El camino al dominio del calorímetro Vol.7 Segunda medición de DSC
La clave de la medición de DSC es el llenado de la solución! (Parte 1)
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Los personajes y la historia que aparecen aquí son ficticios.
Para el contenido técnico, hemos contado con la guía del Dr. Fukada, investigador visitante de la Universidad de Osaka.
Desde el botón de «Descarga» al final de la página, puede descargar el «Memo de lo que debe confirmar con el Dr. Fukada (DSC) y sus respuestas» resumido por el Sr. Nakamura, que aparece en el texto.
【Los capítulos anteriores】
El Sr. Nakamura de Maruban Pharmaceuticals llevó a cabo la medición con el VP-DSC siguiendo el manual. Sin embargo, la medición no salió bien. Después de ver la página web de Malvern y encontrar algunas «???», reunió algunas preguntas para plantearlas al Dr. Fukada.
【La historia de hoy】
| El Sr. Nakamura envió un correo al Dr. Fukada con lo siguiente antes de su visita. |
| Además, antes de la visita, recopiló ítems que quería confirmar con el Dr. Fukada basados en el contenido del sitio web y manual. Al parecer hay algunas diferencias con la medición de ITC. |
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 | Dr. Fukada. Hace tiempo que no nos vemos. Hoy le agradecería mucho su guía sobre la medición del VP-DSC, ¡muchas gracias! |
 | Por supuesto, un placer ayudarle. |
 | Como le consulté por correo anteriormente, cuando medí agua contra agua, la línea base se elevó inclinándose hacia la derecha. ¿Cuál fue la causa de esto? |
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| Las causas pueden ser varias, pero comúnmente se mencionan:
(1) Presencia de burbujas de aire en la celda
(2) Suciedad en la celda
(3) Diferencia en la solución de la celda de referencia y la celda de muestra
(4) Diferencia en la altura del nivel de líquido entre la celda de referencia y la celda de muestra
(5) Sedimentación de la muestra, entre otros.
En este caso, como es una medición de agua contra agua, (3) y (5) no aplican. Sin embargo, mirando los datos, el valor DP comienza en negativo. Esto sugiere que, si las celdas estaban bien limpias, (1) y (4) podrían ser las causas. No he visto cómo realiza el procedimiento, pero ¿ajustó la altura del nivel de líquido con una jeringa de ajuste de llenado? |
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| Sí, exactamente. |
| ¿También realizó la desgasificación de acuerdo con el manual? |
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| Sí, lo hice. |
| Entonces, definitivamente hay una alta posibilidad de que estén entrando burbujas de aire. Dado que el volumen de la solución ha aumentado a 500 μL en comparación con el iTC200, puede haber sido difícil captar la sensación de bombeo. |
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| Doctor, en cuanto al método de llenado de la solución, ¿es absolutamente necesario usar el embudo de llenado? |
| El embudo de llenado está diseñado para evitar dañar la celda golpeándola con la jeringa de gas-tight. Cuando se usa, la jeringa se detiene a unos milímetros sobre el fondo de la celda para evitar que toque el fondo. |
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| Pero entonces, cuando retiro la solución, no puedo eliminarla por completo y eso podría cambiar la concentración de la muestra… |
| ¡Buen punto, Sr. Nakamura! Tiene razón. Si el objetivo de la medición es Tm, no hay problema, pero si se quiere determinar la entalpía claramente, la concentración cambia y esto afecta los resultados. En estos casos, es necesario remover el embudo de llenado para eliminar completamente la solución. Si se familiariza con el procedimiento y puede llenar y bombear sin el embudo, entonces no es indispensable. |
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| Entiendo. Entonces, al igual que con el iTC200, hay que acostumbrarse a llenar la solución. |
| Así es. Después de todo, llenar la solución es lo único que se necesita dominar, de modo que si logra eso, la medición en sí misma no es difícil. |
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| Entonces, si el llenado se realiza correctamente, ¿cómo debería ser el valor DP? |
| DP es la abreviatura de Differential Power. Compara la diferencia entre la celda de referencia y la celda de muestra. Si la misma solución está en ambas celdas, la diferencia debería ser prácticamente cero. |
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| Entonces, cuando medí anteriormente y encontré un valor de -6.5 mCal/min, eso estaba mal. |
| Correcto. Al igual que con ITC, es importante asegurar que la línea base en DSC esté estable. Las causas de un valor DP negativo pueden incluir:
(1) Presencia de burbujas de aire en la celda
(2) Suciedad en la celda
(3) Diferencia en la solución entre la celda de referencia y la celda de muestra |
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| A propósito, Dr., en ITC usábamos agua ultrapura en la celda de referencia. ¿Por qué se usa un tampón en DSC? |
| La capacidad calorífica de agua y tampón son diferentes. Además, la dependencia de la temperatura también varía según los componentes del tampón, por eso la inclinación de la línea base varía con el tampón. En ITC, dado que se mide a temperatura constante, no hay cambios en la diferencia de capacidad calorífica, lo que hace que el agua ultrapura sea adecuada. |
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| Ya veo, eso tiene sentido. ¿Podemos probar realizar una medición de agua contra agua usando el sistema? |
| Sí, comencemos. |
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| Primero, encienda el sistema y la PC. Inicie el software de control y confirme que el indicador del sistema está encendido. Desgasifique el agua ultrapura con ThermoVac por 3-5 minutos, como se especifica. |
| Para verificar la estabilidad de la línea base con agua ultrapura, se recomienda desgasificar durante 15 minutos, un poco más largo. Para muestras o tampones, no desgasifique por mucho más de 3-5 minutos, ya que la evaporación puede cambiar la concentración. |
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| Entendido. Después de la desgasificación, limpiaré el sistema. Retire la tapa de presión y cubra el sensor de presión con el tapón de presión. Entonces, ¿es cierto que al igual que ITC, se debe llenar con agua ultrapura después de la medición en DSC? |
| Exactamente. |
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| Retire el embudo de llenado y configure el dispositivo de limpieza de celdas. Pase 300 mL de Decon90 al 14% (o Contrad70 al 20%). Luego, enjuague con 300 mL de agua ultrapura. Retire el dispositivo y elimine el agua ultrapura restante con la jeringa gas-tight, luego coloque el embudo de llenado. Cargue la jeringa gas-tight con alrededor de 700 μL de agua ultrapura desgasificada para eliminar las burbujas de aire. Inserte la jeringa gas-tight en la celda de muestra lenta y cuidadosamente hasta que vea la solución por el agujero del embudo. Bombee varias veces cuando vea el nivel de líquido. Quite el líquido que se desborda por el orificio de entrada de la celda y remueva el embudo de llenado. Ajuste la altura del nivel de líquido con la jeringa de ajuste. Repita el mismo procedimiento en la celda de muestra. Quite el tapón de presión y cierre la tapa de presión firmemente. ¡Revise el monitor para confirmar la presión! Debe verificar que no haya caído significativamente por debajo de 27 psi, ¿verdad? |
| Exactamente. Sin embargo, este valor puede variar dependiendo del sistema, así que lo mejor es verificar los datos que el ingeniero midió durante la entrega. |
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| ¿Dónde puedo verificar esta información? |
| Intente abrir el archivo de texto de datos brutos con extensión «.dsc» usando el bloc de notas. Encontrará los valores de presión indicados en las mediciones.
Si el valor cae por debajo de 20 psi, puede indicar desgaste de la tapa de presión. También note que la presión puede disminuir si hay suciedad en el interior de la tapa o en las roscas del sistema, así que por favor tenga cuidado. |
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| Por cierto, Sr. Nakamura, ¿cuánto tiempo le tomó limpiar la celda de muestra y llenar la solución? |
| No lo medí exactamente, pero creo que unos 10 minutos. |
| Así está bien. La razón por la que pregunté el tiempo que tomó es porque en las mediciones de VP-DSC, nunca debe detener la medición cuando cambia las muestras. |
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| Sí, estaba especificado en el manual. Tiene que ver con el historial térmico. |
 | Permítanme ampliar sobre el historial térmico. Debido a la naturaleza del instrumento DSC, los datos del primer escaneo realizado justo al iniciar la medición y los datos obtenidos posteriormente aparecen con diferente posición y forma. Esto ocurre porque el «historial térmico» antes de comenzar el primer escaneo es distinto al de los siguientes escaneos. Antes del primer escaneo, el sistema estaba a una temperatura constante, mientras que los escaneos posteriores comienzan después de enfriar el sistema al inicio de la siguiente medición. Así, el primer escaneo muestra una respuesta diferente a otros escaneos. La repetición de escaneos tiende a mezclar las respuestas. En DSC, las mediciones de control (usando tampón en ambas celdas) y las mediciones de muestra (usando tampón en la celda de referencia y la muestra en la celda de muestra) se realizan conjuntamente para garantizar datos confiables. Se recomienda realizar una medición de control desde la noche anterior para asegurar un historial térmico estable antes de la medición de muestra. |
 | Así es. Para asegurar un historial térmico estable, debe llenarse la muestra rápidamente después del control, inmediatamente después de abrir la tapa de presión al bajar a una temperatura adecuada. Dependiendo de su habilidad, el proceso de extracción de solución, limpieza y llenado de muestra lleva unos 10–15 minutos. Sin importar si no completa el procedimiento, el sistema comienza a calentarse. Por tanto, les sugiero practicar con agua primero para acostumbrarse antes de medir muestras reales. |
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| Sí. Me pone un poco nervioso. |
| Se acostumbrará con la práctica. Además, al llenar la solución, sería mejor usar una jeringa gas-tight seca para minimizar las desviaciones de concentración. Debería haber recibido una aguja que se conecta a una jeringa tipo luer-lock con la entrega del sistema. Puede usarla para tareas como eliminar soluciones de las celdas o simples limpiezas, y usar la jeringa gas-tight solo al llenar las muestras. Después de usar la jeringa gas-tight, limpie bien y guarde el émbolo por separado. He oído de algunos casos en los que los componentes del tampón quedan atrapados, haciendo imposible quitar el émbolo. |
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| ¡Entiendo! Eso es útil. Dr., ¿se requiere algún procedimiento de limpieza al cambiar del tampón a la muestra? |
| No, no es necesario. |
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| El llenado de agua ultrapura está completo, ahora configuraremos los parámetros en el software de control, de acuerdo con las instrucciones del manual. |
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| Como explicación adicional, dado que el Sr. Nakamura está realizando una verificación del sistema, Number of Scans está configurado en 10. Sin embargo, podría ser difícil calcular exactamente cuántos escaneos de control puede realizar durante una noche en la medición de muestra. Dependiendo de las condiciones de medición, el tiempo que lleva realizar un escaneo, por ejemplo de 10 a 100℃ a 90℃/Hr, el tiempo de estabilización de la línea base y el tiempo para que la temperatura disminuya podrían sumar unos 30 minutos. Por lo tanto, estime el número mínimo de mediciones posibles hasta la mañana siguiente. Ingresen el número de escaneos, sumado a los que deseen realizar de muestras, en Number of Scans. El número de escaneos se puede ajustar y confirmar al reiniciar la medición. En la mañana, verifique el número de escaneos y ajústelo si es menos de lo que estimaron. Si estableció 20 y solo necesita 15, ingrese 15 y seleccione Update Run Param. para confirmar. Terminar la medición bruscamente puede causar problemas con la obtención de datos, así que ajustar los escaneos es recomendable. |
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| Voy a comenzar la medición. |
| Sí, pero antes, tomemos un descanso. |
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puede descargar «Memo de lo que debe confirmar con el Dr. Fukada (DSC) y sus respuestas» mencionado en el texto.Descargar
