Hielscher ultraljud teknik

Ultraljud Polyhydroxylerad C60 (Fullerenol)

  • Vattenlöslig polyhydroxylerad C60 Fullerene, kallas fullerenol eller fullerol, är en stark fri radikal Scavenger och används därför som en antioxidant i kosttillskott och läkemedel.
  • Ultraljud hydroxylering är en snabb och enkel en-stegs reaktion, som används för att producera vattenlöslig polyhydroxylerade C60.
  • Ultraljud syntetiserade vattenlösliga C60 har överlägsen kvalitet och används för Pharma och hög prestanda applikationer.

Ultraljud enstegs syntes av Polyhydrolxylerad C60

Ultraljud kavitation är den överlägsna tekniken för att producera högkvalitativa polyhydroxylerade C60 fullerener, som är vattenlösliga och kan därför användas i olika tillämpningar inom Pharma, medicin och industri. Afreen et al (2017) har utvecklat en snabb och enkel ultraljud syntes av förorening-fri polyhydroxylated C60 (även känd som fullerenol eller fullerol). Ultraljud One-Step reaktionen använder H2den2 och är fri från användning av ytterligare hydroxyleringsreagenser, dvs NaOH, H24, och fas överföring katalysatorer (PTC), som orsakar föroreningar i syntetiserade fullerenol. Detta gör ultraljud fullerenol syntesen är en renare metod för att producera fullerenol; samtidigt är det ett enklare och snabbare sätt att producera en vattenlöslig C60 av hög kvalitet.

Ultraljud hydroxylering av C60 att producera vattenlöslig C60 (fullerenol)

Möjliga reaktionsvägar i ultraljud-assisterad syntes av fullerenol i närvaro av DIL. H2O2 (30%).
Källa: Afreen et al. 2017

Ultraljud syntes av vattenlöslig C60 – Stegvisa

UP200St-200W kraftfull ultraljud processorFör snabb, enkel och grön beredning av polyhydroxylerad C60, som är vattenlöslig, tillsätts 200 mg ren C60 till 20 ml 30% H2den2 och sonicated med ett ultraljud processor som Uf200 ः t eller UP200St. Ultraljudsbehandling parametrarna var 30% amplitud, 200 W vid pulsad läge för 1 h vid rumstemperatur. Reaktionskärlet placeras i ett kylt cirkulations vattenbad för att hålla temperaturen inne i kärlet vid rumstemperatur. Innan ultraljudsbehandling, C60 är blandbar i vatten H2den2 och är en färglös heterogena blandning, som övergår till en ljusbrun färg efter 30 min av ultraljud. Därpå, i nästa 30 min av ultraljud det förvandlas till en helt mörkbrun dispersion.
Hydroxyldonator: intensiv ultraljud genereras (= akustisk) kavitation skapar radikaler som cOH, cOOH och cH från H2O och H2den2 Molekyler. Användningen av H2den2 i vattenhaltiga medier är ett mer effektivt sätt att införa-OH grupper på C60 buren istället för att bara använda H2O för syntesen av fullerenol. H2den2 spelar en viktig roll i ultraljud hydroxylering intensifiering.

Ultraljud hydroxylering av C60 med hjälp av DIL. H2den2 30 är en facile och snabb en-stegs reaktion för att förbereda fullerenol. Kräver bara en kort tid för reaktionen, den Ultraljuds reaktion erbjuder en grön och ren strategi med ett lågt energibehov, att undvika användning av giftiga eller frätande reagens för syntes, och minska antalet lösningsmedel som krävs för separation och rening av C60 (OH)8∙ 2H2O.

Ultraljud processor UP400St (400W) för homogenisering, dispersion, emulgering och sonochemical applikationer.

UP400St (400W, 24kHz) är en kraftfull ultraljud disperser

Informationsförfrågan




Notera vår Integritetspolicy.


Ultraljud Polyhydroxylering väg

När intensiva ultraljud vågor är kopplade till en vätska, alternerande lågtryck/högtrycks cykler skapa vakuum bubblor i vätskan. Vakuum bubblorna växer över flera cykler tills de inte kan absorbera mer energi, så att de kolla våldsamt. Under bubblan kollaps extrema fysiska effekter såsom hög temperatur och tryck differentialer, chockvågor, microjets, turbulenser, skjuvning styrkor, etc. Detta fenomen är känt som ultraljud eller akustisk kavitation. Dessa intensiva krafter ultraljud kavitation sönderdelas molekylerna till cOH och cOOH55 radikaler. Afreen et al (2017) anta att reaktionen kan utvecklas i två vägar samtidigt. coh radikaler som reaktiva syreradikaler (ros) fästa på C60 buren för att ge fullerenol (path I), och/eller-OH och COOH radikaler attackera elektron bristfällig C60 dubbelbindningar i en nukleofil reaktion och detta leder till bildandet av fulleren Epoxid [C60On] som en intermediären i den första etappen (path II) som liknar mekanismen i Bingel reaktionen. Vidare resulterar den upprepade attacken av coh (eller COOH) på C60O via en SN2-reaktion i polyhydroxylated fulleren eller fullerenol.
Upprepad epoxidering kan ske som producerar successiva epoxidgrupper t. ex., C60O2 och C60O3. Dessa epoxidgrupper kan vara möjliga kandidater för att generera andra intermediärer t. ex. hydroxylerad fulleren Epoxid under sonolysis (= sonochemical nedbrytning). Dessutom kan den därpå följande ring öppningen på C60 (OH) xOy med cOH resultera i bildandet av fullerenol. Bildandet av dessa intermediärer under sonolysen av H2den2 eller H2O i närvaro av C60 är oundviklig, och deras närvaro i den slutliga fullerenol (även i ett spår belopp) kan inte gå obemärkt. Men eftersom de endast förekommer i spårmängder i fullerenol förväntas de inte orsaka någon betydande påverkan. [Afreen et al 2017:31936]

Högpresterande Ultrasonicators

Hielscher Ultrasonics levererar ultraljud processorer för dina specifika krav: oavsett om du vill Sonikera små volymer på Lab skala eller producera stora volym ström på industriell skala, Hielschers breda portfölj av högpresterande ultraljud processorer erbjuder den perfekta lösningen för din applikation. Den höga uteffekten, exakt justerbarhet och tillförlitligheten hos våra ultrasonicators se till att din processkrav uppfylls. Digitala pekskärmar och automatisk datainspelning av ultraljud parametrarna på ett integrerat SD-kort gör drift och kontroll av våra ultrasonic enheter mycket användarvänlig.
Robustiteten hos Hielschers ultraljudsutrustning möjliggör 24/7-drift i tunga och krävande miljöer.
Nedanstående tabell ger dig en indikation på hur mycket våra ultraljudsapparater kan hantera:

batch Volym Flödeshastighet Rekommenderade Devices
1 till 500 ml 10 till 200 ml / min UP100H
10 till 2000 ml 20 till 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 till 20L 0.2 till 4L / min UIP2000hdT
10 till 100 liter 2 till 10 1 / min UIP4000hdT
n.a. 10 till 100 l / min UIP16000
n.a. större kluster av UIP16000

Kontakta oss! / Fråga oss!

Be om mer information

Använd formuläret nedan om du vill begära ytterligare information om ultraljud homogenisering. Vi ska vara glada att kunna erbjuda dig ett ultraljud system som uppfyller dina krav.









Observera att våra Integritetspolicy.


Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultrasonicators för sonochemical applikationer.

Hög effekt ultraljud processorer från Lab till pilot och industriell skala.

Litteratur / Referenser

  • Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manickam (2018): Sono-nanokemi: en ny era av syntetiserande polyhydroxylerade kol nanomaterial med hydroxylgrupper och deras industriella aspekter. Ultrasonics sonochemistry 2018.
  • Sadia Afreen, Kasturi Muthoosamy, Sivakumar Manickam (2017): Hydration eller hydroxylation: rikta syntes av fullerenol från den orörda Fullerenen [C60] via akustisk kavitation i närvaroen av väteperoxid. RSC adv., 2017, 7, 31930 – 31939.
  • Grigory v. Andrievsky, Vadim i. bruskov, Artem A. tykhomyrov, Sergey V. gudkov (2009): egenheter av antioxidant och radioprotektiva effekter av hydratiserade C60 fulleren nanostukturer in vitro och in vivo. Fri radikal biologi & Medicin 47, 2009. 786 – 793.
  • Mihajlo gigov, Borivoj adnađević, Borivoj adnađević, Jelena D. Jovanovic (2016): verkställa av Ultraljuds-sätta in på isotermiska kinetik av fulleren polyhydroxylation. Vetenskapen om sintring 2016, 48 (2): 259-272.
  • Hirotaka Yoshioka, Naoko YUI, kanaka Yatabe, Hiroto Fujiya, Haruki musha, Hisateru Niki, Rie Karasawa, Kazuo Yudoh (2016): Polyhydroxylerade C60 fullerener förhindra Kondrocyte katabol aktivitet vid nanomolar koncentrationer vid artros. Tidning osteoartrit 2016, 1:115.


Fakta Värt att veta

C60 Fullerenes

En C60 fulleren (även känd som buckyball eller Buckminster fulleren) är en molekyl som är byggd av 60 kolatomer, arrangerade som 12 pentagoner och 20 hexagoner. Formen på en C60-molekyl liknar en fotbolls boll. C60 fullerens är en giftfri antioxidant som visar en potens 100 – 1000 högre än E-vitamin. Även C60 själv är inte vattenlöslig, många mycket vattenlösliga fulleren derivat såsom fullenerol har syntetiserats.
C60 fullerens används som antioxidant och som biopharmaceutical. Andra tillämpningar inkluderar materialvetenskap, organiska solceller (OPV), katalysatorer, i vattenrening och biologiskt skydd, bärbar kraft, fordon och medicintekniska produkter.

Löslighet av ren C60:

  • i vatten: inte lösligt
  • i dimetylsulfoxid (DMSO): inte löslig
  • i toluen: löslig
  • i bensen: löslig
Ytstruktur av C60 fullerener (Buckminster fullerener, Buckyballs)

Ytstruktur för C60 fullerener
Källa: Yoshioka et al. 2016

Polyhydroxylerade C60/Fulleneroler

Fullernerol eller fullerols är polyhydroxylerade C60-molekyler (hydratiserad C60 Fullerene: C60HyFn). Hydrolylation reaktionen introducerar hydroxylgrupper (-OH) till C60-molekylen. C60-molekyler med över 40 hydroxylgrupper har en högre vattenlöslighet (> 50 mg/mL). Dessa existerar som monodisperse nanopartiklar i vatten, och har en tappra polering effekt. De uppvisar överlägsen antioxidant och antiinflammatoriska egenskaper. Polyhydroxylerade fullerener (fullerenoler; C60 (OH) n) kan lösas upp i vissa alkoholer och sedan precipiteated i en elektrokemisk process, skapa en nanocarbon film på Ande. Fullerenol Films används som en biokompatibel beläggning, inert mot biologiska föremål och kan underlätta integrationen av icke-biologiska föremål i kroppens vävnader.
Löslighet av Fullenerol:

  • i vatten: lösligt, kan nå > 50 mg/mL
  • i dimetylsulfoxid (DMSO): löslig
  • i metanol: något lösligt
  • i toluen: inte lösligt
  • i bensen: inte lösligt

Färg: Fullerenol bär mer än 10-OH grupper uppvisar en mörkbrun färg. Med ett ökande antal – OH-grupper, skiftar färgen gradvis från mörkbrun till gul.

Vattenlöslig, polyhydroxylerad C60 kan syntetiseras med hjälp av Ultrasonics

Lösligheten i lösligheten hos C60 (OH) 8.2 H2O i jämförelse med C60 i olika lösningsmedel. Källa: Afreen et al. 2017

Tillämpningar och användning av Fullerenoler:

  1. Läkemedel: diagnostiska reagenser, Super Drugs, kosmetika, kärnmagnetisk resonans (NMR) med utvecklaren. DNA-tillhörighet, anti-HIV-läkemedel, läkemedel mot cancer, cytostatika, kosmetika tillsatser och vetenskaplig forskning. Jämfört med den orörda formen, polyhydroxylerade fullerener har fler potentiella tillämpningar på grund av deras ökade vattenlöslighet. Det har visat sig att fullerols kan minska kardiotoxicitet av vissa läkemedel och hämmar HIV-proteas, hepatit C-virus och onormal tillväxt av celler. Dessutom uppvisade de utmärkta fri-radikala rensnings förmågor mot reaktiva syreradikaler och radikaler under fysiologiska förhållanden.
  2. Energi: Sol batteri, bränslecell, sekundärt batteri.
  3. Industri: slittåligt material, flamhämmande material, smörjmedel, polymertillsatser, högpresterande membran, katalysator, konstgjord diamant, hårdlegering, elektrisk trögflytande vätska, bläck filter, högpresterande beläggningar, brandhämmande beläggningar, tillverkning av bioaktiva material, minnes material, inbäddade molekylära och andra egenskaper, kompositmaterial etc.
  4. Informationsindustrin: halvledare rekord medium, magnetiska material, tryckfärg, toner, bläck, papper särskilda ändamål.
  5. Elektroniska delar: supraledande halvledare, dioder, transistorer, induktor.
  6. Optiska material, elektronisk kamera, fluorescens display Tube, ickelinjära optiska material.
  7. Miljö: gas adsorption, gaslagring.