O Caminho para o Mestre Calorímetro Vol.7 Segunda Medição DSC
A chave para a medição DSC é o enchimento da solução! (Parte 1)
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Os personagens e a história apresentados aqui são fictícios.
O conteúdo técnico está sob a orientação do professor Fukada, pesquisador convidado da Universidade de Osaka.
Você pode baixar o “Memorando de questões para o professor Fukada (DSC) e suas respostas” compilado por Nakamura no botão “Download” no final da página.
【História até agora】
O Sr. Nakamura da Maruban Pharmaceuticals realizou medições com o VP-DSC seguindo o manual. No entanto, a medição não estava indo bem. Mesmo ao ver o site da Malvern, havia partes que ele não compreendia bem. Então ele decidiu reunir suas perguntas e visitar o professor Fukada.
【História desta vez】
| O Sr. Nakamura enviou o seguinte e-mail ao professor Fukada antes da visita. |
| Antes da visita, ele compilou os pontos que gostaria de confirmar com o professor Fukada, com base no que estava listado nos manuais e no site. Ambas as medições, DSC e ITC, parecem ter diferenças. |
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 | Olá, professor Fukada. Longo tempo sem vê-lo. Estou ansioso para sua orientação sobre a medição com o VP-DSC hoje! |
 | Sim, igualmente ansioso. |
 | Conforme mencionei no e-mail, a medição água-água aumentou a linha de base em uma inclinação ascendente. O que poderia ter causado isso? |
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| Há várias causas potenciais, mas algumas das mais comuns são:
(1) bolhas de ar na célula
(2) células sujas
(3) diferença na solução entre a célula de referência e a célula de amostra
(4) diferença no nível do líquido entre a célula de referência e a célula de amostra
(5) precipitação de amostra.
No caso de uma medição água-água, os casos (3) e (5) não se aplicam. No entanto, os dados mostram que o valor DP começou negativo. Isso sugere que a causa pode ser (1) ou (4), assumindo-se que a célula foi devidamente limpa. Não vi o processo, mas os níveis de líquido foram ajustados com a seringa de ajuste de enchimento? |
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| Sim, foram. |
| Você também realizou a desaretação conforme o manual? |
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| Sim, realizei. |
| Então, há uma alta possibilidade de que bolhas tenham se misturado. Comparado ao iTC200, a quantidade de solução de 500 uL é maior e poderia ter sido um pouco mais difícil de controlar o bombeamento. |
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| Professor, em relação ao método de enchimento da solução, é absolutamente necessário usar o funil de enchimento? |
| O funil de enchimento torna difícil danificar a célula ao bater com a seringa de gás. Isso permite que a seringa pare alguns milímetros acima do fundo da célula, impedindo que atinja o fundo. |
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| No entanto, ao remover a solução, é difícil retirar tudo, o que acredito que alteraria a concentração do amostra… |
| Você está absolutamente certo, Sr. Nakamura! Para medições de Tm, não há problema, mas para buscar precisamente a entalpia, uma variação na concentração afetaria o resultado. Nesses casos, é importante remover o funil de enchimento e retirar completamente a solução. Se você estiver acostumado a manuseá-lo sem o funil mantendo a solução completamente e bombeando, então não é essencial. |
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| Entendido. Então, assim como com o iTC200, é uma questão de práticas e familiarização para encher a solução. |
| Exatamente. Na verdade, uma vez que você domina a técnica de enchimento da solução, a medição em si não é difícil. |
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| Se o enchimento ocorrer corretamente, qual deve ser o valor de DP? |
| DP significa Differential Power. Ele reflete a diferença entre a célula de referência e a célula de amostra. Se o mesmo líquido estiver presente em ambos, essa diferença deve ser o mais próximo possível de zero. |
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| É por isso que ao medir anteriormente, quando estava -6.5 mCal/min, havia um problema. |
| Sim. Assim como o ITC, é importante garantir que a linha de base do DSC esteja estável. As razões para o DP negativo incluem:
(1) bolhas de ar na célula
(2) células sujas
(3) diferença na solução entre a célula de referência e a célula de amostra. |
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| Professor, ao usar ITC, usamos água ultrapura na célula de referência. Por que usariam um tampão em DSC? |
| A capacidade térmica varia entre a água e o tampão, e a dependência da temperatura também varia de acordo com seus constituintes. Assim, a inclinação da linha de base muda com diferentes tampões. Para ITC, qualquer diferença na capacidade térmica permanece constante quando medida em uma temperatura fixa, então a água ultrapura é suficiente. |
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| Sim. Neste caso, considerando este conhecimento, podemos prosseguir e usar o sistema para medir água-água? |
| Certamente. Vamos começar. |
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| Primeiramente, ligue o sistema e o PC. Abra o software de controle e confirme se o indicador do sistema está aceso. Desarete água ultrapura usando ThermoVac. O tempo sugerido é de 3-5 minutos. |
| Para verificar a estabilidade da linha de base com água ultrapura, sugiro desaretação por cerca de 15 minutos. Para amostras ou tampões, como o desaretar por muito tempo pode causar evaporação e alterar a concentração, limite-se a 3-5 minutos. |
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| Entendido. Após concluir a desaretação, limpamos o sistema. Retiramos o plugue de pressão com o capacete de pressão. Então, novamente, usando o funil de enchimento, removemos a solução da célula de referência. Como com ITC, DSC deve terminar com a célula preenchida com água ultrapura? |
| Correto. |
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| Remova o funil de enchimento e insira o dispositivo de limpeza de células. Passe 300 mL de 14% Decon90 (ou 20% Contrad70). Em seguida, limpe com 300 mL de água ultrapura. Retire o dispositivo e a água ultrapura residual usando uma seringa de gás antes de ajustar o funil de enchimento novamente. Insira cerca de 700 uL de água ultrapura desareada na seringa de gás para remover as bolhas. Insira a seringa na célula de amostra e despeje lentamente até que a solução seja visível através do orifício no funil de enchimento. Quando o nível do líquido for visível, execute algumas bombadas. Remova o excesso da borda da célula e retire o funil. Utilize a seringa de ajuste de enchimento para alinhar o nível do líquido. Repita o mesmo procedimento para a célula de amostra. Remova o plugue de pressão e feche bem o capacete. Comprove no monitor se a pressão está acima de 27 psi. |
| Certo. Essa pressão pode variar de um sistema para outro, então você deve conferir os dados medidos pela entrega do engenheiro. |
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| Onde verificamos isso? |
| Abra o arquivo de dados brutos com extensão “.dsc” usando um editor de texto. No valor medido real, você deve encontrar o número indicativo de pressão.
Se o valor estiver abaixo de 20 psi, o capacete de pressão pode precisar de substituição. Às vezes, uma partícula dentro do capacete ou nas roscas do sistema podem causar essa queda de pressão, então tome cuidado. |
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| Quanto tempo levou para limpar a célula de amostra e encher a solução, Sr. Nakamura? |
| Não medi precisamente, mas talvez em torno de 10 minutos? |
| Bastante justo. Determinamos o tempo de operação porque, para medição com VP-DSC, o procedimento de troca da amostra não pode ser interrompido. |
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| Sim, isso é mencionado nas instruções. Relaciona-se à história térmica, certo? |
 | Permitindo mais detalhes, a natureza do DSC é tal que o primeiro ciclo de medição difere do segundo e dos posteriores. Antes da primeira medição, o sistema estava a uma temperatura fixada, mas subsequente descida de temperatura causa o ciclo seguinte a proceder a partir de uma condição térmica diferente. Similarmente, por medidas de segurança, a obtenção de respostas diferentes entre ciclos diferencia o primeiro dos outros. À medida que se repete, a reprodutibilidade de cada ciclo tende a tornar-se mais consistente. Para medições DSC, executa-se controle (com enchimento de tampões em ambas as células) e amostras (enchendo a célula de amostra enquanto a de referência tem tampão) como um conjunto único. Desta forma, para que as condições de normalidade se firmem antes de iniciar medições de amostra, recomenda-se fazer o controle por uma noite antes das medições. |
 | Certo. Para efetuar medições em estado termicamente estável, um procedimento contínuo sem interromper o ciclo de escaneamento é mandatário. Após o controle, rapidamente basta introduzir o amostra quando a refrigeração atinge a temperatura ideal e abrir o capacete de pressão para carregamento da solução. Devido ao tempo, cerca de 10-15 minutos devem bastar para extrair, limpar e recarregar. Mesmo se não terminado, o ciclo continuará aquecendo-se. Recomendo se ajustar ao exercício, possivelmente realizando medição com água inicialmente. |
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| Claro. Sentindo um pouco nervoso aqui. |
| Uma vez que dominado, tudo estará bem. Além disso, ao manusear soluções, é interessante usar a seringa de gás seca para minimizar a variação de concentração. O kit deveria incluir uma agulha que conecta à seringa do tipo luer lock. Utilize-a para extrações e limpezas simples, reserve a seringa de gás exclusivamente para enchimentos do amostra. Ao final do uso, lave bem a seringa de gás e preserve-a, removendo o êmbolo. Já ouvi casos de precipitações deixando o êmbolo travado. |
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| Bastante útil! Quando fazemos a transição de tampões para amostras, há necessidade de procedimentos de limpeza? |
| Não, não é necessário. |
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| Completamos a adição de água ultrapura, então agora configuramos parâmetros com o software de controle seguindo as instruções técnicas. |
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| Adicionando detalhes, para realizar a verificação do sistema, o Sr. Nakamura definiu o Número de Scans em 10. No entanto, em medições reais pode ser desafiador dizer quantas vezes um controle pode ser feito em uma única noite. A depender da condição de medição, considere que 10 – 100℃ a 90℃/Hr leva cerca de uma hora, com aproximadamente 30 minutos para a estabilização da linha de base e recuperação térmica. Com este contexto, estime quantas medições são viáveis até a manhã seguinte e então configure o sistema com mais escaneamentos do que amostras planejadas. O número de repetição pode ser ajustado durante a medição e redefinido a qualquer momento, fornecendo todas as entradas. Ao observar que a contagem inicial era maior que a necessária, redefina-a para “Update Run Param.” evitando interrupções forçadas no processo de coleta. |
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| Então começamos a medir. |
| Sim, mas antes, um breve intervalo. |
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Continuará na Parte 2Pode baixar o “Memorando de Questões para o Prof. Fukada (DSC) e suas Respostas” abaixo no botão “Download”.Download
