Hielscher ultralydteknologi

Ultrasonisk polyhydroxylated C60 (Fullerenol)

  • Vannløselige polyhydroxylated C60 fulleren, kalt fullerenol eller fullerol, er en sterk frie radikaler renovasjonsarbeider og er derfor brukt som en antioksidant i kosttilskudd og legemidler.
  • Ultrasonic hydroksylering er en rask og enkel ett-trinns reaksjon, som brukes til å produsere vannløselige polyhydroxylated C60.
  • Ultrasonisk syntetisert vannløselige C60 har overlegen kvalitet og brukes til farmasøytiske og høy ytelse applikasjoner.

Ultralyd ett-trinns syntese av Polyhydrolxylated C60

Ultrasonisk kavitasjon er overlegen teknikk for å produsere høy kvalitet polyhydroxylated C60 fullerener, som er vannløselige og kan derfor brukes i ulike anvendelser i farmasøytisk, medisin og industri. Afreen et al (2017) har utviklet en rask og enkel ultralyd syntese av forurensning-fri polyhydroxylated C60 (også kjent som fullerenol eller fullerol). Den ultrasoniske ett-trinns reaksjonen bruker H2O2 og er fri for bruk av ekstra hydroxylating reagenser, dvs. NaOH, H24, og faseoverføring katalysatorer (PTC), som forårsaker urenheter i syntetisert fullerenol. Dette gjør ultralyd fullerenol syntese er en renere tilnærming til å produsere fullerenol; på samme tid, er det en enklere og en raskere måte å produsere høy kvalitet, vannløselige C60.

Ultralyd hydroksylering av C60 for å produsere vannløselige C60 (fullerenol)

Mulige reaksjons stier i ultralydassistert syntese av fullerenol i nærvær av Dil. H2O2 (30%).
Kilde: Afreen et al. 2017

Ultralyd syntese av vannløselige C60 – Trinnvise

UP200St-200W kraftig ultralydsprosessorFor rask, enkel og grønn forberedelse av polyhydroxylated C60, som er vannløselige, 200 mg ren C60 tilsettes til 20mL 30% H2O2 og sonikert med en ultralydsprosessor som Uf200 ः t eller UP200St. Sonikering parametrene var 30% amplitude, 200 W i pulserende modus for 1 t ved romtemperatur. Reaksjons fartøyet plasseres i en nedkjølt circulator vannbad for å opprettholde temperaturen inne i fartøyet ved omgivelsestemperatur. Før sonikering er C60 ublandbare i vandig H2O2 og er en fargeløs heterogen blanding, som snur seg mot en lys brun farge etter 30 min av ultralydbehandling. Deretter, i de neste 30 min av ultralyd det blir til en helt mørk brun dispersjon.
Hydroksyl giver: intens ultralyd generert (= akustisk) kavitasjon skaper radikaler som cOH, cOOH og cH fra H2O og H2O2 Molekyler. Bruken av H2O2 i vandige medier er en mer effektiv tilnærming til å innføre-OH grupper på C60 buret i stedet for bare å bruke H2O for syntesen av fullerenol. H2O2 spiller en viktig rolle i ultralyd hydroksylering intensivering.

Ultralyd hydroksylering av C60 bruker Dil. H2O2 30 er en facile og rask ett-trinns reaksjon for å forberede fullerenol. Ultralyd reaksjonen krever bare en kort tid for reaksjonen, og tilbyr en grønn og ren tilnærming med et lavt energibehov, noe som unngår bruk av giftige eller korroderende reagenser for syntesen, og å redusere antall løsningsmidler som kreves for separasjon og rensing av C60 (OH)8∙ 2H2O.

Ultralydsprosessor UP400St (400W) for homogenisering, dispersjon, emulgering og sonokemiske applikasjoner.

UP400St (400 W, 24 kHz) er en kraftig ultralyd dispergerer

Informasjonsforespørsel




Merk våre Personvernregler.


Ultralyd Polyhydroxylation Pathway

Når intense ultralydbølger kobles til en væske, vil vekslende lavtrykks-/høytrykkssykluser skape vakuumbobler i væsken. Vakuumboblene vokser over flere sykluser til de ikke kan absorbere mer energi, slik at de collaps voldsomt. Under boblen kollaps ekstreme fysiske effekter som høy temperatur og trykkforskjeller, sjokkbølger, microjets, turbulenser, skjærkrefter, etc. Dette fenomenet er kjent som ultralyd eller akustisk kavitasjon. Disse intense krefter Ultrasonisk kavitasjon brytes molekylene til cOH og cOOH55 radikaler. Afreen et al (2017) forutsetter at reaksjonen kan utvikle seg i to veier samtidig. cOH radikaler som reaktive oksygen arter (ROS) feste på C60 buret for å gi fullerenol (Path I), og/eller-OH og cOOH radikaler angripe elektron mangelfull C60 doble obligasjoner i en nukleofil reaksjon, og dette fører til dannelsen av fulleren epoxide [C60On] som en mellomliggende i den første fasen (Path II) som ligner på mekanismen av Bingel reaksjon. Videre, det gjentatte angrepet av cOH (eller cOOH) på C60O via en SN2 reaksjon resulterer i polyhydroxylated fulleren eller fullerenol.
Gjentatt epoxidation kan finne sted som produserer suksessive epoxide grupper f. eks, C60O2 og C60O3. Disse epoxide gruppene kan være mulige kandidater til å generere andre mellom produkter f. eks hydroksylerte fulleren epoxide under sonolyse (= sonokemiske nedbrytning). I tillegg kan den påfølgende ring åpningen av C60 (OH) xOy med cOH resultere i dannelsen av fullerenol. Dannelsen av disse mellom produkter under sonolyse av H2O2 eller H2O i nærvær av C60 er uunngåelig, og deres tilstedeværelse i den endelige fullerenol (selv i et spor beløp) kan ikke gå unnoted. Men fordi de er bare til stede i spormengder i fullerenol de ikke forventes å forårsake noen betydelig innvirkning. [Afreen et al 2017:31936]

Høyytelses Ultralydmaskiner

Hielscher Ultrasonics leverer ultralydsprosessorer for dine spesifikke behov: enten du ønsker å sonikere små volumer på lab skala eller produsere store volumstrøm på industriell skala, Hielscher er bred portefølje av høy ytelse ultralyd -prosessorene tilbyr den perfekte løsningen for din applikasjon. Den høye effekt, presise justering og påliteligheten av våre ultralydsapparater sørge for at prosessen kravene er oppfylt. Digitale berøringsskjermer og automatisk dataregistrering av ultralyds parametrene på et integrert SD-kort gjør driften og kontrollen av våre ultralydsenheter svært brukervennlige.
Høyscherens ultralydutstyrs robusthet gjør det mulig å operere døgnet rundt i tunge og krevende omgivelser.
Tabellen under gir deg en indikasjon på den omtrentlige prosesseringskapasiteten til våre ultralydapparater:

Batchvolum Strømningshastighet Anbefalte enheter
1 til 500 ml 10 til 200 ml / min UP100H
10 til 2000 ml 20 til 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 til 20L 0.2 til 4l / min UIP2000hdT
10 til 100 liter 2 til 10 l / min UIP4000hdT
na 10 til 100 l / min UIP16000
na større klynge av UIP16000

Kontakt oss! / Spør oss!

Be om mer informasjon

Vennligst bruk skjemaet nedenfor hvis du ønsker å be om ytterligere informasjon om ultralyd homogenisering. Vi vil gjerne tilby deg en ultralyd system møte dine behov.









Vær oppmerksom på at Personvernregler.


Hielscher Ultrasonics produserer høyytelses ultralydmaskiner for sonokemiske applikasjoner.

Ultralydsprosessorer med høy effekt fra laboratorium til pilot og industriell skala.

Litteratur / Referanser

  • Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manickam (2018): Sono-nano kjemi: en ny æra av syntetisering polyhydroxylated karbon nanomaterialer med hydroksyl grupper og deres industrielle aspekter. Ultrasonics Sonochemistry 2018.
  • Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manickam (2017): hydration eller hydroksylering: direkte syntese av fullerenol fra uberørte fulleren [C60] via akustisk kavitasjon i nærvær av hydrogen peroxide. RSC Adv., 2017, 7, 31930 – 31939.
  • Grigory V. Andrievsky, Vadim I. Bruskov, Artem A. Tykhomyrov, Sergey V. Gudkov (2009): særegenheter av antioksidant og radiobeskyttende effekter av hydrert C60 fulleren nanostuctures in vitro og in vivo. Fri radikal biologi & Medisin 47, 2009. 786 – 793.
  • Mihajlo Gigov, Borivoj Adnađević, Borivoj Adnađević, Jelena D. Jovanovic (2016): effekt av ultralyd felt på isotermiske Kinetics av fulleren polyhydroxylation. Science of sint ring 2016, 48 (2): 259-272.
  • Hirotaka Yoshioka, Naoko YUI, Kanaka Yatabe, Ahae Fujiya, Haruki Musha, Hisateru Niki, Rite Karasawa), Kazuo Yudoh (2016): polyhydroxylated C60 Fullerener forhindre Chondrocyte katabolske aktivitet på Nanomolar konsentrasjoner i artrose. Tidsskrift for slitasjegikt 2016, 1:115.


Fakta Verdt å vite

C60 Fullerener

En C60 fulleren (også kjent som buckyball eller Buckminster fulleren) er et molekyl som er bygget fra 60 karbonatomer, arrangert som 12 Femkanter og 20 Sekskanter. Formen på et C60 molekyl ligner en fotball. Den C60 fullerens er en ikke-giftig antioksidant som viser en potens 100-1000 høyere enn vitamin E. Selv om C60 selv ikke er vannløselig, mange svært vannløselige fulleren derivater som fullenerol har blitt syntetisert.
C60 fullerens brukes som antioksidant og som biofarmasøytisk. Andre bruksområder inkluderer materialvitenskap, organisk solcellepanel (OPV), katalysatorer, i vannrensing og Biohazard beskyttelse, bærbar kraft, kjøretøyer og medisinsk utstyr.

Løselighet av ren C60:

  • i vann: ikke løselig
  • i dimethyl sulfoxide (DMSO): ikke løselig
  • i toluen: løselig
  • i benzen: løselig
Overflatestruktur av C60 fullerener (Buckminster fullerener, Buckyballs)

Overflatestruktur av C60 fullerener
Kilde: Yoshioka et al. 2016

Polyhydroxylated C60/Fullenerols

Fullernerol eller fullerols er polyhydroxylated C60 molekyler (hydrert C60 fulleren: C60 for alleHyFn). Den hydrolylation reaksjonen introduserer hydroksyl grupper (-OH) til C60 molekylet. C60 molekyler med over 40 hydroksyl grupper har en høyere vannløselighet (> 50 mg/mL). Disse finnes som monodisperse nanopartikler i vann, og har en tapper polering effekt. De viser overlegen antioksidant og anti-inflammatorisk egenskaper. Polyhydroxylated fullerener (fullerenols; C60 (OH) n) kan oppløses i noen alkoholer og deretter precipiteated i en elektrokjemiske prosess, og skaper en nanocarbon film på anode. Fullerenol filmer brukes som en biokompatible belegg, inert til biologiske objekter og kan lette integreringen av ikke-biologiske objekter i kroppens vev.
Løselighet av Fullenerol:

  • i vann: løselig, kan nå > 50 mg/mL
  • i dimethyl sulfoxide (DMSO): løselig
  • i metanol: lett løselig
  • i toluen: ikke løselig
  • i benzen: ikke løselig

Farge: Fullerenol bærer mer enn 10-OH grupper viser en mørk brun farge. Med et økende antall-OH grupper, fargen gradvis skifter fra mørk brun til gult.

Vannløselige, polyhydroxylated C60 kan bli syntetisert ved hjelp av ultralyd

Løselighet av løselighet av C60 (OH) 8.2 H2O i forhold til C60 i forskjellige løsningsmidler. Kilde: Afreen et al. 2017

Programmer og bruk av Fullerenols:

  1. Farmasøytisk: diagnostiske reagenser, super narkotika, kosmetikk, kjernefysisk magnetisk resonans (NMR) med utbygger. DNA affinitet, anti-HIV narkotika, anti-kreft narkotika, kjemoterapi narkotika, kosmetikk tilsetningsstoffer og vitenskapelig forskning. Sammenlignet med den uberørte form, polyhydroxylated fullerener har flere potensielle applikasjoner på grunn av deres forbedret Vannløselighet. Det har blitt funnet at fullerols kan redusere Kardiotoksisitet av noen medikamenter og hemme HIV-protease, hepatitt C-viruset og unormal vekst av celler. Videre viste de utmerket fri-radikale renovering evner mot reaktive oksygen arter og radikaler under fysiologiske forhold.
  2. Energi: Solar batteri, brenselcelle, sekundært batteri.
  3. Bransje: slitesterkt materiale, flammehemmende materialer, smøremidler, polymer tilsetningsstoffer, høy ytelse membran, katalysator, kunstig diamant, hard legering, elektrisk viskøs væske, blekk filtre, høy ytelse belegg, brannhemmende belegg, produksjon bioaktive materialer, minne materialer, embedded molekylær og andre egenskaper, kompositt materialer etc.
  4. Informasjons bransjen: Semiconductor rekord medium, magnetiske materialer, utskrift blekk, toner, blekk, papir spesielle formål.
  5. Elektroniske deler: superledende halvledere, dioder, transistorer, spole.
  6. Optiske materialer, elektronisk kamera, fluorescens, ikke-lineære optiske materialer.
  7. Miljø: absorpsjon av gass, gass lagring.