Hielscher Ultraschall Technologie

Ultrasonically Polyhydroxyléiert C60 (Fullerenol)

  • Waasslöslech polyhydroxyléiert C60-Fulleren, Vollerol oder Vollerol genannt, ass e staarken Radikal Scavenger a gëtt dofir als Antioxidant an Ergänzungsprodukter a Pharmazeutik benotzt.
  • D'Ultraschallhydroxylatioun ass eng séier a einfach eenstufend Reaktioun, déi fir d'Waasser lassléissege polyhydroxyléiert C60 produzéiert.
  • Ultraschall synthetiséierter a wässerlöser C60 huet qualitativ héichwäerteg an ass fir Pharma- a High-Performance-Applikatiounen benotzt.

Ultraschall One-Step-Synthese vun Polyhydrolxylat C60

Ultraschall Kavitation ass déi bescht Technik fir qualitativ héichwäerteg polyhydroxyléiert C60 Fullerenes ze produzéieren, wat Waasserlöslem ass a kënnen dofir an verschiddenen Applikatiounen am Pharma, Medizin an der Industrie benotzt ginn. Afreen et al (2017) hunn eng séier a einfach Ultraschallsynthese vun kontaminéierte fräi polyhydroxyléiert C60 (och als Fullerenol oder Fullerol bekannt) entwéckelt. D'Ultraschall enger Schrëtt-Reaktioun benotzt H2O2 an ass gratis aus der Verwäertung vun zousätzleche hydroxyléierender Reagenz, dh NaOH, H2SO4, a Phasentransfer-Katalysatoren (PTC), déi Verurrungen am synthetiséierte Vollerenol verursaachen. Dëst mécht d'Ultraschere Fullerenol-Synthese eng méi sauber Approche fir Fullerenol ze produzéieren; Zur selwechter Zäit ass et méi einfach a méi séier wéi méiglech qualitativ héichwäerteg, waasslösbar C60.

Déi Ultraschallhydroxylatioun vun C60 ass fir Waasser löslich c60 (Vollerenol)

Déi méiglechst Reaktiounspompeten an der Ultraschall assistéierte Synthese vu Fullerenol an der Präzisioun vu Dil. H2O2 (30%).
Quelle: Afreen et al. 2017

Ultraschallsynthese vum Waasserléislechen C60 – Schrëtt fir Schrëtt

UP200St - 200W mächt Ultraschall-ProzessorFir déi séier, einfach a gréng Virbereedung vun polyhydroxyléiert C60, wat ass löslich ass, 200 mg pure C60 ass zu 20mL 30% H2O2 an och mat engem Ultraschall-Prozesser wéi dem UP200Ht oder UP200St. D'Sonikatiounsparameter waren 30% Amplitude, 200 W am gepulste Modus fir 1 Stonn bei Raumtemperatur. De Reaktiounsbehälter gëtt an e Kältekrees Waasserbad geluecht fir d'Temperatur am Buedem bei Raumtemperatur ze halen. Virun der Opléisung ass C60 net an wässer H2O2 an ass e bëssenlos heterogen Geméis, deen no 30 Minutte vun Ultraschall zu enger hellbraunes Faarf gedréckt. Duerno gëtt et an der nächster 30 Minutte vun Ultraschall zu enger komplett däischter braune Dispersion.
Hydroxyl Donor: Intensive ultraschall entsteet (= Akustik) Kavitation kreéiert Radikalen wéi cOH, cOOH a cH aus H2O an H2O2 Molekülle baséiert. De Gebrauch vum H2O2 an wässeregt Medien ass e méi effizient Approche fir e-Grupp op den C60 Käfere ze stellen anstatt nëmmen H2O fir d'Synthese vu fullerenol. H2O2 spillt eng wichteg Roll an der Ultraschall-Hydroxyléierung D'Intensivéierung.

Ultraschall Hydroxyléierung vun C60 iwwer Dil. H2O2 (30%) ass eng einfach an séier eischréng Reaktioun fir Vollerenol ze preparéieren. Fir nëmmen eng kuerz Zäit fir d'Reaktioun ze erfuederen, ass d'Ultraschallreaktioun e gréng a propper Approche mat engem niddregen Energiebedarf, wéint der Notzung vun all gëfteg oder korrosive Reagenzien fir d'Synthese, a reduzéiert d'Zuel vun Léisungsmëttelen fir d'Trennung an d'Reinigung vun C60 (OH)8∙ 2H2O.

Ultraschall-Prozessor UP400St (400W) fir Homogeniséierung, Dispersioun, Emulsioun an sonochemesch Applikatiounen.

UP400St (400W, 24kHz) ass e staarke Ultraschall-Disperser

Informatiounen ufroen




Notéiert eis Privatsphär Politik.


Ultraschall Polyhydroxylatioun Pathway

Wann intensiv Ultraschallwellen an enger Liquiditéit gekuckt ginn, hunn d'alternierend Ënnerfläch / Hochdruck-Zykleten Vakuumbelueden an der Flësseg. D'Vakuumbubbles wuessen iwwer verschidden Zyklen, bis se net méi Energie absorbéieren kënnen, sou datt se gewaltsam zéien. Während dem Bubble ass extreme physesch Effekter wéi Hochtemperatur an Drockdifferen, Schockwellen, Microjeten, Turbulenzen, Scherr Kräften, etc. Dëst Phänomen ass bekannt als Ultraschall oder akustesch Kavitation. Dës intensiv Kräfte vun der Ultraschallkavitation zersetzen d'Moleküle op cOH a cOOH55 Radikal. Afreen et al (2017) ass der Meenung, datt d'Reaktioun tëschent zwee Weeër simultan virukommen kann. KOH-Radikale als reaktive Sauerstoffspezifesch (ROS) befestigen op den C60-Käfig fir Vollerenol (Path I) ze briechen an / oder -OH- a cOOH-Radikalen attackéieren déi elektronesch Mangel vun C60-Doppelbindungen an enger nukleophilen Reaktioun, an dëst féiert zur Formation vun Fulleren Epoxid [C60On] als Zwëschenzäit an der éischter Etapp (Path II), déi dem Mechanismus vun der Bingel Reaktioun ähnlech ass. Den Wiederholter Attack vu cOH (oder cOOH) op C60O iwwer eng SN2-Reaktioun ergëtt sech zu polyhydroxyléiert Volleren oder Vollerenol.
Déi wiederhuelte Epoxidatioun kann stattfannen, déi opgereegelt Epoxidgruppen z. B. C60O2 a C60O3 produzéiert. Dës Epoxidgruppen konnten eventuell Kandidaten fir aner Zwëscherproduiten generéieren, zB hydroxyléiert Volleroen-Epoxid bei der Sonolysis (= sonochemikaler Zersetzung). Zousätzlech kann d'spéider Rannöffnung vu C60 (OH) xOy mat cOH d'Bildung vu Vollerenol erreechen. D'Formation vun dësen Zwëscheprodukter während der Sonolisi vun H2O2 oder H2O an d'Präsenz vun der C60 ass onverhënnerbar, an hir Präsenz am endgülteg Fullerenol (obwuel an enger Spuerbetrag) kann net onnotéiert ginn. Well se awer nëmmen an Spurenbetrieben am Vollerenol present sinn, ginn se net erwaart, datt keng wesentlech Auswierkunge verursaacht ginn. [Afreen et al 2017: 31936]

High Performance Ultrasonicatoren

Hielscher Ultrasonics liefert Ultraschall-Prozessoren fir Är spezifesch Ufuerderungen: Och wann Dir kleng Bänn am Labormaum benotzt hues oder grouss Industriezonengrupp produzéiere wëllt, ass de Hielscher säi breet Portfolio vu héichfeierlechen Ultraschall-Prozessoren déi perfekt Léisung fir Är Applikatioun. Déi héich Ausgab, d'präzis Justifizéierung an d'Zouverlässegkeet vun eise Ultrasimater vergewëssert Iech datt Äre Prozess-Ufuerderungen erfüllt sinn. Digital Touch Screen an automatesch Datenerfassung vun den Ultraschallparameter op enger integréierter SD Card maachen d'Operatioun an d'Kontroll vun eise Ultraschall-Geräte ganz user-friendly.
De Robuste vun der Hielscher Ultraschall-Ausrüstung erméiglecht fir 24/7 Operatioun bei schwéieren Droge an an exigenten Ëmfeld.
D'Tabellner ënnert Iech en Indikatioun vun der ongeféieren Veraarbechtkapazitéit vun eisem Ultraschall:

Konte gefouert QShortcut Duerchflossrate recommandéiert Comments
1 bis 500mL 10 bis 200mL / min UP100H
10 bis 2000mL 20 bis 400mL / min UP200Ht, An UP400St
0.1 bis 20L 0.2 bis 4L / min UIP2000hdT
10 bis 100L 2 bis 10L / min UIP4000hdT
na 10 bis 100L / min UIP16000
na méi grouss Stärekoup vun UIP16000

Kontaktéiert eis! / Frot eis!

Frot méi Informatiounen

Benotzt weg de Formulaire hei, wann Dir méi Informatiounen iwwer d'Ultraschallhomogenéierung bitt. Mir wäerte frou sin Iech un engem Ultraschallsystem ze bidden deen Är Ufuerderungen entsprécht.










Hielscher Ultrasonics fabrizéiert High-Performance-Ultraschall fir sonochemesch Applikatiounen.

High-Power Ultraschert Prozessoren aus Labo fir Pilot an industrielle Skala.

Literatur / nëmmen

  • Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manickam (2018): Sono-Nano Chemie: Eng nei Ära vu Synthese vun polyhydroxiléiert Kuelematerial an Hydroxylgruppen an hir industriell Aspekter. Ultraschall Sonochemie 2018.
  • Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manickam (2017): Hydratiséierung oder Hydroxylatioun: Direkter Synthese vum Fullerenol aus ursprénglech Fulleren [C60] iwwer akustesch Kavitation an der Präsenz vu Waasserstoffperoxid. RSC Adv., 2017, 7, 31930-31939.
  • Grigory V. Andrievsky, Vadim I. Bruskov, Artem A. Tykhomyrov, Serge V. Gudkov (2009): Spezialfäegkeeten vum antioxidativen a radiofreektiven Effekt vun hydratiséierter C60-Fulleren-Nanostuktureuren a Vitro an In vivo. Radikal Biologie & Medizin 47, 2009. 786-793.
  • Mihajlo Gigov, Borivoj Adnađević, Borivoj Adnađević, Jelena D. Jovanovic (2016): Auswierkunge vum Ultraschallfeld op isothermescher Kinetik vu Fullerene-Polyhydroxylatioun. Science of Sintern 2016, 48 (2): 259-272.
  • Hirotaka Yoshioka, Naoko Yui, Kanaka Yatabe, Hiroto Fujiya, Haruki Musha, Hisateru Niki, Rie Karasawa, Kazuo Yudoh (2016): Polyhydroxylat C60 Fullerenes Verhënner der Chondrocyte-kataboleschen Aktivitéit bei Nanomolar Konzentraktioune bei der Osteoarthritis. Journal of Osteoarthritis 2016, 1: 115.


Fakten Wësse wat weess

C60 Fullerenes

E C60 fullerene (och bekannt als Buckyball oder Buckminster Fullerene) ass e Molekiël, deen aus 60 Kohlenstoffatomen gebaut ass, wéi 12 Pentagons a 20 Hexagonen. D'Form vun engem C60 Molekül gleicht e Foussball. D'C60 Fullerens sinn en nettoosme Anti-Oxidanz mat enger Potenz 100-1000 méi wéi Vitamin E. Obwuel d'C60 selwer net Waasserlösbar ass, sinn vill héichwasserlöslech Fulleren-Derivate wéi Vollenerol synthetiséiert.
C60 Fullerens ginn als Antioxidant an als Biopharmazeutesch benotzt. Aner Applikatiounen beinéhaue Materialwëssenschaft, Bio-Photovoltaik (OPV), Katalysatoren, an der Waasserreinung an Biokraftstoff-Schutz, portable Muecht, Autoen a Medizinger.

Solvabilitéit vu Pure C60:

  • am Waasser: net léift
  • an Dimethylsulfoxid (DMSO): net léistabel
  • am toluol: löslich
  • am Benzol: léislich
Surface Struktur vun c60 fullerenes (Buckminster fullerenes, buckyballs)

Surface Struktur vun C60 Fullerenes
Quelle: Yoshioka et al. 2016

Polyhydroxylatéiert C60 / Fullenerole

Vollernerol oder Vollerole si polyhydroxyléiert C60-Molekülen (hydratiséiert C60-Fulleren: C60HyFn). D'Hydrolylierungsreaktioun féiert Hydroxylgruppen (-OH) zum C60 Molekül. C60 Molekülen mat iwwer 40 Hydroxylgruppen hunn eng méi héicht Waasserlöslichkeit (> 50 mg / ml). Dës existéieren als monodispersen Nanopartikel an Waasser, a si hunn e kräftege Poliereffekt. Si weisen e bëssche méi Antioxidans an anti-inflammatoresch Eegeschaften. Polyhydroxyléierte Fulleren (Vollerenole, C60 (OH) n) kënnen an e puer Alkoholen opgeléist ginn an duerno an engem elektrochemeschen Prozess ofgeschloss ginn, e NanoCarbon Film op der Anode ze schafen. Vollerenol Filmer ginn als biokompatibel Coat, Inert fir biologesch Objeten a kënnen d'Integratioun vun net-biologesche Saachen an Kierpergewënn erliichteren.
Solvabilitéit vu Fullenerol:

  • am Waasser: lueslös, ka gi vu 50 mg / ml
  • an Dimethylsulfoxid (DMSO): léislich
  • a Methanol: liicht löslich
  • am toluol: net léift
  • am Benzin: net léistabel

Faarf: Vollerenol méi wéi 10 -OH-Gruppen hunn eng donkel Braun a Faarf. Mat enger ëmmer méi Zuel vu -OH-Gruppen, verschëldere d'Faarf grad vun däischter bis hell.

Waasslösbar, polyhydroxyléiert C60 kann mat Ultraschall synthetiséiert ginn

Solvabilitéit vu Solvabilitéit vu C60 (OH) 8.2H2O am Verglach zu C60 bei verschiddene Léisungsmëttelen. Quelle: Afreen et al. 2017

Applikatiounen an Uwendung vu Fullerenolen:

  1. Pharmazeutesch: Diagnostesch Reagentien, Super Drogen, Kosmetik, Nuklearmagnet Resonanz (NMR) mat dem Entwéckler. DNA Affinitéit, Anti-HIV Drogen, Anti-Kriibs Drogen, Chemotherapie Drogen, Kosmetik-Additive a wëssenschaftlech Fuerschung. Am Verglach mat der onentféierter Form hunn polyhydroxiléiert Fullerenes méi potenziell Applikatioune wéinst der verstärkten Waasserlöslichkeit. Et gouf festgestallt, datt Vollerole d'Kardiotoxizitéit vu verschidden Drogen reduzéiere kënnen an d'HIV-Protease, de Hepatitis C-Virus an d'Nuklearwachstums vun Zellen z'entwéckelen. Ausserdeem hunn se exzellente fräi radikal Futtballschëffer géint reaktive Sauerstoffspeziken a Radikalen ënner physiologeschen Zoustänn exhibitéiert.
  2. Energie: Solar Batterie, Brennstoffzelle, sekundär Batterie.
  3. Industrie: Verschiedegméissegt Material, flammhemmend Material, Schmiermëttel, Polymer-Additive, High-Performance Membran, Katalysator, kënschtlech Diamant, härte Legierung, elektresch viskos Flëss, Tëntfilter, High-Performance Coatings, Feuerhemmend Lacken, bioaktiv Materialien, Gedächtnismaterial , onbedingte molekulare an aner Charakteristiken, Composite-Materialien etc.
  4. Informatiounsindustrie: Semiconductor Record Media, magnetesche Materialen, Druckfënschter, Toner, Tënt, Pabeier Spezialzwecker.
  5. Elektronesch Deeler: Superleetende Halbleiter, Dioden, Transistoren, Induktiv.
  6. Optesch Material, elektronesch Kamera, Fluoreszenzdrohroosseg, netlinear optesch Material.
  7. Ëmwelt: Gasadsorption, Gas Stack.