Kriyo-Yapılandırılmış Aydınlatma Mikroskobik Veri Toplama

Three-dimensional (3D) structured illumination microscopy (SIM) allows imaging of fluorescently labelled cellular structures at higher resolution than ...

Regulating Temperature in the Lab: Preserving Samples Using Cold

Preservation of laboratory samples, specimens, and reagents using extreme cold is routinely performed in biomedical research labs. This video will discuss some of the methods for keeping laboratory samples cold and will explain the correct cooling method to use for each experimental requirement.
For example, cooling agents, such as ice and dry ice, are typically used when keeping samples cold during experiments. This video discusses the physical properties of the most commonly used cooling agents, as well as safety precautions for working with them.
When it comes to keeping samples cold in between experiments, cooling equipment, including laboratory grade refrigerators and freezers can be used to preserve samples for extended period of time. Also discussed in this video are types of samples and reagents that can be stored in the commonly-available laboratory cooling equipment.
Finally, the concept of cryopreservation is introduced as a process through which tissues, cells, and biomolecules are cooled to sub-zero temperatures, thereby effectively stopping all sample-degrading biological activity. Several methods of cryopreservation are discussed that minimize or eliminate the formation of damaging ice crystals.

Preserving Samples Using Cold: Cooling Agents and Instruments, and Cryopreservation

Preservation of laboratory samples, specimens, and reagents using extreme cold is routinely performed in biomedical research labs.  This video will ...