Hielscher Ultrasound Technology

Ultrasonically Polyhydroxylated C60 (Fullerenol)

  • Water-soluble polyhydroxylated C60 fullerene, na tinatawag na fullerenol o fullerol, ay isang malakas na malayang radikal scavenger at samakatuwid ay ginagamit bilang isang antioxidant na sa mga supplements at parmasyutiko.
  • Ultrasonic hydroxylation ay isang mabilis at simpleng one-step reaksyon, na ginagamit upang makabuo ng water-soluble polyhydroxylated C60.
  • Ultrasonically synthesized water-soluble na C60 ay may superyor na kalidad at ginamit para sa mga pharma at mga aplikasyon ng mataas na pagganap.

 

Ultrasonic One-Step Synthesis ng Polyhydrolxylated C60

Ultrasonic cavitation ay ang higit na mahusay na pamamaraan upang makabuo ng mataas na kalidad polyhydroxylated C60 fullerenes, na kung saan ay water-soluble at samakatuwid ay magagamit sa iba 't ibang aplikasyon sa pharma, medisina at industriya. Afreen et al (2017) ay may binuo ng isang mabilis at simpleng ultrasonic synthesis ng kontaminasyon-libreng polyhydroxylated C60 (kilala rin bilang fullerenol o fullerol). Ang ultrasonic one-step reaksyon ay gumagamit ng H2OH2 at libre mula sa paggamit ng karagdagang hydroxylating reagents, i.e. NaOH, H2KAYA4, at ang phase na maglipat ng mga catalysts (PTC), na dahilan ng mga impurities sa mga synthesized fullerenol. Dahil dito, ang ultrasonic fullerenol synthesis ay isang mas malinis na pamamaraan upang makabuo ng mga fullerenol; Kasabay nito, ito ay isang mas madali at mas mabilis na paraan upang makabuo ng mataas na kalidad, water-soluble na C60.

Ultrasonic na hydroxylation ng C60 upang makabuo ng water-soluble c60 (fullerenol)

Posibleng reaksyon landas sa ultratunog tinulungan synthesis ng fullerenol harap dil. H2O2 (30%).
source: Afreen et al. 2017

Ultrasonic Synthesis ng Water-Soluble C60 – Hakbang-hakbang

UP200St - 200W malakas ultrasonic processorPara mabilis, simple, at berde na paghahanda ng mga polyhydroxylated C60, na kung saan ay water-soluble, 200 mg ng dalisay na C60 ay idinagdag sa 20mL 30% H2OH2 at sonicated may isang ultrasonic processor tulad ng mga UP200Ht o UP200St. Ang mga parameter ng sonication ay 30% malawak, 200 W sa pulsed mode para sa 1 oras sa temperatura ng kuwarto. Ang reaksyon na sisidlan ay inilagay sa isang palamigan circulator tubig paliguan upang mapanatili ang temperatura sa loob ng sisidlan sa temperatura ng ambient. Bago pagkatapos sonication, ang C60 ay immiscible sa aqueous H2OH2 at ang isang walang kulay na pinaghalong heterogeno, na kung saan ay lumiliko sa isang mapusyaw na kayumanggi kulay matapos ang 30 min ng Ultrasound. Sa dakong huli, sa sa susunod na 30 min ng Ultrasound lumiliko ito sa isang madilim na kayumanggi pagkakakalat.
Hydroxyl donor: matinding ultrasonically pinagagana (= tunog) cavitation ay lumilikha ng radicals tulad cOH, cOOH at cH mula sa H2Oh at H2OH2 molecule ng tubig. Ang paggamit ng H2OH2 sa aqueous media ay isang mas mahusay na paraan upang ipakilala ang pangkat – OH papunta C60 hawla sa halip na gamit lamang ang H2Oh para sa pagbubuo ng mga fullerenol. H2OH2 ay gumaganap ng mahalagang papel sa pagpapaigting ng ultrasonic hydroxylation.

Ultrasonic na hydroxylation ng C60 gamit ang dil. H2OH2 (30%) ay isang facile at mabilis na one-step reaksyon na maghanda ng mga fullerenol. Nangangailangan lamang ng maikling panahon para sa mga reaksiyon, ay nag-aalok ng mga ultrasonic reaksyon ng berde at malinis na pamamaraan sa isang mababang enerhiya na kinakailangan, pag-iwas sa paggamit ng anumang nakakalason o magpapaagnas reagents para sa pagbubuo, at pagbabawas ng bilang ng solvents kinakailangan para sa paghihiwalay at paglilinis ng C60(OH)8∙2H2O.

Ultrasonic processor UP400St (400W) para sa homogenization, pagkakawatak-watak, emulsification at sonochemical na mga aplikasyon.

UP400St (400W, 24kHz) ay isang makapangyarihang ultrasonic disperser

Ang mga kahilingan ng impormasyon




Tandaan natin Patakaran sa privacy.


Ultrasonic landas tungo sa Polyhydroxylation

Kapag ang mga alon ng matinding ultratunog ay kaisa sa isang likido, nagpapalitang mababa ang presyon / high-pressure cycles ay lumikha ng vacuum na bula sa likido. Ang mga bula ng vacuum na lumago sa paglipas ng ilang mga cycles hanggang hindi sila absorb ng mas maraming enerhiya, kaya na nila ang collaps marahas. Sa panahon ng bubble Magpaliit ng matinding pisikal na epekto tulad ng mataas na temperatura at presyon differentials, shock waves, microjets, turbulences, gupitin pwersa, atbp. Pangkaraniwang bagay na ito ay kilala bilang ultrasonic o tunog cavitation. Ang mga matinding pwersa ng ultrasonic cavitation mabulok ang mga molecule na cOH at cOOH55 radicals. Afreen et al (2017) ipinapalagay na ang mga reaksyon ay umunlad sa dalawang pathways sabay-sabay. Maglakip ng cOH radicals bilang reaktibo oxygen species (ro) papunta sa hawla ng C60 magbigay ng fullerenol (landas ko), at/o – OH at cOOH radicals atake ng elektron antimanong punuan C60 double bigkis sa isang nucleophilic na reaksyon at ito ay humantong sa pagbuo ng fullerene epoxide [C60On] bilang isang intermediate sa unang yugto (landas II) na kung saan ay katulad ng mga mekanismo ng mga Bingel reaksyon. Dagdag pa rito, ang paulit-ulit na pag-atake ng cOH (o cOOH) sa C60O gamit ang isang SN2 na reaksyon resulta sa polyhydroxylated fullerene o fullerenol.
Paulit-ulit na epoxidation ay maaaring tumagal ng lugar na kung saan ay gumagawa ng mga grupo ng sunud-sunod na epoxide hal., ang C60O2 at C60O3. Mga epoxide grupo ay maaaring maging posibleng kandidato upang makabuo ng ibang intermediates hal. hydroxylated fullerene epoxide sa panahon ng sonolysis (= sa agnas ng sonochemical). Bukod pa rito, ang pagbubukas ng singsing na kasunod ng xOy ng C60 (OH) may cOH ay maaaring magresulta sa pagbuo ng fullerenol. Ang pagbubuo ng mga intermediates sa panahon ng mga sonolysis ng H2OH2 o H2O piling C60 ay hindi maiiwasan, at ang kanilang presensya sa mga Huling fullerenol (kahit na sa isang bakas na halaga) hindi pumunta unnoted. Gayunman, dahil sila ay lamang naroon sa bakas ng mga halaga sa mga fullerenol na sila ay hindi inaasahang maging sanhi ng anumang makabuluhang epekto. [Mga Afreen et al 2017:31936]

Mataas na pagganap Ultrasonicators

Hielscher Ultrasonics supplies ultrasonic processors para sa inyong partikular na mga pangangailangan: kung gusto mong sonicate ng maliit na Volume sa lab saklaw o makagawa ng malaking dami ng batis sa industriyal na saklaw, malawak na portfolio ng Hielscher ng mataas na pagganap ultrasonic processors ay nagbibigay ang perpektong solusyon para sa iyong aplikasyon. Ang mataas na power output, tumpak na adjustability at ang pagiging maaasahan ng aming ultrasonicators siguraduhin na ang iyong mga kinakailangan sa proseso ay natupad. Digital na touch screen at awtomatikong datos recording ng ultrasonic na mga parameter sa isang integrated na SD card gumawa ng operasyon at kontrol ng aming ultrasonic aparato napaka user-friendly.
Ang robustness ng ng Hielscher ultrasonic kagamitan ay nagbibigay-daan para sa operasyon ng 24/7 sa mabigat na tungkulin at sa hinihingi ng kapaligiran.
Ang table sa ibaba ay nagbibigay sa iyo ng mga indikasyon ng tinatayang processing kapasidad ng ating ultrasonicators:

Dami ng Batch Daloy Rate Rekomendadong mga aparatong
1 sa 500mL 10 hanggang 200mL/min UP100H
10 sa 2000mL 20 sa 400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 hanggang 20L 0.2 sa 4L/min UIP2000hdT
10 sa 100L 2 sa 10L/min UIP4000hdT
n.a 10 sa 100L/min UIP16000
n.a mas malaki kumpol ng mga UIP16000

Makipag-ugnay sa amin! / Itanong sa atin!

Humingi ng karagdagang impormasyon

Mangyaring gamitin ang form sa ibaba, kung nais mong humiling ng karagdagang impormasyon tungkol sa ultrasonic homogenization. Kami ay natutuwa upang mag-alok sa iyo ng isang ultrasonic sistema na pagtugon ng iyong pangangailangan.









Mangyaring tandaan natin Patakaran sa privacy.


Hielscher Ultrasonics mga paninda mataas na pagganap ultrasonicators para sa mga aplikasyon ng sonochemical.

Mataas na kapangyarihan ultrasonic processors mula sa lab na pilot at pang-industriya na timbangan.

Panitikan/mga reperensya

  • Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manickam (2018): Sono-nano chemistry: isang bagong panahon ng synthesising ang polyhydroxylated carbon nanomaterials may hydroxyl group at kanilang pang-industriya na aspeto. Makabagong Sonochemie 2018.
  • Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manickam (2017): Hydration o hydroxylation: gabayan ang pagbubuo ng fullerenol mula sa malinis na fullerene [C60] via tunog cavitation piling agwa-oksihenada. RSC Adv., 2017, 7, 31930 – 31939
  • Grigory V. Andrievsky, Vadim I. Bruskov, Artem A. Tykhomyrov, Sergey t. Gudkov (2009): Peculiarities ng antioxidant at radioprotective epekto ng hydrated C60 fullerene nanostuctures sa vitro at sa vivo. Malayang radikal Biology & Gamot 47, 2009. 786 – 793.
  • Mihajlo Gigov, Borivoj Adnađević, Borivoj Adnađević, Jelena D. Jovanovic (2016): Epekto ng ultrasonic field sa isothermal kinetics ng fullerene polyhydroxylation. Agham ng Sintering 2016, 48 (2): 259-272.
  • Hirotaka Yoshioka, batay Yui, Kanaka Yatabe, Hiroto Fujiya, Haruki Musha, Hisateru Niki, Rie Karasawa, Kazuo Yudoh (2016): Maiwasan ang Polyhydroxylated C60 Fullerenes Chondrocyte Catabolic aktibidad sa Nanomolar konsentrasyon sa Osteoarthritis. Journal ng Osteoarthritis 2016, 1:115.


Ang mga katotohanan na napakahalagang malaman

C60 Fullerenes

Ng C60 fullerene (kilala rin bilang buckyball o Buckminster fullerene) ay isang molecule na binuo mula sa 60 carbon atoms, inayos bilang 12 pentagons at 20 hexagons. Ang hugis ng C60 molecule ay kamukha ng mga bola ng soccer. Ang C60 fullerens ay isang antioxidant sa di-nakakalason na ipinapakita ang isang nagpapalusog 100-1000 na mas mataas sa vitamin e. Bagama 't C60 mismo ay hindi water-soluble, binuo ang maraming mataas tubig natutunaw fullerene kagaya tulad ng fullenerol.
C60 fullerens ay ginagamit bilang antioxidant at biopharmaceutical. Iba pang mga application ay kinabibilangan ng mga materyal na agham, organic photovoltaics (OPV), katalista, sa tubig pagdalisay at biohazard proteksyon, portable power, sasakyan at mga medikal na mga aparato.

Solubility ng dalisay na C60:

  • sa tubig: hindi natutunaw
  • sa dimethyl sulfoxide (DMSO): hindi natutunaw
  • sa toluene: natutunaw
  • sa bensina: natutunaw
Ibabaw ng istruktura ng c60 fullerenes (Buckminster fullerenes, buckyballs)

Ibabaw ng istruktura ng C60 fullerenes
source: Yoshioka et al. 2016

Polyhydroxylated C60 / Fullenerols

Fullernerol o fullerols ay polyhydroxylated C60 na mga molecule (hydrated ang C60 fullerene: C60HyFn). Ang hayolylation ay nagpasimula ng mga hydroxyl Groups (-Ah) sa C60 Molekyul. C60 molecule na may higit sa 40 mga grupo ng hydroxyl ay may mas mataas na tubig solubility (>50 mg/mL). Ang mga ito ay umiiral bilang monodisperse nanoparticles sa tubig, at magkaroon ng isang matapang na epekto ng buli. Nagpapakita sila ng superior antioxidant at nagpapaalab mga katangian. Polyhydroxylated fullerenes (fullerenols; C60 (OH) n) ay maaaring maging mga sustansiya sa ilang mga alcohols at pagkatapos ay precipiteated sa isang may isang ng isang hindi magandang proseso, paglikha ng isang nanocarbon film sa anode. Fullerenol pelikula ay ginagamit bilang isang biocompatible patong, hindi gumagalaw sa biological bagay at maaaring mapadali ang pagsasama ng mga di-biological bagay sa katawan tisiyu.
Solubility ng Fullenerol:

  • sa tubig: soluble, maaaring maabot ang >50 mg/mL
  • sa dimethyl sulfoxide (DMSO): natutunaw
  • sa methanol: bahagyang natutunaw
  • sa toluene: hindi natutunaw
  • sa bensina: hindi natutunaw

Kulay: Fullerenol na pagbibigay ng higit sa 10 – OH grupo ay magpakita ng isang madilim na kayumangging kulay. Sa lumalaking bilang ng mga grupo ng – OH, kulay ng unti-unting shifts mula sa dark brown na dilaw.

Water-soluble, polyhydroxylated C60 maaaring maging synthesized gamit ang makabagong

Solubility ng 8.2H2O sa Solubility ng C60 (OH) paghahambing sa C60 sa iba 't ibang mga solvents. source: Afreen et al. 2017

Aplikasyon at gamit ng Fullerenols:

  1. Pharmaceutical: Diagnostic reagents, sobrang gamot, cosmetics, nuclear magnetic lagong (NMR) ang developer. DNA affinity, anti HIV na gamot, anti-kanser droga, chemotherapy na gamot, cosmetics additives at pang-agham na pananaliksik. Kumpara sa malinis na anyo, ang polyhydroxylated fullerenes na magkaroon ng higit pang potensyal na application dahil sa kanilang solubility ng pinahusay na tubig. Ito ay natagpuan na ang fullerols maaari mabawasan cardiotoxicity ng ilang gamot at ipagbawal ang HIV-protease, hepatitis C virus at hindi normal na pagtubo ng mga selula. Bukod pa rito, ipinakita nila ang mahusay na libreng-radikal scavenging kakayahan laban reaktibo oxygen species at radicals sa ilalim ng physiological na mga kondisyon.
  2. Enerhiya: Solar baterya, fuel cell, secondary baterya.
  3. Industriya: Magsuot ng mga lumalaban na materyal, apoy retardant materyales, lubricants, polimer additives, lamad ng mataas na pagganap, katalista, artipisyal na brilyante, mahirap haluang metal, electric malapot na likido, mga filter ng tinta, coatings ng mataas na pagganap, apoy retardant coatings, pagmamanupaktura ng mga bioactive na mga materyales, alaala materyales, nakabaon molekular at iba pang katangian, composite mga materyales at iba pa.
  4. Industriya ng impormasyon: Semiconductor record daluyan, magnetic materyales, pag-print ng mga tinta, toner, ink, papel espesyal na layunin.
  5. Electronic bahagi: Superconducting semiconductor, diodes, transistor, inductor.
  6. Optical materyales, electronic kamera, pag-ilaw display tube, nonlinear optical materyales.
  7. Kapaligiran: Gas adsorption, pag-iimbak ng pagkain ng gas.