Molekulyar iz salınmış polimerlərin (MIPs) ultrasəslə sintezi

Molekulyar iz salınmış polimerlər (MIPs) müəyyən bioloji və ya kimyəvi molekulyar quruluşa qarşı əvvəlcədən müəyyən edilmiş seçiciliyə və spesifikliyə malik, süni şəkildə hazırlanmış reseptorlardır. Ultrasəs emalı molekulyar iz salınmış polimerlərin müxtəlif sintez yollarını təkmilləşdirərək polimerləşməni daha səmərəli və etibarlı edə bilər.

Molekulyar iz salınmış polimerlər nədir?

Molekulyar iz salınmış polimer (MIP) molekulyar izsalma texnikası ilə hazırlanmış, anticisimlərə bənzər tanıma xüsusiyyətlərinə malik polimer materialdır. Molekulyar izsalma texnikası müəyyən hədəf molekula uyğun molekulyar iz salınmış polimer yaradır. Molekulyar iz salınmış polimerin polimer matrisində müəyyən «şablon» molekula qarşı affinliyə malik boşluqlar olur. Proses adətən şablon molekulun iştirakı ilə monomerlərin polimerləşməsinin başladılmasını əhatə edir; şablon molekul daha sonra ekstraksiya edilərək çıxarılır və özünə komplementar boşluqlar qoyur. Bu polimerlər ilkin molekula qarşı affinliyə malikdir və kimyəvi ayırma, kataliz və ya molekulyar sensorlar kimi tətbiqlərdə istifadə edilmişdir. Molekulyar iz salınmış molekulları molekulyar açara (şablon molekul adlandırılan molekula) uyğun gələn molekulyar kilidlə müqayisə etmək olar. Molekulyar iz salınmış polimerlər (MIPs) forma, ölçü və funksional qruplar baxımından şablon molekullara uyğun gələn, xüsusi olaraq hazırlanmış bağlanma sahələri ilə xarakterizə olunur. «Kilid – açar» xüsusiyyəti molekulyar iz salınmış polimerlərdən müəyyən molekul növünün tanındığı və molekulyar kilidə, yəni molekulyar iz salınmış polimerə bağlandığı müxtəlif tətbiqlərdə istifadə etməyə imkan verir.

Sxematik təsvir xüsusi olaraq uyğunlaşdırılmış reseptorların hazırlanması üçün siklodekstrinlərin molekulyar izsalma yolunu göstərir.
Tədqiqat və şəkil: Hishiya et al. 2003

Molekulyar iz salınmış polimerlərin (MIPs) geniş tətbiq sahəsi var və onlar amin turşuları və zülallar, nukleotid törəmələri, çirkləndiricilər, eləcə də dərmanlar və qida daxil olmaqla müəyyən bioloji və ya kimyəvi molekulları ayırmaq və təmizləmək üçün istifadə olunur. Tətbiq sahələri ayırma və təmizləmədən kimyəvi sensorlara, katalitik reaksiyalara, dərmanların çatdırılmasına, bioloji anticisim və reseptor sistemlərinə qədər uzanır. (bax: Vasapollo et al. 2011)
Məsələn, MIP texnologiyası kannabinoid izolyatları və distillatları əldə etmək məqsədilə tam spektrli ekstraktdan CBD və ya THC kimi kannabis mənşəli molekulları emal etmək və təmizləmək üçün bərk fazalı mikroekstraksiya texnikası kimi istifadə olunur.

Molekulyar iz salınmış molekulların ultrasəslə sintezi

Hədəfin (şablonun) növündən və MIP-in son tətbiqindən asılı olaraq, MIP-lər nano və mikron ölçülü sferik hissəciklər, nanotellər, nanoçubuqlar, nanoliflər və ya nazik təbəqələr kimi müxtəlif formalarda sintez edilə bilər. Müəyyən MIP formasını əldə etmək üçün kütlədə izsalma, çökdürmə, emulsiya polimerləşməsi, suspenziya, dispersiya, gelləşmə və çoxmərhələli şişmə polimerləşməsi kimi müxtəlif polimerləşmə texnikaları tətbiq edilə bilər.
Aşağı tezlikli, yüksək intensivlikli ultrasəsin tətbiqi polimer nanostrukturların sintezi üçün yüksək dərəcədə səmərəli, çoxməqsədli və sadə texnika təqdim edir.
Ultrasəs emalı ənənəvi polimerləşmə prosesləri ilə müqayisədə MIP sintezində bir sıra üstünlüklər təmin edir, çünki daha yüksək reaksiya sürətlərinə, polimer zəncirlərinin daha homogen böyüməsinə, daha yüksək məhsul çıxımına və daha yumşaq şəraitə (məsələn, aşağı reaksiya temperaturuna) şərait yaradır. Bundan əlavə, bağlanma sahələrinin paylanmasını və bununla da son polimerin morfologiyasını dəyişə bilər. (Svenson 2011)
MIP-lərin polimerləşməsinə sonokimyəvi enerji tətbiq edildikdə polimerləşmə reaksiyaları başladılır və onlara müsbət təsir göstərilir. Eyni zamanda, ultrasəs emalı bağlanma qabiliyyətini və ya sərtliyi azaltmadan polimer qarışığının effektiv qazsızlaşdırılmasına kömək edir.
Ultrasəslə homogenləşdirmə, dispersləşdirmə və emulsiyalaşdırma homogen suspenziyaların yaradılması və polimerləşmə prosesləri üçün başlatma enerjisinin təmin edilməsi məqsədilə üstün qarışdırma və çalxalama təmin edir. Viveiros et al. (2019) MIP-lərin ultrasəslə sintezinin potensialını araşdırmış və bildirmişlər ki, «ultrasəslə hazırlanmış MIP-lər ənənəvi üsullarla əldə edilənlərə bənzər və ya onlardan üstün bağlanma xüsusiyyətləri nümayiş etdirmişdir».
Nanoformatlı MIP-lər bağlanma sahələrinin homogenliyini yaxşılaşdırmaq üçün perspektivli imkanlar açır. Ultrasəs emalı nanodispersiyaların və nanoemulsiyaların hazırlanmasında müstəsna nəticələri ilə yaxşı tanınır.

Ultrasəslə nanoemulsiya polimerləşməsi

MIP-lər emulsiya polimerləşməsi ilə sintez edilə bilər. Emulsiya polimerləşməsi adətən səthi aktiv maddə əlavə edilməklə suda yağ emulsiyasının yaradılması ilə həyata keçirilir. Sabit, nanoölçülü emulsiya yaratmaq üçün yüksək məhsuldarlıqlı emulsiyalaşdırma texnikası tələb olunur. Ultrasəslə emulsiyalaşdırma nano və miniemulsiyaların hazırlanması üçün geniş tətbiq olunan texnikadır.
Ultrasəslə nanoemulsiyalaşdırma haqqında daha çox oxuyun!

Ultrasəs nanoMIP istehsalı üçün aşağıdakı sintez yollarını təkmilləşdirə bilər: çökdürmə polimerləşməsi, emulsiya polimerləşməsi və nüvə–qabıq polimerləşməsi.
Tədqiqat və şəkil: Refaat et al. 2019

Şablonun ultrasəslə ekstraksiyası

Molekulyar iz salınmış polimerlərin sintezindən sonra aktiv molekulyar iz salınmış polimer əldə etmək üçün şablon bağlanma sahəsindən çıxarılmalıdır. Ultrasəs emalının intensiv qarışdırma qüvvələri həlledici və şablon molekullarının həllolmasını, diffuziyasını, nüfuz etməsini və daşınmasını gücləndirir. Bunun nəticəsində şablonlar bağlanma sahələrindən sürətlə çıxarılır.
İz salınmış polimerdən şablonu çıxarmaq üçün ultrasəs ekstraksiyası Soxhlet ekstraksiyası ilə də birləşdirilə bilər.

Konkret tədqiqatlar: molekulyar iz salınmış polimerlər üçün ultrasəs tətbiqləri

Molekulyar iz salınmış polimerlərin ultrasəslə sintezi

Ultrasəs sintez yolu ilə maqnit nanohissəciklərinin 17β-estradiol izi salınmış polimerlərlə kapsullaşdırılması 17β-estradiolun sulu mühitlərdən sürətlə çıxarılmasını təmin edir. nanoMIP-lərin ultrasəslə sintezi üçün monomer kimi metakril turşusu (MAA), çarpaz bağlayıcı kimi etilenqlikol dimetilakrilat (EGDMA) və inisiator kimi azobisizobutironitril (AIBN) istifadə edilmişdir. Ultrasəs sintezi proseduru 65ºC temperaturda 2h ərzində aparılmışdır. Maqnit NIP-lərin və maqnit MIP-lərin orta hissəcik diametrləri müvafiq olaraq 200 və 300 nm olmuşdur. Ultrasəsdən istifadə yalnız polimerləşmə sürətini və nanohissəciklərin morfologiyasını yaxşılaşdırmamış, həm də sərbəst radikalların sayının artmasına səbəb olmuş və bununla maqnit nanohissəciklərinin ətrafında MIP böyüməsini asanlaşdırmışdır. 17β-estradiola qarşı adsorbsiya qabiliyyəti ənənəvi yanaşmalarla müqayisə edilə bilən səviyyədə olmuşdur. [Xia et al. 2012 / Viveiro et al. 2019]

Molekulyar iz salınmış sensorlar üçün ultrasəs

Yu et al. fenobarbitalın təyini üçün nikel nanohissəcikləri ilə modifikasiya olunmuş elektrodlara əsaslanan molekulyar iz salınmış elektrokimyəvi sensor hazırlamışlar. Təsvir olunan elektrokimyəvi sensor funksional monomer kimi metakril turşusundan (MAA), çarpaz bağlayıcı kimi 2,2-azobisizobutironitrildən (AIBN) və etilenqlikol malein rozinat (EGMRA) akrilatdan, şablon molekul kimi fenobarbitallardan (PBs) və üzvi həlledici kimi dimetilsulfoksiddən (DMSO) istifadə edilməklə termik polimerləşmə yolu ilə hazırlanmışdır. Sensorun hazırlanması prosesində 0,0464g PB və 0,0688g MAA 3 mL DMSO-da qarışdırılmış və 10 min ərzində ultrasəslə emal edilmişdir. 5 h sonra qarışığa 1,0244g EGMRA və 0,0074g AIBN əlavə edilmiş və PB izi salınmış polimer məhlulları əldə etmək üçün 30 min ərzində ultrasəslə emal edilmişdir. Bundan sonra 10 μL həcmində, qatılığı 2,0 mg mL^-1 olan Ni nanohissəcik məhlulu GCE səthinə damızdırılmış, sonra isə sensor otaq temperaturunda qurudulmuşdur. Daha sonra hazırlanmış PB izi salınmış polimer məhlulunun təxminən 5 μL-i Ni nanohissəcikləri ilə modifikasiya olunmuş GCE-nin üzərinə örtük kimi çəkilmiş və 75◦C temperaturda 6 h ərzində vakuumda qurudulmuşdur. Termik polimerləşmədən sonra şablon molekullarını çıxarmaq üçün iz salınmış sensor 7 min ərzində (sirkə turşusu) HAc/metanol ilə (həcm nisbəti, 3:7) yuyulmuşdur. (bax: Uygun et al. 2015)

MIP-lərdən istifadə etməklə ultrasəs mikroekstraksiyası

Nümunələrdən nikotinamid analitlərini əldə etmək üçün ultrasəs dəstəkli dispersiv bərk fazalı mikroekstraksiya və ardınca UV-vis spektrofotometri ilə ölçmə (UA-DSPME-UV-vis) tətbiq olunur. Nikotinamidin (B3 vitamini) ekstraksiyası və ilkin qatılaşdırılması üçün HKUST-1 metal-üzvi karkasına (MOF) əsaslanan molekulyar iz salınmış polimerlərdən istifadə edilmişdir. (Asfaram et al. 2017)

Polimer tətbiqləri üçün yüksək məhsuldarlıqlı ultrasəs cihazları

Xətti miqyaslandırma imkanı ilə laboratoriyadan istehsala: Xüsusi olaraq hazırlanmış molekulyar iz salınmış polimerlər polimer sintezinin həyata keçirilə bilməsini araşdırmaq üçün əvvəlcə kiçik laboratoriya və masaüstü miqyasda hazırlanır və sınaqdan keçirilir. MIP-lərin hazırlanmasının mümkünlüyü təsdiqləndikdən və optimallaşdırılması tamamlandıqdan sonra MIP istehsalı daha böyük həcmlərə miqyaslandırılır. Ultrasəs sintez yollarının hamısı masaüstü miqyasdan tam kommersiya istehsalına qədər xətti şəkildə miqyaslandırıla bilər. Hielscher Ultrasonics kiçik laboratoriya və masaüstü qurğularda polimer sintezi üçün sonokimyəvi avadanlıqdan tam yük altında 24/7 istehsal üçün tam sənaye səviyyəli axın xətti ultrasəs sistemlərinə qədər avadanlıq təklif edir. Ultrasəs emalı sınaq borusu ölçüsündən saatda yük maşını yükləri həcmində böyük istehsal güclərinə qədər xətti şəkildə miqyaslandırıla bilər. Hielscher Ultrasonics şirkətinin laboratoriyadan sənaye sonokimyəvi sistemlərinə qədər geniş məhsul portfelində nəzərdə tutduğunuz prosesin emal gücü üçün ən uyğun ultrasəs cihazı var. Uzun illərin təcrübəsinə malik əməkdaşlarımız mümkünlüyün yoxlanması sınaqlarından və prosesin optimallaşdırılmasından ultrasəs sisteminizin son istehsal səviyyəsində quraşdırılmasına qədər sizə kömək edəcəklər.

Hielscher Ultrasonics – təkmil sonokimyəvi avadanlıq

Hielscher Ultrasonics şirkətinin məhsul portfeli kiçik miqyasdan böyük miqyasa qədər yüksək məhsuldarlıqlı ultrasəs ekstraktorlarının bütün çeşidini əhatə edir. Əlavə aksesuarlar prosesiniz üçün ən uyğun ultrasəs cihazı konfiqurasiyasını asanlıqla yığmağa imkan verir. Optimal ultrasəs quruluşu nəzərdə tutulan emal gücündən, həcmdən, materialdan, partiyalı və ya axın xətti prosesindən və vaxt qrafikindən asılıdır. Hielscher ideal sonokimyəvi prosesi qurmağınıza kömək edir.

Partiyalı və axın xəttində emal

Hielscher ultrasəs cihazları partiyalı və fasiləsiz axınlı emal üçün istifadə edilə bilər. Kiçik və orta həcmlər partiyalı prosesdə (məsələn, flakonlarda, sınaq borularında, laboratoriya stəkanlarında, çənlərdə və ya çəlləklərdə) rahat şəkildə ultrasəslə emal edilə bilər. Böyük həcmlərin emalı üçün axın xəttində ultrasəs emalı daha effektiv ola bilər. Partiyalı emal daha çox vaxt və əmək tələb etdiyi halda, fasiləsiz axın xəttində qarışdırma prosesi daha səmərəli, daha sürətlidir və əhəmiyyətli dərəcədə az əmək tələb edir. Hielscher Ultrasonics polimerləşmə reaksiyanız və proses həcminiz üçün ən uyğun ekstraksiya quruluşuna malikdir.

Hər bir istehsal gücü üçün ultrasəs zondları

Hielscher Ultrasonics şirkətinin məhsul çeşidi yığcam laboratoriya ultrasəs cihazlarından masaüstü və pilot sistemlərə, saatda yük maşını yükləri həcmində material emal edə bilən tam sənaye səviyyəli ultrasəs prosessorlarına qədər ultrasəs prosessorlarının bütün spektrini əhatə edir. Tam məhsul çeşidi bizə polimerləriniz, prosesinizin emal gücü və istehsal hədəfləriniz üçün ən uyğun ultrasəs avadanlığını təklif etməyə imkan verir.
Masaüstü ultrasəs sistemləri mümkünlüyün yoxlanması sınaqları və prosesin optimallaşdırılması üçün idealdır. Müəyyən edilmiş proses parametrlərinə əsaslanan xətti miqyas artırılması emal gücünü kiçik partiyalardan tam kommersiya istehsalına qədər artırmağı çox asanlaşdırır. Miqyasın artırılması ya daha güclü ultrasəs ekstraktor qurğusunun quraşdırılması, ya da bir neçə ultrasəs cihazının paralel olaraq klaster şəklində birləşdirilməsi ilə həyata keçirilə bilər. UIP16000 ilə Hielscher dünyada ən güclü ultrasəs qurğusunu təklif edir.

Optimal nəticələr üçün dəqiq idarə olunan amplitudalar

Bütün Hielscher ultrasəs cihazları dəqiq idarə olunur və buna görə istehsalda etibarlı iş avadanlığıdır. Amplituda polimerləşmə reaksiyaları və sintez yolları daxil olmaqla sonokimyəvi reaksiyaların səmərəliliyinə və effektivliyinə təsir edən mühüm proses parametrlərindən biridir.
Hielscher Ultrasonics şirkətinin bütün prosessorları amplitudanın dəqiq tənzimlənməsinə imkan verir. Sonotrodlar və amplituda gücləndirici buynuzlar amplitudanı daha da geniş diapazonda dəyişməyə imkan verən aksesuarlardır. Hielscher şirkətinin sənaye ultrasəs prosessorları çox yüksək amplitudalar yarada və yüksək tələbləri olan tətbiqlər üçün lazım olan ultrasəs intensivliyini təmin edə bilər. 200µm-ə qədər amplitudalar 24/7 iş rejimində asanlıqla fasiləsiz saxlanıla bilər.
Amplitudanın dəqiq tənzimlənməsi və ultrasəs proses parametrlərinin ağıllı proqram təminatı vasitəsilə daimi izlənməsi molekulyar iz salınmış polimerlərinizi ən effektiv ultrasəs şəraitində sintez etməyə imkan verir. Ən yaxşı polimerləşmə nəticələri üçün optimal ultrasəs emalı!
Hielscher ultrasəs avadanlığının möhkəmliyi ağır iş rejimində və çətin mühitlərdə 24/7 işləməyə imkan verir. Bu, Hielscher ultrasəs avadanlığını sonokimyəvi prosesinizin tələblərini yerinə yetirən etibarlı iş alətinə çevirir.

Asan, risksiz sınaq

Ultrasəs prosesləri tamamilə xətti şəkildə miqyaslandırıla bilər. Bu o deməkdir ki, laboratoriya və ya masaüstü ultrasəs cihazından istifadə etməklə əldə etdiyiniz hər bir nəticə tam eyni proses parametrlərindən istifadə olunmaqla tam eyni çıxış nəticəsinə miqyaslandırıla bilər. Bu, ultrasəs emalını mümkünlüyün risksiz yoxlanması, prosesin optimallaşdırılması və sonradan kommersiya istehsalına tətbiq edilməsi üçün ideal edir. Ultrasəs emalının MIP çıxımını və keyfiyyətini necə artıra biləcəyini öyrənmək üçün bizimlə əlaqə saxlayın.

Ən yüksək keyfiyyət – Almaniyada layihələndirilir və istehsal olunur

Ailəyə məxsus və ailə tərəfindən idarə olunan müəssisə olaraq Hielscher ultrasəs prosessorları üçün ən yüksək keyfiyyət standartlarına üstünlük verir. Bütün ultrasəs cihazları Almaniyada, Berlin yaxınlığındakı Teltow şəhərində yerləşən baş qərargahımızda layihələndirilir, istehsal olunur və hərtərəfli sınaqdan keçirilir. Hielscher ultrasəs avadanlığının möhkəmliyi və etibarlılığı onu istehsalınızda davamlı iş avadanlığına çevirir. Tam yük altında və çətin mühitlərdə 24/7 işləmək Hielscher şirkətinin yüksək məhsuldarlıqlı qarışdırıcılarının təbii xüsusiyyətidir.

Aşağıdakı cədvəl ultrasəs cihazlarımızın təxmini emal gücü haqqında məlumat verir:

Hielscher ultrasəs prosessorunu müxtəlif ölçülərdə və prosesinizin tələblərinə tam uyğun konfiqurasiyada ala bilərsiniz. Kiçik laboratoriya borusunda reagentlərin emalından sənaye səviyyəsində polimer suspenziyalarının fasiləsiz axınlı qarışdırılmasına qədər Hielscher Ultrasonics sizin üçün uyğun ultrasəs cihazı təklif edir! Bizimlə əlaqə saxlayın – sizə ideal ultrasəs quruluşunu tövsiyə etməkdən məmnun olarıq!