Sinteza e hidrogelit nanokompozit duke përdorur ultratinguj

Hidrogelet ose nanogelet nanokompozite janë struktura 3D shumëfunksionale me efikasitet të lartë si bartës të barnave dhe sisteme të shpërndarjes së barnave me çlirim të kontrolluar. Ultratingulli promovon shpërndarjen e grimcave hidrogel polimerike me madhësi nano, si dhe përfshirjen/përfshirjen pasuese të nanogrimcave në këto struktura polimerësh.

Sinteza tejzanor e Nanogels

Homogjenizues tejzanor i tipit sondë UP400St për shpërndarjen dhe sintezën e hidrogeleve ose nanogeleve nanokompozit.Hidrogelet nanokompozite janë struktura materiale tredimensionale dhe mund të projektohen për të shfaqur karakteristika specifike, gjë që i bën ata bartës të fuqishëm të drogës dhe sisteme të shpërndarjes së ilaçeve me çlirim të kontrolluar. Ultratingulli promovon sintezën e grimcave të funksionalizuara me madhësi nano, si dhe përfshirjen/përfshirjen pasuese të nanogrimcave në strukturat polimerike tredimensionale. Duke qenë se nanogelët e sintetizuar në mënyrë tejzanor mund të bllokojnë komponimet bioaktive brenda bërthamës së tyre në shkallë nano, këto hidroxhel me madhësi nano ofrojnë funksionalitete të shkëlqyera.
Nanogelet janë shpërndarje ujore e nanogrimcave të hidrogelit, të cilat janë të ndërlidhura fizikisht ose kimikisht si rrjet polimer hidrofil. Meqenëse ultratingulli me performancë të lartë është shumë efikas në prodhimin e nano-dispersioneve, ultrasonikët e tipit sonda janë një mjet thelbësor për prodhimin e shpejtë dhe të besueshëm të nanogeleve me funksionalitete superiore.

Kërkesë informacioni





Kavitacioni tejzanor promovon ndërlidhjen dhe polimerizimin gjatë sintezës së hidrogelit dhe nanogelit (nanokompozit hidrogel). Dispersioni tejzanor lehtëson shpërndarjen uniforme të nanomaterialeve për fabrikimin e hidrogelit hibrid.

tejzanor UIP1000hdT me reaktor qelqi për sintezën e hidrogelit nanokompozit

Funksionalitetet e Nanogels të prodhuar në mënyrë tejzanor

  • stabilitet i shkëlqyer koloidal dhe sipërfaqja e madhe specifike
  • mund të jetë i mbushur dendur me nanogrimca
  • lejoni që të kombinohen grimcat e forta dhe të buta në nanogel hibrid të bërthamës/guaskës
  • potencial i lartë hidratimi
  • promovimi i biodisponueshmërisë
  • veti të larta të ënjtjes / de-ënjtjes



 
Nanogelët e sintetizuar në mënyrë ultrasonike përdoren në shumë aplikacione dhe industri, p.sh

  • për aplikime farmaceutike dhe mjekësore: p.sh. bartës medikamentesh, xhel antibakterial, veshje antibakteriale për plagë
  • në biokimi dhe biomjekësi për shpërndarjen e gjeneve
  • si adsorbent/biosorbent në aplikimet kimike dhe mjedisore
  • në inxhinierinë e indeve pasi hidrogelet mund të imitojnë vetitë fizike, kimike, elektrike dhe biologjike të shumë indeve vendase

Rast Studimi: Sinteza e Nanogelit të Zinkut nëpërmjet Rrugës Sonochemical

Diagrami skematik i rrjedhës për sintezën e NP-ve ZnO dhe xhelit të nanogrimcave hibride Carbopol/ZnO. Në studim, ultrasonikatori UP400St u përdor për precipitimin e nanogrimcave ZnO dhe formimin e nanogelit. (përshtatur nga Ismail et al., 2021)Nanogrimcat hibride ZnO mund të stabilizohen në një xhel Carbopol nëpërmjet një procesi të lehtë tejzanor: Sonication përdoret për të nxitur precipitimin e nanogrimcave të zinkut, të cilat më pas lidhen në mënyrë ultrasonike me Carbopol për të formuar një nano-hidrogel.
Ismail etj. (2021) precipitoi nanogrimca të oksidit të zinkut nëpërmjet një rruge të lehtë sonokimike. (Këtu gjeni protokollin për sintezën sonokimike të nanogrimcave ZnO).
Më pas, nanogrimcat u përdorën për të sintetizuar nanogelin ZnO. Prandaj, NP-të e prodhuara ZnO u shpëla me ujë të dyfishtë të dejonizuar. 0,5 g Carbopol 940 u tretën në 300 mL ujë të dyfishuar të dejonizuar, e ndjekur nga shtimi i NP-ve ZnO të sapo larë. Meqenëse Carbopol është natyralisht acid, tretësira kërkon një neutralizim të vlerës së pH, përndryshe nuk do të trashet. Kështu, përzierja i është nënshtruar sonikacionit të vazhdueshëm duke përdorur ultrasonikatorin Hielscher UP400S me një amplitudë 95 dhe një cikël 95% për 1 orë. Më pas, 50 mL trimetilaminë (TEA) si një agjent neutralizues (duke rritur pH në 7) u shtuan pika-pika nën sonikacion të vazhdueshëm derisa ndodhi formimi i xhelit të bardhë ZnO. Trashja e Carbopol filloi kur pH ishte afër një pH neutral.
Ekipi hulumtues shpjegon efektet jashtëzakonisht pozitive të ultrazërit në formimin e nanogelit nëpërmjet ndërveprimit të zgjeruar grimcë-grimcë. Përzierja molekulare e inicuar me ultratinguj e përbërësve në përzierjen e reaksionit rrit procesin e trashjes që nxitet nga ndërveprimet polimer-tretës. Përveç kësaj, sonication promovon shpërbërjen e Carbopol. Përveç kësaj, rrezatimi me valë me ultratinguj rrit ndërveprimin polimer-ZnO NP dhe përmirëson vetitë viskoelastike të xhelit të përgatitur të nanogrimcave hibride Carbopol/ZnO.
Grafiku skematik i rrjedhës së mësipërme tregon sintezën e NP-ve ZnO dhe xhelit të nanogrimcave hibride Carbopol/ZnO. Në studim, ultrasonikatori UP400St u përdor për precipitimin e nanogrimcave ZnO dhe formimin e nanogelit. (përshtatur nga Ismail et al., 2021)

Nanoxhel i prodhuar në mënyrë tejzanor i ngarkuar me nanogrimca të oksidit të zinkut.

NP-të ZnO sintetizohen me metodën e precipitimit kimik nën efektin e ultrazërit, ku (a) është në tretësirën ujore dhe (b) shpërndahet në mënyrë ultrasonike në një hidrogel të qëndrueshëm me bazë Karbopol.
(studim dhe foto: Ismail et al., 2021)

Studim i rastit: Përgatitja tejzanor e Nanogelit poli(acid metakrilik)/montmoriloniti (PMA/nMMT)

Khan et al. (2020) demonstroi sintezën e suksesshme të një nanokompoziti hidrogeli poli(acidi metakrilik)/montmoriloniti (PMA/nMMT) nëpërmjet polimerizimit redoks të ndihmuar me ultratinguj. Në mënyrë tipike, 1.0 g nMMT shpërndahet në 50 mL ujë të distiluar me ultratinguj për 2 orë për të formuar një shpërndarje homogjene. Sonication përmirëson shpërndarjen e argjilës, duke rezultuar në vetitë mekanike të përmirësuara dhe kapacitetin adsorbues të hidrogeleve. Monomeri i acidit metakrilik (30 mL) iu shtua me pika në suspension. Përzierjes iu shtua persulfati i amonit iniciues (APS) (0,1 M) i ndjekur nga 1,0 mL përshpejtues TEMED. Dispersioni u trazua fuqishëm për 4 orë në 50°C nga një nxitës magnetik. Masa viskoze që rezulton është larë me aceton dhe është tharë për 48 orë në 70°C në një furrë. Produkti që rezulton ishte bluar dhe ruajtur në një shishe qelqi. Xhel të ndryshëm nanokompozit u sintetizuan duke ndryshuar nMMT në sasi prej 0.5, 1.0, 1.5 dhe 2.0 g. Hidrogelët nanokompozit të përgatitur duke përdorur 1.0 g nMMT përshkruanin rezultate më të mira të përthithjes se pjesa tjetër e kompoziteve dhe për këtë arsye u përdorën për hetime të mëtejshme të adsorbimit.
Mikrografët SEM-EDX në të djathtë tregojnë analizën elementare dhe strukturore të nanogeleve që përbëhen nga montmorilloniti (MMT), nano-montmoriloniti (nMMT), poli(acidi metakrilik)/nano-montmoriloniti (PMA/nMMT) dhe amoksicilina (AMX). )- dhe PMA/nMMT të ngarkuar me diklofenak (DF). Mikrografët SEM regjistruan në një zmadhim prej 1.00 KX së bashku me EDX të

  • montmorillonite (MMT),
  • nano-montmorilonite (nMMT),
  • poli(acid metakrilik)/nano-montmorilonite (PMA/nMMT),
  • dhe PMA/nMMT të ngarkuar me amoksicilinë (AMX) dhe diklofenak (DF).

Vërehet se MMT e papërpunuar i detyrohet një strukture fletë shtresore që tregon praninë e kokrrave më të mëdha. Pas modifikimit, fletët e MMT-së janë eksfoluar në grimca të vogla, të cilat mund të jenë për shkak të eliminimit të Si2+ dhe Al3+ nga vendet oktaedrale. Spektri EDX i nMMT shfaq një përqindje të lartë të karbonit, e cila mund të jetë kryesisht për shkak të surfaktantit të përdorur për modifikim pasi përbërësi kryesor i CTAB (C19H42BrN) është karboni (84%). PMA/nMMT shfaq një strukturë koherente dhe pothuajse bashkë-vazhduese. Më tej, asnjë pore nuk është e dukshme, gjë që përshkruan eksfolimin e plotë të nMMT në matricën PMA. Pas thithjes me molekulat farmaceutike amoksicilinë (AMX) dhe diklofenak (DF), vërehen ndryshime në morfologjinë PMA/nMMT. Sipërfaqja bëhet asimetrike me një rritje të strukturës së ashpër.
Përdorimi dhe funksionalitetet e hidrogeleve me nano madhësi me bazë argjile: Nanokompozitët e hidrogelit me bazë argjile parashikohen të jenë super adsorbentë të mundshëm për thithjen e ndotësve inorganikë dhe/ose organikë nga një tretësirë ujore për shkak të karakteristikave të kombinuara të argjilave dhe polimereve, si p.sh. si biodegradueshmëria, biokompatibiliteti, qëndrueshmëria ekonomike, bollëku, sipërfaqja e lartë specifike, rrjeti tredimensional dhe vetitë e fryrjes/de-ënjtjes.
(krh. Khan et al., 2020)

Nanoxhel të sintetizuara me ultratinguj të ngarkuar me nanogrimca të ndryshme si argjila nano-montmorilonite.

SEM-EDX mikrografë të (a) MMT, (b) nMMT, (c) PMA/nMMT dhe (d) hidrogeleve nanokompozite të ngarkuara me AMX- dhe (e) DF. Nanogelet u përgatitën duke përdorur ultratinguj.
(studim dhe foto: ©Khan et al. 2020)

Ultrasonikë me performancë të lartë për prodhimin e hidrogelit dhe nanogelit

Ultrasonikë me performancë të lartë për prodhimin e hidrogelit dhe nanogelit
Hielscher Ultrasonics prodhon pajisje ultrasonike me performancë të lartë për sintezën e hidrogeleve dhe nanogeleve me funksionalitete superiore. Nga madhësia e vogël dhe e mesme R&D dhe pilotues të ultrazërit në sistemet industriale për prodhimin komercial të hidrogelit në mënyrë të vazhdueshme, Hielscher Ultrasonics ka procesorin e duhur tejzanor për të mbuluar kërkesat tuaja për prodhimin e hidrogelit / nanogelit.

Pse Hielscher Ultrasonics?

  • efikasitet te larte
  • Teknologjia më e fundit
  • seriozitet & Fuqia
  • grumbull & në rradhë
  • për çdo vëllim
  • softver inteligjent
  • tipare inteligjente (p.sh. protokollimi i të dhënave)
  • Lehtë dhe e sigurt për të vepruar
  • mirëmbajtje të ulët
  • CIP (i pastër në vend)

Tabela më poshtë ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonicators tonë:

Vëllimi i Serisë Shkalla e rrjedhjes Devices rekomanduara
1 deri 500mL 10 deri 200mL / min UP100H
10 deri në 2000 ml 20 deri 400mL / min UP200Ht, UP400St
0.1 deri në 20L 0.2 deri në 4L / min UIP2000hdT
10 deri në 100L 2 deri në 10L / min UIP4000hdT
15 deri në 150 litra 3 deri në 15 l/min UIP6000hdT
na 10 deri në 100L / min UIP16000
na më e madhe grup i UIP16000

Na kontaktoni! / Pyet Na!

Pyesni për më shumë informacion

Ju lutemi përdorni formularin më poshtë për të kërkuar informacione shtesë në lidhje me procesorët tejzanor, aplikacionet dhe çmimin. Ne do të jemi të lumtur të diskutojmë procesin tuaj me ju dhe t'ju ofrojmë një sistem tejzanor që plotëson kërkesat tuaja!









Ju lutem vini re tonë Politika e privatësisë.


Në klipin e shkurtër të mësipërm, ultrasonikatori UP50H përdoret për të formuar një hidrogel duke përdorur një xhelator me peshë të ulët molekulare. Rezultati është një hidrogel supramolekular që vetë-shërohet.
(Studimi dhe filmi: Rutgeerts et al., 2019)
Shpërndarja tejzanor e nanogrimcave të silicës në hidrogel: Homogjenizuesi tejzanor Hielscher UP400St shpërndan nanogrimcat e silicës shpejt dhe me efikasitet në një nanogel uniforme me shumë funksione.

Shpërndarja tejzanor e Nanogrimcave në Hidrogel duke përdorur ultratingullin UP400St

Miniatura e videos



Literatura / Referencat

Fakte të vlefshme

Protokolli për Sintezën Sonokimike të Nanogrimcave ZnO

ZnO NP u sintetizuan duke përdorur metodën e precipitimit kimik nën efektin e rrezatimit me ultratinguj. Në një procedurë tipike, u përdor dihidrat acetat zinku (Zn(CH3COO)2·2H2O) si pararendës dhe një tretësirë amoniaku prej 30-33% (NH3) në një tretësirë ujore (NH4OH) si agjent reduktues. Nanogrimcat ZnO u prodhuan duke tretur sasinë e duhur të acetatit të zinkut në 100 mL ujë të deionizuar për të prodhuar 0.1 M të një tretësire të joneve të zinkut. Më pas, tretësira e joneve të zinkut iu nënshtrua rrezatimit me valë tejzanor duke përdorur një Hielscher UP400S (400 W, 24 kHz, Berlin, Gjermani) në një amplitudë prej 79% dhe një cikël prej 0.76 për 5 minuta në një temperaturë prej 40 ◦C. Më pas, tretësira e amoniakut u shtua pika-pikisht në tretësirën e joneve të zinkut nën efektin e valëve tejzanor. Pas disa çastesh, NP-të ZnO filluan të precipitojnë dhe rriten, dhe tretësira e amoniakut shtohej vazhdimisht derisa ndodhi precipitimi i plotë i NP-ve ZnO.
NP-të e përftuara ZnO u lanë me ujë të dejonizuar disa herë dhe u lanë jashtë për t'u vendosur. Në anën e pasme, precipitati i marrë u tha në temperaturën e dhomës.
(Ismail et al., 2021)

Çfarë janë Nanogels?

Nanogelet ose hidrogelet nanokompozite janë një lloj hidrogeli që përfshin nanogrimca, zakonisht në rangun prej 1-100 nanometra, në strukturën e tyre. Këto nanogrimca mund të jenë organike, inorganike ose një kombinim i të dyjave.
Nanogelet formohen përmes një procesi të njohur si ndërlidhja, e cila përfshin lidhjen kimike të zinxhirëve polimer për të formuar një rrjet tre-dimensionale. Meqenëse formimi i hidrogeleve dhe nanogeleve kërkon përzierje të plotë për të hidratuar strukturën polimerike, për të nxitur ndërlidhjen dhe për të inkorporuar nanogrimcat, ultratingulli është një teknikë shumë efikase për prodhimin e hidrogeleve dhe nanogeleve. Rrjetet e hidrogelit dhe nanogelit janë të afta të thithin sasi të mëdha uji, duke i bërë nanogelët shumë të hidratuar dhe kështu të përshtatshëm për një gamë të gjerë aplikimesh si shpërndarja e ilaçeve, inxhinieria e indeve dhe biosensorët.
Hidrogelet nanogel zakonisht përbëhen nga nanogrimca, të tilla si grimcat silicë ose polimer, të cilat janë të shpërndara në të gjithë matricën e hidrogelit. Këto nanogrimca mund të sintetizohen përmes metodave të ndryshme, duke përfshirë polimerizimin e emulsionit, polimerizimin e anasjelltë të emulsionit dhe sintezën sol-xhel. Këto polimerizim dhe sinteza sol-xhel përfitojnë shumë nga agjitacioni tejzanor.
Hidrogelet nanokompozite, nga ana tjetër, përbëhen nga një kombinim i një hidrogeli dhe një nan-mbushës, si argjila ose oksidi i grafenit. Shtimi i nanombushësit mund të përmirësojë vetitë mekanike dhe fizike të hidrogelit, siç janë ngurtësia, forca në tërheqje dhe qëndrueshmëria e tij. Këtu, kapacitetet e fuqishme të shpërndarjes së sonikacionit lehtësojnë shpërndarjen uniforme dhe të qëndrueshme të nanogrimcave në matricën e hidrogelit.
Në përgjithësi, hidrogelët nanogel dhe nanokompozit kanë një gamë të gjerë aplikimesh potenciale në fusha të tilla si biomjekësia, rehabilitimi mjedisor dhe ruajtja e energjisë për shkak të vetive dhe funksionaliteteve të tyre unike.

Aplikimet e Nanogelit për Trajtimet Mjekësore

Lloji i Nanogelit drogë sëmundje Aktiviteti Referencat
Nanogels PAMA-DMMA doxorubicin Kanceri Rritja e shpejtësisë së çlirimit me uljen e vlerës së pH. Citotoksicitet më i lartë në pH 6.8 në studimet e qëndrueshmërisë së qelizave Du et al. (2010)
Nanogels me bazë kitosan të dekoruar me hialuronat Fotosensibilizues si tetra-fenil-porfirin-tetra-sulfonat (TPPS4), tetra-fenil-klor-tetra-karboksilate (TPCC4) dhe klorin e6 (Ce6) Çrregullimet reumatizmale Merret me shpejtësi (4 orë) nga makrofagët dhe akumulohet në citoplazmën dhe organelet e tyre Schmitt et al. (2010)
Nanogrimcat PCEC në hidrogelet Pluronic Lidokainë Anestezia lokale Prodhuar anestezi infiltrimi afatgjatë prej rreth 360 min Yin et al. (2009)
Nanogrimca poli(laktide-ko-glikolik) dhe chitosan të shpërndara në HPMC dhe xhel Carbopol Spantide II Dermatiti alergjik i kontaktit dhe çrregullime të tjera inflamatore të lëkurës Nanogelin rrit potencialin për shpërndarjen perkutane të spantid II Punit et al. (2012)
Nanogels polivinil pirolidon-poli (acid akrilik) të ndjeshëm ndaj pH (PVP/PAAc) Pilokarpina Mbani një përqendrim adekuat të pilokarpinës në vendin e veprimit për një periudhë të gjatë kohore Abd El-Rehim etj. (2013)
Poli i ndërlidhur (etilen glikol) dhe polietileminimi Oligonukleotidet Sëmundjet neurodegjenerative Transportohet në mënyrë efektive nëpër BBB. Efikasiteti i transportit rritet më tej kur sipërfaqja e nanogelit modifikohet me transferrinë ose insulinë Vinogradov etj. (2004)
Nanogels pullulan që përmbajnë kolesterol Interleukine-12 rekombinante e miut Imunoterapia e tumorit Nanogel me çlirim të qëndrueshëm Farhana etj. (2013)
Poli(N-izopropilakrilamid) dhe kitozan Trajtimi i kancerit të hipertermisë dhe dhënia e synuar e barnave Thermosensitive e modalizuar magnetikisht Farhana etj. (2013)
Rrjeti i degëzuar i ndërlidhur i polietilenimit dhe PEG Polypleksnanogelit Fludarabina Kanceri Aktivitet i rritur dhe citotoksicitet i reduktuar Farhana etj. (2013)
Nanogel biokompatibël i pullulanit që përmban kolesterol Si shoqërues artificial Trajtimi i sëmundjes së Alzheimerit Frenojnë grumbullimin e proteinës β-amiloid Ikeda etj. (2006)
Nanogel i ADN-së me ndërlidhje fotografike Material gjenetik Terapia gjenetike Dorëzimi i kontrolluar i ADN-së plazmidike Lee et al. (2009)
Xhel hibrid i nanogrimcave karbopol/oksid zinku (ZnO). Nanogrimcat ZnO Aktiviteti antibakterial, frenues bakterial Ismail et al. (2021)

Tabela e përshtatur nga Swarnali et al., 2017


Ultrasonikë me performancë të lartë! Gama e produkteve të Hielscher mbulon spektrin e plotë nga ultrasonikatori kompakt laboratorik mbi njësitë e sipërme të stolit deri te sistemet tejzanor të plotë industrial.

Hielscher Ultrasonics prodhon homogjenizues tejzanor me performancë të lartë nga laboratormadhësia industriale.

Ne do të jemi të lumtur të diskutojmë procesin tuaj.

Le të kontaktojmë.