Ուլտրաձայնային նանոմասնիկների ֆունկցիոնալացում HPLC սյունակների համար
Բարձր արդյունավետության հեղուկ քրոմատոգրաֆիան (HPLC) բարդ խառնուրդների առանձնացման և վերլուծության հիմնական տեխնոլոգիան է, որը հիմնաքար է այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են դեղագործությունը, կենսաքիմիան և բնապահպանական գիտությունները: HPLC-ի արդյունավետության կարևոր գործոնը կայանում է նրանում, որ դրա կայուն փուլի ձևավորումն ու ֆունկցիոնալացումն է, որը հաճախ բաղկացած է սիլիցիումի կամ միջուկի կեղևով նանոմասնիկներից: Ուլտրաձայնային մասնիկների ֆունկցիոնալացումը, օգտագործելով Hielscher զոնդային տիպի sonicators, առաջարկում է անզուգական արդյունավետություն, մասշտաբայնություն և ճշգրտություն նանոմասնիկների սինթեզի և փոփոխման գործում:
Սիլիցիումի նանոմասնիկներ. HPLC սյուների ողնաշարը
Սիլիցիումի նանոմասնիկները հայտնի են իրենց բարձր մակերեսով, մեխանիկական ուժով և քիմիական բազմակողմանիությամբ: Դրանց մակերեսը հարուստ է սիլանոլային խմբերով, որոնք կարող են քիմիապես ձևափոխվել՝ ստեղծելու մի շարք ստացիոնար փուլեր, որոնք հարմարեցված են հատուկ տարանջատումների համար: Մասնիկների չափի և ծակոտիների կառուցվածքի միատեսակությունը կարևոր է սյունակի բարձր արդյունավետության և լուծման համար:
Այնուամենայնիվ, սիլիցիումի նանոմասնիկների սինթեզի և ֆունկցիոնալացման խնդիրը կայանում է նրանում, որ ձեռք բերվի միատեսակ ցրում և մակերևույթի ձևափոխման ճշգրիտ վերահսկողություն: Սինթեզի կամ ծածկույթի գործընթացների ընթացքում ագլոմերացիան կարող է վտանգել սյունակի աշխատանքը: Այստեղ է, որ անփոխարինելի են դառնում ուլտրաձայնային տեխնոլոգիաները, մասնավորապես զոնդային տիպի ձայնային սարքերը:
Sonicator UIP2000hdT սիլիցիումի նանոմասնիկների և միջուկային նանոմասնիկների արդյունաբերական սինթեզի համար։
Core-Shell Nanoparticles. The Next Generation
Միջուկային կեղևով նանոմասնիկները՝ ամուր միջուկով և ծակոտկեն թաղանթով, միավորում են սիլիցիումի բարձր մակերեսի առավելությունները փոքր մասնիկների դիֆուզիոն ուղիների կրճատված երկարությունների հետ: Այս դիզայնը նվազագույնի է հասցնում գագաթնակետային լայնացումը և հակաճնշումը, ինչը նրանց դարձնում է իդեալական ծայրահեղ բարձր արդյունավետության հեղուկ քրոմատագրման համար (UHPLC): Այս բարդ կառույցների ֆունկցիոնալացումը պահանջում է առաջադեմ տեխնիկա՝ միատեսակ և կայունություն ապահովելու համար: Sonication-ը իդեալական գործիք է առանցքային մասնիկը ֆունկցիոնալ պատյանով ֆունկցիոնալացնելու համար: Միջուկային կեղևի մասնիկների ընդհանուր տեսակը միջանցքային մասնիկներն են:
Մեզոպորոզ սիլիցիային մասնիկներ՝ Sonication-ի միջոցով
Մեզոպորոզ սիլիցիումի մասնիկների ուլտրաձայնային սինթեզը բեկումնային նորամուծություն է առաջադեմ HPLC սյունակային նյութերի մշակման գործում: Այս մասնիկները եզակի ձևավորված են ամուր միջուկով, որը շրջապատված է ծածկված ծակոտկեն թաղանթով, մի կառուցվածք, որը կամրջում է բացը ոչ ծակոտկեն և ամբողջովին ծակոտկեն նյութերի միջև: Ծակոտկեն թաղանթը ծառայում է որպես ակտիվ տարանջատող շերտ՝ հեշտացնելով անալիտի արագ փոխազդեցությունը՝ միաժամանակ զգալիորեն կրճատելով դիֆուզիոն ուղիները ստացիոնար փուլում: Այս կառուցվածքային օպտիմիզացումը նվազագույնի է հասցնում մեռած ծավալը և մեծացնում զանգվածի փոխանցման արդյունավետությունը, ինչը հանգեցնում է ավելի արագ տարանջատումների և բարելավված լուծաչափի: Sonication-ը կարևոր դեր է խաղում սինթեզի այս գործընթացում՝ օգտագործելով կավիտացիոն ուժերը՝ ապահովելու ծակոտիների միատեսակ ձևավորումը, կեղևի հաստության ճշգրիտ վերահսկումը և միատեսակ ցրումը: Ultrasonication-ը թույլ է տալիս հուսալի արտադրել բարձր հետևողական միջծակոտկեն սիլիցիումի մասնիկներ, որոնք հարմարեցված են բարձր արդյունավետության քրոմատագրության պահանջներին:
Արդյունաբերական ձայնային սարք UIP16000 (16 կՎտ) սովորաբար օգտագործվում է նանոմասնիկների սինթեզի և ֆունկցիոնալացման համար:
Sonication-ի դերը նանոմասնիկների ֆունկցիոնալացման մեջ
Ուլտրաձայնային զոնդի տիպի sonicators, ինչպիսիք են Hielscher Ultrasonics-ի կողմից մշակվածները, օգտագործում են բարձր հաճախականության ձայնային ալիքներ՝ հեղուկ միջավայրում կավիտացիա առաջացնելու համար: Այս գործընթացը առաջացնում է միկրոսկոպիկ փուչիկներ, որոնք պայթում են հսկայական էներգիայով՝ ստեղծելով բարձր ջերմաստիճանի և ճնշման տեղայնացված թեժ կետեր: Այս եզակի երևույթը մի քանի առավելություն է տալիս նանոմասնիկների սինթեզի և ֆունկցիոնալացման գործում.
- Արդյունավետ ցրում. Ուլտրաձայնային կավիտացիան քայքայում է ագլոմերատները և ապահովում նանոմասնիկների միատարր կասեցում: Այս միատեսակ ցրումը չափազանց կարևոր է նանոմասնիկները ճշգրտությամբ ծածկելու կամ ֆունկցիոնալացնելու համար:
- Ընդլայնված ռեակցիայի կինետիկա. Կավիտացիայի ժամանակ արձակված ինտենսիվ էներգիան արագացնում է քիմիական ռեակցիաները՝ նվազեցնելով ֆունկցիոնալացման փուլերի մշակման ժամանակները, ինչպիսիք են սիլանացումը կամ լիգանդի միացումը:
- Ընդարձակություն և վերարտադրելիություն. Hielscher զոնդային տիպի sonicators-ը մասշտաբային է լաբորատորիայից մինչև արդյունաբերական մակարդակ՝ ապահովելով, որ ֆունկցիոնալացված նանոմասնիկները կարող են հետևողականորեն արտադրվել մեծ քանակությամբ:
- Էկոլոգիապես բարեկամական գործընթաց. Ultrasonication-ը հաճախ պահանջում է ավելի քիչ քիմիական ռեակտիվներ և ավելի ցածր ջերմաստիճան՝ համապատասխանեցնելով կանաչ քիմիայի սկզբունքներին:
Արդյունաբերական մասշտաբի սինթեզ Hielscher Sonicators-ի հետ
Hielscher Ultrasonics-ը արդյունաբերական մասշտաբի սոնիկացիոն համակարգերի առաջատար արտադրողն է, որն ունակ է արտադրել ֆունկցիոնալացված նանոմասնիկներ մեծ ծավալներով՝ առանց որակի խախտման: Գերմանական ինժեներական և որակի ստանդարտները Hielscher sonicators-ը դարձնում են հետազոտության և արդյունաբերության նախընտրելի համակարգերը: Hielscher sonicators-ի հիմնական առանձնահատկությունները ներառում են.
- Վերահսկվող ամպլիտուդություն. Թույլ է տալիս ճշգրիտ վերահսկել կավիտացիայի ինտենսիվությունը՝ թույլ տալով ճշգրտել նանոմասնիկների չափը և մակերեսային հատկությունները:
- Շարունակական հոսքի ռեակտորներ. Հեշտացնել լայնածավալ արտադրությունը կայուն որակով:
- Ինտեգրված մոնիտորինգ. Ընդլայնված համակարգերն առաջարկում են իրական ժամանակում հետևել ջերմաստիճանի, ճնշման և էներգիայի ներդրմանը՝ գործընթացները օպտիմալացնելու և վերարտադրելիություն ապահովելու համար: Տվյալների ավտոմատ գրանցումը որպես CSV ֆայլ թույլ է տալիս բացառիկ հետևողականություն և հեշտացնում է արտադրությունը ներկայիս Լավ արտադրական պրակտիկայի չափանիշներով (cGMP):
- բարձր արդյունավետություն
- գերժամանակակից տեխնոլոգիա
- հուսալիություն & ամրություն
- կարգավորելի, ճշգրիտ գործընթացի վերահսկում
- խմբաքանակ & ներդիր
- ցանկացած ծավալի համար
- խելացի ծրագրակազմ
- խելացի գործառույթներ (օրինակ՝ ծրագրավորվող, տվյալների արձանագրություն, հեռակառավարում)
- հեշտ և անվտանգ գործելու համար
- ցածր սպասարկում
- CIP (մաքուր տեղում) Արտադրված է Գերմանիայում
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:
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 | UIP16000 |
| ԱԺ | ավելի մեծ | կլաստերի UIP16000 |
Դիմումներ HPLC սյունակներում
HPLC սյուներում ուլտրաձայնային ֆունկցիոնալացված սիլիցիումի և միջուկի կեղևով նանոմասնիկների օգտագործումը հանգեցրել է կատարողականի զգալի բարելավման.
- Բարելավված լուծում. Միատեսակ ֆունկցիոնալացված նանոմասնիկները նվազեցնում են ժապավենի ընդլայնումը` բարձրացնելով տարանջատման արդյունավետությունը:
- Ավելի բարձր թողունակություն. Ուլտրաձայնային եղանակով մշակված նանոմասնիկներով լցված սյունակները ցույց են տալիս նվազեցված հակաճնշում, ինչը թույլ է տալիս ավելի արագ հոսքի արագություն:
- Կարգավորելի ընտրողականություն. Ճշգրիտ ֆունկցիոնալացումը թույլ է տալիս հարմարեցված փոխազդեցություն ստացիոնար փուլի և անալիտների միջև՝ ընդլայնելով կիրառությունների շրջանակը:
Կարդացեք ավելին ուլտրաձայնային նանոմասնիկների փոփոխության մասին:
Զոնդի տիպի sonicator UP400St սիլիցիումի նանոմասնիկների ցրման և ֆունկցիոնալացման համար
Գրականություն / Հղումներ
- Charlie Tobias, Estela Climent, Kornelia Gawlitza, Knut Rurack (2021): Polystyrene Microparticles with Convergently Grown Mesoporous Silica Shells as a Promising Tool for Multiplexed Bioanalytical Assays.
ACS Applied Materials & Interfaces 2021 13 (1), 207-218. - Sharma, S.D.; Singh, S. (2013): Synthesis and Characterization of Highly Effective Nano Sulfated Zirconia over Silica: Core-Shell Catalyst by Ultrasonic Irradiation. American Journal of Chemistry 2013, 3(4): 96-104.
- Andrew P. Cádiz Bedini, Benjamin Klingebiel, Martina Luysberg, Reinhard Carius (2017): Sonochemical synthesis of hydrogenated amorphous silicon nanoparticles from liquid trisilane at ambient temperature and pressure. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 39, 2017. 883-888.
- Spitzmüller, L., Nitschke, F., Rudolph, B. et al. (2023): Dissolution control and stability improvement of silica nanoparticles in aqueous media. Journal of Nanoparticle Research 25, 40; 2023.
- Florian Guignard, Marco Lattuada (2015): Template-Assisted Synthesis of Janus Silica Nanobowls. Langmuir 31 (16), 2015. 4635-4643.
Հաճախակի տրվող հարցեր
Ի՞նչ է սիլիկան:
Սիլիցիումը կամ սիլիցիումի երկօքսիդը (SiO2), բնական միացություն է, որը կազմված է սիլիցիումից և թթվածնից, որը հայտնաբերված է քվարցում, ավազում և տարբեր հանքանյութերում։ Այն լայնորեն օգտագործվում է արդյունաբերության մեջ իր հատկությունների համար՝ որպես կոշտ, քիմիապես կայուն նյութ և էական նշանակություն ունի ապակեգործության, էլեկտրոնիկայի և շինարարության մեջ: Սիլիցիումը գոյություն ունի նաև կենսաբանական համակարգերում և դեր է խաղում բույսերի կառուցվածքում:
Ի՞նչ է նանո-սիլիկան:
Nano-silica-ն սիլիցիումի երկօքսիդի ծայրահեղ նուրբ ձև է, որի մասնիկների չափերը սովորաբար 100 նանոմետրից ցածր են: Այն ցուցադրում է եզակի հատկություններ, ինչպիսիք են բարձր մակերեսը, ուժեղացված ռեակտիվությունը և բարելավված մեխանիկական և ջերմային կայունությունը՝ համեմատած մեծածավալ սիլիցիումի հետ: Այս բնութագրերը նանո-սիլիկան դարձնում են արժեքավոր այնպիսի կիրառություններում, ինչպիսիք են բետոնի ամրացումը, ծածկույթները, դեղերի առաքման համակարգերը և որպես պոլիմերների և կոմպոզիտների լցոնիչ:
Ի՞նչ է HPLC-ն:
Բարձր արդյունավետության հեղուկ քրոմատոգրաֆիան (HPLC) անալիտիկ տեխնիկա է, որն օգտագործվում է խառնուրդի բաղադրիչները առանձնացնելու, նույնականացնելու և քանակականացնելու համար: Այն ներառում է հեղուկ նմուշի անցում բարձր ճնշման տակ գտնվող անշարժ ֆազով լցված սյունակի միջով: Նմուշի տարբեր միացություններ տարբեր աստիճաններով փոխազդում են անշարժ փուլի հետ՝ պատճառելով դրանք տարբեր ժամանակներում ցողելու, ինչը թույլ է տալիս հայտնաբերել և վերլուծել: HPLC-ն լայնորեն օգտագործվում է դեղագործության, շրջակա միջավայրի փորձարկումների և կենսաքիմիայի մեջ՝ իր ճշգրտության և բազմակողմանիության համար:
Ինչո՞վ են լցված HPLC սյունակները:
HPLC սյուները սովորաբար լցված են անշարժ ֆազով, որը կազմված է փոքր, ծակոտկեն մասնիկներից, առավել հաճախ սիլիցիումի վրա հիմնված նյութերից: Այս մասնիկները հաճախ քիմիապես ձևափոխվում են ֆունկցիոնալ խմբերի հետ, ինչպիսիք են C18 (օկտադեցիլ) հակափուլային քրոմատագրման համար կամ այլ բևեռային խմբեր նորմալ փուլային քրոմատագրման համար: Ստացիոնար փուլի ընտրությունը կախված է տարանջատման պահանջներից, ինչպիսիք են անալիտների բնույթը և շարժական փուլի կազմը:
Hielscher Ultrasonics-ը արտադրում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ լաբորատորիա դեպի արդյունաբերական չափս.