Hielscher ultraljud teknik

Ultraljudssyntes av molekylärt präglade polymerer (MIPs)

Molekylärt präglade polymerer (MIPs) är artificiellt utformade receptorer med en förutbestämd selektivitet och specificitet för en given biologisk eller kemisk molekylstruktur. Ultraljud kan förbättra olika syntes vägar av molekylärt präglade polymerer gör polymerisationen mer effektiv och tillförlitlig.

Vad är Molecularly Imprinted Polymers?

En molekylärt präglad polymer (MIP) är polymera material med antikroppsliknande igenkänningsegenskaper som har framställts med hjälp av den molekylära imprintingtekniken. Den molekylära imprinting tekniken producerar molekylärt präglade polymer i avseende på en specifik målmolekyl. Den molekylärt präglade polymeren har håligheter i sin polymermatris med en affinitet för de specifika “Mall” Molekyl. Processen innebär vanligtvis att initiera polymerisering av monomerer i närvaro av en mallmolekyl som extraheras efteråt, lämnar efter kompletterande håligheter. Dessa polymerer har affinitet för den ursprungliga molekylen och har använts i applikationer som kemisk separation, katalys, eller molekylära sensorer. Molekylära präglade molekyler kan jämföras med ett molekylärt lås, som matchar en molekylnyckel (den så kallade mallmolekylen). Molekylärt präglade polymerer (MIPs) kännetecknas av specifikt skräddarsydda bindningsställen som matchar mallmolekylerna i form, storlek och funktionella grupper. "Låset – key" funktionen gör det möjligt att använda molekylära präglade polymerer för olika tillämpningar, där en specifik typ av molekyl känns igen och fästs vid molekyllåset, dvs den molekylära präglade polymeren.

Ultrasonication is an effective technique to produce molecularly imprinted polymers.

Den schematiska illustrationen visar cyklodextrins molekylära avtryckningsväg för beredning av skräddarsydda receptorer.
Studie och bild: Hishiya et al. 2003

Molekylärt präglade polymerer (MIPs) har ett brett användningsområde och används för att separera och rena angivna biologiska eller kemiska molekyler inklusive aminosyror och proteiner, nukleotidderivat, föroreningar, samt läkemedel och livsmedel. Tillämpningsområdena sträcker sig från separation och rening till kemiska sensorer, katalytiska reaktioner, läkemedelstillförsel, biologiska antikroppar och receptorer system. (jfr Vasapollo et al. 2011)
Till exempel används MIP-teknik som solid-phase mikro-extraktionsteknik för att driva och rena cannabis-härledda molekyler som CBD eller THC från hela spektrumextraktet för att erhålla cannabinoida isolat och destillat.

UP400St for molecularly imprinted polymer synthesis

UP400St – 400W kraftfull ultraljud processor för sonochemical applikationer

Informationsförfrågan




Notera vår Integritetspolicy.


Ultraljudssyntesen av molekylärt präglade molekyler

Beroende på mål (mall) typ och den slutliga tillämpningen av MIP, KAN MIPs genom syntetiseras i olika format som nano- och micron-storlek sfäriska partiklar, nanotrådar, nano-stavar, nano-filament, eller tunna filmer. För att kunna producera en specifik MIP-form kan olika polymeriseringstekniker såsom bulkavtryck, nederbörd, emulsionpolymerisering, suspension, dispersion, gelation, och multi-stegsvullnadspolymerisering tillämpas.
Tillämpningen av lågfrekventa, högintensiva ultrasonics erbjuder en mycket effektiv, mångsidig och enkel teknik för att syntetisera polymera nanostrukturer.
Ultraljudsbehandling medför flera fördelar i MIP syntes jämfört med traditionella polymerisering processer, eftersom det främjar högre reaktionshastigheter, mer homogen polymer kedja tillväxt, högre avkastning, och mildare förhållanden (t.ex., låg reaktionstemperatur). Vidare kan det ändra den bindande platsen befolkningsfördelning, och därmed, morfologi av den slutliga polymeren. (Svenson 2011)
Genom att man applicerar sonokemisk energi på polymeriseringen av MMP initieras polymerisationsreaktioner och påverkas positivt. Samtidigt främjar ultraljudsbehandling effektiv avgasning av polymerblandningen utan att offra bindningsförmåga eller styvhet.
Ultraljud homogenisering, spridning och emulgering erbjuder överlägsen blandning och agitation för att bilda homogena suspensioner och att ge initiering energi för polymerisering processer. Viveiros et al. (2019) undersökte potentialen hos ultraljuds-MIP-syntes och uppger att "MIPs beredda ultraljud presenterade bindande egenskaper som liknar eller överlägsen de konventionella metoderna".
Mips i nano-format öppna lovande möjligheter för att förbättra homogeniteten av de bindande platserna. Ultraljud är välkänt för sina exceptionella resultat i utarbetandet av nanodispersions och nanoemulsions.

Ultraljud Nano-Emulsion Polymerisation

MIPs kan syntetiseras genom emulsionspolymerisering. Emulsion polymerisation uppnås vanligen genom att bilda en olja-i-vatten emulsion under tillsats av ett ytaktivt material. För att bilda en stabil, nano-storlek, en högpresterande emulgering teknik krävs. Ultraljud emulgering är en väletablerad teknik för att förbereda nano- och mini-emulsioner.
Läs mer om Ultraljud Nano-Emulgering!

Ultrasonic emulsification and dispersion has positive impacts on the polymerization of molecularly imprinted polymers.

Ultraljud kan förbättra följande syntesvägar för nanoMIP produktion: nederbörd polymerisation, emulsion polymerisation, och kärna-skal polymerisation.
Studie och bild av: Refaat et al. 2019

Ultraljud Utvinning av mallen

Efter syntesen av molekylärt präglade polymerer måste mallen avlägsnas från bindningsstället för att erhålla en aktivt molekylärt präglad polymer. Sonicationens intensiva blandningskrafter främjar löslighet, diffusivitet, penetration och transport av lösningsmedels- och mallmolekyler. Därigenom tas mallarna snabbt bort från bindningsplatserna.
Ultraljud extraktion kan också kombineras med Soxhlet extraktion för att ta bort mallen från den präglade polymeren.

Ultraljud Assisted MIP Syntes Rutter:

  • Kontrollerad radikal polymerisation
  • Nederbörd Polymerisation
  • Emulsion polymerisation
  • Core-Shell nanopartikel ympning
  • Ultraljud Syntes av Magnetc Partiklar
  • Fragmentering av aggregerade Polymerer
  • Ultraljud Utvinning av mallen

Fallstudier: Ultraljudsapplikationer för molekylärt präglade polymerer

Ultraljudssyntesen av molekylärt präglade polymerer

The encapsulation of magnetic nanoparticles by 17β-estradiol-imprinted polymers using an ultrasonic synthesis route achieves fast removal of 17β-estradiol from aqueous environments. For the ultrasonic synthesis of the nanoMIPs, methacrylic acid (MAA) was used as monomer, ethylene glycol dimethylacrylate (EGDMA) as crosslinker, and azobisisobutyronitrile (AIBN) as initiator. The ultrasonic synthesis procedure was carried out for 2h at 65ºC. The average particle size diameters of magnetic NIPs and magnetic MIPs were 200 and 300 nm, respectively. The use of ultrasound not only enhanced the polymerization rate and morphology of the nanoparticles, but also led to an increase in the number of free radicals, and thus, facilitated MIP growth around the magnetic nanoparticles. The adsorption capacity towards to 17β-estradiol was comparable to traditional approaches. [Xia et al. 2012 / Viveiro et al. 2019]

Ultrasonics för molekylärt imprinted sensorer

Yu et al. konstruerade en molekylärt präglad elektrokemisk sensor baserad på nickelnanopartikelmodifierade elektroder för fenobarbital bestämning. Rapporterad elektrokemisk sensor utvecklades genom termisk polymerisation med användning av metropylsyra (MAA) som den funktionella monomeren, 2,2-azobisisobutyronitrile (AIBN) och etylenglykol maleic rosinate (EGMRA) akrylat som crosslinking agent, fenobarbitals (PBs) som mall molekylen, och dimetylsulfoxid (DMSO) som ett organiskt lösningsmedel. I processen sensorn fabrication, 0.0464g PB och 0.0688g MAA blandades i 3 mL DMSO och sonicated för 10 min. Efter 5 h, 1.0244g EGMRA och 0.0074g AIBN tillsattes i blandningen och sonicated för 30 min att erhålla PB-präglade polymerlösningar. Därefter har 10 μL på 2,0 mg mL-1Ni nanopartikellösning tappade på GCE-ytan och sedan torkades sensorn i rumstemperatur. Cirka 5 μL av den beredda PB-präglade polymerlösningen var sedan belagd på Ni nanopartikelmodifierad GCE och vakuum torkad vid 75◦C för 6 h. Efter den termiska polymerisation, var den präglade sensorn tvättas med (ättiksyra) HAc/metanol (volymförhållande, 3:7) i 7 min för att ta bort mallen molekyler. (jfr Uygun m.fl. 2015)

Ultraljud Micro-extraktion med hjälp av MIPs

För att återvinna nikotinamidanalyser från prover tillämpas en ultraljudsassisterad dispersiv mikroextraktion i fast fas följt av UV-vis spektrofotometer (UA-DSPME-UV-vis). För extraktion och förkoncentrering av nikotinamid (vitamin B3) har HKUST-1 metallorganiskt ramverk (MOF) baserade molekylärt präglade polymerer använts. (Asfaram et al. 2017)

The UIP4000hdT is a 4000 watts powerful ultrasonic inline extractor.

UIP4000hdT, en 4000watts kraftfull industriell högskjuvblandare för inline-bearbetning

Högpresterande Ultrasonicators för Polymer Applications

Från Lab till Produktion med linjär skalbarhet: Specifikt konstruerade molekylärt präglade polymerer utvecklas och testas först på små labb- och bänk-top skala, för att undersöka om polymersyntesen är genomförbar. Om genomförbarhet och optimering av mips har utförts skalas MIP-produktionen till större volymer. Ultraljud syntesen rutter kan alla linjärt skalas från bänk-top till helt kommersiell produktion. Hielscher Ultrasonics erbjuder sonochemical utrustning för polymeren syntesen i små lab och bänk-top inställningar upp till helt industriella inline ultraljudssystem för 24/ 7 produktionen under full belastning. Ultraljud kan linjärt skalas från provrör storlek till stora produktionskapacitet av truckloads per timme. Hielscher Ultrasonics omfattande produktportfölj från lab till industriella sonochemical system har den mest lämpliga ultraljudsortator för din planerade processkapacitet. Vår lång-tid erfarna personal kommer att hjälpa dig från genomförbarhetstester och processoptimering till installation av ditt ultraljud system på slutlig produktionsnivå.

Hielscher Ultrasonics – Sofistikerad sonokemisk utrustning

Hielscher Ultrasonics produktportfölj täcker hela sortimentet av högpresterande ultraljudsutdrag från små till storskaliga. Ytterligare tillbehör möjliggör enkel montering av den mest lämpliga ultraljud enhet konfiguration för din process. Den optimala ultraljud setup beror på den planerade kapacitet, volym, material, batch eller inline process och tidslinje. Hielscher hjälper dig att ställa in den idealiska sonochemical processen.

Batch och Infogad

Hielscher ultrasonicators kan användas för batch och kontinuerlig genomflöde bearbetning. Små och medelstora volymer kan vara bekvämt sonikerat i en satsprocess (t.ex., injektionsflaska, prov, rör, bägare, tankar eller fat). För stor volym bearbetning, inline ultraljudsbehandling kan vara mer effektiva. Även om batching är mer tids- och arbetsintensiv, är en kontinuerlig inline blandningsprocess effektivare, snabbare och kräver betydligt mindre arbetskraft. Hielscher Ultrasonics har den mest lämpliga extraktionsinställningen för din polymerisationsreaktion och processvolym.

Ultraljud Sonder för varje produkt kapacitet

UIP4000hdT flöde cell för inline ultraljudsbehandling på industriell skalaHielscher Ultrasonics produktsortiment täcker hela spektrumet av ultraljud processorer från kompakta lab ultrasonicators över bänk-top och pilotsystem till helt-industriella ultraljud processorer med kapacitet att bearbeta truckloads per timme. Det fullständiga produktsortimentet gör att vi kan erbjuda dig den mest lämpliga ultraljudsutrustningen för dina polymerer, processkapacitet och produktionsmål.
Ultraljudsbänkskivor är idealiska för genomförbarhetstester och processoptimering. Linjär uppskalning baserad på etablerade processparametrar gör det mycket enkelt att öka bearbetningskapaciteten från mindre partier till helt kommersiell produktion. Upp-skalning kan göras genom att antingen installera en mer kraftfull ultraljud extraheringsenhet eller klustring flera ultrasonicators parallellt. Med UIP16000 erbjuder Hielscher den mest kraftfulla ultraljudsenheten i hela världen.

Exakt kontrollerbara amplituder för optimala resultat

Alla Hielscher ultrasonicators är exakt kontrollerbara och därigenom pålitliga arbetshästar i produktionen. Amplituden är en av de avgörande processparametrarna som påverkar effektiviteten och effektiviteten hos sonochemical reaktioner inklusive polymerisationsreaktioner och syntesvägar.
Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.Alla Hielscher Ultrasonics’ processorer möjliggör den exakta inställningen av amplituden. Sonotrodes och booster horn är tillbehör som gör det möjligt att modifiera amplituden i ett ännu bredare sortiment. Hielschers industriella ultraljudsprocessorer kan leverera mycket höga amplituder och leverera den nödvändiga ultraljudsintensiteten för krävande applikationer. Amplituder på upp till 200μm kan enkelt köras kontinuerligt i 24/7 drift.
Exakta amplitudinställningar och den permanenta övervakningen av ultraljudsprocessparametrarna via smart programvara ger dig möjlighet att syntetisera dina molekylärt präglade polymerer med de mest effektiva ultraljudsförhållandena. Optimal ultraljudsbehandling för bästa polymerisering resultat!
Robustheten i Hielschers ultraljudsutrustning möjliggör 24/7-drift vid kraftig och i krävande miljöer. Detta gör Hielschers ultraljudsutrustning till ett pålitligt arbetsredskap som uppfyller dina sonokemiska processkrav.

Enkel, riskfri testning

Ultraljudsprocesser kan vara helt linjär skalas. Detta innebär att varje resultat som du har uppnått med hjälp av ett labb eller bänk-top ultrasonicator, kan skalas till exakt samma utgång med hjälp av exakt samma processparametrar. Detta gör ultraljud idealisk för riskfri genomförbarhetstestning, processoptimering och efterföljande implementering till kommersiell tillverkning. Kontakta oss för att lära dig hur ultraljudsbehandling kan öka din MIP avkastning och kvalitet.

Högsta kvalitet – Designad och Tillverkad i Tyskland

Som ett familjeägt och familjeägt företag prioriterar Hielscher högsta kvalitet för sina ultraljudsprocessorer. Alla ultraljudsapparater är konstruerade, tillverkade och noggrant testade i vårt huvudkontor i Teltow nära Berlin, Tyskland. Robusthet och tillförlitlighet i Hielschers ultraljudsutrustning gör den till en arbetshäst i din produktion. 24/7 drift under full belastning och i krävande miljöer är en naturlig egenskap hos Hielschers högpresterande blandare.

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

Du kan köpa Hielscher ultraljud processor i någon annan storlek och exakt konfigureras till din process krav. Från att behandla reaktanter i ett litet labbrör till den kontinuerliga genomflödesblandningen av polymera slurries på industriell nivå, erbjuder Hielscher Ultrasonics en lämplig ultraljudsbehandling för dig! Kontakta oss gärna – vi är glada att rekommendera dig den idealiska ultraljud setup!

Kontakta oss! / Fråga oss!

Be om mer information

Använd formuläret nedan för att begära ytterligare information om ultraljudprocessorer, applikationer och pris. Vi kommer gärna att diskutera din process med dig och att erbjuda dig ett ultraljudssystem som uppfyller dina krav!









Observera att våra Integritetspolicy.


Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljud Homogenisatorer för spridning, emulgering och cell utvinning.

Hög effekt ultraljud Homogenisatorer från Labb till Pilot och Industriell Skala.