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” molecule. The process usually involves initiating the polymerization of monomers in the presence of a template molecule that is extracted afterwards, leaving behind complementary cavities. These polymers have affinity for the original molecule and have been used in applications such as chemical separations, catalysis, or molecular sensors. Molecular imprinted molecules can be compared to a molecular lock, that matches a molecular key (the so-called template molecule). Molecularly imprinted polymers (MIPs) are characterised by specifically tailored binding sites that match the template molecules in shape, size and functional groups. The “lock – key” feature allows to use molecular imprinted polymers for various applications, where a specific type of molecule is recognised and attached to the molecular lock, i.e. the molecular imprinted polymer.

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:
Ultrasonic homogenization, dispersing and emulsification offers superior mixing and agitation to form homogeneous suspensions and to provide initiation energy for polymerization processes. Viveiros et al. (2019) investigated the potential of ultrasonic MIP synthesis and state that “MIPs prepared ultrasonically presented binding properties similar or superior to the conventional methods”.
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’ processors allow for the precise setting of the amplitude. Sonotrodes and booster horns are accessories that allow to modify the amplitude in an even wider range. Hielscher’s industrial ultrasonic processors can deliver very high amplitudes and deliver the required ultrasonic intensity for demanding applications. Amplitudes of up to 200µm can be easily continuously run in 24/7 operation.
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:
The robustness of Hielscher’s ultrasonic equipment allows for 24/7 operation at heavy duty and in demanding environments. This makes Hielscher’s ultrasonic equipment a reliable work tool that fulfils your sonochemical process requirements.

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

As a family-owned and family-run business, Hielscher prioritizes highest quality standards for its ultrasonic processors. All ultrasonicators are designed, manufactured and thoroughly tested in our headquarter in Teltow near Berlin, Germany. Robustness and reliability of Hielscher’s ultrasonic equipment make it a work horse in your production. 24/7 operation under full load and in demanding environments is a natural characteristic of Hielscher’s high-performance mixers.

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: