Molekulāri iespiestu polimēru (MIP) ultraskaņas sintēze

Molekulāri iespiesti polimēri (MIP) ir mākslīgi konstruēti receptori ar iepriekš noteiktu selektivitāti un specifiskumu konkrētai bioloģiskai vai ķīmiskai molekulas struktūrai. Ultrasonication var uzlabot dažādus molekulāri iespiestu polimēru sintēzes ceļus, padarot polimerizāciju efektīvāku un uzticamāku.

Kas ir molekulāri iespiesti polimēri?

Molekulāri iespiests polimērs (MIP) ir polimēru materiāli ar antivielām līdzīgām atpazīšanas īpašībām, kas iegūti, izmantojot molekulārās iespiešanas metodi. Molekulārās iespiešanas metode rada molekulāri iespiestu polimēru attiecībā uz konkrētu mērķa molekulu. Molekulāri iespiestajam polimēram polimēra matricā ir dobumi ar afinitāti pret specifisko “veidne” molekula. Šis process parasti ietver monomēru polimerizācijas uzsākšanu veidnes molekulas klātbūtnē, kas tiek iegūta pēc tam, atstājot papildu dobumus. Šiem polimēriem ir afinitāte pret sākotnējo molekulu, un tos izmanto tādos lietojumos kā ķīmiskā atdalīšana, katalīze vai molekulārie sensori. Molekulārās iespiestās molekulas var salīdzināt ar molekulāro slēdzeni, kas atbilst molekulārajai atslēgai (tā sauktajai veidnes molekulai). Molekulāri iespiestiem polimēriem (MIP) ir raksturīgas īpaši pielāgotas saistīšanās vietas, kas pēc formas, izmēra un funkcionālajām grupām atbilst veidnes molekulām. "Slēdzene – atslēga" funkcija ļauj izmantot molekulāri iespiestus polimērus dažādiem lietojumiem, kur tiek atpazīts un pie molekulārās slēdzenes piestiprināts konkrēts molekulas tips, t.i., molekulārais iespiestais polimērs.

Shematiskajā attēlā parādīts ciklodekstrīnu molekulārās iespiešanas ceļš pielāgotu receptoru sagatavošanai.
Pētījums un attēls: Hishiya et al. 2003

Molekulāri iespiestiem polimēriem (MIP) ir plašs pielietojuma lauks, un tos izmanto, lai atdalītu un attīrītu noteiktas bioloģiskas vai ķīmiskas molekulas, tostarp aminoskābes un olbaltumvielas, nukleotīdu atvasinājumus, piesārņotājus, kā arī zāles un pārtiku. Pielietojuma jomas svārstās no atdalīšanas un attīrīšanas līdz ķīmiskiem sensoriem, katalītiskām reakcijām, zāļu piegādei, bioloģiskām antivielām un receptoru sistēmām. (sal. ar Vasapollo et al. 2011)
Piemēram, MIP tehnoloģija tiek izmantota kā cietās fāzes mikroekstrakcijas metode, lai darbinātu un attīrītu no kaņepēm iegūtas molekulas, piemēram, CBD vai THC, no pilna spektra ekstrakta, lai iegūtu kanabinoīdu izolātus un destilātus.

Molekulāri iespiestu molekulu ultraskaņas sintēze

Atkarībā no mērķa (veidnes) veida un MIC galīgā pielietojuma MIP var sintezēt dažādos formātos, piemēram, nano un mikrona izmēra sfēriskās daļiņās, nanoviļņos, nanostieņos, nanopavedienos vai plānās plēvēs. Lai iegūtu īpašu MIP formu, var izmantot dažādas polimerizācijas metodes, piemēram, lielapjoma nospiedumu, nogulsnēšanu, emulsijas polimerizāciju, suspensiju, dispersiju, želēšanu un daudzpakāpju pietūkuma polimerizāciju.
Zemas frekvences, augstas intensitātes ultraskaņas pielietojums piedāvā ļoti efektīvu, daudzpusīgu un vienkāršu tehniku polimēru nanostruktūru sintēzei.
Ultraskaņas apstrāde sniedz vairākas priekšrocības MIP sintēzē, salīdzinot ar tradicionālajiem polimerizācijas procesiem, jo tā veicina augstāku reakcijas ātrumu, viendabīgāku polimēru ķēdes augšanu, augstāku ražu un maigākus apstākļus (piemēram, zemu reakcijas temperatūru). Turklāt tas var mainīt saistošās vietas populācijas sadalījumu un līdz ar to arī gala polimēra morfoloģiju. (Svensons 2011)
Izmantojot sonoķīmisko enerģiju MIP polimerizācijai, tiek uzsāktas polimerizācijas reakcijas un tās tiek pozitīvi ietekmētas. Vienlaikus ultraskaņas apstrāde veicina efektīvu polimēra maisījuma degazēšanu, nezaudējot saistīšanās spēju vai stingrību.
Ultraskaņas homogenizācija, izkliedēšana un emulgācija piedāvā izcilu sajaukšanu un maisīšanu, lai veidotu viendabīgas suspensijas un nodrošinātu iniciācijas enerģiju polimerizācijas procesiem. (2019) pētīja ultraskaņas MIP sintēzes potenciālu un norāda, ka "MIP sagatavoti ultrasoniski uzrādītas saistošās īpašības, kas ir līdzīgas vai pārākas par parastajām metodēm".
MIC nanoformātā paver daudzsološas iespējas uzlabot saistīšanās vietu viendabīgumu. Ultrasonication ir labi pazīstams ar saviem izcilajiem rezultātiem nanodispersiju un nanoemulsiju sagatavošanā.

Ultraskaņas Nano-emulsijas polimerizācija

MIP var sintezēt ar emulsijas polimerizāciju. Emulsijas polimerizāciju parasti panāk, veidojot emulsiju ar eļļu ūdenī, pievienojot virsmaktīvo vielu. Lai izveidotu stabilu, nano izmēru, ir nepieciešama augstas veiktspējas emulgācijas tehnika. Ultraskaņas emulgācija ir labi izveidota tehnika, lai sagatavotu nano- un miniemulsijas.
Lasiet vairāk par ultraskaņas Nano-Emulgācija!

Ultraskaņa var uzlabot šādus sintēzes ceļus nanoMIP ražošanai: nokrišņu polimerizācija, emulsijas polimerizācija un kodola apvalka polimerizācija.
Pētījums un attēls: Refaat et al. 2019

Veidnes ultraskaņas ekstrakcija

Pēc molekulāri iespiestu polimēru sintēzes veidne jānoņem no saistīšanās vietas, lai iegūtu aktīvu molekulāri iespiestu polimēru. Intensīvie ultraskaņas sajaukšanas spēki veicina šķīdinātāju un veidņu molekulu šķīdību, difūziju, iekļūšanu un transportēšanu. Tādējādi veidnes tiek ātri noņemtas no saistīšanas vietām.
Ultraskaņas ekstrakciju var apvienot arī ar Soksleta ekstrakciju, lai noņemtu veidni no iespiestā polimēra.

Gadījumu izpēte: ultraskaņas lietojumi molekulāri iespiestiem polimēriem

Molekulāri iespiestu polimēru ultraskaņas sintēze

Magnētisko nanodaļiņu iekapsulēšana ar 17β-estradiola iespiestiem polimēriem, izmantojot ultraskaņas sintēzes ceļu, nodrošina ātru 17β-estradiola noņemšanu no ūdens vides. NanoMIP ultraskaņas sintēzei metakrilskābe (MAA) tika izmantota kā monomērs, etilēnglikola dimetilakrilāts (EGDMA) kā šķērslinkotājs un azobisisobutironitrils (AIBN) kā iniciators. Ultraskaņas sintēzes procedūra tika veikta 2h 65ºC temperatūrā. Magnētisko NIP un magnētisko MIP vidējais daļiņu izmēra diametrs bija attiecīgi 200 un 300 nm. Ultraskaņas izmantošana ne tikai uzlaboja nanodaļiņu polimerizācijas ātrumu un morfoloģiju, bet arī palielināja brīvo radikāļu skaitu un tādējādi veicināja MIP augšanu ap magnētiskajām nanodaļiņām. Adsorbcijas spēja līdz 17β-estradiolam bija salīdzināma ar tradicionālajām pieejām. [Xia et al. 2012 / Viveiro et al. 2019]

Ultrasonics molekulāri iespiestiem sensoriem

Yu et al. izstrādāja molekulāri iespiestu elektroķīmisko sensoru, kura pamatā ir niķeļa nanodaļiņu modificēti elektrodi fenobarbitāla noteikšanai. Ziņotais elektroķīmiskais sensors tika izstrādāts termiskās polimerizācijas ceļā, izmantojot metakrilskābi (MAA) kā funkcionālo monomēru, 2,2-azobisizobutironitrilu (AIBN) un etilēnglikola maleīnskābes kolozināta (EGMRA) akrilātu kā šķērssaistīšanas līdzekli, fenobarbitālus (PBs) kā veidnes molekulu un dimetilsulfoksīdu (DMSO) kā organisko šķīdinātāju. Sensoru izgatavošanas procesā 0,0464g PB un 0,0688g MAA tika sajaukti 3 ml DMSO un apstrādāti ar ultraskaņu 10 minūtes. Pēc 5 stundām maisījumā tika pievienoti 1,0244 g EGMRA un 0,0074 g AIBN un 30 minūtes apstrādāti ar ultraskaņu, lai iegūtu PB iespiestus polimēru šķīdumus. Pēc tam 10 μL 2,0 mg ml^-1Ni nanodaļiņu šķīdums nokrita uz GCE virsmas, un pēc tam sensors tika žāvēts istabas temperatūrā. Pēc tam aptuveni 5 μL sagatavotā PB iespiestā polimēra šķīduma pārklāja ar Ni nanodaļiņu modificētu GCE un vakuumā žāvēja 6 stundas 75 ◦C temperatūrā. Pēc termiskās polimerizācijas iespiestais sensors tika mazgāts ar (etiķskābi) HAc/metanolu (tilpuma attiecība, 3:7) 7 minūtes, lai noņemtu veidnes molekulas. (sal. ar Uygun et al. 2015)

Ultraskaņas mikro ekstrakcija, izmantojot MIP

Lai atgūtu nikotīnamīda analīzes no paraugiem, tiek izmantota ultrasoniski asistēta disperģējoša cietās fāzes mikroekstrakcija, kam seko UV-vis spektrofotometrs (UA-DSPME-UV-vis). Nikotīnamīda (B3 vitamīna) ekstrakcijai un prekoncentrācijai ir izmantoti HKUST-1 metāla organiskā ietvara (MOF) bāzes molekulāri iespiesti polimēri. (Asfaram et al. 2017)

Augstas veiktspējas ultrasonikatori polimēru lietojumiem

No laboratorijas līdz ražošanai ar lineāru mērogojamību: Īpaši izstrādāti molekulāri iespiesti polimēri vispirms tiek izstrādāti un pārbaudīti mazās laboratorijās un stenda mērogā, lai izpētītu polimēru sintēzes iespējamību. Ja ir pabeigta MIC iespējamība un optimizācija, MIC izstrāde tiek mērogota lielākos apjomos. Ultraskaņas sintēzes ceļus var lineāri mērogot no stenda līdz pilnībā komerciālai ražošanai. Hielscher Ultrasonics piedāvā sonochemical aprīkojumu polimēru sintēzei mazās laboratorijās un stenda apstākļos līdz pilnībā rūpnieciskām inline ultraskaņas sistēmām 24/7 ražošanai ar pilnu slodzi. Ultraskaņu var lineāri mērogot no mēģenes izmēra līdz lielām kravas automašīnu kravu ražošanas jaudām stundā. Hielscher Ultrasonics plašam produktu portfelim no laboratorijas līdz rūpnieciskajām sonochemical sistēmām ir vispiemērotākais ultrasonikators jūsu paredzētajai procesa jaudai. Mūsu ilggadējie pieredzējušie darbinieki palīdzēs jums no priekšizpētes un procesa optimizācijas līdz jūsu ultraskaņas sistēmas uzstādīšanai galīgajā ražošanas līmenī.

Hielscher Ultrasonics – Izsmalcināts Sonochemical aprīkojums

Hielscher Ultrasonics produktu portfelis aptver pilnu augstas veiktspējas ultraskaņas nosūcēju klāstu no maziem līdz lieliem. Papildu piederumi ļauj viegli samontēt vispiemērotāko ultraskaņas ierīces konfigurāciju jūsu procesam. Optimālais ultraskaņas iestatījums ir atkarīgs no paredzētās jaudas, apjoma, materiāla, partijas vai inline procesa un laika grafika. Hielscher palīdz jums iestatīt ideālu sonochemical procesu.

Partija un iekļautā versija

Hielscher ultrasonikatorus var izmantot partijas un nepārtrauktas caurplūdes apstrādei. Mazus un vidējus tilpumus var ērti apstrādāt ar ultraskaņu partijas procesā (piemēram, flakonos, testā, mēģenēs, vārglāzēs, tvertnēs vai mucās). Liela apjoma apstrādei inline ultraskaņas apstrāde varētu būt efektīvāka. Lai gan dozēšana ir laikietilpīgāka un darbietilpīgāka, nepārtraukts inline sajaukšanas process ir efektīvāks, ātrāks un prasa ievērojami mazāk darbaspēka. Hielscher Ultrasonics ir vispiemērotākais ekstrakcijas iestatījums jūsu polimerizācijas reakcijai un procesa apjomam.

Ultraskaņas zondes katrai produkta jaudai

Hielscher Ultrasonics produktu klāsts aptver pilnu ultraskaņas procesoru spektru no kompaktiem laboratorijas ultrasonatoriem virs galda un izmēģinājuma sistēmām līdz pilnībā rūpnieciskiem ultraskaņas procesoriem ar spēju apstrādāt kravas automašīnas stundā. Pilns produktu klāsts ļauj mums piedāvāt jums vispiemērotāko ultraskaņas aprīkojumu jūsu polimēriem, procesa jaudai un ražošanas mērķiem.
Ultraskaņas stenda sistēmas ir ideāli piemērotas priekšizpētes testiem un procesa optimizācijai. Lineāra palielināšana, pamatojoties uz noteiktiem procesa parametriem, ļauj ļoti viegli palielināt apstrādes jaudu no mazākām partijām līdz pilnībā komerciālai ražošanai. Augšupvērstu mērogošanu var veikt, vai nu uzstādot jaudīgāku ultraskaņas nosūcēja vienību, vai arī paralēli klasterējot vairākus ultrasonatorus. Ar UIP16000 Hielscher piedāvā visspēcīgāko ultraskaņas vienību visā pasaulē.

Precīzi kontrolējamas amplitūdas optimālam rezultātam

Visi Hielscher ultrasonikatori ir precīzi kontrolējami un tādējādi uzticami darba zirgi ražošanā. Amplitūda ir viens no svarīgākajiem procesa parametriem, kas ietekmē sonoķīmisko reakciju, tostarp polimerizācijas reakciju un sintēzes ceļu, efektivitāti un efektivitāti.
Visi Hielscher Ultrasonics’ Procesori ļauj precīzi iestatīt amplitūdu. Sonotrodes un pastiprinātāja ragi ir piederumi, kas ļauj mainīt amplitūdu vēl plašākā diapazonā. Hielscher rūpnieciskie ultraskaņas procesori var nodrošināt ļoti augstas amplitūdas un nodrošināt nepieciešamo ultraskaņas intensitāti prasīgiem lietojumiem. Amplitūdas līdz 200 μm var viegli nepārtraukti darbināt 24/7 darbībā.
Precīzi amplitūdas iestatījumi un ultraskaņas procesa parametru pastāvīga uzraudzība, izmantojot viedo programmatūru, dod jums iespēju sintezēt molekulāri iespiestos polimērus ar visefektīvākajiem ultraskaņas apstākļiem. Optimāla ultraskaņas apstrāde, lai iegūtu vislabākos polimerizācijas rezultātus!
Hielscher ultraskaņas iekārtu izturība ļauj 24/7 darboties lieljaudas režīmā un prasīgā vidē. Tas padara Hielscher ultraskaņas aprīkojumu par uzticamu darba rīku, kas atbilst jūsu sonochemical procesa prasībām.

Vienkārša bezriska testēšana

Ultraskaņas procesi var būt pilnīgi lineāri mērogoti. Tas nozīmē, ka katru rezultātu, ko esat sasniedzis, izmantojot laboratoriju vai stenda ultrasonikatoru, var mērogot līdz tieši tādai pašai izejai, izmantojot tieši tos pašus procesa parametrus. Tas padara ultrasonication ideāli piemērotu bezriska priekšizpēti, procesu optimizāciju un turpmāku ieviešanu komerciālajā ražošanā. Sazinieties ar mums, lai uzzinātu, kā ultraskaņas apstrāde var palielināt jūsu MIP ražu un kvalitāti.

Augstākā kvalitāte – Projektēts un ražots Vācijā

Kā ģimenes un ģimenes uzņēmums, Hielscher piešķir prioritāti augstākajiem kvalitātes standartiem ultraskaņas procesoriem. Visi ultrasonikatori ir projektēti, ražoti un rūpīgi pārbaudīti mūsu galvenajā mītnē Teltovā netālu no Berlīnes, Vācijā. Hielscher ultraskaņas iekārtu izturība un uzticamība padara to par darba zirgu jūsu ražošanā. 24/7 darbība ar pilnu slodzi un prasīgā vidē ir dabiska Hielscher augstas veiktspējas maisītāju īpašība.

Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu:

Jūs varat iegādāties Hielscher ultraskaņas procesoru jebkurā citā izmērā un precīzi konfigurēts jūsu procesa prasībām. No reaģentu apstrādes nelielā laboratorijas caurulē līdz nepārtrauktai polimēru vircas sajaukšanai rūpnieciskā līmenī, Hielscher Ultrasonics piedāvā jums piemērotu ultrasonikatoru! Lūdzu, sazinieties ar mums – Mēs esam priecīgi ieteikt jums ideālu ultraskaņas iestatīšanu!