سنتز التراسونیک از پلیمرهای چاپ مولکولی (MIPs)

پلیمرهای چاپ مولکولی (MIPs) گیرنده هایی هستند که به صورت مصنوعی طراحی شده اند و دارای انتخاب و ویژگی از پیش تعیین شده برای یک ساختار مولکولی بیولوژیکی یا شیمیایی معین هستند. امواج فراصوت می تواند مسیرهای مختلف سنتز پلیمرهای چاپ مولکولی را بهبود بخشد و پلیمریزاسیون کارآمد تر و قابل اعتماد تر می کند.

پلیمرهای چاپ مولکولی چیست؟

پلیمر قالب مولکولی (MIP) مواد پلیمری با ویژگی های تشخیص شبه آنتی بادی است که با استفاده از تکنیک چاپ مولکولی تولید شده است. تکنیک حکاکی مولکولی پلیمر چاپ مولکولی را در رابطه با یک مولکول هدف خاص تولید می کند. پلیمر حک مولکولی دارای حفره هایی در ماتریس پلیمری خود با میل به خاص است “الگو” مولکول. این فرآیند معمولا شامل شروع پلیمریزاسیون مونومرها در حضور یک مولکول الگو است که پس از آن استخراج می شود و حفره های مکمل را پشت سر می گذارد. این پلیمرها با مولکول اصلی میل دارند و در کاربردهایی مانند جداسازی شیمیایی، کاتالیز یا حسگرهای مولکولی استفاده شده اند. مولکول های حک مولکولی را می توان با یک قفل مولکولی مقایسه کرد که با یک کلید مولکولی (به اصطلاح مولکول الگو) مطابقت دارد. پلیمرهای چاپ مولکولی (MIPs) با مکان های اتصال خاص متناسب با مولکول های الگو از نظر شکل، اندازه و گروه های عملکردی مشخص می شوند. "قفل – key" امکان استفاده از پلیمرهای چاپ مولکولی را برای کاربردهای مختلف فراهم می کند، جایی که نوع خاصی از مولکول شناسایی شده و به قفل مولکولی، یعنی پلیمر چاپ مولکولی متصل می شود.

تصویر شماتیک مسیر حکاکی مولکولی سیکلودکسترین ها را برای آماده سازی گیرنده های مناسب نشان می دهد.
مطالعه و تصویر: Hishiya و همکاران 2003

پلیمرهای قالب مولکولی (MIPs) دارای کاربردهای گسترده ای هستند و برای جداسازی و خالص سازی مولکول های بیولوژیکی یا شیمیایی مشخص از جمله اسیدهای آمینه و پروتئین ها، مشتقات نوکلئوتیدی، آلاینده ها و همچنین داروها و مواد غذایی استفاده می شوند. حوزه های کاربرد از جداسازی و تصفیه گرفته تا حسگرهای شیمیایی، واکنش های کاتالیزوری، تحویل دارو، آنتی بادی های بیولوژیکی و سیستم های گیرنده را شامل می شود. (رجوع کنید به واساپولو و همکاران 2011)
به عنوان مثال، فناوری MIP به عنوان تکنیک میکرو استخراج فاز جامد برای کار و تصفیه مولکول های مشتق شده از شاهدانه مانند CBD یا THC از عصاره طیف کامل به منظور به دست آوردن ایزوله ها و تقطیرهای کانابینوئید استفاده می شود.

سنتز التراسونیک مولکول های مولکولی چاپ شده

بسته به نوع هدف (الگو) و کاربرد نهایی MIP، MIP ها را می توان با فرمت های مختلف مانند ذرات کروی در اندازه نانو و میکرون، نانوسیم، نانومیله ها، نانورشته ها یا لایه های نازک سنتز کرد. به منظور تولید یک فرم MIP خاص، می توان از تکنیک های مختلف پلیمریزاسیون مانند چاپ توده، رسوب، پلیمریزاسیون امولسیون، سوسپانسیون، پراکندگی، ژل شدن و پلیمریزاسیون تورم چند مرحله ای استفاده کرد.
استفاده از فرکانس پایین و مافوق صوت با شدت بالا یک تکنیک بسیار کارآمد، همه کاره و ساده برای سنتز نانوساختارهای پلیمری ارائه می دهد.
فراصوت مزایای متعددی را در سنتز MIP در مقایسه با فرآیندهای پلیمریزاسیون سنتی به ارمغان می آورد، زیرا باعث سرعت واکنش بالاتر، رشد زنجیره پلیمری همگن تر، بازده بالاتر و شرایط خفیف تر (به عنوان مثال، دمای واکنش پایین) می شود. علاوه بر این، می تواند توزیع جمعیت محل اتصال و در نتیجه مورفولوژی پلیمر نهایی را تغییر دهد. (اسونسون 2011)
با استفاده از انرژی سونوشیمیایی برای پلیمریزاسیون MIP ها، واکنش های پلیمریزاسیون آغاز می شوند و تأثیر مثبتی دارند. به طور همزمان، فراصوت ترویج degassing موثر از مخلوط پلیمر بدون قربانی کردن ظرفیت اتصال و یا سفتی.
همگن سازی اولتراسونیک ، پراکنده شدن و امولسیون سازی ارائه می دهد مخلوط کردن و تحریک برتر به شکل تعلیق های همگن و برای ارائه انرژی شروع برای فرآیندهای پلیمریزاسیون. Viveiros و همکاران (2019) پتانسیل سنتز MIP اولتراسونیک را بررسی کرد و اظهار داشت که "MIPs آماده خواص اتصال اولتراسونیک مشابه یا برتر از روش های مرسوم ارائه شده است".
MIPs در قالب نانو امکانات امیدوارکننده ای را برای بهبود همگنی محل های اتصال باز می کند. امواج فراصوت به خوبی برای نتایج استثنایی خود را در آماده سازی نانوپراکندگی و نانوامولسیون شناخته شده است.

پلیمریزاسیون نانو امولسیون التراسونیک

MIPها را می توان با پلیمریزاسیون امولسیون سنتز کرد. پلیمریزاسیون امولسیون معمولا با تشکیل یک امولسیون روغن در آب با افزودن یک سورفکتانت به دست می آید. برای تشکیل یک پایدار و در اندازه نانو، یک تکنیک امولسیون سازی با کارایی بالا مورد نیاز است. امولسیون اولتراسونیک یک تکنیک به خوبی تثبیت شده برای آماده سازی نانو و مینی امولسیون است.
اطلاعات بیشتر در مورد التراسونیک نانو امولسیون سازی!

اولتراسونیک می تواند مسیرهای سنتز زیر را برای تولید nanoMIP بهبود بخشد: پلیمریزاسیون بارش، پلیمریزاسیون امولسیون و پلیمریزاسیون هسته پوسته.
مطالعه و تصویر توسط: رفعت و همکاران 2019

استخراج التراسونیک از الگو

پس از سنتز پلیمرهای حک مولکولی، الگو باید از محل اتصال خارج شود تا یک پلیمر فعال با حک مولکولی به دست آید. نیروهای اختلاط شدید فراصوت ترویج حلالیت، انتشار، نفوذ و حمل و نقل مولکول های حلال و قالب. در نتیجه، الگوها به سرعت از سایت های صحافی حذف می شوند.
استخراج التراسونیک همچنین می تواند با استخراج Soxhlet ترکیب برای حذف الگو از پلیمر چاپ شده.

مطالعات موردی: کاربردهای اولتراسونیک برای پلیمرهای چاپ مولکولی

سنتز التراسونیک از پلیمرهای چاپ مولکولی

کپسوله کردن نانوذرات مغناطیسی توسط پلیمرهای قالب شده با استرادیول 17 با استفاده از یک مسیر سنتز اولتراسونیک، به حذف سریع 17 بتا استرادیول از محیط های آبی دست می یابد. برای سنتز التراسونیک نانوMIPs, متاکریلیک اسید (MAA) به عنوان مونومر استفاده شد, اتیلن گلیکول دی متیل آکریلات (EGDMA) به عنوان crosslinker, و azobisisobutyronitrile (AIBN) به عنوان آغازگر استفاده شد. روش سنتز اولتراسونیک به مدت 2 ساعت در دمای 65 درجه سانتیگراد انجام شد. میانگین قطر اندازه ذرات NIPs مغناطیسی و MIPهای مغناطیسی به ترتیب 200 و 300 نانومتر بود. استفاده از امواج فراصوت نه تنها سرعت پلیمریزاسیون و مورفولوژی نانوذرات را افزایش داد، بلکه منجر به افزایش تعداد رادیکال های آزاد شد و در نتیجه رشد MIP در اطراف نانوذرات مغناطیسی را تسهیل کرد. ظرفیت جذب به سمت 17 بتا-استرادیول با روش های سنتی قابل مقایسه بود. [شیا و همکاران 2012 / ویویرو و همکاران 2019]

اولتراسونیک برای سنسورهای چاپ مولکولی

یو و همکاران یک حسگر الکتروشیمیایی با چاپ مولکولی بر اساس الکترودهای اصلاح شده با نانوذرات نیکل برای تعیین فنوباربیتال طراحی کردند. حسگر الکتروشیمیایی گزارش شده با استفاده از پلیمریزاسیون حرارتی با استفاده از متاکریلیک اسید (MAA) به عنوان مونومر عملکردی، 2،2-آزوبیس ایزوبوتیرونیتریل (AIBN) و اتیلن گلیکول مالئیک روزینات (EGMRA) آکریلات به عنوان عامل اتصال عرضی، فنوباربیتال ها (PBs) به عنوان مولکول الگو و دی متیل سولفوکسید (DMSO) به عنوان حلال آلی توسعه داده شد. در فرآیند ساخت سنسور، 0.0464g PB و 0.0688g MAA در 3 میلی لیتر DMSO مخلوط شدند و به مدت 10 دقیقه فراصوت شدند. پس از 5 ساعت، 1.0244 گرم EGMRA و 0.0074 گرم AIBN به مخلوط اضافه شدند و به مدت 30 دقیقه فراصوت شدند تا محلول های پلیمری چاپ PB به دست آید. پس از آن، 10 میکرولیتر 2.0 میلی لیتر میلی لیتر^-1محلول نانوذرات نیکل بر روی سطح GCE افتاد و سپس حسگر در دمای اتاق خشک شد. سپس تقریبا 5 میکرولیتر از محلول پلیمری قالب PB تهیه شده بر روی GCE اصلاح شده با نانوذرات نیکل پوشش داده شد و در دمای 75 درجه سانتی گراد به مدت 6 ساعت در خلاء خشک شد. پس از پلیمریزاسیون حرارتی، حسگر قالب شده با (اسید استیک) HAc/متانول (نسبت حجمی، 3:7) به مدت 7 دقیقه شسته شد تا مولکول های الگو حذف شوند. (رجوع کنید به Uygun و همکاران 2015)

میکرو استخراج التراسونیک با استفاده از MIPs

به منظور بازیابی تجزیه و تحلیل نیکوتین آمید از نمونه ها، میکرواستخراج فاز جامد پخشی با کمک اولتراسونیک و به دنبال آن اسپکتروفتومتر UV-vis (UA-DSPME-UV-vis) استفاده می شود. برای استخراج و پیش تغلیظ نیکوتین آمید (ویتامین B3) از پلیمرهای قالب مولکولی بر پایه چارچوب آلی فلزی HKUST-1 (MOF) استفاده شده است. (Asfaram و همکاران 2017)

مافوق صوت با کارایی بالا برای کاربردهای پلیمری

از آزمایشگاه تا تولید با مقیاس پذیری خطی: پلیمرهای چاپ مولکولی مهندسی شده به طور خاص ابتدا در آزمایشگاه کوچک و مقیاس رومیزی توسعه یافته و آزمایش می شوند تا امکان سنجی سنتز پلیمر را بررسی کنند. اگر امکان سنجی و بهینه سازی MIP ها انجام شده باشد، تولید MIP به حجم های بزرگتر افزایش می یابد. مسیرهای سنتز مافوق صوت را می توان همه به صورت خطی از نیمکت بالا به تولید کاملا تجاری مقیاس می شود. Hielscher مافوق صوت ارائه می دهد تجهیزات سونوشیمیایی برای سنتز پلیمر در آزمایشگاه کوچک و تنظیمات نیمکت بالا تا به طور کامل صنعتی درون خطی سیستم های مافوق صوت برای تولید 24/7 تحت بار کامل. اولتراسونیک را می توان به صورت خطی از اندازه لوله test به ظرفیت های تولید بزرگ کامیون در ساعت مقیاس بندی کرد. Hielscher مافوق صوت نمونه کارها محصولات گسترده از آزمایشگاه به سیستم های سونوشیمیایی صنعتی دارای سونونیکاتور مناسب ترین برای ظرفیت فرآیند پیش بینی خود را. کارکنان باتجربه طولانی مدت ما از آزمایش های امکان سنجی و بهینه سازی فرآیند تا نصب سیستم اولتراسونیک شما در سطح تولید نهایی به شما کمک می کنند.

شرکت Hielscher Ultrasonics – تجهیزات پیشرفته سونوشیمیایی

Hielscher مافوق صوت نمونه کارها محصول را پوشش می دهد طیف گسترده ای از استخراج مافوق صوت با کارایی بالا از مقیاس کوچک تا بزرگ. لوازم جانبی اضافی امکان مونتاژ آسان مناسب ترین پیکربندی دستگاه اولتراسونیک را برای فرآیند شما فراهم می کند. راه اندازی اولتراسونیک بهینه بستگی به ظرفیت، حجم، مواد، دسته ای یا درون خطی فرآیند و جدول زمانی دارد. Hielscher به شما کمک می کند تا برای راه اندازی فرایند سونوشیمیایی ایده آل.

دسته ای و درون خطی

مافوق صوت Hielscher را می توان برای دسته ای و مداوم جریان از طریق پردازش استفاده می شود. حجم های کوچک و متوسط را می توان به راحتی در یک فرآیند دسته ای فراصوت (به عنوان مثال، ویال، test، لوله، لیوان، مخازن یا بشکه). برای پردازش حجم زیاد، فراصوت درون خطی ممکن است موثر تر باشد. در حالی که بچینگ زمان و کار بیشتری دارد، یک فرآیند اختلاط درون خطی مداوم کارآمدتر، سریع تر و به نیروی کار بسیار کمتری نیاز دارد. Hielscher مافوق صوت است مناسب ترین راه اندازی استخراج برای واکنش پلیمریزاسیون و حجم فرآیند خود را.

پروب های اولتراسونیک برای هر ظرفیت محصول

Hielscher مافوق صوت محدوده محصول را پوشش می دهد طیف کاملی از پردازنده های اولتراسونیک از آزمایشگاه جمع و جور ultrasonicators بیش از نیمکت بالا و سیستم های خلبان به پردازنده های مافوق صوت به طور کامل صنعتی با ظرفیت پردازش کامیون در هر ساعت. طیف کامل محصول به ما این امکان را می دهد که مناسب ترین تجهیزات اولتراسونیک را برای پلیمرها، ظرفیت فرآیند و اهداف تولید شما به شما ارائه دهیم.
سیستم های رومیزی اولتراسونیک برای آزمایش های امکان سنجی و بهینه سازی فرآیند ایده آل هستند. مقیاس خطی بر اساس پارامترهای فرآیند تعیین شده، افزایش ظرفیت های پردازش از قطعات کوچکتر به تولید کاملا تجاری را بسیار آسان می کند. ارتقاء مقیاس را می توان با نصب یک واحد استخراج مافوق صوت قوی تر و یا خوشه بندی چند ultrasonicators به صورت موازی انجام می شود. با UIP16000, Hielscher ارائه می دهد واحد مافوق صوت قوی ترین در سراسر جهان.

دامنه های دقیق قابل کنترل برای نتایج مطلوب

همه مافوق صوت Hielscher دقیقا قابل کنترل و در نتیجه اسب کار قابل اعتماد در تولید. دامنه یکی از پارامترهای مهم فرآیند است که بر کارایی و اثربخشی واکنش های سونوشیمیایی از جمله واکنش های پلیمریزاسیون و مسیرهای سنتز تأثیر می گذارد.
همه Hielscher اولتراسونیک’ پردازنده ها امکان تنظیم دقیق دامنه را فراهم می کنند. سونوترودها و بوق های تقویت کننده لوازم جانبی هستند که امکان تغییر دامنه را در محدوده وسیع تری فراهم می کنند. پردازنده های اولتراسونیک صنعتی Hielscher را می توانید دامنه بسیار بالا ارائه و ارائه شدت مافوق صوت مورد نیاز برای برنامه های کاربردی خواستار. دامنه های تا 200 میکرومتر را می توان به راحتی به طور مداوم در عملیات 24/7 اجرا کرد.
تنظیمات دامنه دقیق و نظارت دائمی پارامترهای فرآیند اولتراسونیک از طریق نرم افزار هوشمند به شما این امکان را می دهد که پلیمرهای چاپ مولکولی خود را با موثر ترین شرایط اولتراسونیک سنتز کنید. فراصوت بهینه برای بهترین نتایج پلیمریزاسیون!
استحکام تجهیزات اولتراسونیک Hielscher را اجازه می دهد تا برای عملیات 24/7 در وظیفه سنگین و در محیط های خواستار. این باعث می شود تجهیزات اولتراسونیک Hielscher را یک ابزار کار قابل اعتماد است که برآورده کردن نیازهای فرایند sonochemical خود را.

تست آسان و بدون ریسک

فرآیندهای اولتراسونیک را می توان به طور کامل خطی مقیاس بندی کرد. این بدان معناست که هر نتیجه ای که شما با استفاده از یک آزمایشگاه و یا اولتراسونیک نیمکت بالا به دست آورده اند، می تواند دقیقا همان خروجی با استفاده از پارامترهای فرآیند دقیقا همان مقیاس بندی شود. این باعث می شود ultrasonication ایده آل برای تست امکان سنجی بدون ریسک، بهینه سازی فرآیند و پیاده سازی پس از آن در تولید تجاری. تماس با ما برای یادگیری چگونه فراصوت می تواند عملکرد MIP خود را افزایش می دهد و کیفیت.

بالاترین کیفیت – طراحی و ساخت آلمان

به عنوان یک کسب و کار خانوادگی و خانوادگی, Hielscher اولویت بالاترین استانداردهای کیفیت برای پردازنده های اولتراسونیک آن. همه ultrasonicators طراحی، تولید و به طور کامل در دفتر مرکزی ما در Teltow در نزدیکی برلین، آلمان مورد آزمایش قرار گرفت. استحکام و قابلیت اطمینان از تجهیزات اولتراسونیک Hielscher را آن را به یک اسب کار در تولید خود را. عملیات 24/7 تحت بار کامل و در محیط های خواستار یک ویژگی طبیعی از میکسرهای با کارایی بالا Hielscher است.

جدول زیر به شما نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی مافوق صوت ما می دهد:

شما می توانید پردازنده اولتراسونیک Hielscher در هر اندازه مختلف و دقیقا پیکربندی شده به نیازهای فرآیند خود را خرید. از درمان واکنش دهنده ها در یک لوله آزمایشگاهی کوچک به جریان مداوم از طریق مخلوط کردن دوغاب پلیمری در سطح صنعتی، Hielscher مافوق صوت ارائه می دهد ultrasonicator مناسب برای شما! لطفا با ما تماس بگیرید – ما خوشحالیم که تنظیمات اولتراسونیک ایده آل را به شما توصیه می کنیم!