Սուպրամոլեկուլային կառուցվածքներ, որոնք հավաքվել են ուլտրաձայնային մեթոդով
Ուլտրաձայնային թերապիան գերմոլեկուլային քիմիայի հզոր և բազմակողմանի գործիք է, որը հնարավորություն է տալիս ճշգրիտ վերահսկել ոչ կովալենտային հավաքման գործընթացները, որոնք հաճախ զգայուն են կինետիկ և թերմոդինամիկ պարամետրերի նկատմամբ: Հեղուկ միջավայրի վրա հզոր ուլտրաձայնի կիրառումը ազդում է մոլեկուլային փոխազդեցությունների վրա՝ արագացնելով ինքնահավաքը, բարելավելով խառնումը և խթանելով կառուցվածքային վերակազմակերպումը նանոմասշտաբով:
Ինչպես է sonication-ը ազդում սուպրամոլեկուլային ժողովի վրա
Գերմոլեկուլային համակարգերում, որտեղ կառուցվածքի ձևավորումը կարգավորվում է թույլ փոխազդեցություններով, ինչպիսիք են ջրածնային կապերը, π-π կուտակումը, մետաղների կոորդինացիան և վան դեր Վալսի ուժերը, ուլտրաձայնը կարող է ընտրողաբար ազդել հավաքման ուղիների վրա։ Այն հնարավորություն է տալիս միատարր միջուկագոյացման, նպաստում է շինանյութերի ցրմանը և նպաստում է մետաստաբիլ կամ կինետիկորեն թակարդված ճարտարապետությունների ձևավորմանը, որոնք հաճախ անհասանելի են սովորական պայմաններում։ Ավելին, ուլտրաձայնային թերապիան կարող է մոդուլացնել հավաքված և ապամոնտաժված վիճակների միջև հավասարակշռությունը՝ առաջարկելով դինամիկ միջոց՝ շրջելի գերմոլեկուլային համակարգերը կառավարելու համար։
Բացի ֆիզիկական ազդեցություններից, սոնոքիմիան ապահովում է էկոլոգիապես մաքուր և էներգաարդյունավետ մոտեցում – հաճախ իրականացվում է լուծիչ չպարունակող կամ մեղմ պայմաններում – ինչը այն գրավիչ է դարձնում գերմոլեկուլային գելերի, նանոթելերի, հյուրընկալող-հյուր համալիրների և հիբրիդային նանոկառուցվածքների սինթեզի համար։ Արդյունքում, ուլտրաձայնային մշակումը ոչ միայն նմուշի պատրաստման տեխնիկա է, այլև գերմոլեկուլային նյութերի ռացիոնալ նախագծման և մշակման կենտրոնական մեխանիկաքիմիական շարժիչ ուժ։
Sonicator UP400St գերմոլեկուլային կառուցվածքների արդյունավետ սինթեզի համար
Ուլտրաձայնային կերպով խթանված սուպրամոլեկուլների սինթեզ
Ուլտրաձայնային թերապիան կարող է խթանել գերմոլեկուլային համակարգերի լայն շրջանակի ձևավորումը, կայունացումը կամ վերափոխումը ակուստիկ կավիտացիայի, անցողիկ սղման գրադիենտների և միկրոշիթային հարվածների միջոցով: Հետևյալ կատեգորիաները պատկերում են ուլտրաձայնային օժանդակությամբ ինքնահավաքի միջոցով ստացված կամ ազդված տիպիկ կառուցվածքները.
- Սուպրամոլեկուլային հյուրընկալող-հյուր համալիրներ
Ցիկլոդեքստրինի ներառման համալիրներ
Կուկուրբիտուրիլային հիմքով հյուրընկալող-հյուր համակարգեր
Կալիքսարենեի և սյունաշար[5]արենեի հավաքույթները
Մեխանիկորեն փոխկապակցված մոլեկուլներ (ռոտաքսաններ, կատենաններ) - Սուպրամոլեկուլային գրաֆենի օքսիդ և 2D հիբրիդներ
- π–π կուտակված գրաֆենի օքսիդ-քրոմոֆոր համալիրներ
- Գրաֆենի օքսիդ-պոլիմերային գերմոլեկուլային հիբրիդներ
- Ոչ կովալենտ ֆունկցիոնալիզացիա պորֆիրինների, ֆուլերենների կամ պեպտիդների հետ
- Սուպրամոլեկուլային նանոմանրաթելեր և նանոխողովակներ
- Պեպտիդային ամֆիֆիլային նանոմանրաթելեր
- π-կոնյուգացված նանոթելեր (օրինակ՝ պերիլեն բիսիմիդ, պորֆիրին կամ ցիանինի ածանցյալներ)
- Ջրածնային կապերով կամ π–π դասավորված նանոխողովակներ
- Սուպրամոլեկուլային գելեր (սոնոգելներ)
- Օրգանոգելներ և հիդրոգելներ, որոնք ակտիվանում կամ կայունանում են ուլտրաձայնային միջոցով
- Տեղայնացված տաքացման և կտրման միջոցով առաջացած զոլ-գելային անցումներ
- Շրջադարձելի գերմոլեկուլային ցանցեր (H-կապով, մետաղ-լիգանդով կամ իոնային)
- Սուպրամոլեկուլային ագրեգատներ և կոնգլոմերատներ
- Ամֆիֆիլ մոլեկուլներից առաջացած միցելներ և վեզիկուլներ
- Կոացերվատներ և կոլոիդային կառուցվածքներ
- Քիրալային կոնգլոմերատներ և պոլիմորֆային կառուցվածքներ, որոնք ազդվում են ուլտրաձայնային էներգիայի մուտքից
- Սուպրամոլեկուլային նանոսպունգներ և ծակոտկեն կառուցվածքներ
- Ցիկլոդեքստրինի վրա հիմնված նանոսպունգներ
- Ուլտրաձայնային եղանակով առաջացած մետաղ-օրգանական շրջանակներ (MOF) և կովալենտ օրգանական շրջանակներ (COF)
- Ծակոտկեն գերմոլեկուլային ցանցեր, որոնք օգտագործվում են կատալիզի կամ դեղերի բեռնման համար
- Այլ ուլտրաձայնային արձագանքող գերմոլեկուլային ճարտարապետություններ
- Սուպրամոլեկուլային պարկուճներ և նանոկապսիդներ
- Ինքնահավաք միաշերտեր (SAM) և բազմաշերտեր
- ԴՆԹ-ի վրա հիմնված գերմոլեկուլային կառուցվածքներ
- Կոորդինացիոն պոլիմերներ և մետաղագելներ
(Ուսումնասիրություն և ֆիլմ. Ռուտգերթս և այլք, 2019)
Ուլտրաձայնային կիրառություններ սուպրամոլեկուլային ժողովում
Ուլտրաձայնը ազդում է գերմոլեկուլային ինքնահավաքի վրա մեխանիկական, ջերմային և կավիտացիոն էֆեկտների միջոցով։
Այս հիմնական գործընթացները ներառում են.
- Էմուլսիֆիկացիա և նանոէմուլսիայի ձևավորում
- Նավթի/ջրի համակարգերում նպաստում է գերմոլեկուլային պատիճավորմանը
- Խթանում է անխառնելի փուլերի միատարր խառնումը
- Մասնիկների չափի նվազեցում և դեագրեգացում
- Քայքայում է ավելի մեծ գերմոլեկուլային ագրեգատներ կամ բյուրեղներ
- Վերահսկում է ձևաբանությունը և պոլիդիսպերսիան
- Դիսպերսիա և հոմոգենացում
- Բարելավում է նանոմասնիկների կամ գերմոլեկուլային կառուցվածքային բլոկների ցրումը լուծիչներում
- Բարելավում է գելի կամ հիբրիդային նյութի ձևավորման միատարրությունը
- Ինկապսուլյացիա և կոմպլեքսացման ուժեղացում
- Արագացնում է հյուրերի ներառումը ցիկլոդեքստրիններում կամ միցելյար համակարգերում
- Խթանում է նանոկապսուլների ձևավորումը դեղերի առաքման կամ կատալիզի համար
- Մանրաթելերի միացում / Երկարության կրճատում
- Պեպտիդային կամ պոլիմերային նանոմանրաթելերի կրճատում կավիտացիոն կտրման միջոցով
- Գերմոլեկուլային թելիկների և նանոխողովակների վերահսկվող մասնատումը
- Բյուրեղացում և պոլիմորֆային վերահսկողություն
- Ուլտրաձայնային օժանդակությամբ միջուկագոյացում՝ բյուրեղների վերահսկվող աճի համար
- Մետաստաբիլ կամ կինետիկորեն նախընտրելի գերմոլեկուլային պոլիմորֆների առաջացում
- Խաչաձև կապ և ցանցի ձևավորում
- Առաջացնում է կապերի վերակազմակերպում ջրածնային կամ մետաղ-լիգանդ ցանցերում
- Սկսում է գերմոլեկուլային մետաղ-օրգանական կառուցվածքների (MOF) ձևավորումը
- Խթանում է գերմոլեկուլային հիդրոգելերի և սոնոգելերի ձևավորումը
- Sonochemical Activation and Functionalisation
- Սկսում է գերմոլեկուլային մոդիֆիկացիայի ռեակցիաներ
- Հնարավորություն է տալիս ֆունկցիոնալ մասնիկների ոչ կովալենտ կցմանը տիրոջ կառուցվածքներին
- Դեգրադացիա և շրջելի ապամոնտաժում
- Ուլտրաձայնային էներգիա, որն օգտագործվում է գերմոլեկուլային կառուցվածքները հետադարձելիորեն ապամոնտաժելու համար
- Կապսուլացված տեսակների վերահսկվող արտազատումը ուլտրաձայնային խթանման ներքո
Ստացեք լավագույն սոնիկատորը սուպրամոլեկուլների համար
Hielscher սոնիկատորները բարձր արդյունավետությամբ զոնդային տիպի ուլտրաձայնային համակարգեր են, որոնք հատուկ նախագծված են հեղուկ փուլային պրոցեսներում ճշգրիտ էներգիայի մատակարարման համար, ինչը դրանք դարձնում է բացառիկորեն հարմար բարդ ճարտարապետությունների սոնոքիմիական և գերմոլեկուլային հավաքման համար: Դրանց ամպլիտուդի, ժամանակի, իմպուլսային ռեժիմի և ջերմաստիճանի վերաբերյալ դրանց ճշգրիտ կառավարումը հնարավորություն է տալիս վերարտադրելի կավիտացիայի դինամիկայի, խթանելով արդյունավետ խառնումը, զանգվածի փոխանցման ուժեղացումը և գերմոլեկուլային կազմակերպման համար անհրաժեշտ ոչ կովալենտ փոխազդեցությունների ակտիվացումը: Սոնոքիմիայում նման կառավարվող ակուստիկ կավիտացիան կարող է արագացնել ինքնահավաքը, նպաստել հյուրընկալող-հյուր կոմպլեքսացմանը և ազդել գերմոլեկուլային ագրեգատների ձևաբանության կամ կայունության վրա: Hielscher սարքերի կայունությունը, մասշտաբայնությունը և թվային գործընթացի մոնիթորինգը հետագայում թույլ են տալիս նուրբ կարգավորում ռեակցիայի պայմանները փոքրածավալ լաբորատոր փորձերից մինչև արդյունաբերական սինթեզ՝ կամուրջ դնելով հիմնարար գերմոլեկուլային հետազոտությունները կիրառական նյութերի արտադրության հետ:
Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման հզորությունը.
| Խմբաքանակի ծավալը | Հոսքի արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 0.5-ից 1.5մլ | ԱԺ | VialTweeter |
| 1-ից 500 մլ | 10-ից 200 մլ / րոպե | UP100H |
| 10-ից 2000 մլ | 20-ից 400 մլ / րոպե | UP200Ht, UP400 Փ |
| 0.1-ից 20լ | 0.2-ից 4լ/րոպե | UIP2000hdT |
| 10-ից 100 լ | 2-ից 10 լ / րոպե | UIP4000hdT |
| 15-ից 150 լ | 3-ից 15 լ / րոպե | UIP6000hdT |
| ԱԺ | 10-ից 100 լ / րոպե | UIP16000hdT |
| ԱԺ | ավելի մեծ | կլաստերի UIP16000hdT |
Դիզայն, արտադրություն և խորհրդատվություն – Որակյալ Արտադրված է Գերմանիայում
Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը հայտնի են իրենց բարձր որակի և դիզայնի չափանիշներով: Հզորությունը և հեշտ շահագործումը թույլ են տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի սահուն ինտեգրումը արդյունաբերական օբյեկտներում: Կոպիտ պայմանները և պահանջկոտ միջավայրերը հեշտությամբ կառավարվում են Hielscher ուլտրաձայնային սարքերի կողմից:
Hielscher Ultrasonics-ը ISO սերտիֆիկացված ընկերություն է և հատուկ շեշտադրում է կատարում բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային սարքերի վրա, որոնք բնութագրվում են ժամանակակից տեխնոլոգիաներով և օգտագործողների համար հարմարավետությամբ: Իհարկե, Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը համապատասխանում են ԵԽ-ին և համապատասխանում են UL, CSA և RoH-ների պահանջներին:
Ուլտրաձայնային էմուլսիֆիկացիան նպաստում է գերմոլեկուլային կառուցվածքների հավաքմանը
Գրականություն / Հղումներ
- Di Giosia, Matteo; Bomans, Paul; Bottoni, Andrea; Cantelli, Andrea; Falini, Giuseppe; Franchi, Paola; Guarracino, Giuseppe; Friedrich, Heiner; Lucarini, Marco; Paolucci, Francesco; Rapino, Stefania; Sommerdijk, Nico; Soldà, Alice; valle, Francesco ; Zerbetto, Francesco; Calvaresi, Matteo (2018): Proteins as Supramolecular Hosts for C60: A True Solution of C60 in Water. Nanoscale 10(21); 2018.
- Fatemeh Shahangi Shirazi, Kamran Akhbari (2016): Sonochemical procedures; the main synthetic method for synthesis of coinage metal ion supramolecular polymer nano structures. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 31, 2016. 51-61.
- Rutgeerts LAJ , Soultan AH , Subramani R , Toprakhisar B , Ramon H , Paderes MC , De Borggraeve WM , Patterson J . (2019): Robust scalable synthesis of a bis-urea derivative forming thixotropic and cytocompatible supramolecular hydrogels. Chem Commun (Camb). 2019 Jun 20;55(51):7323-7326.
Հաճախակի տրվող հարցեր
Ի՞նչ է սուպրամոլեկուլը/սուպերմոլեկուլը։
Սուպրամոլեկուլը կամ սուպերմոլեկուլը երկու կամ ավելի մոլեկուլային միավորների դիսկրետ քիմիական հավաքածու է, որը միասին պահվում է ոչ կովալենտ փոխազդեցություններով, ինչպիսիք են ջրածնային կապը, π-π կուտակումը, մետաղների կոորդինացիան կամ վան դեր Վալսի ուժերը: Կովալենտորեն կապված մոլեկուլներից տարբերվող այս կառուցվածքները առաջանում են շրջելի և հաճախ բարձր ընտրողական ինքնահավաքման գործընթացների միջոցով, ինչը հանգեցնում է բարդ կառուցվածքների՝ առաջացող հատկություններով:
Որո՞նք են սուպրամոլեկուլային քիմիայի հիմնական մեթոդները։
Սուպրամոլեկուլային քիմիայի հիմնական մեթոդները կենտրոնանում են մոլեկուլային ճանաչման և ինքնակազմակերպման վրա: Հյուրընկալող-հյուր քիմիան, ձևանմուշային սինթեզը, կոորդինացիոն քիմիան և թույլ միջմոլեկուլային ուժերի կողմից առաջ մղվող ինքնակազմակերպումը կազմում են հայեցակարգային և փորձարարական հիմքը: Անալիտիկ գործիքները, ինչպիսիք են միջուկային ռեզոնանսային սպեկտրոսկոպիան, իզոթերմ տիտրացիոն կալորիմետրիան և ռենտգենյան բյուրեղագրությունը, կենտրոնական դեր են խաղում այս փոխազդեցությունների քանակական և կառուցվածքային ուսումնասիրության մեջ:
Ի՞նչ է սուպրամոլեկուլային սարքը։
Սուպրամոլեկուլային սարքը ֆունկցիոնալ համակարգ է, որտեղ մոլեկուլային բաղադրիչները կազմակերպվում են ոչ կովալենտ փոխազդեցությունների միջոցով՝ կատարելու որոշակի առաջադրանքներ, ինչպիսիք են ազդանշանի փոխանցումը, մոլեկուլային փոխարկումը, կատալիզը կամ էներգիայի փոխակերպումը: Այս սարքերը հաճախ ընդօրինակում են կենսաբանական գործառույթները՝ օգտագործելով մոլեկուլային վերահսկվող շարժումը և շրջելիությունը նանոմասշտաբում:
Արդյո՞ք ՄՕՖ-ները սուպրամոլեկուլային կառուցվածքներ են։
Մետաղ-օրգանական կառուցվածքները (ՄՕԿ) իրոք կարող են դիտարկվել որպես գերմոլեկուլային կառուցվածքներ, քանի որ դրանց ընդլայնված բյուրեղային ցանցերը կառուցվում են մետաղական իոնների կամ կլաստերների և օրգանական կապակցիչների միջև կոորդինացիոն կապերի միջոցով: Չնայած այս կապերն ունեն մասնակի կովալենտային բնույթ, ՄՕԿ-ների մոդուլային, ինքնահավաք բնույթը և ուղղորդված, շրջելի փոխազդեցությունների վրա դրանց կախվածությունը հայեցակարգային առումով դրանք տեղադրում են գերմոլեկուլային քիմիայի ավելի լայն տիրույթում:
Hielscher Ultrasonics-ը արտադրում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ լաբորատորիա դեպի արդյունաբերական չափս.