Zlepšete své lapače ultrazvukovým mícháním

Lapač (scavenger) je chemická látka, která se přidává do směsi za účelem odstranění nebo deaktivace nečistot a znehodnocujících vedlejších produktů. V mnoha reakcích se používá přebytek výchozích látek, aby reakce v roztokové fázi proběhla úplně. Výsledná směs se skládá z požadovaného produktu a jednoho či více nežádoucích vedlejších produktů. Po skončení reakce je nutné nežádoucí vedlejší produkt odstranit. Běžnou technikou odstraňování nežádoucích látek z reakční směsi je vychytávání (scavenging). Lapače se často přidávají v nadměrném množství, aby se urychlilo odstraňování nečistot. Vmíchání lapačů do reakční směsi pomocí výkonového ultrazvuku poskytuje jemnou disperzi – lapač se tak rozpadne na velmi malé částice nebo kapičky. Čím menší je velikost částic nebo kapiček, tím větší je reaktivní plocha povrchu. To vede k hospodárnějšímu využití vychytávacích chemikálií a k rychlejšímu odstranění nečistot nebo nežádoucích vedlejších produktů.

Lapače se často používají v

• chemii: V kombinatorické chemii v roztokové fázi se lapače často používají k odstranění nespotřebovaných přebytečných činidel a/nebo spotřebovaných činidel.
• farmaceutickém vývoji a výrobě: jsou vyžadovány účinné látky vysoké čistoty, aby tyto látky mohly plně uplatnit své účinky.
• ropném a plynárenském průmyslu: např. při odsiřování. Běžným příkladem je odstraňování sirovodíku (H₂S), aby se zabránilo jakýmkoli nežádoucím reakcím (zejména v rámci ochrany proti korozi).
• biologii a biotechnologiích: např. nanočástice působí jako lapač radikálů, který chrání tkáň před poškozením.

Síla ultrazvukového míchání

Výkonné ultrazvukové vlny zavedené do kapalného média vyvolávají kavitaci. Kavitační smykové síly velmi účinně dispergují a emulgují. Jemnou distribuci velikosti, které se dosahuje výkonným ultrazvukovým mícháním, lze přesně řídit, takže lze snadno vytvářet částice nebo kapičky mikronové a nanometrové velikosti. Nepatrná velikost částic lapače a jejich rovnoměrná distribuce vedou k velkému povrchu částic, což znamená vysoce aktivní plochu povrchu pro vázání nečistot, aby je bylo možné z reakční směsi odstranit.

Výhody ultrazvukového vychytávání

Díky účinné ultrazvukové disperzi lze lapač používat úsporně. Ultrazvukové síly dispergují a distribuují částice nebo kapičky na velmi jemnou velikost, takže je využit plný potenciál lapačů. Tím se zabrání nadměrnému použití vychytávacích činidel. To šetří lapač a usnadňuje odstranění vychycených vedlejších produktů.
Vychytávání podporované ultrazvukem umožňuje vysokokapacitní paralelní syntézu a purifikaci. Díky tomu je váš proces efektivnější a zlepšuje se kvalita produktu. Další výhody vyplývají ze skutečnosti, že vychytávání je důležitou alternativou k časově náročné kapalinové chromatografii a extrakci kapalina-kapalina.
Ultrazvukové míchání je přínosné pro všechny typy lapačů, jako jsou pevné lapače (např. prášky, gely, vychytávací polymery, vychytávací pryskyřice) a kapalné lapače.

Vsádková sonikace nebo průtoková (inline) sonikace

Ultrazvukové procesy lze provozovat jak vsádkově, tak v kontinuálním průtokovém režimu. Zejména u menších objemů, např. při sonikaci vzorků a menších výrobních šarží, lze proces sonikace snadno provést v kádince nebo vsádce. Pro větší objemové proudy se však doporučuje průtoková (inline) sonikace, která zajistí rovnoměrné a konzistentní výsledky procesu. V závislosti na objemovém proudu nabízí Hielscher širokou škálu ultrazvukových reaktorů s průtokovou celou.

Kroky procesu vychytávání za pomoci ultrazvuku

• 1. Připravte reakční suspenzi a nechte látky úplně zreagovat. (Upozorňujeme, že ultrazvuk podporuje chemické reakce! Může být přínosné sonikovat reakční směs i během prvního kroku.) Po reakci obsahuje roztok konečný produkt a nežádoucí vedlejší produkty. Přidejte lapač dle vlastního výběru
• 2. Přidejte lapač a připravte hrubou předmíchanou suspenzi nebo emulzi. Po vytvoření suspenze/ emulze směs sonikujte.
• 3. Po dokončení vychytávací reakce jsou vedlejší produkty navázány a mohou být buď odstraněny, nebo mohou díky své vazbě na lapač zůstat v reakční směsi tak, jak jsou. Purifikaci lze provést získáním čistého produktu filtrací, centrifugací nebo odstraněním supernatantu kapátkem/ pipetou.