Tecnologia ad ultrasuoni Hielscher

Sintesi ultrasonica delle nano-particelle fluorescenti

  • Le nano particelle fluorescenti sintetizzate artificialmente hanno molteplici applicazioni potenziali nella produzione di elettroottica, nella memorizzazione di dati ottici, così come per applicazioni biochimiche, bioanalitiche e mediche.
  • La sonicazione è un metodo efficace e affidabile per sintetizzare nano particelle fluorescenti di alta qualità su scala industriale.
  • La sintesi ultrasonica delle nano particelle fluorescenti è semplice, sicura, riproducibile e scalabile.

Preparazione ad ultrasuoni di particelle nano fluorescenti

L'applicazione delle onde ultrasoniche ai nanomateriali è ben nota per i suoi effetti benefici, che includono la sintesi sono-chimica delle nano particelle, la loro funzionalizzazione e modificazione. Accanto a queste applicazioni geochimiche, gli ultrasuoni sono la tecnica preferita per una dispersione e deagglomerazione affidabile ed efficace di stabili nanospensioni.

Preparazione ad ultrasuoni di nanoparticelle fluorescenti

L'ultrasonicazione è uno strumento collaudato che migliora la sintesi colloidale di nanoparticelle uniformi e altamente cristalline con proprietà fluorescenti, alta efficienza quantistica e stabilità.
L'ultrasuoni assiste durante:

Nanoparticelle di carbonio solubili in acqua con fluorescenza Up-Conversion

Li et al (2010) hanno sviluppato un'unica tappa Ultrasuoni per sintetizzare monodispersed fluorescente solubile in acqua nanoparticelle di carbonio (CNP). Le particelle fluorescenti sono state sintetizzate direttamente dal glucosio con un trattamento ad ultrasuoni alcalino o acido assistito. Le superfici delle particelle erano ricche di gruppi idrossile, dando loro alta idrofilia. I CNP potrebbero emettere lucente e variopinta fotoluminescenza che copre l'intera gamma spettrale dell'infrarosso visibile e vicino (NIR). Inoltre, questi CNP avevano anche eccellenti up-conversion fluorescente proprietà.
Il processo di reazione ad ultrasuoni in un'unica fase è un metodo ecologico e conveniente che utilizza precursori naturali per preparare CNP di dimensioni ultra piccole utilizzando il glucosio come risorsa di carbonio. I CNP sono stabili (>6 mesi) e forte PL (resa quantistica ∼7%), soprattutto due eccellenti proprietà fotoluminescenti: Emissioni NIR e proprietà fotoluminescenti di conversione verso l'alto. Combinando la libera dispersione in acqua (senza modifiche superficiali) e le attraenti proprietà fotoluminescenti, questi CNP sono promettenti per un nuovo tipo di marcatori di fluorescenza, biosensori, imaging biomedico e somministrazione di farmaci per applicazioni nel campo delle bioscienze e delle nano-biotecnologie.

Realizzazione di nanoparticelle di carbonio fluorescente solubile in acqua a partire dal glucosio mediante un trattamento ad ultrasuoni alcalino o acido. (Clicca per ingrandire!)

a) Immagine TEM dei CNP preparati mediante sonicazione da glucosio con diametro inferiore a 5 nm; b), c) Fotografie delle dispersioni dei CNP in acqua con luce solare e illuminazione UV (365 nm, al centro), rispettivamente; d-g) Immagini al microscopio fluorescente di CNP con eccitazione diversa: d, e, f e, f e g per 360, 390, 470 e 540 nm, rispettivamente. [Li et al. 2010]

Porfirina fluorescente Porfirina nano particelle

Il gruppo di ricerca di Kashani-Motlagh ha sintetizzato con successo porfirina fluorescente nanoparticelle sotto ultrasuoni. Pertanto, hanno combinato Precipitazioni e sonicazione. Le nanoparticelle TClPP [tetrakis(para-clorofenil)porfirina] risultanti sono rimaste stabili in soluzione senza agglomerazione per almeno 30 giorni. Non è stata osservata alcuna autoaggregazione dei cromofori della porfirina costituente. Le nanoparticelle TClPP hanno mostrato proprietà ottiche interessanti, in particolare un grande batocromico spostamento degli spettri di assorbimento.
La durata del Ultrasuoni ha effetti profondi sulla dimensione delle particelle delle nanoparticelle di porfirina. In tempi di sonicazione più brevi, le nanoparticelle di porfirina hanno picchi più acuti e assorbimenti più forti; questo indica che aumentando il tempo di sonicazione, il numero di porfirine nanoparticelle diventa maggiore e il numero di porfirine per ogni unità di nanoparticelle aumenta.

Preparazione ad ultrasuoni di nano particelle fluorescenti. (Clicca per ingrandire!)

Il gruppo di ricerca di Kashani-Motlagh (2010) ha trovato un semplice ultrasuoni Precipitazioni per sintetizzare le nano particelle di profirina fluorescente.

Gli omogeneizzatori ad ultrasuoni sono utilizzati per la sintesi di nano particelle fluorescenti.

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L'ultrasuono di potenza promuove le reazioni ecochimiche (Clicca per ingrandire!)

Reattore ad ultrasuoni in vetro per sono-chimica

Omogeneizzatore ad ultrasuoni 200 watt con sonotrodo

Dispositivo portatile ad ultrasuoni UP200H

Sintesi dei nanocompositi magnetici/fluorescenti

Assiste ad ultrasuoni nella sintesi di nanocompositi costituiti da magnetico nanoparticelle e fluorescente quantum dots (QDs) con un rivestimento di guscio di silice. Questi compositi sono bifunzionali, con i vantaggi dei QD e delle nano particelle magnetiche. I punti quantistici del CdS sono stati sintetizzati con la seguente procedura: In un primo momento, 2 mL dello strato inferiore del film di nucleazione contenente ferro magnetofluido e 0,5 mL di 1 mol/L CdS quantum dots sono stati miscelati sotto Ultrasuoni mescolando, alla miscela precedente sono stati aggiunti 2 ml di PTEOS (tetraethylorthosilicate prepolimerizzato) ed infine 5 ml di ammoniaca.
Inoltre, gli ultrasuoni emulsificazione consente la preparazione di nuove nanoparticelle multicolori ad alta fluorescenza-superparamagnetiche utilizzando punti quantistici (QDS) e nanoparticelle di magnetite e copolimero tribloc anfibilico in poli(acrilato di terz-butile, co-etilico acrilato di acrilato e cometacrilato) per l'incapsulamento.

Nanoparticelle fluorescenti in sospensione

Letteratura/riferimenti

  • Li, Jimmy Kuan-Jung; Ke, Cherng-Jyh; Lin, Cheng-An J.; Cai, Zhi-Hua; Chen, Ching-Yun; Chang, Walter H. (2011): Metodo Facile per la sintesi di nanocluster oro e il controllo della fluorescenza con Toluene e Ultrasuoni. Rivista di ingegneria medica e biologica, 33/1, 2011. 23-28.
  • Li, Haitao; He, Xiaodie; Liu, Yang; Huang, Hui; Lian, Suoyuan; Lee, Shuit-Tong; Kang, Zhenhui (2011): Sintesi ultrasonica in un solo passaggio di nanoparticelle di carbonio solubili in acqua con eccellenti proprietà fotoluminescenti. Carbonio 49, 2011. 605-609.
  • Kashani-Motlagh, Mohamad Mehdi; Rahimi, Rahmatollah; Kachousangi, Marziye Javaheri (2010): Metodo ad ultrasuoni per la preparazione di nanoparticelle di porfirina organica. Molecole 15, 2010. 280-287.
  • Zhang, Ri-Chen; Liu, Ling, Liu; Xiao-Liang, Xu (2011): Sintesi e caratteristiche dei nanocompositi multifunzionali Fe3O4-SiO2-CdS a fluorescenza magnetica. Fisica cinese B 20/8, 2011.

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Particolarità / Cose da sapere

Gli omogeneizzatori di tessuto ad ultrasuoni sono spesso indicati come sonda sonicator/ sonificatore, lyser sonico, ecografo, ultrasuoni, macinatore ad ultrasuoni, sono-ruptore, sonificatore, dismembratore sonico, distruttore cellulare, dispersore ad ultrasuoni, emulsionante o dissolvente. I diversi termini derivano dalle varie applicazioni che possono essere soddisfatte dalla sonicazione.