Stabil nanoemulsiyaların ultrasəs istehsalı
- Nanoemulsiyalar – mini-emulsiya və ya submikron emulsiya kimi də tanınır – kimya, boyalar, örtüklər, kosmetika, əczaçılıq və qida sahələrində geniş tətbiqlərdə istifadə olunur.
- Ultrasonicators uzunmüddətli sabit nanoemulsiyaların istehsalı üçün yüksək səmərəli və etibarlı texnika kimi tanınır.
Niyə nanoemulsifikasiya üçün ultrasəs
Ultrasəs nanoemulsifikasiyası, adətən 10-200 nm diapazonunda kiçik damlacıqların sabit və vahid emulsiyalarını yaratmaq üçün aşağı tezlikli, yüksək güclü ultrasəs dalğalarından istifadə edən bir texnikadır. Bu texnikanın ənənəvi emulsiya üsulları ilə müqayisədə bir sıra üstünlükləri var ki, bu da onu müxtəlif tətbiqlərdə üstün edir. Bu üstünlüklərdən bəziləri:
- Vahid hissəcik ölçüsü: Ultrasonik nanoemulsifikasiya daha yaxşı sabitlik və bioavailability təklif edən kiçik və vahid damcıları əmələ gətirir. Bu damcıların yüksək səth sahəsi ilə həcm nisbəti var, bu da onları müxtəlif tətbiqlərdə daha reaktiv və effektiv edir.
- Yüksək sabitlik: Ultrasəs nanoemulsiyaları kiçik ölçüləri və vahidliyi səbəbindən yüksək kinetik sabitliyə malikdir, bu da onları birləşməyə, flokulyasiyaya və çökməyə davamlı edir. Bu sabitlik onları qida, əczaçılıq, kosmetika və kimyəvi tətbiqlərdə istifadə üçün ideal edir.
- Azaldılmış enerji istehlakı: Ultrasəs nanoemulsifikasiyası homogenləşdirmə və ya mikrofluidizasiya kimi ənənəvi emulsifikasiya üsullarından daha az enerji sərfiyyatı tələb edir ki, bu da onu daha enerji qənaətcil və qənaətcil edir.
- Çox yönlülük: Ultrasəs nanoemulsifikasiyası lipidlər, hidrofilik birləşmələr və suda həll olunmayan maddələr də daxil olmaqla geniş çeşidli materialları emulsiyalaşdırmaq üçün istifadə edilə bilər. Bu, onu müxtəlif tətbiqlərdə istifadə edilə bilən çox yönlü bir texnika edir.
Sürətli emal müddəti: Ultrasəs nanoemulsifikasiyası bir neçə dəqiqə ərzində tamamlana bilən sürətli bir prosesdir və onu geniş miqyaslı istehsal üçün əlverişli edir.
Ümumiyyətlə, ultrasəs nanoemulsifikasiya ənənəvi emulsifikasiya üsulları ilə müqayisədə bir sıra üstünlüklər təklif edir ki, bu da onu müxtəlif tətbiqlər üçün üstün texnika halına gətirir.
Aydın nano-emulsiyanın ultrasəslə hazırlanması UP400ST ultrasəs cihazından istifadə etməklə.
Nanoemulsiyaların ultrasəs formalaşdırılması
Ultrasəs emulsifikasiyası güclü ultrasəs dalğalarının maye sisteminə qoşulması nəticəsində yaranır. Bir mayenin sonikasiyası ilə iki mexanizm meydana gəlir:
- Akustik sahə mayenin içindən keçən və mikroturbulentliklərə və səthlərarası hərəkətə səbəb olan dalğalar yaradır. Beləliklə, sərhəd fazası qeyri-sabit olur, belə ki, dispers (daxili) faza sonda fasiləsiz (xarici) fazada parçalanır və damcılar əmələ gətirir.
- Aşağı tezlikli, yüksək güclü ultrasəsin tətbiqi kavitasiya yaradır (Kentiş et al. 2008). Ultrasəs kavitasiyası ilə, ultrasəs dalğasının təzyiq dövrləri səbəbindən mühitdə mikro qabarcıqlar və ya boşluqlar əmələ gəlir. Mikro qabarcıqlar? boşluqlar şiddətlə çökənə qədər bir neçə dalğa dövrü ərzində böyüyür. Bu qabarcıq partlaması çox yüksək kəsmə, maye jetləri və həddindən artıq istilik və soyutma dərəcələri kimi yerli ekstremal şəraitə səbəb olur. (Suslick 1999).
Bu ekstremal qüvvələr dispers (daxili) fazanın ilkin damcılarını nanoölçülü damcıya qədər parçalayır və onları homojen şəkildə davamlı (xarici) fazaya qarışdırır.
Ultrasəs kavitasiyasının emulsiyaya təsiri haqqında burada oxuyun!
Əczaçılıq Nanoemulsiyaları
Lipid miniemulsiyaları – ultrasəs tərəfindən istehsal olunur – əczaçılıq formulalarında farmakoloji agentlərin daşıyıcısı kimi geniş tətbiq edilir. Məsələn, miniemulsiyalar parenteral dərman daşıyıcısı və ya hədəf toxumalara dərman ötürmə vasitəsi kimi çıxış edə bilər. Kapsullaşdırılmış aktiv birləşmələrin yüksək bioavailability ilə yanaşı, miniemulsiyaların üstünlükləri onların yüksək biouyğunluğunda, bioloji parçalanma qabiliyyətində, sabitliyində və geniş miqyaslı istehsalın asanlığındadır. Struktur xüsusiyyətlərinə görə onlar hidrofobik və amfipatik molekulları birləşdirə bilərlər. Ultrasəs üsulu ilə hazırlanmış nanoemulsiyalar tokoferollar, vitaminlər, curcurmin və bir çox digər farmakoloji maddələrlə yüklənmişdir.
Hielscher’s ultrasonic systems are reliable emulsifiers for the preparation of drug-loded nanoemulsions. For the ultrasonic emulsification, Hielscher offers various accessories to optimize the emulsifying process. Hielschers MultiPhaseCavitator is an unique add-on for ultrasonic flow cells, where the second phase is injected as very narrow stream directly into the ultrasonic hot spot zone of emulsification.
Ultrasonikator UP400St artan bioavailability ilə əczaçılıq nanosuspenziyalarının hazırlanması üçün.
Qida dərəcəli nanoemulsiyalar
Nanoemulsiyalar qida məhsullarının hazırlanması üçün müxtəlif faydalar təklif edir. Nanoemulsiyalar qravitasiya ilə ayrılmağa, flokulyasiyaya, birləşməyə yaxşı sabitlik nümayiş etdirir və kiçik damcı ölçüsü və böyük səth sahəsinə görə funksional inqrediyentlərin idarə olunan buraxılmasını və/yaxud udulmasını təklif edir. Bundan əlavə, onlar qida və aktiv maddələrin çatdırılması üçün vacib olan aktiv birləşmələrin yüksək bioavailability təklif edirlər. Bundan əlavə, onlar şəffaf və ya vizual olaraq şəffaf olduqları üçün yaxşı formulasiya xüsusiyyətləri təklif edirlər və onların submikron? nano ölçülü damcıları hamar və qaymaqlı ağız hissi yaradır. Beləliklə, sabit nano-emulsiyaların istehsalı qida sənayesi üçün, məsələn, vitamin və ya yağ turşusu ilə zənginləşdirilmiş məhsulların (məsələn, vitamin C, vitamin E omeqa-3, omeqa-6, omeqa-9 bitki toxumundan və ya balıq yağı) və ya ətirli məhsullar istehsal etmək (məsələn, efir yağları ilə).
Ultrasonik dispers nanoemulsiyanın nanoölçülü damcı paylanması (lavanta yağı-su emulsiyası). Emulsiya hazırlanmışdır ultrasəs zondu ilə UP400St.
Kosmetik nanoemulsiyalar
Xüsusilə yağda su (W/O) nanoemulsiyaları bioaktiv hidrofilik maddənin nanoölçülü damlacıqlara (tək və ya ikiqat emulsiyalar şəklində) kapsulyasiyası üçün müxtəlif üstünlüklər təklif edir.
Kosmetik emulsiyaların ultrasəs ilə səthi aktiv maddələrsiz formulasiyaları haqqında daha çox oxumaq üçün buraya klikləyin!
miniemulsiya polimerləşməsi
Ultrasonik yardımlı miniemulsiya polimerləşməsi müxtəlif proseslərə tətbiq edilir – qeyri-üzvi hissəciklərin inkapsulyasiyasından lateks hissəciklərinin sintezinə qədər. Güc ultrasəsinin polimerləşmə, sintez və s. kimi kimyəvi reaksiyalara tətbiqi sonokimya kimi tanınır.
Haqqında daha çox oxumaq üçün bura klikləyin Sonokimya, lateksin ultrasəs sintezi və ultrasəs yağıntıları!
emulsiyanın sabitləşməsi
Bəzi nanoemulsiyalar nanoölçülü damcı ölçüsünə və paylanmasına görə heç bir səthi aktiv maddələr və ya emulqatorlardan istifadə etmədən rəfdə dayanıqlı ola bilsə də, digər nanoemulsiyalar uzunmüddətli sabitlik və optimal məhsul keyfiyyətini əldə etmək üçün stabilləşdirici maddələrin istifadəsini tələb edir. Stabilizasiyaya səthi aktiv maddələr (tensidlər) və ya stabilizator kimi fəaliyyət göstərən bərk hissəciklər əlavə etməklə həyata keçirilə bilər. Bərk hissəciklər tərəfindən sabitləşən emulsiyalar Pickering emulsiyaları kimi tanınır. Pikerinq emulsiyalarında kolloid stabilizator kimi laktoza, albumin, lesitin, xitozan, siklodekstrin, maltodekstrin, nişasta və s. istifadə edilə bilər. Ultrasonik olaraq yaradılan Pickering emulsiyaları haqqında daha çox öyrənmək üçün buraya klikləyin!
Ultrasəs emulsifikasiyası bütün növ emulsiyalar üçün həyata keçirilə bilər. Müəyyən bir emulsiya üçün stabilləşdirici maddə tələb olunarsa, kiçik miqyasda asanlıqla sınaqdan keçirilə bilər.
Nəzərə alın ki, tələb olunan səthi aktiv maddənin miqdarı damcı ölçüsünün azalması ilə artır, çünki kürələr üçün səth sahəsinin həcminə nisbəti (S/V) aşağıdakı kimi verilir: S/V = 3/R. Məsələn, hissəcik və ya damcı diametri nə qədər kiçik olarsa, onun həcminə nisbətən daha çox səth sahəsi olur.
Ultrasonik Emulsiya Avadanlığı
Stabil submikron və nano-emulsiyaların istehsalı güclü ultrasəs avadanlığı tələb edir. Hielscher ultrasəs emulsiya avadanlığı intensiv akustik sahə yaratmaq üçün çox yüksək amplitudalar (sənaye ultrasəs cihazları üçün 200µm-ə qədər, tələb üzrə daha yüksək amplitüdlər) verir.
Bununla belə, sabit nanoemulsiyaların istehsalı üçün tək güclü ultrasəs avadanlığı çox vaxt kifayət etmir. Kifayət qədər ultrasəs gücünə əlavə olaraq, proses parametrlərinə dəqiq nəzarət və mürəkkəb aksesuarlar (məsələn, sonotrodlar, axın hüceyrə reaktorları, soyutma) nano ölçülü damlacıqları və hər ikisinin, sulu və yağ fazasının bir-birinə homojen dispersiyasını əldə etmək üçün lazımdır.
Hielscher MultiPhaseCavitator: Çox dar bir damcı paylanması ilə üstün emulsiyalar istehsal etmək üçün Hielscher unikal axın hüceyrə əlavəsi hazırlamışdır. – MultiPhaseCavitator. Bu xüsusi axın hüceyrəsi əlavəsi ilə emulsiyanın ikinci fazası fasiləsiz olaraq 48 kiçik kanül vasitəsilə kavitasiya zonasına vurulur. Bu texnologiya çox kiçik nano ölçülü damcıların və yüksək sabit emulsiyaların etibarlı və effektiv istehsalına imkan verir.
Hielscher Ultrasonics, optimal emal nəticələri üçün üstün ultrasəs sistemləri və aksesuarları təmin etmək üzrə ixtisaslaşmışdır. Ultrasəs emalında uzunmüddətli təcrübəmiz və müştərilərimizlə sıx əməkdaşlığımız ultrasəsin istehsal xətlərində uğurla həyata keçirilməsini təmin edir.
İlkin sınaqlar, prosesin inkişafı və prosesin optimallaşdırılması üçün biz tam təchiz olunmuş texnoloji laboratoriya və texniki mərkəz təklif edirik.
Bundan əlavə, biz dərin konsaltinq, fərdiləşdirilmiş ultrasəs sistemlərinin inkişafı və quraşdırma, təlim və texniki xidmət üçün dərin texniki xidmət təklif edirik.
| Partiya Həcmi | Axın | Tövsiyə olunan Cihazlar |
|---|---|---|
| 0,5 - 1,5 ml | na | VialTweeter | 1 ilə 500 ml | 10-200 ml/dəq | UP100H |
| 10 ilə 2000 ml | 20 - 400 ml/dəq | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 - 20L | 0.2 ilə 4L/dəq | UIP2000hdT |
| 10-100 l | 2 ilə 10 L? dəq | UIP4000hdT |
| 15-150 l | 3 ilə 15 L/dəq | UIP6000hdT |
| na | 10-100 l/dəq | UIP16000 |
| na | daha böyük | klaster UIP16000 |
Bizimlə əlaqə saxlayın!? Bizdən soruşun!
Caution: Video "duration" is missing
Bilməyə Dəyər Faktlar
Emulsiyalar, damcı ölçüsü və səthi aktiv maddələr
Emulsiyalar iki qarışmayan maye kimi müəyyən edilir: Mayelərdən biri – dispers və ya daxili faza adlanır – davamlı və ya xarici faza kimi tanınan digər mayenin içərisində sferik damlalar şəklində dağılır. Emulsiya yaratmaq üçün istifadə olunan ən görkəmli mayelər yağ və sudur. Yağ fazası su/sulu fazada səpələndikdə sistem suda yağ emulsiyasıdır, su/sulu faza isə yağ fazasında dispers olduqda isə o, yağda su emulsiyasıdır. Emulsiyalar müvafiq olaraq hissəcik ölçüsünə və termodinamik sabitliyinə görə müvafiq olaraq makroemulsiya, mikroemulsiya və nanoemulsiya kimi fərqlənir.
Nanoemulsiyalar
Nanoemulsions are nanoparticulate dispersions, which consist in nano-sized droplets. The high shear forces of power ultrasound rupture the droplets so that they are reduced to submicron and nano diameter. Generally, smaller droplet sizes lead to greater emulsion stability. Nanoemulsions can be distinguished as O/W (oil-in-water), W/O (water-in-oil) or as multiple/double emulsions such as W/O/W and O/W/O. Nanoemulsion are transparent or even translucent (in the visible spectrum) depending on the consistency and droplet size. Nanoemulsions are generally defined by a droplet size between 20 and 200nm. With a descending droplet size, the emulsion’s propensity for coalescence is decreasing (decreasing Ostwald ripening).
Nanomateriallar və nanoemulsiyalar mikroemulsiyalardan fərqli fiziki xassələri ilə xarakterizə olunur. Nanoölçülü hissəciklər ya tamamilə fərqli xüsusiyyətlər göstərir, ya da onların tipik xassələri çox ifrat formada ifadə edilir. Nanoemulsiyaların görünən görünüşü mikron ölçülü emulsiyalardan fərqlidir, çünki damcılar görünən spektrin optik dalğa uzunluqlarına müdaxilə etmək üçün çox kiçikdir. Buna görə də nanoemulsiyalar çox az işıq səpilməsi nümayiş etdirir və şəffaf və ya optik olaraq şəffaf görünür.
Emulsiyanın damlacıq ölçüsünə yağ fazasının tərkibi, hər ikisinin fazalərarası xassələri və özlülüyü, davamlı və dispers fazalar, emulqator/səthi aktiv maddə növü, emulsiya zamanı kəsilmə sürəti, həmçinin neft fazasının həllolma qabiliyyəti təsir göstərir. suda.
Nanoemulsiyalar dərmanların çatdırılması, qida kimi müxtəlif tətbiqlərdə geniş istifadə olunur & içkilər, kosmetika, əczaçılıq və materialşünaslıq & sintez.
səthi aktiv maddələr
Emulqatorlar sabit emulsiya/nanoemulsiya hazırlamaq üçün vacib amildir. Emulqatorlar damcı üzərində qoruyucu təbəqə əmələ gətirən və fazalararası gərginliyi azaldan, bununla da Ostwaldın yetişməsinin, birləşməsinin və kremləşməsinin qarşısını alan səthi aktiv maddələrdir.
Səthi aktiv maddələrin növləri:
- Kiçik molekullu səthi aktiv maddələr: Tween və Span kimi qeyri-ion emulqatorlar oral, parenteral və dermal olaraq tətbiq edildikdə aşağı toksiklik və qıcıqlanma göstərir və buna görə də ion emulqatorlara üstünlük verilir. Tween və Span qida, əczaçılıq və kosmetika sənayesində emulsiya formulaları üçün üstünlük verilən stabilizatorlardır.
Aralar: Tween 20/60/80 polisorbat 20/60/80 (PEG-20 susuzlaşdırılmış sorbierit monolaurat, PEG-20 susuz sorbierit monostearat, polioksietilen sorbitan monooleat) kimi tanınır. Onlar sorbitoldan alınan qeyri-ionik səthi aktiv maddələr/emulqatorlardır. Suda, etanolda, metanolda və ya etil asetatda asanlıqla həll olunur, ancaq mineral yağda bir az.
Aralıqlar: Span20/40/60/80 sorbitan yağ turşusu esterləri? sorbitan esterləridir, emulsiyalaşdırıcı, dispersiya və nəmləndirici xüsusiyyətlərə malik qeyri-ion səthi aktiv maddələrdir. Span səthi aktiv maddələr sorbitolun susuzlaşdırılması nəticəsində əmələ gəlir. - Fosfolipidlər: yumurta sarısı, soya və ya süd lesitini
- Amfifilik zülallar: zərdab proteini izolatı, kazeinat
- Amfifilik polisaxaridlər: ərəb saqqızı, dəyişdirilmiş nişastalar
Ədəbiyyat? İstinadlar
- Ahmed Taha, Eman Ahmed, Amr Ismaiel, Muthupandian Ashokkumar, Xiaoyun Xu, Siyi Pan, Hao Hu (2020): Ultrasonic emulsification: An overview on the preparation of different emulsifiers-stabilized emulsions. Trends in Food Science & Technology Vol. 105, 2020. 363-377.
- Seyed Mohammad Mohsen Modarres-Gheisari, Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani, Massoud Malaki, Pedram Safarpour, Majid Zandi (2019): Ultrasonic nano-emulsification – A review. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 88-105.
- Pratap-Singh, A.; Guo, Y.; Lara Ochoa, S.; Fathordoobady, F.; Singh, A. (2021): Optimal ultrasonication process time remains constant for a specific nanoemulsion size reduction system. Scientific Report 11; 2021.
- Kentish, S.; Wooster, T.; Ashokkumar, M.; Simons, L. (2008): The use of ultrasonics for nanoemulsion preparation. Innovative Food Science & Emerging Technologies 9(2):170-175.
- Suslick, K.S. (1999): Application of Ultrasound to Materials Chemistry. Annu. Rev. Mater. Sci. 1999. 29: 295–326.
Hielscher Ultrasonics yüksək performanslı ultrasəs homogenizatorları istehsal edir laboratoriya üçün sənaye ölçüsü.