Մոլեկուլային տպագրված պոլիմերների (MIPs) ուլտրաձայնային սինթեզ

Մոլեկուլային տպագրված պոլիմերները (MIPs) արհեստականորեն նախագծված ընկալիչներ են՝ կանխորոշված ընտրողականությամբ և յուրահատկությամբ տվյալ կենսաբանական կամ քիմիական մոլեկուլային կառուցվածքի համար: Ultrasonication-ը կարող է բարելավել մոլեկուլային տպագրված պոլիմերների սինթեզի տարբեր ուղիները, դարձնելով պոլիմերացումն ավելի արդյունավետ և հուսալի:

Որո՞նք են մոլեկուլային տպագրված պոլիմերները:

Մոլեկուլային տպագրված պոլիմերը (MIP) հակամարմինների նման ճանաչման բնութագրերով պոլիմերային նյութեր է, որոնք արտադրվել են մոլեկուլային տպագրման տեխնիկայի միջոցով: Մոլեկուլային տպագրման տեխնիկան արտադրում է մոլեկուլային տպագրված պոլիմեր՝ կոնկրետ թիրախային մոլեկուլի նկատմամբ: Մոլեկուլային դրոշմված պոլիմերն իր պոլիմերային մատրիցում ունի խոռոչներ՝ հատուկ հարաբերությամբ “կաղապար” մոլեկուլ. Գործընթացը սովորաբար ներառում է մոնոմերների պոլիմերացում սկսելը կաղապարի մոլեկուլի առկայության դեպքում, որը արդյունահանվում է այնուհետև՝ թողնելով լրացուցիչ խոռոչներ: Այս պոլիմերները կապված են սկզբնական մոլեկուլի հետ և օգտագործվել են այնպիսի կիրառություններում, ինչպիսիք են քիմիական տարանջատումները, կատալիզացումը կամ մոլեկուլային սենսորները: Մոլեկուլային տպագրված մոլեկուլները կարելի է համեմատել մոլեկուլային կողպեքի հետ, որը համապատասխանում է մոլեկուլային բանալիին (այսպես կոչված, կաղապարի մոլեկուլին): Մոլեկուլային տպագրված պոլիմերները (MIPs) բնութագրվում են հատուկ հարմարեցված կապող վայրերով, որոնք համապատասխանում են ձևանմուշների մոլեկուլներին ձևով, չափերով և ֆունկցիոնալ խմբերով: «Կողպեքը – key» ֆունկցիան թույլ է տալիս օգտագործել մոլեկուլային տպագրված պոլիմերներ տարբեր կիրառությունների համար, որտեղ մոլեկուլի հատուկ տեսակը ճանաչվում և կցվում է մոլեկուլային կողպեքին, այսինքն՝ մոլեկուլային տպագրված պոլիմերին:

Սխեմատիկ նկարազարդումը ցույց է տալիս ցիկլոդեքստրինների մոլեկուլային տպագրման ուղին հարմարեցված ընկալիչների պատրաստման համար:
Ուսումնասիրություն և նկար՝ Հիշիյա և այլք: 2003 թ

Մոլեկուլային տպագրված պոլիմերները (MIPs) ունեն կիրառման լայն դաշտ և օգտագործվում են որոշակի կենսաբանական կամ քիմիական մոլեկուլների առանձնացման և մաքրման համար, ներառյալ ամինաթթուները և սպիտակուցները, նուկլեոտիդային ածանցյալները, աղտոտիչները, ինչպես նաև դեղերը և սնունդը: Կիրառման ոլորտները տատանվում են տարանջատումից և մաքրումից մինչև քիմիական սենսորներ, կատալիտիկ ռեակցիաներ, դեղերի առաքում, կենսաբանական հակամարմիններ և ընկալիչների համակարգեր: (տես Vasapollo et al. 2011 թ.)
Օրինակ, MIP տեխնոլոգիան օգտագործվում է որպես պինդ փուլային միկրո արդյունահանման տեխնիկա՝ կանեփից ստացված մոլեկուլները գործարկելու և մաքրելու համար, ինչպիսիք են CBD-ն կամ THC-ն ամբողջ սպեկտրի էքստրակտից՝ կանաբինոիդային մեկուսացումներ և թորվածքներ ստանալու համար:

Մոլեկուլային տպագրված մոլեկուլների ուլտրաձայնային սինթեզ

Կախված թիրախի (կաղապարի) տեսակից և MIP-ի վերջնական կիրառությունից, MIP-ները կարող են սինթեզվել տարբեր ձևաչափերով, ինչպիսիք են նանո և միկրոն չափերի գնդաձև մասնիկները, նանոլարերը, նանո-ձողերը, նանո-թելերը կամ բարակ թաղանթները: Հատուկ MIP ձև ստեղծելու համար կարող են կիրառվել պոլիմերացման տարբեր մեթոդներ, ինչպիսիք են զանգվածային տպագրությունը, տեղումները, էմուլսիայի պոլիմերացումը, կասեցումը, ցրումը, ժելացումը և բազմաստիճան ուռեցնող պոլիմերացումը:
Ցածր հաճախականության, բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայների կիրառումն առաջարկում է պոլիմերային նանոկառուցվածքների սինթեզման բարձր արդյունավետ, բազմակողմանի և պարզ տեխնիկա:
Sonication-ը բերում է մի քանի առավելություններ MIP-ի սինթեզում, երբ համեմատվում է ավանդական պոլիմերացման գործընթացների հետ, քանի որ այն նպաստում է ռեակցիայի ավելի բարձր տեմպերին, ավելի համասեռ պոլիմերային շղթայի աճին, ավելի բարձր եկամտաբերությանը և ավելի մեղմ պայմաններին (օրինակ՝ ցածր ռեակցիայի ջերմաստիճանը): Ավելին, այն կարող է փոխել կապող տեղանքի բնակչության բաշխումը և, հետևաբար, վերջնական պոլիմերի մորֆոլոգիան: (Սվենսոն 2011)
ՄԻՊ-ների պոլիմերացման վրա կիրառելով սոնոքիմիական էներգիա՝ պոլիմերացման ռեակցիաներ են սկսվում և դրական ազդեցություն են ունենում: Միաժամանակ, sonication-ը նպաստում է պոլիմերային խառնուրդի արդյունավետ գազազերծմանը` առանց կապող հզորության կամ կոշտության զոհաբերության:
Ուլտրաձայնային համասեռացումը, ցրումը և էմուլսացումը առաջարկում են գերազանց խառնում և խառնում` համասեռ կախոցներ ձևավորելու և պոլիմերացման գործընթացների մեկնարկային էներգիա ապահովելու համար: Viveiros et al. (2019) ուսումնասիրել է ուլտրաձայնային MIP սինթեզի պոտենցիալը և նշել, որ «MIP-ները պատրաստել են ուլտրաձայնային ձևով ներկայացված պարտադիր հատկություններ, որոնք նման են կամ գերազանցում են սովորական մեթոդներին»:
Նանոֆորմատով MIP-ները խոստումնալից հնարավորություններ են բացում կապող վայրերի միատարրությունը բարելավելու համար: Ultrasonication-ը հայտնի է իր բացառիկ արդյունքներով նանոդիսպերսիաների և նանոէմուլսիաների պատրաստման գործում:

Ուլտրաձայնային նանո-էմուլսիոն պոլիմերացում

MIP-ները կարող են սինթեզվել էմուլսիոն պոլիմերացման միջոցով: Էմուլսիայի պոլիմերացումը սովորաբար ձեռք է բերվում մակերևութային ակտիվ նյութի ավելացման դեպքում յուղ-ջրի էմուլսիա ձևավորելու միջոցով: Կայուն, նանո չափսերի ձևավորելու համար պահանջվում է բարձր արդյունավետության էմուլսացման տեխնիկա: Ուլտրաձայնային էմուլսիացիան նանո- և մինի-էմուլսիաների պատրաստման լավ կայացած տեխնիկա է:
Կարդացեք ավելին Ուլտրաձայնային նանոէմուլսացման մասին:

Ուլտրաձայնը կարող է բարելավել nanoMIP-ի արտադրության հետևյալ սինթեզի ուղիները՝ տեղումների պոլիմերացում, էմուլսիաների պոլիմերացում և միջուկի կեղևի պոլիմերացում:
Ուսումնասիրություն և նկար՝ Ռաֆաաթ և այլք: 2019թ

Կաղապարի ուլտրաձայնային արդյունահանում

Մոլեկուլային դրոշմված պոլիմերների սինթեզից հետո կաղապարը պետք է հեռացվի կապման վայրից, որպեսզի ստացվի ակտիվ մոլեկուլային դրոշմված պոլիմեր: Ձայնային արտանետման ինտենսիվ խառնիչ ուժերը նպաստում են լուծելիությանը, ցրվածությանը, ներթափանցմանը և լուծիչի և ձևանմուշների մոլեկուլների տեղափոխմանը: Դրանով կաղապարները արագորեն հեռացվում են կապող վայրերից:
Ուլտրաձայնային արդյունահանումը կարող է զուգակցվել նաև Սոքսլետի արդյունահանման հետ՝ կաղապարը տպված պոլիմերից հեռացնելու համար:

Դեպքի ուսումնասիրություն. ուլտրաձայնային կիրառություններ մոլեկուլային տպագրված պոլիմերների համար

Մոլեկուլային տպագրված պոլիմերների ուլտրաձայնային սինթեզ

Մագնիսական նանոմասնիկների պարուրումը 17β-էստրադիոլով տպված պոլիմերներով՝ օգտագործելով ուլտրաձայնային սինթեզի երթուղին, ապահովում է 17β-էստրադիոլի արագ հեռացումը ջրային միջավայրից: ՆանոMIP-ների ուլտրաձայնային սինթեզի համար մետակրիլաթթուն (MAA) օգտագործվել է որպես մոնոմեր, էթիլեն գլիկոլ դիմեթիլակրիլատ (EGDMA)՝ որպես խաչմերուկ, և ազոբիսիզոբուտիրոնիտրիլ (AIBN)՝ որպես նախաձեռնող: Ուլտրաձայնային սինթեզի պրոցեդուրան իրականացվել է 2 ժամ 65ºC ջերմաստիճանում: Մագնիսական NIP-ների և մագնիսական MIP-ների մասնիկների չափի միջին տրամագիծը համապատասխանաբար 200 և 300 նմ էր: Ուլտրաձայնի օգտագործումը ոչ միայն մեծացրել է նանոմասնիկների պոլիմերացման արագությունը և ձևաբանությունը, այլև հանգեցրել է ազատ ռադիկալների քանակի ավելացմանը և դրանով իսկ հեշտացրել է MIP աճը մագնիսական նանոմասնիկների շուրջ: 17β-էստրադիոլի նկատմամբ կլանման կարողությունը համեմատելի էր ավանդական մոտեցումների հետ: [Xia et al. 2012 / Viveiro et al. 2019]

Ուլտրաձայնային մոլեկուլային տպագրված տվիչների համար

Յու et al. նախագծել է մոլեկուլային տպագրված էլեկտրաքիմիական սենսոր, որը հիմնված է նիկելի նանոմասնիկների փոփոխված էլեկտրոդների վրա՝ ֆենոբարբիտալի որոշման համար: Հաղորդված էլեկտրաքիմիական սենսորը մշակվել է ջերմային պոլիմերացման միջոցով՝ օգտագործելով մետակրիլաթթու (MAA) որպես ֆունկցիոնալ մոնոմեր, 2,2-ազոբիսիզոբուտիրոնիտրիլ (AIBN) և էթիլեն գլիկոլ մալեյին ռոզինատ (EGMRA) ակրիլատ՝ որպես խաչաձև կապող նյութ, ֆենոբարբիտալներ (PBs) կաղապարի մոլեկուլ, և դիմեթիլ սուլֆօքսիդ (DMSO)՝ որպես օրգանական լուծիչ։ Սենսորների ստեղծման գործընթացում 0,0464 գ PB և 0,0688 գ MAA խառնվել են 3 մլ DMSO-ի մեջ և 10 րոպեի ընթացքում հնչյունավորվել: 5 ժամ հետո 1,0244 գ EGMRA և 0,0074 գ AIBN ավելացվել են խառնուրդի մեջ և 30 րոպե լուծույթով քսվել՝ PB-ով տպված պոլիմերային լուծույթներ ստանալու համար: Դրանից հետո 10 մկլ 2,0 մգ մլ^-1Ni-ի նանոմասնիկի լուծույթն ընկել է GCE մակերեսի վրա, այնուհետև սենսորը չորացել է սենյակային ջերմաստիճանում: Մոտավորապես 5 μL պատրաստված PB-ի վրա դրոշմված պոլիմերային լուծույթն այնուհետև պատվել է Ni-ի նանոմասնիկներով ձևափոխված GCE-ի վրա և չորացվել վակուումով 75◦C ջերմաստիճանում 6 ժամ: Ջերմային պոլիմերացումից հետո տպված սենսորը 7 րոպե լվացվեց (քացախաթթու) HAc/մեթանոլով (ծավալային հարաբերակցություն՝ 3:7)՝ կաղապարի մոլեկուլները հեռացնելու համար: (տես Uygun et al. 2015 թ.)

Ուլտրաձայնային միկրո արդյունահանում MIP-ների միջոցով

Նմուշներից նիկոտինամիդի անալիզները վերականգնելու համար կիրառվում է ուլտրաձայնային օգնությամբ դիսպերսիվ պինդ փուլային միկրոէքստրակցիա, որին հաջորդում է UV-vis սպեկտրոֆոտոմետրը (UA-DSPME-UV-vis): Նիկոտինամիդի (վիտամին B3) արդյունահանման և նախակենտրոնացման համար օգտագործվել են HKUST-1 մետաղական օրգանական շրջանակի (MOF) վրա հիմնված մոլեկուլային տպագրված պոլիմերներ: (Asfaram et al. 2017)

Բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային սարքեր պոլիմերային կիրառությունների համար

Լաբորատորիայից մինչև արտադրություն՝ գծային մասշտաբայնությամբ. Հատուկ մշակված մոլեկուլային տպագրված պոլիմերները նախ մշակվում և փորձարկվում են փոքր լաբորատոր և նստարանային մասշտաբով՝ պոլիմերների սինթեզի իրագործելիությունը ուսումնասիրելու համար: Եթե MIP-ների իրագործելիությունը և օպտիմալացումը իրականացվել են, MIP-ի արտադրությունը մասշտաբավորվում է ավելի մեծ ծավալների: Ուլտրաձայնային սինթեզի երթուղիները կարող են բոլորը գծային մասշտաբավորվել նստարանից մինչև ամբողջովին առևտրային արտադրություն: Hielscher Ultrasonics-ն առաջարկում է սոնոքիմիական սարքավորումներ պոլիմերների սինթեզի համար փոքր լաբորատորիայում և նստարանային պարամետրերում մինչև ամբողջովին արդյունաբերական ներկառուցված ուլտրաձայնային համակարգերը 24/7 արտադրության համար՝ լրիվ ծանրաբեռնվածության ներքո: Ուլտրաձայնային կարող է գծային մասշտաբով թեստային խողովակի չափից մինչև ժամում բեռնատարների մեծ արտադրական հզորություններ: Hielscher Ultrasonics-ի լայնածավալ արտադրանքի պորտֆելը լաբորատորիայից մինչև արդյունաբերական սոնոքիմիական համակարգեր ունի ամենահարմար ուլտրաձայնային սարքը ձեր նախատեսվող գործընթացի հզորության համար: Մեր երկարամյա փորձառու անձնակազմը կօգնի ձեզ տեխնիկատնտեսական հիմնավորումից և գործընթացի օպտիմալացումից մինչև ձեր ուլտրաձայնային համակարգի վերջնական արտադրության մակարդակի տեղադրումը:

Hielscher Ultrasonics – Բարդ սոնոքիմիական սարքավորում

Hielscher Ultrasonics-ի արտադրանքի պորտֆելը ներառում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային արդյունահանող սարքերի ամբողջ տեսականին փոքրից մինչև մեծ մասշտաբով: Լրացուցիչ աքսեսուարները թույլ են տալիս հեշտությամբ հավաքել ձեր գործընթացի համար առավել հարմար ուլտրաձայնային սարքի կազմաձևումը: Օպտիմալ ուլտրաձայնային կարգավորումը կախված է նախատեսված հզորությունից, ծավալից, նյութից, խմբաքանակի կամ ներկառուցված գործընթացից և ժամանակացույցից: Hielscher-ն օգնում է ձեզ կարգավորել իդեալական սոնոքիմիական գործընթացը:

խմբաքանակ և ներդիր

Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը կարող են օգտագործվել խմբաքանակի և շարունակական հոսքի միջոցով մշակման համար: Փոքր և միջին չափի ծավալները կարող են հարմար կերպով հնչյունավորվել խմբաքանակային գործընթացում (օրինակ՝ սրվակներ, թեստ, խողովակներ, բաժակներ, տանկեր կամ տակառներ): Մեծ ծավալի մշակման համար ներդիրային հնչյունավորումը կարող է ավելի արդյունավետ լինել: Թեև խմբաքանակն ավելի շատ ժամանակ և աշխատատար է, շարունակական ներկառուցված խառնման գործընթացը ավելի արդյունավետ է, ավելի արագ և զգալիորեն ավելի քիչ աշխատուժ է պահանջում: Hielscher Ultrasonics-ն ունի արդյունահանման ամենահարմար կարգավորումը ձեր պոլիմերացման ռեակցիայի և գործընթացի ծավալի համար:

Ուլտրաձայնային զոնդեր յուրաքանչյուր արտադրանքի հզորության համար

Hielscher Ultrasonics-ի արտադրանքի տեսականին ընդգրկում է ուլտրաձայնային պրոցեսորների ամբողջ սպեկտրը՝ կոմպակտ լաբորատոր ուլտրաձայնային սարքերից մինչև նստարանային և փորձնական համակարգերից մինչև լրիվ արդյունաբերական ուլտրաձայնային պրոցեսորներ՝ ժամում բեռնատարներ մշակելու կարողությամբ: Ապրանքի ամբողջական տեսականին մեզ թույլ է տալիս առաջարկել ձեզ ամենահարմար ուլտրաձայնային սարքավորումը ձեր պոլիմերների, տեխնոլոգիական հզորությունների և արտադրության թիրախների համար:
Ուլտրաձայնային նստարանային համակարգերը իդեալական են տեխնիկատնտեսական հիմնավորման և գործընթացների օպտիմալացման համար: Գործընթացի հաստատված պարամետրերի վրա հիմնված գծային մասշտաբը շատ հեշտ է դարձնում վերամշակման հզորությունները փոքր լոտերից մինչև լիովին առևտրային արտադրություն: Սանդղակի բարձրացում կարող է իրականացվել կա՛մ ավելի հզոր ուլտրաձայնային արդյունահանող սարք տեղադրելով, կա՛մ զուգահեռաբար մի քանի ուլտրաձայնային սարքեր հավաքելով: UIP16000-ով Hielscher-ն առաջարկում է ամենահզոր ուլտրաձայնային միավորն ամբողջ աշխարհում:

Ճշգրիտ վերահսկելի ամպլիտուդներ՝ օպտիմալ արդյունքների համար

Բոլոր Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը ճշգրիտ կառավարելի են և դրանով իսկ հուսալի աշխատանքային ձիեր են արտադրության մեջ: Ամպլիտուդը գործընթացի կարևորագույն պարամետրերից մեկն է, որն ազդում է սոնոքիմիական ռեակցիաների արդյունավետության և արդյունավետության վրա, ներառյալ պոլիմերացման ռեակցիաները և սինթեզի ուղիները:
Բոլոր Hielscher Ultrasonics’ պրոցեսորները թույլ են տալիս ճշգրիտ սահմանել ամպլիտուդը: Sonotrodes-ը և Booster Horns-ը աքսեսուարներ են, որոնք թույլ են տալիս փոփոխել ամպլիտուդը նույնիսկ ավելի լայն շրջանակում: Hielscher-ի արդյունաբերական ուլտրաձայնային պրոցեսորները կարող են ապահովել շատ բարձր ամպլիտուդներ և ապահովել պահանջվող ուլտրաձայնային ինտենսիվությունը պահանջկոտ ծրագրերի համար: Մինչև 200 մկմ ամպլիտուդները հեշտությամբ կարող են շարունակաբար աշխատել 24/7 աշխատանքի ընթացքում:
Ճշգրիտ ամպլիտուդի կարգավորումները և խելացի ծրագրաշարի միջոցով ուլտրաձայնային գործընթացի պարամետրերի մշտական մոնիտորինգը հնարավորություն են տալիս սինթեզել ձեր մոլեկուլային տպագրված պոլիմերները ամենաարդյունավետ ուլտրաձայնային պայմաններով: Օպտիմալ sonication լավագույն պոլիմերացման արդյունքների համար:
Hielscher-ի ուլտրաձայնային սարքավորումների ամրությունը թույլ է տալիս 24/7 աշխատել ծանր պարտականությունների ժամանակ և պահանջկոտ միջավայրերում: Սա Hielscher-ի ուլտրաձայնային սարքավորումը դարձնում է հուսալի աշխատանքային գործիք, որը բավարարում է ձեր սոնոքիմիական գործընթացի պահանջները:

Հեշտ, առանց ռիսկի փորձարկում

Ուլտրաձայնային գործընթացները կարող են լինել ամբողջությամբ գծային մասշտաբով: Սա նշանակում է, որ յուրաքանչյուր արդյունք, որին հասել եք լաբորատոր կամ նստարանային ուլտրաձայնային սարքի միջոցով, կարող է չափվել նույն արդյունքի վրա՝ օգտագործելով ճիշտ նույն գործընթացի պարամետրերը: Սա ուլտրաձայնային է դարձնում իդեալական իրագործելիության առանց ռիսկի փորձարկման, գործընթացի օպտիմալացման և առևտրային արտադրության մեջ հետագա ներդրման համար: Կապվեք մեզ հետ՝ իմանալու համար, թե ինչպես կարող է sonication-ը մեծացնել ձեր MIP-ի եկամտաբերությունն ու որակը:

Ամենաբարձր որակը – Նախագծված և արտադրված է Գերմանիայում

Որպես ընտանեկան և ընտանեկան բիզնես, Hielscher-ը առաջնահերթություն է տալիս իր ուլտրաձայնային պրոցեսորների որակի ամենաբարձր չափանիշներին: Բոլոր ուլտրաձայնային սարքերը նախագծված, արտադրված և մանրակրկիտ փորձարկված են մեր գլխավոր գրասենյակում, որը գտնվում է Բեռլինի մերձակայքում գտնվող Թելթոուում, Գերմանիա: Hielscher-ի ուլտրաձայնային սարքավորումների ամրությունն ու հուսալիությունը այն դարձնում են աշխատանքային ձի ձեր արտադրության մեջ: 24/7 աշխատանքը լրիվ ծանրաբեռնվածության տակ և պահանջկոտ միջավայրերում Hielscher-ի բարձր արտադրողականությամբ խառնիչների բնական հատկանիշն է:

Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման հզորությունը.

Դուք կարող եք գնել Hielscher ուլտրաձայնային պրոցեսոր ցանկացած տարբեր չափսի և ճշգրտորեն կազմաձևված ձեր գործընթացի պահանջներին համապատասխան: Փոքր լաբորատոր խողովակի մեջ ռեակտիվների մշակումից մինչև արդյունաբերական մակարդակով պոլիմերային խառնուրդների շարունակական հոսքի միջոցով խառնելը, Hielscher Ultrasonics-ն առաջարկում է ձեզ համար հարմար ուլտրաձայնային սարք: Խնդրում ենք կապվել մեզ հետ – մենք ուրախ ենք ձեզ խորհուրդ տալ իդեալական ուլտրաձայնային կարգավորում: