आणविक रूप से अंकित पॉलिमर (एमआईपी) का अल्ट्रासोनिक संश्लेषण

आणविक रूप से अंकित पॉलिमर (एमआईपी) कृत्रिम रूप से एक पूर्व निर्धारित चयनशीलता और किसी दिए गए जैविक या रासायनिक अणु संरचना के लिए विशिष्टता के साथ रिसेप्टर्स डिजाइन किए गए हैं। अल्ट्रासोनिकेशन आणविक रूप से अंकित पॉलिमर के विभिन्न संश्लेषण मार्गों में सुधार कर सकता है जिससे बहुलककरण अधिक कुशल और विश्वसनीय हो सकता है।

आणविक रूप से अंकित पॉलिमर क्या हैं?

आणविक रूप से अंकित बहुलक (एमआईपी) एंटीबॉडी जैसी मान्यता विशेषताओं के साथ बहुलक सामग्री है जिसे आणविक छापन तकनीक का उपयोग करके उत्पादित किया गया है। आणविक छाप तकनीक एक विशिष्ट लक्ष्य अणु के संबंध में आणविक रूप से अंकित बहुलक का उत्पादन करती है। आणविक रूप से अंकित बहुलक विशिष्ट के लिए एक आत्मीयता के साथ अपने बहुलक मैट्रिक्स में गुहा है “टेम्पलेट” अणु. इस प्रक्रिया में आमतौर पर पूरक गुहाओं को पीछे छोड़ते हुए एक टेम्पलेट अणु की उपस्थिति में मोनोमर के बहुलीकरण की शुरुआत करना शामिल होता है। इन बहुलकों में मूल अणु के लिए आत्मीयता होती है और इनका उपयोग रासायनिक पृथक्करण, उत्प्रेरक या आणविक सेंसर जैसे अनुप्रयोगों में किया जाता है। आणविक अंकित अणुओं की तुलना आणविक लॉक से की जा सकती है, जो आणविक कुंजी (तथाकथित टेम्पलेट अणु) से मेल खाती है। आणविक रूप से अंकित पॉलिमर (एमआईपी) को विशेष रूप से सिलवाया बाध्यकारी साइटों द्वारा चित्रित किया जाता है जो आकार, आकार और कार्यात्मक समूहों में टेम्पलेट अणुओं से मेल खाते हैं। "ताला – कुंजी "सुविधा विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए आणविक अंकित पॉलिमर का उपयोग करने की अनुमति देती है, जहां एक विशिष्ट प्रकार के अणु को आणविक लॉक से मान्यता प्राप्त और जुड़ा होता है, यानी आणविक अंकित बहुलक।

योजनाबद्ध चित्रण सिलवाया रिसेप्टर्स की तैयारी के लिए साइक्लोडेक्सट्रिंस के आणविक छाप मार्ग को दर्शाता है।
अध्ययन और चित्र: हिहिया एट अल 2003

आणविक रूप से अंकित पॉलिमर (एमआईपी) में अनुप्रयोगों का एक विस्तृत क्षेत्र होता है और इसका उपयोग अमीनो एसिड और प्रोटीन, न्यूक्लियोटाइड डेरिवेटिव, प्रदूषक, साथ ही दवाओं और भोजन सहित निर्दिष्ट जैविक या रासायनिक अणुओं को अलग और शुद्ध करने के लिए किया जाता है। आवेदन क्षेत्रों में जुदाई और शुद्धि से लेकर रासायनिक सेंसर, उत्प्रेरक प्रतिक्रियाएं, दवा वितरण, जैविक एंटीबॉडी और रिसेप्टर्स सिस्टम शामिल हैं। (cf. Vasapollo एट अल 2011)
उदाहरण के लिए, एमआईपी तकनीक का उपयोग ठोस चरण माइक्रो-एक्सट्रैक्टिंग तकनीक के रूप में किया जाता है ताकि कैनाबिनॉइड आइसोलेट्स और डिस्टिलेट्स प्राप्त करने के लिए पूर्ण स्पेक्ट्रम निकालने से सीबीडी या टीएचसी जैसे कैनबिस-व्युत्पन्न अणुओं को संचालित और शुद्ध किया जा सके।

आणविक रूप से अंकित अणुओं का अल्ट्रासोनिक संश्लेषण

लक्ष्य (टेम्पलेट) प्रकार और एमआईपी के अंतिम अनुप्रयोग के आधार पर, एमआईपी नैनो-और माइक्रोन आकार के गोलाकार कणों, नैनोवायर, नैनो-रॉड, नैनो-फिलामेंट्स, या पतली फिल्मों जैसे विभिन्न प्रारूपों में संश्लेषित कर सकते हैं। एक विशिष्ट एमआईपी फॉर्म का उत्पादन करने के लिए, थोक छाप, वर्षा, पायस पॉलीमराइजेशन, निलंबन, फैलाव, जेलेशन और बहु-चरण सूजन बहुलीकरण जैसी विभिन्न बहुलीकरण तकनीकों को लागू किया जा सकता है।
कम आवृत्ति, उच्च तीव्रता वाले अल्ट्रासोनिक्स का अनुप्रयोग पॉलीमेरिक नैनोस्ट्रक्चर को संश्लेषित करने के लिए एक अत्यधिक कुशल, बहुमुखी और सरल तकनीक प्रदान करता है।
सोनीशन पारंपरिक बहुलीकरण प्रक्रियाओं की तुलना में एमआईपी संश्लेषण में कई फायदे लाता है, क्योंकि यह उच्च प्रतिक्रिया दरों, अधिक सजातीय बहुलक श्रृंखला वृद्धि, उच्च पैदावार, और मामूली स्थितियों (जैसे, कम प्रतिक्रिया तापमान) को बढ़ावा देता है। इसके अलावा, यह बाध्यकारी साइट जनसंख्या वितरण को बदल सकता है, और इस प्रकार, अंतिम बहुलक की आकृति विज्ञान। (स्वेनसन 2011)
एमआईपी के बहुलीकरण के लिए सोनोकेमिकल ऊर्जा लागू करके, बहुलीकरण प्रतिक्रियाएं शुरू की जाती हैं और सकारात्मक रूप से प्रभावित होती हैं। इसके साथ ही, सोनीशन बाध्यकारी क्षमता या कठोरता का त्याग किए बिना बहुलक मिश्रण के प्रभावी डेगासिंग को बढ़ावा देता है।
अल्ट्रासोनिक समरूपता, फैलाव और पायस सजातीय निलंबन बनाने और बहुलीकरण प्रक्रियाओं के लिए दीक्षा ऊर्जा प्रदान करने के लिए बेहतर मिश्रण और आंदोलन प्रदान करता है। विवेरोस एट अल (2019) ने अल्ट्रासोनिक एमआईपी संश्लेषण की क्षमता की जांच की और कहा कि "एमआईपी ने पारंपरिक तरीकों से समान या बेहतर बाध्यकारी गुणों को तैयार किया"।
नैनो-प्रारूप में एमआईपी बाध्यकारी साइटों की एकरूपता में सुधार के लिए आशाजनक संभावनाएं खोलते हैं। अल्ट्रासोनिकेशन नैनोडिस्पेशन और नैनोमुलेशन की तैयारी में अपने असाधारण परिणामों के लिए अच्छी तरह से जाना जाता है।

अल्ट्रासोनिक नैनो-पायस पॉलीमेशन

एमआईपी को पायस बहुलीकरण द्वारा संश्लेषित किया जा सकता है। इमल्शन बहुलीकरण आमतौर पर एक सर्फेक्टेंट के अलावा तेल में पानी पायस बनाने के द्वारा प्राप्त किया जाता है। एक स्थिर, नैनो आकार बनाने के लिए, एक उच्च प्रदर्शन पायसीकरण तकनीक की आवश्यकता है। अल्ट्रासोनिक पायसीकरण नैनो और मिनी पायस तैयार करने के लिए एक अच्छी तरह से स्थापित तकनीक है।
अल्ट्रासोनिक नैनो-एमुल्सिफिकेशन के बारे में और पढ़ें!

अल्ट्रासोनिक नैनोमिप उत्पादन के लिए निम्नलिखित संश्लेषण मार्गों में सुधार कर सकता है: वर्षा बहुलीकरण, पायस बहुलीकरण, और कोर-शेल बहुलककरण।
अध्ययन और चित्र द्वारा: Refaat एट अल 2019

टेम्पलेट का अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण

आणविक रूप से अंकित पॉलिमर के संश्लेषण के बाद, एक सक्रिय आणविक रूप से अंकित बहुलक प्राप्त करने के लिए टेम्पलेट को बाध्यकारी साइट से हटा दिया जाना चाहिए। सोनीसेंस की तीव्र मिश्रण ताकतें सॉल्वेंट और टेम्पलेट अणुओं की घुलनशीलता, प्रसार, प्रवेश और परिवहन को बढ़ावा देती हैं। इस प्रकार, बाध्यकारी साइटों से टेम्पलेट्स तेजी से हटा दिए जाते हैं।
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण को अंकित बहुलक से टेम्पलेट को हटाने के लिए सोक्सलेट निष्कर्षण के साथ भी जोड़ा जा सकता है।

केस स्टडीज: आणविक रूप से अंकित पॉलिमर के लिए अल्ट्रासोनिक एप्लिकेशन

आणविक रूप से अंकित पॉलिमर का अल्ट्रासोनिक संश्लेषण

अल्ट्रासोनिक संश्लेषण मार्ग का उपयोग करके 17-एस्ट्राडियोल-अंकित पॉलिमर द्वारा चुंबकीय नैनोकणों का एनकैप्सुलेशन जलीय वातावरण से 17-एस्ट्रेडिओल को तेजी से हटाने को प्राप्त करता है। नैनोमिप्स के अल्ट्रासोनिक संश्लेषण के लिए, मेथाक्रिलिक एसिड (एमएए) को मोनोमर, एथिलीन ग्लाइकोल डिमेथाइलाक्रेलेट (ईजीडीएमए) को क्रॉसलिंकर के रूप में और अजोबिसियोऑब्यूटिरोनिट (एआईबीएन) को सर्जक के रूप में इस्तेमाल किया गया था। अल्ट्रासोनिक संश्लेषण प्रक्रिया 65ºC पर 2h के लिए किया गया था। चुंबकीय एनआईपी और चुंबकीय एमआईपी के औसत कण आकार का व्यास क्रमशः २०० और ३०० एनएम था । अल्ट्रासाउंड के उपयोग ने न केवल नैनोकणों की बहुभाषण दर और आकृति विज्ञान को बढ़ाया, बल्कि मुक्त कणों की संख्या में वृद्धि भी की, और इस प्रकार, चुंबकीय नैनोकणों के आसपास एमआईपी विकास की सुविधा प्रदान की। 17-एस्ट्रडिओल की ओर सोखने की क्षमता पारंपरिक दृष्टिकोणों के बराबर थी। [ज़िया एट अल 2012/

आणविक रूप से अंकित सेंसर के लिए अल्ट्रासोनिक्स

यू एट अल ने फेनोबार्बिटल निर्धारण के लिए निकल नैनोपार्टिकल-संशोधित इलेक्ट्रोड के आधार पर एक आणविक रूप से अंकित इलेक्ट्रोकेमिकल सेंसर तैयार किया। रिपोर्ट इलेक्ट्रोकेमिकल सेंसर थर्मल बहुलीकरण द्वारा कार्यात्मक मोनोमर के रूप में मेथाक्रिलिक एसिड (एमएए) के उपयोग के साथ विकसित किया गया था, 2,2-azobisisobutyronitrile (AIBN) और एथिलीन ग्लाइकोल मलिक रोसिनेट (ईजीएमआरए) एक्रिलेट के रूप में क्रॉसलिंकिंग एजेंट, फेनोबार्बिटल्स (पीबीएस) टेम्पलेट अणु के रूप में, और डिमिथाइल सल्फॉक्साइड (डीएमएसओ) एक कार्बनिक सॉल्वेंट के रूप में। सेंसर निर्माण प्रक्रिया में 0.0464जी पीबी और 0.0688g एमएए को 3 एमएल डीएमएसओ में मिलाया गया और 10 मिनट के लिए सोनिकेटेड किया गया। 5 घंटे के बाद, 1.0244g ईजीएमआरए और 0.0074g एआईबीएन को मिश्रण में जोड़ा गया और पीबी-अंकित बहुलक समाधान प्राप्त करने के लिए 30 मिनट के लिए ध्वनिकृत किया गया। उसके बाद, 2.0 मिलीग्राम एमएल के 10 माइक्रोल^-1नी नैनोपार्टिकल समाधान जीसीई सतह पर गिरा और फिर सेंसर कमरे के तापमान पर सूख गया था । तैयार पीबी-अंकित बहुलक समाधान के लगभग 5 माइक्रोन को तब नी नैनोपार्टिकल-संशोधित जीसीई पर लेपित किया गया था और वैक्यूम 6 एच के लिए 75◦ सी पर सूख गया था। थर्मल बहुलकीकरण के बाद, अंकित सेंसर को टेम्पलेट अणुओं को हटाने के लिए 7 मिनट के लिए (एसिटिक एसिड) एचएएसी/मेथनॉल (वॉल्यूम रेशियो, 3:7) के साथ धोया गया था । (cf. Uygun एट अल २०१५)

एमआईपी का उपयोग करके अल्ट्रासोनिक माइक्रो-एक्सट्रैकन

नमूनों से निकोटिनामाइड विश्लेषण को ठीक करने के लिए, यूवी-विस स्पेक्ट्रोफोटोमीटर (यूए-डीएसपीएमई-यूवी-विस) द्वारा पीछा करने वाले अल्ट्रासोनिक रूप से सहायता प्राप्त फैलाव ठोस चरण माइक्रोएक्सट्राक्शन लागू किया जाता है। निकोटिनमाइड (विटामिन बी 3) के निष्कर्षण और पूर्वउपंरणता के लिए, एचयूएसटी-1 धातु कार्बनिक ढांचे (MOF) आधारित आणविक रूप से अंकित पॉलिमर का उपयोग किया गया है। (Asfaram एट अल २०१७)

पॉलीमर आवेदनों के लिए उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिकेटर

लैब से रैखिक स्केलेबिलिटी के साथ उत्पादन के लिए: विशेष रूप से इंजीनियर आणविक रूप से अंकित पॉलिमर को सबसे पहले पॉलीमर संश्लेषण की व्यवहार्यता की जांच करने के लिए छोटे प्रयोगशाला और बेंच-टॉप स्केल पर विकसित और परीक्षण किया जाता है। यदि एमआईपी की व्यवहार्यता और अनुकूलन पूरा हो गया है, तो एमआईपी उत्पादन को बड़ी मात्रा में बढ़ाया जाता है । अल्ट्रासोनिक संश्लेषण मार्गों को बेंच-टॉप से पूरी तरह से वाणिज्यिक उत्पादन तक पहुंचाया जा सकता है। Hielscher Ultrasonics पूर्ण भार के तहत 24/7 उत्पादन के लिए पूरी तरह से औद्योगिक इनलाइन अल्ट्रासोनिक सिस्टम तक छोटी प्रयोगशाला और बेंच-टॉप सेटिंग्स में बहुलक संश्लेषण के लिए सोनोकेमिकल उपकरण प्रदान करता है। अल्ट्रासोनिक को प्रति घंटे ट्रकलोड की बड़ी उत्पादन क्षमताओं के लिए परीक्षण ट्यूब आकार से रैखिक रूप से बढ़ाया जा सकता है। Hielscher Ultrasonics प्रयोगशाला से औद्योगिक सोनोकेमिकल सिस्टम के लिए व्यापक उत्पाद पोर्टफोलियो अपनी परिकल्पित प्रक्रिया क्षमता के लिए सबसे उपयुक्त अल्ट्रासोनिकेटर है । हमारे लंबे समय से अनुभवी कर्मचारी अंतिम उत्पादन स्तर पर आपके अल्ट्रासोनिक सिस्टम की स्थापना के लिए व्यवहार्यता परीक्षणों और प्रक्रिया अनुकूलन से आपकी सहायता करेंगे।

Hielscher Ultrasonics – अत्याधुनिक सोनोकेमिकल उपकरण

Hielscher Ultrasonics उत्पाद पोर्टफोलियो छोटे से बड़े पैमाने पर उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक चिमटा की पूरी श्रृंखला को शामिल किया गया । अतिरिक्त सामान आपकी प्रक्रिया के लिए सबसे उपयुक्त अल्ट्रासोनिक डिवाइस कॉन्फ़िगरेशन की आसान असेंबली के लिए अनुमति देते हैं। इष्टतम अल्ट्रासोनिक सेटअप परिकल्पित क्षमता, मात्रा, सामग्री, बैच या इनलाइन प्रक्रिया और समयरेखा पर निर्भर करता है। Hielscher आपको आदर्श सोनोकेमिकल प्रक्रिया को सेटअप करने में मदद करता है।

बैच और इनलाइन

हिल्स्चर अल्ट्रासोनिकेटर का उपयोग बैच और निरंतर प्रवाह-माध्यम प्रसंस्करण के लिए किया जा सकता है। छोटे और मध्य आकार की मात्रा को एक बैच प्रक्रिया (जैसे, शीशियों, परीक्षण, ट्यूब, बीकर्स, टैंक या बैरल) में आसानी से सोनिक किया जा सकता है। बड़ी मात्रा प्रसंस्करण के लिए, इनलाइन सोनीशन अधिक प्रभावी हो सकता है। जबकि बैचिंग अधिक समय और श्रम-प्रधान है, एक सतत इनलाइन मिश्रण प्रक्रिया अधिक कुशल, तेज है और इसके लिए काफी कम श्रम की आवश्यकता होती है । Hielscher अल्ट्रासोनिक्स में आपके पॉलीमराइजेशन रिएक्शन और प्रोसेस वॉल्यूम के लिए सबसे उपयुक्त निष्कर्षण सेटअप है।

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अल्ट्रासोनिक बेंचटॉप सिस्टम व्यवहार्यता परीक्षणों और प्रक्रिया अनुकूलन के लिए आदर्श हैं। स्थापित प्रक्रिया मापदंडों के आधार पर रैखिक स्केल-अप से प्रसंस्करण क्षमताओं को छोटे लॉट से पूरी तरह से वाणिज्यिक उत्पादन तक बढ़ाना बहुत आसान हो जाता है। अप-स्केलिंग या तो अधिक शक्तिशाली अल्ट्रासोनिक चिमटा इकाई स्थापित करके या समानांतर में कई अल्ट्रासोनिकेटर को क्लस्टर करके किया जा सकता है। UIP16000 के साथ, Hielscher दुनिया भर में सबसे शक्तिशाली अल्ट्रासोनिक इकाई प्रदान करता है।

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