خلفية التطبيق : من " أعمى الفرز " إلى " دقة التنظيم "

مع تزايد الطلب على الطاقة النظيفة في جميع أنحاء العالم ، من المهم جدا لتخزين وفصل الغاز باستخدام هيدرات التكنولوجيا . ومع ذلك ، لا تزال هناك بعض المشاكل في التطبيق العملي ، مثل بطء معدل تشكيل هيدرات ، طويلة التعريفي الوقت وصعوبة التحكم في شكل المنتج . الأساليب التقليدية عادة ما تعتمد على مراقبة ثابتة أو غير متصل تحليل العينات في أوعية الضغط ، والتي ليس فقط من الصعب التقاط عابر عملية تشكيل هيدرات ، ولكن أيضا يمكن أن تدمر المعلومات الهيكلية الداخلية بسبب أخذ العينات . ولذلك ، هناك حاجة ماسة إلى نوع واحد من التكنولوجيا التي يمكن أن تخترق داخل العينة ، وردود الفعل بدقة مرحلة تغيير الماء و توزيع السوائل .

المبدأ الأساسي : العالم الصغير " إشارة فك التشفير "

انخفاض مجال الرنين المغناطيسي النووي ( lf-nmr ) التكنولوجيا الأساسية تكمن في الكشف عن خصائص الرنين المغناطيسي النووي من نواة الهيدروجين .

عندما العينة في حقل مغناطيسي ثابت متحمس من قبل الترددات اللاسلكية نبض ، نواة الهيدروجين يمتص الطاقة وتنتج مستوى الطاقة الانتقال . عندما توقف النبض ، نواة الهيدروجين النشرات الطاقة لإنتاج إشارة الرنين . في دراسة هيدرات المياه في مختلف الدول المختلفة عرضية وقت الاسترخاء ( T2 ) . من خلال تحليل T2 الاسترخاء الأطياف ، يمكننا تقسيم الإشارات المختلطة المعقدة إلى :

قصيرة T2 : العنصر : المياه التي عادة ما تكون مرتبطة هيدرات شعرية أو المسام الجدار ؛

طويلة T2 : العنصر : عادة ما يقابل الماء السائل مجانا أو الماء في macroporous . . . . . . .

هذا " بصمة " التحليل يسمح لنا أن نميز بدقة تشكيل هيدرات ، ملء المسام ، الامتزاز / تفعيل جزيئات الماء من المروجين .

تطبيق حمض أميني المروج في السيطرة على هيدرات

lf-nmr يلعب ثلاث وظائف رئيسية في دراسة الأحماض الأمينية ( على سبيل المثال ، حمض أميني ، الميثيونين ، الخ . )

في الوقت الحقيقي رصد ديناميات الجيل

عملية تشكيل هيدرات يمكن تعقبها في ميلي ثانية واحدة من خلال استمرار جمع T2 الطيف . وتظهر النتائج أن إضافة الأحماض الأمينية ، إشارة قصيرة الاسترخاء عنصر في T2 الطيف ، والتي تمثل هيدرات المرحلة ، يمكن أن تعزز بسرعة ، و الحث على الوقت هو تقصير كبير . هذا يدل على أن الأحماض الأمينية يمكن أن تقلل من الحاجز النووي وتسريع عملية التحول .

التقييم الكمي لتعزيز الكفاءة

بالمقارنة مع نوعية الملاحظة بالعين المجردة ، lf-nmr يمكن استخدامها لحساب هيدرات تشبع في أوقات مختلفة من خلال دمج T2 منطقة الذروة . على سبيل المثال ، في ثاني أكسيد الكربون نظام الترطيب ، مع رد فعل ، طويل T2 إشارة تمثل الماء السائل يتلاشى ، في حين أن إشارة قصيرة T2 يمثل الصلبة / شبه الصلبة هيدرات يرتفع . هذه العلاقة الكمية يوفر البيانات لدعم اختيار أفضل تركيز الأحماض الأمينية .

آلية تحليلية مجهرية

كيف الأحماض الأمينية تعزيز تشكيل هيدرات ؟ إن lf-nmr جنبا إلى جنب مع تحليل وقت الاسترخاء أظهرت أن جزيئات الأحماض الأمينية قد تكون جزءا لا يتجزأ من هيدرات من خلال الرابطة الهيدروجينية ، وتغيير النظام المحلي درجة من جزيئات الماء ، وبالتالي تؤثر على شكل T2 منحنى التوزيع . هذا أمر بالغ الأهمية لفهم المستوى الجزيئي آلية " الأخضر المروج " .

الشكل 1 : إشارة الرنين المغناطيسي النووي في مراحل مختلفة من تشكيل هيدرات

الشكل 2 : الطبقات إشارة الرنين المغناطيسي النووي في مراحل مختلفة من تشكيل هيدرات

الشكل 3 : T2 أطياف تشكيل هيدرات

ميزة المقارنة : lf-nmr مقابل الطريقة التقليدية

لماذا المزيد والمزيد من العلماء يفضلون انخفاض مجال الرنين المغناطيسي النووي في دراسة الأحماض الأمينية المروج ؟

طريقة الكشف التقليدية

المدمرة : الطرد المركزي ، والترشيح ، أو تجفيف العينات المطلوبة عادة ، مما أدى إلى عدم القدرة على رصد مستمر من نفس الدفعة من العينات .

الوقت : المعايرة الكيميائية أو رد فعل اللون غالبا ما يستغرق دقائق أو حتى ساعات .

معلومات واحدة : أساسا للحصول على الوزن النهائي أو حجم البيانات ، والافتقار إلى البصيرة الداخلية المجهرية .

انخفاض مجال الرنين المغناطيسي النووي ( lf-nmr ) .

غير تدميري في الوقت الحقيقي : العينة كلها في الموقع ، يمكن أن تكون ساعات أو حتى أيام الرصد المستمر .

الأبعاد الوصف : توفير معلومات عن محتوى الماء ، المسامية ، توزيع السوائل و مرحلة التغيير .

عالية الدقة : انخفاض تكرار الخطأ ، قادرة على التقاط التغيرات الصغيرة في تركيز وديناميات الفرق .

رصد عملية التنظيم من هيدرات الأحماض الأمينية مسرع يمر من " macroscopical الملاحظة " إلى " microanalysis " . انخفاض مجال الرنين المغناطيسي النووي ( lfmr ) التكنولوجيا بنجاح يحل مشكلة قصيرة لوحة في الوقت الحقيقي و تدميري الطريقة التقليدية بسبب حساسية الهيدروجين المغناطيسي النووي . ليس فقط يمكن أن تسجل كل لحظة تشكيل هيدرات مثل فيلم الكاميرا ، ولكن أيضا يمكن أن نرى من خلال توزيع السوائل داخل العينة مثل CT الماسح الضوئي . من أجل تطوير كفاءة عالية وصديقة للبيئة من الأحماض الأمينية هيدرات المروج ، lf-nmr لا غنى عنه " عين الحكمة " .