view in publisher's site

Investigating CaOx Crystal Formation in the Absence and Presence of Polyphenols under Microfluidic Conditions in Relation with Nephrolithiasis

Nephrolithiasis is a major health concern in western countries. Herein, we propose a microfluidic based approach to mimic the physical and physicochemical conditions encountered in the collecting duct in a nephron where calcium oxalate (CaOx) precipitation occurs. Our objective is to understand the parameters involved in the formation of such crystals. The microfluidic platform is reversible, allowing interfacial characterizations using scanning electron microscopy imaging and Raman spectroscopy. CaOx crystalline phases and morphologies were studied with respect to hydrodynamics and physicochemical conditions within the channel and at the outlet. While calcium oxalate monohydrate (COM) crystals were dominant within the channel, at the outlet, the crystals were calcium oxalate dihydrate (COD) crystals, which agrees with medical observations. Decreasing the flow rate lowered down the induction time for CaOx formation and enhanced the occurrence of COD crystals. The kinetics of COM crystals growth studied in situ showed two regimes, an initial surface-limited reaction, followed by a transport-limited growth with a dependency of the kinetics on the position of the crystal in the channel. Numerical modeling of CaOx formation in a microchannel using an in-house model considering the chemical reactions involved allowed to confirm the experimental observations on the location of precipitate formation but also to quantitatively match the scaling law related to the early growth of precipitate particles. Finally, the effect of polyphenols naturally found in green tea (GT) on modulating CaOx crystallization was studied in the microfluidic device in different scenarios where GT was initially mixed in solution with the Ca and/or the Ox precursors. The formation of COD crystals rather than COM ones was always predominant; however, depending on the conditions, CaOx crystals of different morphologies could be observed, including COD crystals with an elongated (100) crystalline face and COM crystals with a round-shaped morphology with a concave crystalline face.

بررسی تشکیل بلور توکسین در غیاب و حضور پلی فنول ها تحت شرایط میکروسیالی در ارتباط با سنگ نیفرولیتیازیس

سنگ کیسه صفرا یک مشکل عمده بهداشتی در کشورهای غربی است. ما یک روش مبتنی بر میکروفلویید را برای تقلید از شرایط فیزیکی و فیزیکوشیمیایی که در مجرای جمع‌آوری در یک نفرون رخ می‌دهد، پیشنهاد می‌کنیم. هدف ما درک پارامترهای درگیر در تشکیل چنین بلورهایی است. سکوی میکروفلویید قابل‌برگشت است و امکان نمایش ظاهری را با استفاده از تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی اسکن و طیف‌سنجی رامان فراهم می‌کند. فازه‌ای بلوری و مورفولوژی‌ها با توجه به هیدرودینامیک و شرایط فیزیکوشیمیایی درون کانال و در خروجی مطالعه شدند. در حالی که کریستال‌های اگزالات‌کلسیم مونوهیدرات (COM)در داخل کانال غالب بودند، در خروجی، کریستال‌های اگزالات‌کلسیم دی هیدرات (COD)بودند که با مشاهدات پزشکی موافق بودند. کاهش سرعت جریان زمان القا برای تشکیل COx را کاهش داد و وقوع کریستال‌های COD را افزایش داد. سینتیک رشد کریستال‌های COM که در محل مورد مطالعه قرار گرفت، دو رژیم را نشان داد، یک واکنش سطح محدود اولیه، به دنبال آن یک رشد محدود حمل و نقل با وابستگی کینتیک به موقعیت کریستال در کانال. مدل‌سازی عددی تشکیل کایوکس در یک میکروکانال با استفاده از یک مدل داخلی با در نظر گرفتن واکنش‌های شیمیایی درگیر، امکان تایید مشاهدات تجربی در مورد محل تشکیل رسوب را فراهم می‌کند اما از نظر کمی با قانون مقیاس گذاری مربوط به رشد اولیه ذرات رسوب مطابقت دارد. در نهایت، تاثیر پلی فنول ها به طور طبیعی در چای سبز (GT)بر تنظیم تبلور COx در دستگاه میکروفلویید در سناریوهای مختلف بررسی شد که در آن GT در ابتدا در محلول با پیش سازه‌ای Ca و / یا Ox مخلوط شد. تشکیل کریستال‌های COD به جای بلوره‌ای COM همیشه غالب بود؛ با این حال، بسته به شرایط، کریستال‌های COx با مورفولوژی مختلف را می توان مشاهده کرد، از جمله کریستال‌های COD با یک صورت بلوری کشیده (۱۰۰)و بلوره‌ای COM با مورفولوژی گرد با یک صورت بلوری مقعر.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله General Materials Science
  • ترجمه مقاله General Materials Science
  • مقاله علوم مواد عمومی
  • ترجمه مقاله علوم مواد عمومی
  • مقاله General Chemistry
  • ترجمه مقاله General Chemistry
  • مقاله شیمی عمومی
  • ترجمه مقاله شیمی عمومی
  • مقاله Condensed Matter Physics
  • ترجمه مقاله Condensed Matter Physics
  • مقاله فیزیک ماده چگال
  • ترجمه مقاله فیزیک ماده چگال
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.