Tehosta sieppausaineidesi toimintaa ultraäänisekoituksella

Sieppausaine on kemiallinen aine, jota lisätään seokseen epäpuhtauksien ja haitallisten sivutuotteiden poistamiseksi tai deaktivoimiseksi. Monissa reaktioissa lähtöaineita käytetään ylimäärin, jotta liuosfaasissa tapahtuva reaktio etenisi loppuun asti. Lopullinen seos koostuu halutusta tuotteesta ja yhdestä tai useammasta ei-toivotusta sivutuotteesta. Kun reaktio on päättynyt, ei-toivottu sivutuote on poistettava. Yleinen menetelmä ei-toivottujen aineiden poistamiseen reaktioseoksesta on sieppaus. Sieppausaineita lisätään usein ylimäärin epäpuhtauksien poistamisen nopeuttamiseksi. Sieppausaineiden sekoittaminen reaktioseokseen tehoultraäänellä tuottaa hienojakoisen dispersion siten, että sieppausaine hajoaa hyvin pieniksi hiukkasiksi tai pisaroiksi. Mitä pienempi hiukkas- tai pisarakoko on, sitä suurempi on reaktiivinen pinta-ala. Tämä mahdollistaa sieppauskemikaalien taloudellisemman käytön ja epäpuhtauksien tai ei-toivottujen sivutuotteiden nopeamman poistamisen.

Sieppausaineita käytetään usein seuraavilla aloilla:

• kemia: Liuosfaasin kombinatorisessa kemiassa sieppausaineita käytetään usein reagoimatta jääneiden ylimääräisten reagenssien ja/tai käytettyjen reagenssien poistamiseen.
• lääkekehitys ja -tuotanto: Erittäin puhtaita vaikuttavia yhdisteitä tarvitaan, jotta yhdisteet voivat vaikuttaa täysimääräisesti.
• öljy- ja kaasuteollisuus: esimerkiksi rikinpoiston yhteydessä. Yleinen esimerkki on rikkivedyn (H₂S) poistaminen haitallisten reaktioiden välttämiseksi (erityisesti korroosion torjumiseksi).
• biologia ja biotekniikka: esimerkiksi nanohiukkaset toimivat radikaalien sieppaajina ja suojaavat kudosta vaurioilta.

Ultraäänisekoituksen teho

Nestemäiseen väliaineeseen johdetut voimakkaat ultraääniaallot aiheuttavat kavitaatiota. Kavitaation aiheuttamat leikkausvoimat ovat erittäin tehokkaita dispergoinnissa ja emulgoinnissa. Voimakkaalla ultraäänisekoituksella saavutettua hienojen hiukkasten tai pisaroiden kokojakaumaa voidaan hallita tarkasti, joten mikro- ja nanokokoisia hiukkasia tai pisaroita voidaan tuottaa helposti. Sieppausainehiukkasten hyvin pieni koko ja tasainen jakautuminen johtavat suureen hiukkasten pinta-alaan. Tämä tarkoittaa erittäin aktiivista pinta-alaa, johon epäpuhtaudet voivat sitoutua, jotta ne voidaan poistaa reaktioseoksesta.

Ultraäänellä tehostetun sieppauksen edut

Tehokkaan ultraäänidispergoinnin ansiosta sieppausainetta voidaan käyttää säästeliäästi. Ultraäänen aiheuttamat voimat dispergoivat ja jakavat hiukkaset tai pisarat hyvin hienojakoisesti, jolloin sieppausaineiden koko potentiaali hyödynnetään. Näin vältetään sieppausreagenssien liiallinen käyttö. Tämä säästää sieppausainetta ja helpottaa siepattujen sivutuotteiden poistamista.
Ultraäänellä avustettu sieppaus mahdollistaa suuren läpimenokapasiteetin rinnakkaissynteesin ja puhdistuksen. Tämä tehostaa prosessiasi ja parantaa tuotteen laatua. Lisäetuja tuo se, että sieppaus on tärkeä vaihtoehto aikaa vievälle nestekromatografialle ja neste–nesteuutolle.
Ultraäänisekoitus edistää kaikentyyppisten sieppausaineiden toimintaa, kuten kiinteiden sieppausaineiden (esimerkiksi jauheiden, geelien, sieppauspolymeerien ja sieppaushartsien) sekä nestemäisten sieppausaineiden toimintaa.

Ultraäänikäsittely eräprosessina tai jatkuvassa virtauksessa

Ultraääniprosessit voidaan toteuttaa sekä eräprosesseina että jatkuvassa läpivirtaustilassa. Erityisesti pienempien tilavuuksien, esimerkiksi näytteiden ja pienempien tuotantoerien ultraäänikäsittely voidaan tehdä helposti dekantterilasissa tai eränä. Suuremmille tilavuusvirroille suositellaan kuitenkin jatkuvassa virtauksessa tehtävää ultraäänikäsittelyä, jotta prosessin tulokset ovat tasaisia ja yhdenmukaisia. Hielscher tarjoaa laajan valikoiman ultraäänivirtauskennoreaktoreita eri tilavuusvirroille.

Ultraäänellä avustetun sieppauksen prosessivaiheet

• 1. Valmista reaktioliete ja anna aineiden reagoida täydellisesti. (Huomaa, että ultraääni edistää kemiallisia reaktioita! Reaktioseoksen ultraäänikäsittely myös ensimmäisen vaiheen aikana voi olla hyödyllistä.) Reaktion jälkeen liuos sisältää lopputuotteen ja ei-toivotut sivutuotteet. Lisää valitsemasi sieppausaine
• 2. Lisää sieppausaine ja valmista karkeasti esisekoitettu liete tai emulsio. Kun liete tai emulsio on muodostunut, ultraäänikäsittele seos.
• 3. Kun sieppausreaktio on päättynyt, sivutuotteet ovat sitoutuneet, ja ne voidaan joko poistaa tai jättää sellaisinaan reaktioseokseen, koska ne ovat sitoutuneet sieppausaineeseen. Puhdistus voidaan tehdä keräämällä puhdas tuote suodattamalla, sentrifugoimalla tai poistamalla supernatantti tiputtimella tai pipetillä.