અલ્ટ્રાસોનિકેશનનો ઉપયોગ કરીને નેનોકોમ્પોઝિટ હાઇડ્રોજેલ સિન્થેસિસ
નેનોકોમ્પોઝિટ હાઇડ્રોજેલ્સ અથવા નેનોજેલ્સ એ ડ્રગ કેરિયર્સ અને નિયંત્રિત-રિલીઝ ડ્રગ ડિલિવરી સિસ્ટમ્સ તરીકે ઉચ્ચ અસરકારકતા સાથે મલ્ટિ-ફંક્શનલ 3D માળખાં છે. અલ્ટ્રાસોનિકેશન નેનો-કદના, પોલિમરીક હાઇડ્રોજેલ કણોના વિક્ષેપ તેમજ આ પોલિમર સ્ટ્રક્ચર્સમાં નેનોપાર્ટિકલ્સના અનુગામી સમાવેશ/નિવેશને પ્રોત્સાહન આપે છે.
નેનોજેલ્સનું અલ્ટ્રાસોનિક સંશ્લેષણ
નેનોકોમ્પોઝિટ હાઇડ્રોજેલ્સ ત્રિ-પરિમાણીય સામગ્રી માળખું છે અને વિશિષ્ટ લક્ષણો પ્રદર્શિત કરવા માટે ડિઝાઇન કરી શકાય છે, જે તેમને શક્તિશાળી ડ્રગ કેરિયર્સ અને નિયંત્રિત-પ્રકાશિત દવા વિતરણ પ્રણાલી બનાવે છે. અલ્ટ્રાસોનિકેશન કાર્યાત્મક નેનો-કદના કણોના સંશ્લેષણને તેમજ ત્રિ-પરિમાણીય પોલિમરીક સ્ટ્રક્ચર્સમાં નેનોપાર્ટિકલ્સના અનુગામી સમાવેશ/નિવેશને પ્રોત્સાહન આપે છે. અલ્ટ્રાસોનિકલી સિન્થેસાઇઝ્ડ નેનોજેલ્સ તેમના નેનોસ્કેલ કોર અંદર જૈવ સક્રિય સંયોજનોને ફસાવી શકે છે, આ નેનો-કદના હાઇડ્રોજેલ્સ મહાન કાર્યક્ષમતા પ્રદાન કરે છે.
નેનોજેલ્સ એ હાઇડ્રોજેલ નેનોપાર્ટિકલ્સનું જલીય વિક્ષેપ છે, જે ભૌતિક અથવા રાસાયણિક રીતે હાઇડ્રોફિલિક પોલિમર નેટવર્ક તરીકે ક્રોસ-લિંક્ડ છે. ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસાઉન્ડ નેનો-વિક્ષેપોના ઉત્પાદનમાં અત્યંત કાર્યક્ષમ હોવાથી, પ્રોબ-પ્રકાર અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ શ્રેષ્ઠ કાર્યક્ષમતા સાથે નેનોજેલ્સના ઝડપી અને વિશ્વસનીય ઉત્પાદન માટે નિર્ણાયક સાધન છે.
અલ્ટ્રાસોનિકેટર UIP1000hdT નેનોકોમ્પોઝિટ હાઇડ્રોજેલ સંશ્લેષણ માટે ગ્લાસ રિએક્ટર સાથે
અલ્ટ્રાસોનિકલી ઉત્પાદિત નેનોજેલ્સની કાર્યક્ષમતા
- ઉત્તમ કોલોઇડલ સ્થિરતા અને વિશાળ ચોક્કસ સપાટી વિસ્તાર
- નેનોપાર્ટિકલ્સથી ગીચતાથી પેક કરી શકાય છે
- હાઇબ્રિડ કોર/શેલ નેનોજેલમાં સખત અને નરમ કણોને જોડવાની મંજૂરી આપો
- ઉચ્ચ હાઇડ્રેશન સંભવિત
- જૈવઉપલબ્ધતાને પ્રોત્સાહન આપવું
- ઉચ્ચ સોજો / ડી-સોજો ગુણધર્મો
અલ્ટ્રાસોનિકલી સિન્થેસાઇઝ્ડ નેનોજેલ્સનો ઉપયોગ અસંખ્ય એપ્લિકેશનો અને ઉદ્યોગોમાં થાય છે, દા.ત.
- ફાર્માસ્યુટિકલ અને તબીબી એપ્લિકેશનો માટે: દા.ત. ડ્રગ કેરિયર, એન્ટીબેક્ટેરિયલ જેલ, એન્ટીબેક્ટેરિયલ ઘા ડ્રેસિંગ
- જનીન વિતરણ માટે બાયોકેમિસ્ટ્રી અને બાયોમેડિસિન માં
- રાસાયણિક અને પર્યાવરણીય કાર્યક્રમોમાં શોષક/બાયોસોર્બન્ટ તરીકે
- ટીશ્યુ એન્જિનિયરિંગમાં હાઇડ્રોજેલ્સ ઘણા મૂળ પેશીઓના ભૌતિક, રાસાયણિક, વિદ્યુત અને જૈવિક ગુણધર્મોની નકલ કરી શકે છે.
કેસ સ્ટડી: સોનોકેમિકલ રૂટ દ્વારા ઝીંક નેનોજેલ સિન્થેસિસ
ZnO હાઇબ્રિડ નેનોપાર્ટિકલ્સને સરળ અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયા દ્વારા કાર્બોપોલ જેલમાં સ્થિર કરી શકાય છે: સોનિકેશનનો ઉપયોગ ઝિંક નેનોપાર્ટિકલ્સના અવક્ષેપને ચલાવવા માટે થાય છે, જે પછીથી નેનો-હાઇડ્રોજેલ બનાવવા માટે કાર્બોપોલ સાથે અલ્ટ્રાસોનિક રીતે ક્રોસલિંક કરવામાં આવે છે.
ઈસ્માઈલ એટ અલ. (2021) સરળ સોનોકેમિકલ માર્ગ દ્વારા ઝીંક ઓક્સાઇડ નેનોપાર્ટિકલ્સનું અવક્ષેપ. (ZnO નેનોપાર્ટિકલ્સના સોનોકેમિકલ સંશ્લેષણ માટે પ્રોટોકોલ અહીં શોધો).
ત્યારબાદ, નેનોપાર્ટિકલ્સનો ઉપયોગ ZnO નેનોજેલને સંશ્લેષણ કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. તેથી, ઉત્પાદિત ZnO NP ને ડબલ ડીયોનાઇઝ્ડ પાણીથી ધોઈ નાખવામાં આવ્યા હતા. કાર્બોપોલ 940 નું 0.5 ગ્રામ 300 એમએલ બમણા ડીયોનાઇઝ્ડ પાણીમાં ઓગળવામાં આવ્યું હતું, ત્યારબાદ તાજી ધોયેલી ZnO NPs ઉમેરવામાં આવી હતી. કાર્બોપોલ કુદરતી રીતે એસિડિક હોવાથી, સોલ્યુશનને pH મૂલ્યના તટસ્થીકરણની જરૂર છે, અન્યથા તે જાડું થશે નહીં. આમ, મિશ્રણમાં Hielscher ultrasonicator UP400S નો ઉપયોગ કરીને 95 નું કંપનવિસ્તાર અને 1 કલાક માટે 95% ચક્ર સાથે સતત સોનિકેશન કરવામાં આવ્યું હતું. પછી, ZnO વ્હાઇટ જેલની રચના ન થાય ત્યાં સુધી, 50 મિલી ટ્રાઇમેથાઇલમાઇન (TEA) ને તટસ્થ એજન્ટ તરીકે (pH ને 7 સુધી વધારવું) સતત સોનિકેશન હેઠળ ડ્રોપવાઇઝ ઉમેરવામાં આવ્યું હતું. જ્યારે pH તટસ્થ pH ની નજીક હતું ત્યારે કાર્બોપોલનું જાડું થવું શરૂ થયું હતું.
સંશોધન ટીમ ઉન્નત કણ-કણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા નેનોજેલ રચના પર અલ્ટ્રાસોનિકેશનની અસાધારણ હકારાત્મક અસરો સમજાવે છે. પ્રતિક્રિયા મિશ્રણમાં ઘટકોની અલ્ટ્રાસોનિક રીતે શરૂ કરાયેલ મોલેક્યુલર આંદોલન પોલિમર-દ્રાવક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા પ્રમોટ કરાયેલ જાડું પ્રક્રિયાને વધારે છે. વધુમાં, સોનિકેશન કાર્બોપોલના વિસર્જનને પ્રોત્સાહન આપે છે. વધુમાં, અલ્ટ્રાસાઉન્ડ વેવ ઇરેડિયેશન પોલિમર-ZnO NPs ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને વધારે છે અને તૈયાર કરેલ Carbopol/ZnO હાઇબ્રિડ નેનોપાર્ટિકલ્સ જેલના વિસ્કોઇલાસ્ટિક ગુણધર્મોને સુધારે છે.
ઉપરનો યોજનાકીય ફ્લોચાર્ટ ZnO NPs અને Carbopol/ZnO હાઇબ્રિડ નેનોપાર્ટિકલ જેલનું સંશ્લેષણ દર્શાવે છે. અભ્યાસમાં, અલ્ટ્રાસોનિકેટર UP400St નો ઉપયોગ ZnO નેનોપાર્ટિકલ વરસાદ અને નેનોજેલ રચના માટે કરવામાં આવ્યો હતો. (ઇસ્માઇલ એટ અલ., 2021 પરથી અનુકૂલિત)
ZnO NPs અલ્ટ્રાસોનિકેશનની અસર હેઠળ રાસાયણિક વરસાદ પદ્ધતિ દ્વારા સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે, જ્યાં (a) જલીય દ્રાવણમાં હોય છે, અને (b) અલ્ટ્રાસોનિકલી સ્થિર કાર્બોપોલ-આધારિત હાઇડ્રોજેલમાં વિખેરવામાં આવે છે.
(અભ્યાસ અને ચિત્ર: ઈસ્માઈલ એટ અલ., 2021)
કેસ સ્ટડી: પોલી(મેથાક્રીલિક એસિડ)/મોન્ટમોરીલોનાઈટ (PMA/nMMT) નેનોજેલની અલ્ટ્રાસોનિક તૈયારી
ખાન એટ અલ. (2020) અલ્ટ્રાસાઉન્ડ-આસિસ્ટેડ રેડોક્સ પોલિમરાઇઝેશન દ્વારા પોલી(મેથાક્રીલિક એસિડ)/મોન્ટમોરીલોનાઇટ (PMA/nMMT) નેનોકોમ્પોઝીટ હાઇડ્રોજેલના સફળ સંશ્લેષણનું નિદર્શન કર્યું. સામાન્ય રીતે, 1.0 ગ્રામ nMMT ને 50 mL નિસ્યંદિત પાણીમાં અલ્ટ્રાસોનિકેશન સાથે 2 કલાક માટે સજાતીય વિક્ષેપ બનાવવા માટે વિખેરવામાં આવ્યું હતું. સોનિકેશન માટીના ફેલાવાને સુધારે છે, પરિણામે હાઇડ્રોજેલ્સની યાંત્રિક ગુણધર્મો અને શોષણ ક્ષમતામાં વધારો થાય છે. મેથાક્રીલિક એસિડ મોનોમર (30 એમએલ) સસ્પેન્શનમાં ડ્રોપવાઇઝ ઉમેરવામાં આવ્યું હતું. પ્રારંભિક એમોનિયમ પર્સલ્ફેટ (APS) (0.1 M) મિશ્રણમાં ઉમેરવામાં આવ્યું હતું ત્યારબાદ TEMED એક્સિલરેટરનું 1.0 mL. ચુંબકીય સ્ટિરર દ્વારા 50°C તાપમાને 4 કલાક માટે વિખેરીને જોરશોરથી હલાવવામાં આવ્યું હતું. પરિણામી ચીકણું માસ એસીટોનથી ધોઈને પકાવવાની નાની ભઠ્ઠીમાં 70 ડિગ્રી સેલ્સિયસ તાપમાને 48 કલાક માટે ડેસીકેટ કરવામાં આવ્યું હતું. પરિણામી ઉત્પાદન ગ્રાઉન્ડ કરવામાં આવ્યું હતું અને કાચની બોટલમાં સંગ્રહિત કરવામાં આવ્યું હતું. 0.5, 1.0, 1.5 અને 2.0 ગ્રામના જથ્થામાં nMMT અલગ કરીને વિવિધ નેનોકોમ્પોઝિટ જેલ્સનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. 1.0 ગ્રામ nMMT નો ઉપયોગ કરીને તૈયાર કરાયેલ નેનોકોમ્પોઝીટ હાઇડ્રોજેલ્સ બાકીના મિશ્રણો કરતાં વધુ સારા શોષણ પરિણામો દર્શાવે છે અને તેથી વધુ શોષણ તપાસ માટે તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.
જમણી બાજુના SEM-EDX માઈક્રોગ્રાફ્સ મોન્ટમોરીલોનાઈટ (એમએમટી), નેનો-મોન્ટમોરીલોનાઈટ (એનએમએમટી), પોલી(મેથાક્રીલિક એસિડ)/નેનો-મોન્ટમોરીલોનાઈટ (પીએમએ/એનએમએમટી), અને એમોક્સિસિલિન (એએમએક્સ) ધરાવતા નેનોજેલ્સનું મૂળભૂત અને માળખાકીય વિશ્લેષણ દર્શાવે છે. - અને ડીક્લોફેનાક (DF)-લોડેડ PMA/nMMT. SEM માઈક્રોગ્રાફ્સ 1.00 KX ના EDX સાથે વિસ્તરણ પર રેકોર્ડ કરવામાં આવ્યા છે.
- મોન્ટમોરીલોનાઈટ (એમએમટી),
- નેનો-મોન્ટમોરીલોનાઈટ (એનએમએમટી),
- પોલી(મેથાક્રીલિક એસિડ)/નેનો-મોન્ટમોરીલોનાઈટ (PMA/nMMT),
- અને એમોક્સિસિલિન (એએમએક્સ)- અને ડીક્લોફેનાક (ડીએફ) લોડેડ PMA/nMMT.
એવું અવલોકન કરવામાં આવ્યું છે કે કાચો MMT મોટા અનાજની હાજરી દર્શાવતી સ્તરવાળી શીટની રચના ધરાવે છે. ફેરફાર કર્યા પછી, MMT ની શીટ્સને નાના કણોમાં એક્સ્ફોલિયેટ કરવામાં આવે છે, જેનું કારણ Si2+ અને Al3+ ઓક્ટાહેડ્રલ સાઇટ્સમાંથી નાબૂદ થઈ શકે છે. nMMT નું EDX સ્પેક્ટ્રમ કાર્બનની ઊંચી ટકાવારી દર્શાવે છે, જે મુખ્યત્વે CTAB (C19H42BrN) નું મુખ્ય ઘટક કાર્બન (84%) હોવાથી ફેરફાર માટે ઉપયોગમાં લેવાતા સર્ફેક્ટન્ટને કારણે હોઈ શકે છે. PMA/nMMT એક સુસંગત અને નજીક-સહ-સતત માળખું દર્શાવે છે. આગળ, કોઈ છિદ્રો દેખાતા નથી, જે PMA મેટ્રિક્સમાં nMMT ના સંપૂર્ણ એક્સ્ફોલિયેશનને દર્શાવે છે. ફાર્માસ્યુટિકલ અણુઓ એમોક્સિસિલિન (એએમએક્સ) અને ડીક્લોફેનાક (ડીએફ) સાથે વિભાજન કર્યા પછી, પીએમએ/એનએમએમટી મોર્ફોલોજીમાં ફેરફારો જોવા મળે છે. રફ ટેક્સચરમાં વધારા સાથે સપાટી અસમપ્રમાણ બને છે.
માટી-આધારિત નેનો-સાઇઝના હાઇડ્રોજેલ્સનો ઉપયોગ અને કાર્યક્ષમતા: માટી અને પોલિમર બંનેની સંયોજિત લાક્ષણિકતાઓને કારણે માટી-આધારિત હાઇડ્રોજેલ નેનોકોમ્પોઝિટ્સને જલીય દ્રાવણમાંથી અકાર્બનિક અને/અથવા કાર્બનિક દૂષકોના શોષણ માટે સંભવિત સુપર શોષક બનવાની કલ્પના કરવામાં આવી છે, જેમ કે બાયોડિગ્રેડબિલિટી, બાયોકોમ્પેટિબિલિટી, આર્થિક સદ્ધરતા, વિપુલતા, ઉચ્ચ વિશિષ્ટ સપાટી વિસ્તાર, ત્રિ-પરિમાણીય નેટવર્ક, અને સોજો / ડી-સોજો ગુણધર્મો.
(cf. ખાન એટ અલ., 2020)
(a) MMT, (b) nMMT, (c) PMA/nMMT, અને (d) AMX- અને (e) DF-લોડેડ નેનોકોમ્પોઝિટ હાઇડ્રોજેલ્સના SEM-EDX માઇક્રોગ્રાફ્સ. નેનોજેલ્સ અલ્ટ્રાસોનિકેશનનો ઉપયોગ કરીને તૈયાર કરવામાં આવ્યા હતા.
(અભ્યાસ અને ચિત્રો: ©ખાન એટ અલ. 2020)
હાઇડ્રોજેલ અને નેનોજેલ ઉત્પાદન માટે ઉચ્ચ પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ
હાઇડ્રોજેલ અને નેનોજેલ ઉત્પાદન માટે ઉચ્ચ પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ
Hielscher Ultrasonics ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા સાથે હાઇડ્રોજેલ્સ અને નેનોજેલ્સના સંશ્લેષણ માટે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિક સાધનોનું ઉત્પાદન કરે છે. નાના અને મધ્યમ કદના આર&સતત મોડમાં વાણિજ્યિક હાઇડ્રોજેલ ઉત્પાદન માટે ઔદ્યોગિક પ્રણાલીઓમાં ડી અને પાયલોટ અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ, Hielscher Ultrasonics પાસે હાઇડ્રોજેલ/નેનોજેલ ઉત્પાદન માટેની તમારી જરૂરિયાતોને આવરી લેવા માટે યોગ્ય અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર છે.
- ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા
- અદ્યતન ટેકનોલોજી
- વિશ્વસનીયતા & મજબૂતાઈ
- બેચ & ઇનલાઇન
- કોઈપણ વોલ્યુમ માટે
- બુદ્ધિશાળી સોફ્ટવેર
- સ્માર્ટ સુવિધાઓ (દા.ત., ડેટા પ્રોટોકોલિંગ)
- ચલાવવા માટે સરળ અને સલામત
- ઓછો નિર્વાહ ખર્ચ
- CIP (ક્લીન-ઇન-પ્લેસ)
નીચે આપેલ કોષ્ટક તમને અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સની અંદાજિત પ્રોસેસિંગ ક્ષમતાનો સંકેત આપે છે:
| બેચ વોલ્યુમ | પ્રવાહ દર | ભલામણ કરેલ ઉપકરણો |
|---|---|---|
| 1 થી 500 મિલી | 10 થી 200 એમએલ/મિનિટ | UP100H |
| 10 થી 2000 એમએલ | 20 થી 400 એમએલ/મિનિટ | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 થી 20L | 0.2 થી 4L/મિનિટ | UIP2000hdT |
| 10 થી 100 લિ | 2 થી 10L/મિનિટ | UIP4000hdT |
| 15 થી 150 લિ | 3 થી 15L/મિનિટ | UIP6000hdT |
| na | 10 થી 100L/મિનિટ | UIP16000 |
| na | મોટા | નું ક્લસ્ટર UIP16000 |
અમારો સંપર્ક કરો! / અમને પૂછો!
(અભ્યાસ અને મૂવી: Rutgeerts et al., 2019)
સાહિત્ય / સંદર્ભો
- Ismail, S.H.; Hamdy, A.; Ismail, T.A.; Mahboub, H.H.; Mahmoud, W.H.; Daoush, W.M. (2021): Synthesis and Characterization of Antibacterial Carbopol/ZnO Hybrid Nanoparticles Gel. Crystals 2021, 11, 1092.
- Khan, Suhail; Fuzail Siddiqui, Mohammad; Khan, Tabrez Alam (2020): Synthesis of poly(methacrylic acid)/montmorillonite hydrogel nanocomposite for efficient adsorption of Amoxicillin and Diclofenac from aqueous environment: Kinetic, isotherm, reusability, and thermodynamic investigations. ACS Omega. 5, 2020. 2843–2855.
- Rutgeerts, Laurens A. J.; Soultan, Al Halifa; Subramani, Ramesh; Toprakhisar, Burak; Ramon, Herman; Paderes, Monissa C.; De Borggraeve, Wim M.; Patterson, Jennifer (2019): Robust scalable synthesis of a bis-urea derivative forming thixotropic and cytocompatible supramolecular hydrogels. Chemical Communications Issue 51, 2019.
જાણવા લાયક હકીકતો
ZnO નેનોપાર્ટિકલ્સના સોનોકેમિકલ સિન્થેસિસ માટે પ્રોટોકોલ
અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઇરેડિયેશનની અસર હેઠળ રાસાયણિક વરસાદ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને ZnO NPsનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. એક સામાન્ય પ્રક્રિયામાં, ઝીંક એસીટેટ ડાયહાઇડ્રેટ (Zn(CH3COO)2·2H2O) એક પુરોગામી તરીકે, અને જલીય દ્રાવણ (NH4OH) માં 30-33% (NH3) ના એમોનિયા દ્રાવણનો ઉપયોગ ઘટાડનાર એજન્ટ તરીકે કરવામાં આવ્યો હતો. ZnO નેનોપાર્ટિકલ્સ ઝિંક આયન સોલ્યુશનના 0.1 M ઉત્પન્ન કરવા માટે 100 એમએલ ડીયોનાઇઝ્ડ પાણીમાં જસત એસીટેટની યોગ્ય માત્રાને ઓગાળીને બનાવવામાં આવ્યા હતા. ત્યારબાદ, ઝીંક આયનોના દ્રાવણને Hielscher UP400S (400 W, 24 kHz, બર્લિન, જર્મની) નો ઉપયોગ કરીને 79% ના કંપનવિસ્તાર અને 40 ◦C તાપમાને 5 મિનિટ માટે 0.76 ચક્રનો ઉપયોગ કરીને અલ્ટ્રાસોનિક તરંગ ઇરેડિયેશનને આધિન કરવામાં આવ્યું હતું. પછી, અલ્ટ્રાસોનિક તરંગોની અસર હેઠળ એમોનિયા સોલ્યુશનને ઝીંક આયન સોલ્યુશનમાં ડ્રોપવાઇઝ ઉમેરવામાં આવ્યું હતું. થોડી ક્ષણો પછી, ZnO NPs અવક્ષેપ અને વધવા લાગ્યા, અને ZnO NPs ના સંપૂર્ણ અવક્ષેપ ન થાય ત્યાં સુધી એમોનિયાનું દ્રાવણ સતત ઉમેરવામાં આવ્યું.
મેળવેલ ZnO NP ને ઘણી વખત ડીયોનાઇઝ્ડ પાણીનો ઉપયોગ કરીને ધોવામાં આવ્યા હતા અને તેને સ્થાયી થવા માટે છોડી દેવામાં આવ્યા હતા. પાછળથી, પ્રાપ્ત અવક્ષેપ ઓરડાના તાપમાને સૂકવવામાં આવ્યો હતો.
(ઇસ્માઇલ એટ અલ., 2021)
નેનોજેલ્સ શું છે?
નેનોજેલ્સ અથવા નેનોકોમ્પોઝીટ હાઇડ્રોજેલ્સ એ હાઇડ્રોજેલનો એક પ્રકાર છે જે સામાન્ય રીતે 1-100 નેનોમીટરની રેન્જમાં નેનોપાર્ટિકલ્સને તેમની રચનામાં સમાવિષ્ટ કરે છે. આ નેનોપાર્ટિકલ્સ કાર્બનિક, અકાર્બનિક અથવા બંનેનું મિશ્રણ હોઈ શકે છે.
નેનોજેલ્સ ક્રોસલિંકિંગ તરીકે ઓળખાતી પ્રક્રિયા દ્વારા રચાય છે, જેમાં ત્રિ-પરિમાણીય નેટવર્ક બનાવવા માટે પોલિમર સાંકળોના રાસાયણિક બંધનનો સમાવેશ થાય છે. હાઇડ્રોજેલ્સ અને નેનોજેલ્સની રચના માટે પોલિમેરિક સ્ટ્રક્ચરને હાઇડ્રેટ કરવા, ક્રોસલિંકિંગને પ્રોત્સાહન આપવા અને નેનોપાર્ટિકલ્સને સમાવિષ્ટ કરવા માટે સંપૂર્ણ મિશ્રણની જરૂર હોવાથી, અલ્ટ્રાસોનિકેશન એ હાઇડ્રોજેલ્સ અને નેનોજેલ્સના ઉત્પાદન માટે અત્યંત અસરકારક તકનીક છે. હાઇડ્રોજેલ અને નેનોજેલ નેટવર્ક મોટી માત્રામાં પાણીને શોષી લેવામાં સક્ષમ છે, નેનોજેલ્સને અત્યંત હાઇડ્રેટેડ બનાવે છે અને આ રીતે ડ્રગ ડિલિવરી, ટીશ્યુ એન્જીનિયરિંગ અને બાયોસેન્સર્સ જેવી વિશાળ શ્રેણી માટે યોગ્ય છે.
નેનોજેલ હાઇડ્રોજેલ્સ સામાન્ય રીતે નેનોપાર્ટિકલ્સથી બનેલા હોય છે, જેમ કે સિલિકા અથવા પોલિમર કણો, જે સમગ્ર હાઇડ્રોજેલ મેટ્રિક્સમાં વિખરાયેલા હોય છે. આ નેનોપાર્ટિકલ્સને વિવિધ પદ્ધતિઓ દ્વારા સંશ્લેષણ કરી શકાય છે, જેમાં ઇમલ્સન પોલિમરાઇઝેશન, ઇન્વર્સ ઇમલ્સન પોલિમરાઇઝેશન અને સોલ-જેલ સિન્થેસિસનો સમાવેશ થાય છે. આ પોલિમરાઇઝેશન અને સોલ-જેલ સંશ્લેષણ અલ્ટ્રાસોનિક આંદોલનથી ઘણો ફાયદો કરે છે.
નેનોકોમ્પોઝીટ હાઇડ્રોજેલ્સ, બીજી બાજુ, હાઇડ્રોજેલ અને નેનોફિલર, જેમ કે માટી અથવા ગ્રાફીન ઓક્સાઇડના મિશ્રણથી બનેલા છે. નેનોફિલરનો ઉમેરો હાઇડ્રોજેલના યાંત્રિક અને ભૌતિક ગુણધર્મોને સુધારી શકે છે, જેમ કે તેની જડતા, તાણ શક્તિ અને કઠિનતા. અહીં, સોનિકેશનની શક્તિશાળી વિક્ષેપ ક્ષમતાઓ હાઇડ્રોજેલ મેટ્રિક્સમાં નેનોપાર્ટિકલ્સના સમાન અને સ્થિર વિતરણની સુવિધા આપે છે.
એકંદરે, નેનોજેલ અને નેનોકોમ્પોઝીટ હાઇડ્રોજેલ્સ તેમના અનન્ય ગુણધર્મો અને કાર્યક્ષમતાને કારણે બાયોમેડિસિન, પર્યાવરણીય ઉપચાર અને ઊર્જા સંગ્રહ જેવા ક્ષેત્રોમાં સંભવિત એપ્લિકેશનોની વિશાળ શ્રેણી ધરાવે છે.
તબીબી સારવાર માટે નેનોજેલની અરજીઓ
| નેનોજેલનો પ્રકાર | દવા | રોગ | પ્રવૃત્તિ | સંદર્ભ |
| PAMA-DMMA નેનોજેલ્સ | doxorubicin | કેન્સર | pH મૂલ્યમાં ઘટાડો થતાં પ્રકાશન દરમાં વધારો. સેલ-સધ્ધરતા અભ્યાસમાં pH 6.8 પર ઉચ્ચ સાયટોટોક્સિસિટી | ડુ એટ અલ. (2010) |
| હાયલ્યુરોનેટથી સુશોભિત ચિટોસન આધારિત નેનોજેલ્સ | ટેટ્રા-ફિનાઇલ-પોર્ફિરિન-ટેટ્રા-સલ્ફોનેટ (TPPS4), ટેટ્રા-ફિનાઇલ-ક્લોરીન-ટેટ્રા-કાર્બોક્સિલેટ (TPCC4), અને ક્લોરીન e6 (Ce6) જેવા ફોટોસેન્સિટાઇઝર્સ | સંધિવાની વિકૃતિઓ | મેક્રોફેજ દ્વારા ઝડપથી લેવામાં આવે છે (4 કલાક) અને તેમના સાયટોપ્લાઝમ અને ઓર્ગેનેલ્સમાં સંચિત થાય છે | શ્મિટ એટ અલ. (2010) |
| Pluronic hydrogels માં PCEC નેનોપાર્ટિકલ્સ | લિડોકેઇન | સ્થાનિક એનેસ્થેસિયા | લગભગ 360 મિનિટના લાંબા સમય સુધી ચાલતા ઘૂસણખોરી એનેસ્થેસિયાનું ઉત્પાદન કર્યું | યીન એટ અલ. (2009) |
| પોલી(લેક્ટાઈડ-કો-ગ્લાયકોલિક એસિડ) અને ચિટોસન નેનોપાર્ટિકલ HPMC અને કાર્બોપોલ જેલમાં વિખરાયેલા | સ્પેન્ટાઇડ II | એલર્જીક સંપર્ક ત્વચાકોપ અને અન્ય ત્વચા બળતરા વિકૃતિઓ | નેનોજેલિન સ્પેન્ટાઇડ II ના પર્ક્યુટેનીયસ ડિલિવરી માટે સંભવિત વધારો કરે છે | પુનિત એટ અલ. (2012) |
| pH-સંવેદનશીલ પોલીવિનાઇલ પાયરોલીડોન-પોલી (એક્રેલિક એસિડ) (PVP/PAAc) નેનોજેલ્સ | પિલોકાર્પિન | લાંબા સમય સુધી ક્રિયાના સ્થળે પાયલોકાર્પાઈનની પૂરતી સાંદ્રતા જાળવો | અબ્દ અલ-રહીમ એટ અલ. (2013) | |
| ક્રોસ-લિંક્ડ પોલી (ઇથિલિન ગ્લાયકોલ) અને પોલિઇથિલેનિમાઇન | ઓલિગોન્યુક્લિયોટાઇડ્સ | ન્યુરોડિજનરેટિવ રોગો | BBBમાં અસરકારક રીતે પરિવહન. જ્યારે નેનોજેલની સપાટીને ટ્રાન્સફરીન અથવા ઇન્સ્યુલિન વડે સંશોધિત કરવામાં આવે ત્યારે પરિવહન કાર્યક્ષમતા વધુ વધે છે. | વિનોગ્રાડોવ એટ અલ. (2004) |
| કોલેસ્ટ્રોલ ધરાવતું પુલ્યુલન નેનોજેલ્સ | રિકોમ્બિનન્ટ મ્યુરિન ઇન્ટરલ્યુકાઇન -12 | ટ્યુમર ઇમ્યુનોથેરાપી | સતત પ્રકાશન નેનોજેલ | ફરહાના વગેરે. (2013) |
| પોલી(એન-આઇસોપ્રોપીલેક્રીલામાઇડ) અને ચિટોસન | હાયપરથર્મિયા કેન્સર સારવાર અને લક્ષિત દવા વિતરણ | થર્મોસેન્સિટિવ મેગ્નેટિકલી મોડલાઇઝ્ડ | ફરહાના વગેરે. (2013) | |
| પોલિઇથિલિનાઇમાઇન અને પીઇજી પોલિપ્લેક્સનાનોગેલનું ક્રોસ-લિંક્ડ બ્રાન્ચ્ડ નેટવર્ક | ફ્લુડારાબીન | કેન્સર | એલિવેટેડ પ્રવૃત્તિ અને ઘટાડો સાયટોટોક્સિસિટી | ફરહાના વગેરે. (2013) |
| કોલેસ્ટ્રોલ-બેરિંગ પુલ્યુલનનું જૈવ સુસંગત નેનોજેલ | કૃત્રિમ ચેપરોન તરીકે | અલ્ઝાઈમર રોગની સારવાર | એમીલોઇડ β-પ્રોટીનનું એકત્રીકરણ અટકાવે છે | ઇકેડા એટ અલ. (2006) |
| ફોટો ક્રોસ-લિંકિંગ સાથે ડીએનએ નેનોજેલ | આનુવંશિક સામગ્રી | જનીન ઉપચાર | પ્લાઝમિડ ડીએનએનું નિયંત્રિત વિતરણ | લી એટ અલ. (2009) |
| કાર્બોપોલ/ઝીંક ઓક્સાઇડ (ZnO) હાઇબ્રિડ નેનોપાર્ટિકલ જેલ | ZnO નેનોપાર્ટિકલ્સ | એન્ટિબેક્ટેરિયલ પ્રવૃત્તિ, બેક્ટેરિયલ અવરોધક | ઈસ્માઈલ એટ અલ. (2021) |
સ્વર્ણલી એટ અલ., 2017 માંથી અનુકૂલિત કોષ્ટક
Hielscher Ultrasonics થી ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર્સનું ઉત્પાદન કરે છે પ્રયોગશાળા પ્રતિ ઔદ્યોગિક કદ.