سنتز مافوق صوت پلیمرهای مولکولی چاپ شده (MIPs)

پلیمرهای مولکولی Imprinted چه هستند؟

یک پلیمر مولکولی چاپ شده (MIP) مواد پلیمری با ویژگی های تشخیص آنتی بادی مانند است که با استفاده از تکنیک چاپ مولکولی تولید شده است. تکنیک چاپ مولکولی پلیمری مولکولی چاپ شده را در رابطه با یک مولکول هدف خاص تولید می کند. پلیمر مولکولی چاپ شده دارای حفره هایی در ماتریس پلیمری خود با میل به خاص “الگو” مولکول. این فرایند معمولاً شامل شروع پلیمریزاسیون مونومرها در حضور یک مولکول قالب است که پس از آن استخراج می شود و حفره های مکمل را پشت سر می گذارد. این پلیمرها به مولکول اصلی قرابت دارند و در کاربردهایی مانند جداسازی های شیمیایی، کاتالیز، یا حسگرهای مولکولی مورد استفاده قرار گرفته اند. مولکول های مولکولی چاپ شده را می توان با یک قفل مولکولی مقایسه کرد، که با یک کلید مولکولی (به اصطلاح مولکول قالب) مطابقت دارد. پلیمرهای چاپ شده مولکولی (MIPs) توسط سایت های اتصال به طور خاص متناسب با مولکول های قالب در شکل، اندازه و گروه های عملکردی مشخص می شوند. "قفل" – کلید" ویژگی اجازه می دهد تا به استفاده از پلیمرهای مولکولی imprinted برای برنامه های کاربردی مختلف، که در آن نوع خاصی از مولکول به رسمیت شناخته شده و متصل به قفل مولکولی، به عنوان یکی از پلیمر مولکولی imprinted.

تصویر شماتیک مسیر چاپ مولکولی سیکلودسکسترین ها را برای تهیه گیرنده های مناسب نشان می دهد.
مطالعه و تصویر: هیشیا و همکاران 2003

پلیمرهای چاپ شده مولکولی (MIPs) دارای زمینه گسترده ای از کاربردها هستند و برای جدا کردن و تصفیه مولکول های زیستی یا شیمیایی مشخص شده شامل اسیدهای آمینه و پروتئین ها، مشتقات هسته ای، آلاینده ها و همچنین داروها و مواد غذایی استفاده می شوند. مناطق کاربرد از جداسازی و تصفیه تا حسگرهای شیمیایی، واکنش های کاتالیزوری، تحویل دارو، آنتی بادی های زیستی و سیستم های گیرنده ها را در بر می گیرد. (cf. Vasapollo et al. 2011)
به عنوان مثال، فناوری MIP به عنوان تکنیک استخراج میکرو فاز جامد برای عمل و تصفیه مولکول های مشتق از حشیش مانند CBD یا THC از عصاره طیف کامل به منظور به دست آوردن جدایه ها و تیستلات های کانابینوئید استفاده می شود.

سنتز مافوق صوت مولکول های مولکولی چاپ شده

بسته به نوع هدف (قالب) و کاربرد نهایی MIP، MIPs می تواند با سنتز در فرمت های مختلف مانند ذرات کروی به اندازه نانو و میکرون، نانوسیم ها، نانو میله ها، نانو فیلامنت ها، یا فیلم های نازک. به منظور تولید یک فرم MIP خاص، تکنیک های مختلف پلیمریزاسیون مانند چاپ فله، بارش، پلیمریزاسیون امولاسیون، تعلیق، پراکنده سازی، ژلاسیون، و پلیمریزاسیون تورم چند مرحله ای می تواند به کار گرفته شود.
استفاده از فرکانس پایین، با شدت بالا مافوق صوت ارائه می دهد بسیار کارآمد، همه کاره و تکنیک ساده برای سنتز نانوساختارهای پلیمری.
فراصوت به ارمغان می آورد مزایای متعددی در سنتز MIP زمانی که با فرایندهای پلیمریزاسیون سنتی مقایسه, چرا که آن را ترویج نرخ واکنش بالاتر, رشد زنجیره پلیمر همگن تر, بازده بالاتر, و شرایط خفیف تر (به عنوان مانند, دمای واکنش پایین). علاوه بر این، می تواند توزیع جمعیت محل اتصال را تغییر دهد، و به این ترتیب، ریولوژی پلیمر نهایی. (Svenson 2011)
با استفاده از انرژی سونوشیمیایی به پلیمریزاسیون MIPs، واکنش های پلیمریزاسیون آغاز می شود و به طور مثبت تحت تاثیر قرار می گیرد. به طور همزمان, sonication ترویج degassing موثر از مخلوط پلیمر بدون قربانی ظرفیت اتصال و یا سفتی.
همگن سازی مافوق صوت, پراکنده و emulsification ارائه می دهد مخلوط کردن برتر و بی قراری به شکل تعلیق همگن و به ارائه انرژی شروع برای فرایندهای پلیمریزاسیون. Viveiros و همکاران (2019) بررسی پتانسیل سنتز MIP مافوق صوت و دولت است که "MIPs آماده مافوق صوت ارائه خواص اتصال مشابه و یا برتر از روش های مرسوم".
MIPs در نانو فرمت باز امکانات امیدوار کننده برای بهبود همگنی از سایت های اتصال. امواج فراصوت به خوبی برای نتایج استثنایی خود را در آماده سازی نانودیسپراسیون ها و nanoemulsions شناخته شده است.

پلیمریزاسیون نانو املسون مافوق صوت

MIPs را می توان با پلیمریزاسیون امولیزاسیون سنتز کرد. پلیمریزاسیون املزی معمولاً با تشکیل یک املسون نفت در آب تحت اضافه شدن یک سورفکتانت به دست می آورد. برای تشکیل یک پایدار، به اندازه نانو، یک تکنیک امولسیون با کارایی بالا مورد نیاز است. اولسیفیکاسیون مافوق صوت یک تکنیک به خوبی تثبیت شده برای آماده سازی نانو و مینی امولسیون است.
اطلاعات بیشتر در مورد اولتراسونیک نانو امولسیون!

سونوگرافی می تواند مسیرهای سنتز زیر را برای تولید nanoMIP بهبود بخشد: پلیمریزاسیون بارش, پلیمریزاسیون امولزیون, و هسته پوسته پلیمریزاسیون.
مطالعه و تصویر توسط: Refaat و همکاران 2019

استخراج مافوق صوت از قالب

پس از سنتز پلیمرهای مولکولی چاپ شده، قالب باید از محل اتصال حذف شود تا یک پلیمر فعال مولکولی چاپ شده به دست آید. نیروهای مخلوط کننده شدید فراصوت، حلالیت، انتشار، نفوذ و انتقال مولکول های حلال و قالب را ترویج می کنند. در نتیجه قالب ها به سرعت از سایت های اتصال حذف می شوند.
استخراج مافوق صوت نیز می تواند با استخراج Soxhlet ترکیب برای حذف قالب از پلیمر imprinted.

مطالعات موردی: کاربردهای مافوق صوت برای پلیمرهای مولکولی چاپ شده

سنتز مافوق صوت پلیمرهای مولکولی چاپ شده

The encapsulation of magnetic nanoparticles by 17β-estradiol-imprinted polymers using an ultrasonic synthesis route achieves fast removal of 17β-estradiol from aqueous environments. For the ultrasonic synthesis of the nanoMIPs, methacrylic acid (MAA) was used as monomer, ethylene glycol dimethylacrylate (EGDMA) as crosslinker, and azobisisobutyronitrile (AIBN) as initiator. The ultrasonic synthesis procedure was carried out for 2h at 65ºC. The average particle size diameters of magnetic NIPs and magnetic MIPs were 200 and 300 nm, respectively. The use of ultrasound not only enhanced the polymerization rate and morphology of the nanoparticles, but also led to an increase in the number of free radicals, and thus, facilitated MIP growth around the magnetic nanoparticles. The adsorption capacity towards to 17β-estradiol was comparable to traditional approaches. [Xia et al. 2012 / Viveiro et al. 2019]

مافوق صوت برای سنسورهای مولکولی Imprinted

یو و همکارانش یک حسگر الکتروشیمیایی چاپ شده مولکولی را بر اساس الکترودهای اصلاح شده با نانوذرات نیکل برای تعیین فنوباربیتال طراحی کردند. حسگر الکتروشیمیایی گزارش شده توسط پلیمریزاسیون حرارتی با استفاده از اسید متاکرلیک (MAA) به عنوان مونومر عملکردی توسعه داده شد، 2,2-azobisisobutyronitrile (AIBN) و اتیلن گلیکول مالیک روزینات (EGMRA) اکریلات به عنوان عامل متقاطع, فنوباربیتال (PBs) به عنوان مولکول قالب, و دی متیل سولفوکسید (DMSO) به عنوان یک حلال آلی. در فرایند ساخت حسگر، 0.0464g PB و 0.0688g MAA در 3 میلی ال DMSO مخلوط و به مدت 10 دقیقه فراصوت شد. پس از 5 ساعت، 1.0244g EGMRA و 0.0074g AIBN به مخلوط اضافه شد و به مدت 30 دقیقه فراصوت برای به دست آوردن محلول های پلیمری PB چاپ شده است. پس از آن، 10 میکرول از 2.0 میلی گرم میلی گرم میلی گرم^-1محلول نانوذرات Ni بر روی سطح GCE کاهش یافت و سپس حسگر در دمای اتاق خشک شد. سپس حدود 5 میکرولیتر محلول پلیمری آماده شده با PB بر روی GCE اصلاح شده با نانوذرات Ni پوشش داده شد و خلاء در 75 ثانیه C به مدت 6 ساعت خشک شد. به دنبال پلیمریزاسیون حرارتی، حسگر چاپ شده با (اسید استیک) HAc/methanol (نسبت حجم، 3:7) برای 7 دقیقه شسته شد تا مولکول های قالب حذف شود. (cf. Uygun et al. 2015)

میکرو استخراج مافوق صوت با استفاده از MIPs

به منظور بازیابی تجزیه و تحلیل نیکوتین گامید از نمونه ها، میکرواستقراض فاز جامد پراکنده به کمک مافوق صوت و به دنبال آن طیف سنج UV-vis (UA-DSPME-UV-vis) اعمال می شود. برای استخراج و پیش تثنیه نیکوتین آمید (ویتامین B3)، چارچوب آلی فلزی HKUST-1 (MOF) بر اساس پلیمرهای مولکولی چاپ شده استفاده شده است. (Asfaram et al. 2017)

سونوگرافی با کارایی بالا برای برنامه های کاربردی پلیمر

از آزمایشگاه تا تولید با مقیاس پذیری خطی: به طور خاص مهندسی پلیمرهای مولکولی imprinted اولا توسعه یافته و آزمایش در آزمایشگاه کوچک و نیمکت بالا مقیاس، برای بررسی امکان سنجی سنتز پلیمر. اگر امکان سنجی و خوش بینی MIPs انجام شده باشد، تولید MIP به حجم های بزرگتر مقیاس بندی می شود. مسیرهای سنتز مافوق صوت را می توان همه خطی از نیمکت بالا به تولید کاملا تجاری مقیاس. Hielscher Ultrasonics ارائه می دهد تجهیزات sonochemical برای سنتز پلیمر در آزمایشگاه کوچک و نیمکت بالا تنظیمات تا سیستم های کاملا صنعتی اینلاین مافوق صوت برای تولید 24/7 تحت بار کامل. مافوق صوت را می توان به طور خطی از اندازه لوله تست به امکانات تولید بزرگ از truckloads در هر ساعت مقیاس. Hielscher Ultrasonics نمونه کارها محصول گسترده از آزمایشگاه به سیستم های سونوشیمیایی صنعتی تا به مافوق صوت مناسب ترین برای ظرفیت فرایند پیش بینی شده خود را. کارکنان با تجربه طولانی مدت ما شما را از آزمون امکان سنجی و بهینه سازی فرایند به نصب و راه اندازی سیستم مافوق صوت خود را در سطح تولید نهایی کمک کند.

شرکت Hielscher Ultrasonics – تجهیزات پیچیده سونوشیمیایی

Hielscher مافوق صوت نمونه کارها محصول را پوشش می دهد طیف کاملی از استخراج مافوق صوت با عملکرد بالا از مقیاس کوچک به بزرگ. لوازم جانبی اضافی اجازه می دهد برای مونتاژ آسان از پیکربندی دستگاه مافوق صوت مناسب ترین برای فرایند شما. راه اندازی مافوق صوت مطلوب بستگی به ظرفیت پیش بینی شده, حجم, مواد, دسته ای یا اینلاین فرایند و جدول زمانی. Hielscher کمک می کند تا شما را به راه اندازی فرایند sonochemical ایده آل.

دسته و اینلاین

اولتراسونیک Hielscher می تواند برای دسته ای و مداوم جریان از طریق پردازش استفاده می شود. حجم های کوچک و متوسط را می توان به راحتی در یک فرایند دسته ای فراصوت (به عنوان مانند، ویال، آزمایش، لوله، منقار، تانک یا بشکه). برای پردازش حجم بزرگ، فراصوت اینلاین ممکن است موثرتر باشد. در حالی که دسته سازی زمان و کار فشرده تر است، یک فرایند مخلوط کردن خط مداوم کارآمدتر، سریع تر است و نیاز به کار قابل توجهی کمتر دارد. Hielscher Ultrasonics تا به راه اندازی استخراج مناسب ترین برای واکنش پلیمریزاسیون و حجم فرایند خود را.

پروب مافوق صوت برای هر ظرفیت محصول

Hielscher مافوق صوت محدوده محصول را پوشش می دهد طیف کامل از پردازنده های مافوق صوت از سونوگرافی آزمایشگاه جمع و جور بیش از نیمکت بالا و سیستم های آزمایشی به پردازنده های مافوق صوت به طور کامل صنعتی با ظرفیت پردازش truckloads در هر ساعت. محدوده محصول کامل اجازه می دهد تا ما را به شما مناسب ترین تجهیزات مافوق صوت برای پلیمرهای خود را ارائه, ظرفیت فرایند و اهداف تولید.
سیستم های نیمکت تاپ مافوق صوت ایده آل برای آزمایش های امکان سنجی و بهینه سازی فرایند هستند. مقیاس خطی بر اساس پارامترهای فرایند تثبیت شده باعث می شود آن را بسیار آسان برای افزایش امکانات پردازش از لات های کوچکتر به تولید کاملا تجاری است. تا پوسته پوسته شدن را می توان با نصب یک واحد استخراج مافوق صوت قوی تر و یا خوشه بندی چند مافوق صوت به موازات انجام می شود. با UIP16000, Hielscher ارائه می دهد قوی ترین واحد مافوق صوت در سراسر جهان.

دامنه های دقیقا قابل کنترل برای نتایج مطلوب

تمام Ultrasonicators Hielscher هستند دقیقا قابل کنترل و در نتیجه اسب کار قابل اعتماد در تولید. دامنه یکی از پارامترهای فرایند بسیار مهم است که بر کارایی و اثربخشی واکنش های سونوشیمیایی شامل واکنش های پلیمریزاسیون و مسیرهای سنتز تأثیر می گذارد.
تمام اولتراسونیک Hielscher’ پردازنده ها امکان تنظیم دقیق دامنه را می دهند. Sonotrodes و بوق تقویت کننده لوازم جانبی است که اجازه می دهد برای تغییر دامنه در محدوده حتی گسترده تر است. پردازنده های مافوق صوت صنعتی Hielscher می تواند دامنه های بسیار بالا ارائه و ارائه شدت مافوق صوت مورد نیاز برای برنامه های کاربردی خواستار. دامنه تا 200μm به راحتی می تواند به طور مداوم در 24/7 عمل اجرا شود.
تنظیمات دامنه دقیق و نظارت دائمی از پارامترهای فرایند مافوق صوت از طریق نرم افزار هوشمند به شما این امکان را به سنتز پلیمرهای مولکولی خود را با موثرترین شرایط مافوق صوت. فراصوت بهینه برای بهترین نتایج پلیمریزاسیون!
استحکام تجهیزات مافوق صوت Hielscher اجازه می دهد تا برای عملیات 24/7 در وظیفه سنگین و در محیط های خواستار. این باعث می شود تجهیزات مافوق صوت Hielscher یک ابزار کار قابل اعتماد است که انجام مورد نیاز فرایند سونوشیمیایی خود را.

آسان، تست بدون خطر

فرایندهای مافوق صوت را می توان به طور کامل خطی مقیاس. این بدان معنی است که هر نتیجه ای که شما با استفاده از آزمایشگاه و یا نیمکت بالا مافوق صوت به دست آورد، می تواند به دقیقا همان خروجی با استفاده از پارامترهای فرایند دقیقا همان مقیاس. این باعث می شود فراصوت ایده آل برای تست امکان سنجی بدون خطر, بهینه سازی فرایند و پیاده سازی پس از آن را به تولید تجاری. تماس با ما برای یادگیری چگونه فراصوت می تواند عملکرد MIP و کیفیت خود را افزایش دهد.

بالاترین کیفیت – طراحی و ساخت در آلمان

به عنوان یک کسب و کار متعلق به خانواده و خانواده اداره ، Hielscher اولویت بندی بالاترین استانداردهای کیفیت برای پردازنده مافوق صوت آن است. همه ultrasonicators طراحی شده اند ، تولید و به طور کامل در دفتر مرکزی ما در Teltow در نزدیکی برلین ، آلمان مورد آزمایش قرار. نیرومندی و قابلیت اطمینان تجهیزات اولتراسونیک Hielscher آن را یک اسب کار در تولید خود را. 24/7 عملیات تحت بار کامل و در محیط های خواستار یک ویژگی طبیعی میکسر با کارایی بالا Hielscher است.

جدول زیر به شما می دهد که نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی ultrasonicators ما:

شما می توانید پردازنده Hielscher مافوق صوت در هر اندازه های مختلف خرید و دقیقا به نیازهای فرایند خود را پیکربندی. از درمان واکنشگر در یک لوله آزمایشگاه کوچک به جریان مداوم از طریق مخلوط کردن دوغاب پلیمر در سطح صنعتی، Hielscher مافوق صوت ارائه می دهد مافوق صوت مناسب برای شما! لطفا با ما تماس بگیرید – ما خوشحالم که به شما راه اندازی مافوق صوت ایده آل توصیه!