2025-01-10 17:02:33动力学反应器
动力学反应器是一种用于研究化学反应动力学的专用设备。它能够在精确控制温度、压力、搅拌速度等条件下,进行小批量或微量化学反应的实验。通过动力学反应器,研究人员可以观察和分析反应物转化为产物的过程,测量反应速率、活化能等关键参数。该设备广泛应用于化学、化工、材料科学等领域,有助于揭示反应机理、优化反应条件,为新催化剂的开发和工艺过程的优化提供重要依据。

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2025-01-24 11:00:13细胞生物反应器 标准有哪些?
细胞生物反应器标准:提升生物制造的关键 细胞生物反应器(Cell Bioreactor)作为生物制药和生物工程领域中至关重要的设备,已经广泛应用于细胞培养、发酵、蛋白质生产等多个领域。细胞生物反应器不仅是大规模生物产品生产的核心设施,也是实现工业化生物过程的基础。为了保证产品的质量与一致性,细胞生物反应器的标准化设计和操作显得尤为重要。本文将深入探讨细胞生物反应器的标准以及其在生物工程中的重要性。 细胞生物反应器标准的背景 随着生物制药行业的快速发展,细胞生物反应器的需求逐年增加。生物反应器的主要作用是为细胞提供一个控制良好的环境,促进细胞生长、繁殖和代谢活动,以便产出所需的生物产品。为确保生物反应器在不同环境下的可靠性和一致性,业界逐步建立起了一些标准。无论是国际标准还是各国国家标准,细胞生物反应器的设计、性能、操作及维护都有了明确的规范要求。 细胞生物反应器标准的重要性 细胞生物反应器的标准化不仅有助于提升生物反应器的使用效率,还能有效降低生产中的风险。一个标准化的反应器系统能够在不同的应用场景中实现更高的兼容性和灵活性,确保产品质量的一致性。例如,标准化的反应器设计可以保证温度、pH、溶氧等关键参数的控制,进而提高细胞培养的稳定性和生产效率。 细胞生物反应器的关键设计标准 细胞生物反应器的设计标准主要包括以下几个方面: 材料选择与卫生标准:生物反应器的材质必须符合生物医药领域的安全标准,通常选用不锈钢、玻璃、或者具有生物相容性的合成材料,以保证不与培养物发生反应,并避免污染。 培养环境控制系统:温度、pH值、溶氧量和二氧化碳浓度的控制至关重要。标准化的反应器配备了先进的传感器和自动调节系统,可以实时监测并调整这些关键参数,以确保细胞培养环境的佳状态。 搅拌与气体交换系统:为了促进细胞的生长和代谢,反应器内部通常配有搅拌装置和气体交换系统。标准化设计要求搅拌系统能够有效地维持细胞的均匀分布,同时确保充足的氧气供应,以支持细胞的高效生长。 培养液的无菌条件:生物反应器必须保持无菌环境,避免外界微生物的污染。标准中对反应器的无菌操作和灭菌过程有严格要求,确保培养液的纯度和细胞的安全性。 细胞生物反应器的操作与维护标准 除了设计标准外,细胞生物反应器的操作与维护同样需要严格遵循标准化流程。操作人员必须经过专业培训,掌握反应器的操作技能,并能够根据反应器状态做出及时调整。定期的维护与清洁也是确保反应器长期高效运行的必要条件,规范化的维护流程能够延长设备的使用寿命,并减少生产中的故障率。 细胞生物反应器标准的应用 国际上,诸如ISO、FDA等机构都制定了一系列细胞生物反应器相关标准,这些标准的实施推动了生物制药行业的规范化与标准化发展。尤其是在跨国公司和供应链中,标准化设计和操作不仅提升了生产效率,还确保了跨地区合作中的质量一致性。 结语 细胞生物反应器标准在生物制造和制药过程中起着至关重要的作用。它不仅提升了生产过程的稳定性与效率,还确保了产品的质量安全。随着技术的不断进步和行业需求的日益增加,细胞生物反应器的标准化发展将更加完善,推动生物产业迈向更加高效和可持续的未来。在生物制造的复杂环境中,遵循严格的标准化操作,已经成为保证行业竞争力和产品质量的关键因素。
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2023-06-29 13:48:02热气流固结纤维网串珠结构可控性 及其结晶动力学
HS-DSC-101差示扫描量热仪是一种测量参比端与样品端的热流差与温度参数关系的热分析仪器,主要应用于测量物质加热或冷却过程中的各种特征参数:玻璃化转变温度Tg、氧化诱导期OIT、熔融温度、结晶温度、比热容及热焓等.热气流固结纤维网串珠结构可控性 及其结晶动力学【1. 东华大学纺织学院 2. 东华大学纺织面料技术教育部重点实验室 3. 东华大学产业用纺织品教育部工程研究中心 周铃;靳向煜】热气流固结纤维网串珠结构可控性 及其结晶动力学热气流固结纤维网串珠结构可控性 及其结晶动力学上海和晟 HS-DSC-101 差示扫描量热仪
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2023-08-18 09:25:26微通道反应器技术在氯化反应工艺中的新应用
氯化反应氯化反应是有机合成的重要组成,广泛应用于农用和药 用化学品的研发和生产。由于这类反应的危险系数高,在传统的釜式反应器中更存在产率,环保,质量等问题。微通道反应器具有良好的传质和换热特性,应用于氯化反应对于选择性和收率有很大的提升,有利于绿色工艺的研究。本文摘自贾志远等人于2021年5月发表在《燃料与染色》上的一篇综述文章:微通道技术在氯化反应工艺中的应用。向您介绍连续流技术在氯化反应的特色应用,希望对您有所启发。在微通道反应器中光化学氯化反应研究案例连续流化学反应近两年发展迅速。在微通道反应器中的光化学氯化反应,反应混合物可以受到强烈而均匀的光照,不仅会提高氯气的利用率,而且可以缩短反应时间,提高产率。研究者利用微反应器开展了甲苯-2,4-二异氰酸酯的选择性光化学氯化反应。如图所示,甲苯-2,4-二异氰酸酯的四氯乙烷溶液由液相管路进入微通道反应器中,与当量摩尔比的氯气在微反应器中混合,光照下生成产品1-氯甲基-2,4二异氰基苯,经水解和缩合过程形成副产物甲苯5-氯-2,4-二异氰酸酯。在微通道反应器中氯化慢反应研究案例陈光文等人采用微通道氯化反应装置,设计合成了橡胶防焦剂CTP(N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺)的工艺,来解决反应时间长、釜式反应混合不均匀、收率低等问题。原料和溶剂通过计量泵输送到微混合器中形成浓度12%的二环己基二硫化合物溶液,然后降温到10℃,降温后的原料液和当量比的氯气在微通道反应。反应过程中氯气通入二环己基二硫化物的时间大幅缩短,收率达到93%,高出现有生产技术3~4个百分点。参考文献[1]贾志远,刘嵩,杨林涛,闫士杰,刘东,鄢冬茂.微通道技术在氯化反应工艺中的应用[J].染料与染色,2021,58(02):49-54.编者语在康宁AFR反应器上,也做过很多的氯化反应,绝大部分都得到了比釜式更好的结果。由于康宁反应器是玻璃材质,更加适合光氯化反应。例如:利用康宁反应器在进行某个烷烃的氯化反应时,在光照下,其选择性是釜式的1.5倍,几乎能选择性地进行单氯代。在进行吡啶化合物的氯代时,其选择性高于 釜式约10个百分点。关键是选择性高了之后,可以不进行后处理而直接进入下一步反应,极大降低了损耗。康宁反应器无缝放的技术优势有利于光氯化反应放到到工业化生产。如果想了解康宁AFR?高通量-微通道反应器技术以及康宁反应器在连续化反应生产中的应用实例,请关注康宁反应器公众号或者访问康宁公司反应器技术相关网站电话:400-8121-766邮件:reactor.asia@corning.com
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2022-12-04 19:40:01高内涵应用案例——线粒体动力学检测和表型分析
引言新陈代谢是生物体内进行的化学变化的总称,是生物最基本的生命活动过程。细胞从环境汲取能量、物质,在内部进行各种化学变化,维持自身高度复杂的有序结构,保证生命活动的正常进行。作为细胞的“能量工厂”,线粒体在维持能量稳态方面发挥重要作用,可以调控蛋白质、脂质、溶质和代谢物产物的进出,并保护细胞质免受有害线粒体产物的影响。线粒体通过不断的分裂和融合,维持线粒体形态、分布和数量,维持细胞稳态,该过程被称为线粒体动力学。线粒体自噬是机体清除细胞内功能异常的线粒体的过程,是线粒体质量控制的主要机制。线粒体动力学的病理改变可导致生物能量功能受损和线粒体介导的细胞死亡,并与多种病理机制相关,包括缺血性心肌病,糖尿病,肺动脉高压,帕金森氏病,亨廷顿氏病,骨骼肌萎缩症、阿尔茨海默病等。线粒体大小和形状取决于它们在细胞内的位置以及不同细胞对能量的需求。当线粒体发生损伤时,它的形态和完整性会发生改变,如线粒体的数量、大小、长度和形状等。线粒体形态、结构和功能的检测对于了解线粒体的稳态以及功能状态有重要意义。高内涵成像分析系统非常适合进行线粒体表型和结构的研究。共聚焦成像和水镜可以提高成像质量并更好地显示线粒体结构,高内涵的图像分析工具可以帮助科研工作者获得不同表型的数字特征,线粒体表型和结构重排的分析模块可用于线粒体动力学为基础的细胞研究。 结果展示使用不同浓度的化合物,包括氯喹(抑 制线粒体循环),鱼藤酮(氧化磷酸化抑 制剂)和缬氨霉素(钾离子载体)处理 PC12(人神经母细胞瘤细胞)。将活细胞用线粒体染料 MitoTracker Orange  和 Hoechst 进行染色,利用 ImageXpress Micro Confocal 系统(Molecular Devices)进行成像,使用共聚焦模式和 40X 水镜拍摄活细胞的图像,分辨单个线粒体并检测线粒体形态变化。使用 MetaXpress 高内涵图像采集和分析软件中的 Custom Module Editor(自定义模块编辑器)分析图像,使用“Granularity”模块和“Find Fibers”模块识别圆形颗粒和细长的线粒体(图 1)。图 1 .线粒体形状的表型分析。Molecular Devices 高内涵成像分析系统适用于各种细胞模型中化合物的药物开发或毒性评估。不同化合物处理会导致线粒体形态变化,膜电位的损失、以及细胞的程序性死亡等。MetaXpress 软件非常适合进行线粒体形态的测定,可以定义每个对象的数量、面积、强度、长度和形状(表1,2)。使用具有共聚焦模式的 40X 水镜对细胞进行成像,MetaXpress 自定义模块编辑器分析图像(图 2)。这些检测结果可以计算剂量反应和各种化合物的有效浓度,以及用数字来表征线粒体结构动力学(图 3)。图 2 .化合物对线粒体的作用。使用MitoTracker Orange对线粒体进行染色( 黄色 ),对照组(A)、缬霉素(B)、鱼藤酮(C)。使用特定浓度的化合物(氯喹,鱼藤酮和缬氨霉素)处理 PC12 细胞,对细胞进行染色和成像。通过图像分析将线粒体结构确定为“纤维”(顶部)或“颗粒”(中部),底部为线粒体染色后荧光强度的变化。EC50的值取决于四个浓度依赖性复本和参数曲线的拟合(图 3)。图 3 .使用氯喹(绿色),鱼藤酮(红色)和缬氨霉素(蓝色)处理 PC12 细胞。EC50的值取决于四个浓度依赖性复本和参数曲线的拟合。在分析过程中,我们比较了水镜和空气镜对图像质量和分析的影响。结果显示,使用水镜可以提高图像质量,并且通常会导致 Z' 值增加( 表 3 )。图 4 显示了使用自定义模块编辑对线粒体表型进行计数和分析,以评估线粒体的健康、代谢、循环、复合效应和疾病状态等。并且,自定义模块编辑可以针对特定的细胞类型或疾病模型进行进一步的调整和修改。表 1 .用图 3 所示的曲线定量 EC50。表 2 .不同的对照和化合物处理方法的比较。上面四列数据分别是对照,10 um 的氯喹,300 nm 的鱼藤酮,和 10 nm 的缬氨酸霉素。表 3 .与空气镜相比,水镜可以提高图像质量,获得更高的Z’值。 图 4 .自定义模块编辑器(CME)。 总结Molecular Devices 高内涵成像分析系统适用于各种细胞模型中化合物的药物开发或毒性评估。使用高内涵成像和高级图像分析的线粒体动力学分析方法不仅可以量化线粒体的表型变化,而且这种多参数方法也可用于研究正常和病理结构变化以表征疾病模型或复合效应。 主要特点 获得高质量的图像,更好地显示线粒体形状和结构的变化以更有效、更精确的方式量化和测量线粒体的表型变化了解疾病的机制并评估各种细胞模型中的化合物毒性参考文献:[1]. Gottlieb RA, Bernstein D. Mitochondrial remodeling: Rearranging, recycling, and reprogramming. Cell Calcium, 2016, 60(2): 88–101.[2]. Yoon Y, Krueger EW , Oswald BJ , et al. The Mitochondrial Protein hFis1 Regulates Mitochondrial Fission in Mammalian Cells through an Interaction with the Dynamin-Like Protein DLP1. Molecular & Cellular Biology, 2003, 23(15):5409-5420.[3]. McLelland GL, Soubannier V, Chen CX, et al. Parkin and PINK1 function in a vesicular trafficking pathway regulating mitochondrial quality control. Embo Journal. 2014, 33(4):282-295.[4]. Twig G, Elorza A, Molina AJ, et al. Fission and selective fusion govern mitochondrial segregation and elimination by autophagy. Embo Journal. 2008, 27:433–446.[5]. Longo DL , Archer SL . Mitochondrial dynamics--mitochondrial fission and fusion in human diseases. New England Journal of Medicine, 2013, 369(23):2236-2251.[6]. Qi X, Disatnik MH, Shen N, et al. Aberrant mitochondrial fission in neurons induced by protein kinase C{delta} under oxidative stress conditions in vivo. Molecular biology of the cell. 2011, 22(2):256–265.[7]. Yu T, Sheu SS, Robotham JL, Yoon Y. Mitochondrial fission mediates high glucose-induced cell death through elevated production of reactive oxygen species. Cardiovascular Research. 2008, 79:341–351.[8]. Ong SB, Subrayan S, Lim SY, et al. Inhibiting Mitochondrial Fission Protects the Heart Against Ischemia/Reperfusion Injury. Circulation, 121(18), 2012-2022.[9]. Suen DF, Norris KL, Youle RJ. Mitochondrial dynamics and apoptosis. Genes Dev. 2008, 22:1577-590.[10]. Konopka AR, Suer MK, Wolff CA, et al. Markers of Human Skeletal Muscle Mitochondrial Biogenesis and Quality Control: Effects of Age and Aerobic Exercise Training. The Journals of Gerontology. 2014, 69(4):371-378.
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2023-06-21 13:55:48《Small》:精确调控样品磁性!氦离子辐照改善磁畴壁动力学
      近年来,人们在不断探索新型低能耗,高存储密度的新型磁存储材料。特别是对于磁畴壁动力学、斯格明子等方面的研究吸引了大批科研人员的目光。随着研究的深入,制备出具有特定磁各项异性的材料并且进行精细的调控变的尤为重要。在对样品特性精细调控的技术中,利用氦离子辐照是对样品无损坏的一种高精度手段。氦离子辐照具有精度高、均匀性好、条件更加灵活、易于控制等优势,与其它改性方法相比,有利于器件或集成电路的大规模生产。基于此,法国Spin-Ion 公司经多年研发推出离子辐照磁性精细调控系统Helium-S®。该系统采用创新的离子束技术,可以通过超紧凑和快速的氦离子束设备精确控制原子间的位移,使其能够在原子尺度上加工材料,并通过离子束工艺来调控薄膜和异质结构。设备一经推出,便受到广大科学家的关注,截止目前已有20多家科研和工业用户以及合作伙伴使用该技术,国内也在北航和复旦等高校安装该系统,其独有的技术正受到来自相关科研圈和工业领域越来越多的认可。     近期,来自于法国格勒诺布尔-阿尔卑斯大学CNRS-Institut Néel实验室的Stefania Pizzini团队联合法国Spin-Ion Technologies公司的两名工程师利用离子辐照磁性精细调控系统Helium-S®对Pt/Co/AlOx磁性薄膜进行了磁性调控研究。文章以“Improving Néel Domain Walls Dynamics and Skyrmion Stability Using He Ion Irradiation”为题发表在Small上。氦离子辐照量对样品的磁各向异性的影响      文章讨论了使用离子辐照磁性精细调控系统Helium-S®对Pt/Co/AlOx三层膜的磁性能产生的影响。研究人员发现,氦离子辐照可以改善Néel磁畴壁的动力学和斯格明子的稳定性。辐照可以降低垂直磁各向异性(PMA),而不影响界面Dzyaloshinskii-Moriya相互作用(DMI)的强度。这使得磁畴壁可以在较低的磁场下达到更大的速度。该研究表明,将PMA与DMI分离对于基于磁畴壁动力学的低能耗设备的设计是有益的。同时,辐照还可以调节斯格明子的大小和稳定性,使其更加稳定并且可以在更高的磁场下存在。这些结果表明氦离子辐照可以对基于磁畴壁动力学和斯格明子的低能耗设备的设计产生积极影响。氦离子辐照量对样品的磁畴壁和斯格明子的影响     该项工作中使用的离子辐照磁性精细调控系统Helium-S®已经成为磁性薄膜研究与性能调控的重要手段。该系统可以对直径1英寸的晶圆进行扫描辐照,具有精度高,可控性好等特点。 应用领域:☛ 磁性随机存储器(MRAM):自旋转移矩磁性随机存储(STT-MRAM),自旋轨道矩磁性随机存储(SOT-MRAM),磁畴壁磁性随机存储(DW-MRAM)等;☛ 自旋电子学:斯格明子,磁性隧道结,磁传感器等;☛ 磁学相关:磁性氧化物,多铁性材料;☛ 其他方向:薄膜改性,芯片加工,仿神经器件,逻辑器件等。 产品特点:☛ 可通过超紧凑和快速的氦离子束设备精确控制原子间的位移,通过氦离子辐照可精确调控磁性薄膜或晶圆的磁学性质。☛ 可提供能量范围:1-30 keV的He+离子束☛ 采用创新的电子回旋共振(ECR)离子源☛ 可对25 mm的试样进行快速的均匀辐照(几分钟)☛ 超紧凑的设计,节省实验空间☛ 可与现有的超高真空设备互联离子辐照磁性精细调控系统Helium-S® 测试数据:调控界面各向异性性质和DMI 低电流诱发的SOT转换获取 控制斯格明子和磁畴壁的动态变化 用户单位 已经购买该设备的国内外用户单位:Beihang University (China)Fudan University (China)University of California San Diego (USA)University of California Davis (USA)New York University (USA)Georgetown University (USA)Northwestern University (USA)University of Lorraine (France)SPINTEC Grenoble (France)University of Cambridge (UK)University of Manchester (UK)Nanyang Technological University (Singapore)A*STAR (Singapore)University of Gothenburg (Sweden)Western Digital (USA)IBM (USA)Singulus Technologies (Germany) 文章列表:[1]. Tailoring magnetism by light-ion irradiation, J Fassbender, D Ravelosona, Y Samson, Journal of Physics D: Applied Physics 37 (2004)[2]. Ordering intermetallic alloys by ion irradiation: A way to tailor magnetic media, H Bernas & D Ravelosona, Physical review letters 91, 077203 (2003)[3]. Influence of ion irradiation on switching field and switching field distribution in arrays of Co/Pd-based bit pattern media, T Hauet & D Ravelosona, Applied Physics Letters 98, 172506 (2011)[4]. Ferromagnetic resonance study of Co/Pd/Co/Ni multilayers with perpendicular anisotropy irradiated with helium ions, J-M.Beaujour & A.D. Kent & D.Ravelosona &E.Fullerton, Journal of Applied Physics 109, 033917 (2011)[5]. Irradiation-induced tailoring of the magnetism of CoFeB/MgO ultrathin films, T Devolder & D Ravelosona, Journal of Applied Physics 113, 203912 (2013)[6]. Controlling magnetic domain wall motion in the creep regime in He-irradiated CoFeB/MgO films with perpendicular anisotropy, L.Herrera Diez & D.Ravelosona, Applied Physics Letter 107, 032401 (2015)[7]. Measuring the Magnetic Moment Density in Patterned Ultrathin Ferromagnets with Submicrometer Resolution, T.Hingant & D.Ravelosona & V.Jacques, Physical Review Applied 4, 014003 (2015)[8]. Suppression of all-optical switching in He+ irradiated Co/Pt multilayers: influence of the domain-wall energy, M El Hadri & S Mangin & D Ravelosona,  J. Phys. D: Appl. Phys. 51, 215004 (2018)[9]. Tuning the magnetodynamic properties of all-perpendicular spin valves using He+ irradiation, Sheng Jiang & D.Ravelosona & J.Akerman, AIP Advances 8, 065309 (2018)[10]. Enhancement of the Dzyaloshinskii-Moriya Interaction and domain wall velocity through interface intermixing in Ta/CoFeB/MgO, L Herrera Diez & D Ravelosona, Physical Review B 99, 054431 (2019)[11]. Enhancing domain wall velocity through interface intermixing in W-CoFeB-MgO films with perpendicular anisotropy, X Zhao & W.Zhao & D Ravelosona, Applied Physics Letter 115, 122404 (2019)[12]. Controlling magnetism by interface engineering, L Herrera Diez & D Ravelosona, Book Magnetic Nano- and Microwires 2nd Edition, Elsevier (2020)[13]. Reduced spin torque nano-oscillator linewidth using He+ irradiation, S Jiang & D Ravelosona & J  Akerman, Appl. Phys. Lett. 116, 072403 (2020)[14]. Spin–orbit torque driven multi-level switching in He+ irradiated W–CoFeB–MgO Hall bars with perpendicular anisotropy, X.Zhao & M.Klaui & W.Zhao & D.Ravelosona, Appl. Phys. Lett 116, 242401 (2020)[15]. Magnetic field frustration of the metal-insulator transition in V2O3, J.Trastoy & D.Ravelosona & Y.Schuller, Physical Review B 101, 245109 (2020)[16]. Tailoring interfacial effect in multilayers with Dzyaloshinskii–Moriya interaction by helium ion irradiation, A.Sud & D.Ravelosona &M.Cubukcu, Scientific report 11, 23626 (2021)[17]. Ion irradiation and implantation modifications of magneto-ionically induced exchange bias in Gd/NiCoO, Christopher J. Jensen & Dafiné Ravelosona, Kai Liu, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 540, 168479 (2021)[18]. Helium Ions Put Magnetic Skyrmions on the Track, R.Juge & D.Ravelosona & O.Boulle, Nano Lett. 2021 Apr 14;21(7):2989-2996参考文献:[1]. Cristina Balan, Johannes W. van de Jagt, et al. Improving Néel Domain Walls Dynamics and Skyrmion Stability Using He Ion Irradiation. Small, 2023. https://doi.org/10.1002/smll.202302039
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