Ultrasonication yordamida nanokompozit gidrogel sintezi

Nanokompozit gidrogellar yoki nanogellar ko'p funktsiyali 3D tuzilmalar bo'lib, ular dori tashuvchilar va boshqariladigan dori vositalarini etkazib berish tizimlari sifatida yuqori samaradorlikka ega. Ultrasonikatsiya nano-o'lchamdagi, polimerik gidrogel zarrachalarining tarqalishini, shuningdek, ushbu polimer tuzilmalariga nanopartikullarning keyingi qo'shilishi / qo'shilishiga yordam beradi.

Nanogellarning ultratovushli sintezi

Nanokompozit gidrogellar yoki nanogellarning tarqalishi va sintezi uchun ultratovushli zond tipidagi gomogenizator UP400St.Nanokompozit gidrogellar uch o'lchovli material tuzilmalari bo'lib, o'ziga xos xususiyatlarni namoyish qilish uchun mo'ljallangan bo'lishi mumkin, bu ularni kuchli dori tashuvchilari va boshqariladigan dori vositalarini etkazib berish tizimlariga aylantiradi. Ultrasonication funktsionallashtirilgan nano-o'lchamli zarrachalar sintezini, shuningdek, keyinchalik nanopartikullarni uch o'lchovli polimer tuzilmalariga qo'shish / qo'shishni rag'batlantiradi. Ultratovushli sintezlangan nanogellar biologik faol birikmalarni o'zlarining nano o'lchamdagi yadrolari ichida ushlab turishi mumkinligi sababli, bu nano o'lchamdagi gidrogellar ajoyib funktsiyalarni taklif qiladi.
Nanogellar gidrofil polimer tarmog'i sifatida fizik yoki kimyoviy jihatdan o'zaro bog'langan gidrogel nanozarralarining suvli dispersiyasidir. Yuqori samarali ultratovush nano-dispersiyalarni ishlab chiqarishda yuqori samarali bo'lganligi sababli, zond tipidagi ultratovush apparatlari yuqori funksiyalarga ega nanogellarni tez va ishonchli ishlab chiqarish uchun muhim vositadir.

Ma'lumot so'rovini




Bizning e'tibor bering Maxfiylik siyosati.


Ultrasonik kavitatsiya gidrogel va nanogel (nanokompozit gidrogel) sintezi jarayonida o'zaro bog'lanish va polimerizatsiyaga yordam beradi. Ultrasonik dispersiya gibrid gidrojel ishlab chiqarish uchun nanomateriallarning bir xil taqsimlanishini osonlashtiradi.

Ultrasonik UIP1000hdT nanokompozit gidrogel sintezi uchun shisha reaktor bilan

Ultrasonik usulda ishlab chiqarilgan nanogellarning funktsiyalari

  • mukammal kolloid barqarorlik va katta o'ziga xos sirt maydoni
  • nanozarrachalar bilan zich o'ralgan bo'lishi mumkin
  • gibrid yadro/qobiq nanogelida qattiq va yumshoq zarralarni birlashtirishga imkon beradi
  • yuqori hidratsiya potentsiali
  • bioavailability rag'batlantirish
  • yuqori shishish / shishishni yo'qotish xususiyatlari



 
Ultrasonik sintezlangan nanogellar ko'plab ilovalar va sohalarda qo'llaniladi, masalan

  • farmatsevtika va tibbiy ilovalar uchun: masalan, dori tashuvchisi, antibakterial gel, antibakterial yarani bog'lash
  • genlarni etkazib berish uchun biokimyo va biotibbiyotda
  • kimyoviy va ekologik ilovalarda adsorbent/biosorbent sifatida
  • to'qimalar muhandisligida gidrogellar ko'plab mahalliy to'qimalarning fizik, kimyoviy, elektr va biologik xususiyatlarini taqlid qilishi mumkin

Case Study: Sonochemical Route orqali sink nanogel sintezi

ZnO NPs va Carbopol/ZnO gibrid nanopartikulyar gel sintezining sxematik sxemasi. Tadqiqotda UP400St ultrasonikatori ZnO nanopartikullarini cho'ktirish va nanogel hosil qilish uchun ishlatilgan. (Ismoil va boshq., 2021 dan moslashtirilgan)ZnO gibrid nanozarrachalari oson ultratovush jarayoni orqali Carbopol jelida barqarorlashtirilishi mumkin: ultratovushli nano-gidrogel hosil qilish uchun Karbopol bilan keyinchalik ultratovushli o'zaro bog'langan rux nanozarrachalarini cho'ktirish uchun sonikatsiya qo'llaniladi.
Ismoil va boshqalar. (2021) sink oksidi nanozarralarini oson sonokimyoviy yo'l orqali cho'kdi. (ZnO nanozarrachalarining sonokimyoviy sintezi protokolini bu yerda toping).
Keyinchalik nanozarrachalar ZnO nanogelini sintez qilish uchun ishlatilgan. Shuning uchun ishlab chiqarilgan ZnO NPlar ikki marta deionlangan suv bilan yuviladi. 0,5 g Carbopol 940 300 ml ikkilangan deionizatsiyalangan suvda eritildi, so'ngra yangi yuvilgan ZnO NP qo'shildi. Karbopol tabiiy kislotali bo'lganligi sababli, eritma pH qiymatini neytrallashni talab qiladi, aks holda u qalinlashmaydi. Shunday qilib, aralash Hielscher ultrasonicator UP400S yordamida 95 amplitudali va 1 soat davomida 95% tsikli bilan uzluksiz sonikatsiyadan o'tdi. Keyin neytrallashtiruvchi vosita sifatida 50 ml trimetilamin (TEA) ZnO oq jel hosil bo'lgunga qadar doimiy sonikatsiya ostida tomchilab qo'shildi. Karbopolning qalinlashishi pH neytral pHga yaqin bo'lganda boshlandi.
Tadqiqot guruhi ultratovushning nanogel hosil bo'lishiga favqulodda ijobiy ta'sirini zarrachalar-zarrachalar o'zaro ta'sirini kuchaytiradi. Reaksiya aralashmasidagi tarkibiy qismlarning ultratovush bilan boshlangan molekulyar qo'zg'atilishi polimer-eritma o'zaro ta'sirida qo'zg'atilgan qalinlashuv jarayonini kuchaytiradi. Bundan tashqari, sonikatsiya Karbopolning erishiga yordam beradi. Bundan tashqari, ultratovush to'lqinli nurlanish polimer-ZnO NPlarning o'zaro ta'sirini kuchaytiradi va tayyorlangan Carbopol / ZnO gibrid nanopartikullari jelining viskoelastik xususiyatlarini yaxshilaydi.
Yuqoridagi sxematik oqim diagrammasi ZnO NPs va Carbopol/ZnO gibrid nanozarracha jeli sintezini ko'rsatadi. Tadqiqotda UP400St ultrasonikatori ZnO nanopartikullarini cho'ktirish va nanogel hosil qilish uchun ishlatilgan. (Ismoil va boshq., 2021 dan moslashtirilgan)

Rux oksidi nanozarralari bilan yuklangan ultratovushli ishlab chiqarilgan nanogel.

ZnO NPs ultratovush ta'sirida kimyoviy yog'ingarchilik usuli bilan sintezlanadi, bu erda (a) suvli eritmada va (b) ultratovushli barqaror Carbopol asosidagi gidrogelga tarqaladi.
(tadqiqot va rasm: Ismoil va boshqalar, 2021)

Vaziyatni o'rganish: Poli(metakril kislota)/Montmorillonit (PMA/nMMT) nanogelni ultratovush yordamida tayyorlash

Xon va boshqalar. (2020) ultratovush yordamida redoks polimerizatsiyasi orqali poli(metakril kislota)/Montmorillonit (PMA/nMMT) nanokompozit gidrogelning muvaffaqiyatli sintezini namoyish etdi. Odatda, 1,0 g nMMT bir hil dispersiya hosil qilish uchun 50 ml distillangan suvda ultratovush bilan 2 soat davomida tarqatildi. Sonikatsiya loyning tarqalishini yaxshilaydi, natijada gidrogellarning mexanik xususiyatlari va adsorbsiya qobiliyati yaxshilanadi. Metakril kislota monomeri (30 ml) suspenziyaga tomchilab qo'shildi. Aralashmaga initiator ammoniy persulfat (APS) (0,1 M), so'ngra 1,0 ml TEMED tezlatgichi qo'shildi. Dispersiya magnit aralashtirgich yordamida 50°C da 4 soat davomida kuchli aralashtirildi. Olingan yopishqoq massa aseton bilan yuvilgan va pechda 70 ° C da 48 soat davomida quritilgan. Olingan mahsulot maydalangan va shisha idishda saqlanadi. nMMT ni 0,5, 1,0, 1,5 va 2,0 g miqdorida o'zgartirish orqali turli nanokompozit jellar sintez qilindi. 1,0 g nMMT yordamida tayyorlangan nanokompozit gidrogellar qolgan kompozitlarga qaraganda yaxshiroq adsorbsiya natijalarini ko'rsatdi va shuning uchun keyingi adsorbsiyani tekshirish uchun foydalanildi.
O'ng tarafdagi SEM-EDX mikrografiklari montmorillonit (MMT), nano-montmorillonit (nMMT), poli(metakril kislota)/nano-montmorillonit (PMA/nMMT) va amoksitsillindan (AMX) tashkil topgan nanogellarning elementar va strukturaviy tahlilini ko'rsatadi. )- va diklofenak (DF) yuklangan PMA/nMMT. EDX bilan birga 1,00 KX kattalashtirishda qayd etilgan SEM mikrograflari.

  • montmorillonit (MMT),
  • nano-montmorillonit (nMMT),
  • poli(metakril kislota)/nano-montmorillonit (PMA/nMMT),
  • va amoksitsillin (AMX)- va diklofenak (DF) yuklangan PMA/nMMT.

Xom MMT kattaroq donalarning mavjudligini ko'rsatadigan qatlamli varaq tuzilishiga ega ekanligi kuzatiladi. O'zgartirishdan so'ng, MMT varaqlari mayda zarrachalarga suriladi, bu Si2+ va Al3+ ning oktaedral joylaridan chiqarilishi bilan bog'liq bo'lishi mumkin. nMMT ning EDX spektri uglerodning yuqori foizini namoyish etadi, bu birinchi navbatda modifikatsiya qilish uchun ishlatiladigan sirt faol moddasi bilan bog'liq bo'lishi mumkin, chunki CTAB (C19H42BrN) ning asosiy tarkibiy qismi ugleroddir (84%). PMA/nMMT izchil va yaqin-uzluksiz tuzilmani ko'rsatadi. Bundan tashqari, hech qanday teshiklar ko'rinmaydi, bu nMMT ning PMA matritsasiga to'liq eksfoliatsiyasini tasvirlaydi. Amoksitsillin (AMX) va diklofenak (DF) farmatsevtik molekulalari bilan sorbsiyadan so'ng PMA/nMMT morfologiyasida o'zgarishlar kuzatiladi. Sirt qo'pol to'qimalarning ortishi bilan assimetrik bo'ladi.
Loyga asoslangan nano-o'lchamdagi gidrogellarning qo'llanilishi va funktsiyalari: Loyga asoslangan gidrogel nanokompozitlari loy va polimerlarning birlashtiruvchi xususiyatlari tufayli suvli eritmadan noorganik va/yoki organik ifloslantiruvchi moddalarni olish uchun potentsial super adsorbentlar sifatida ko'rib chiqiladi. biologik parchalanish, biologik muvofiqlik, iqtisodiy hayotiylik, mo'l-ko'llik, yuqori o'ziga xos sirt maydoni, uch o'lchovli tarmoq va shishish / shishishni yo'qotish xususiyatlari sifatida.
(Qarang: Xon va boshqalar, 2020)

Nano-montmorillonit loy kabi turli nanozarrachalar bilan yuklangan ultratovushli sintezlangan nanogellar.

(a) MMT, (b) nMMT, (c) PMA / nMMT va (d) AMX va (e) DF yuklangan nanokompozit gidrogellarning SEM-EDX mikrograflari. Nanogellar ultratovush yordamida tayyorlangan.
(tadqiqot va rasmlar: ©Khan va boshq. 2020)

Gidrogel va nanogel ishlab chiqarish uchun yuqori samarali ultratovush apparatlari

Gidrogel va nanogel ishlab chiqarish uchun yuqori samarali ultratovush apparatlari
Hielscher Ultrasonics yuqori funksiyalarga ega gidrogellar va nanogellarni sintez qilish uchun yuqori samarali ultratovush uskunalarini ishlab chiqaradi. Kichik va o'rta o'lchamli R dan&D va doimiy rejimda tijorat gidrogel ishlab chiqarish uchun sanoat tizimlariga uchuvchi ultrasonikatorlar, Hielscher Ultrasonics sizning gidrogel / nanogel ishlab chiqarish uchun talablaringizni qondirish uchun to'g'ri ultratovushli protsessorga ega.

Nima uchun Hielscher Ultrasonik?

  • yuqori mahsuldorlik
  • Zamonaviy texnologiyalar
  • ishonchliligi & chidamlilik
  • partiyasi & mos ravishda
  • har qanday hajm uchun
  • aqlli dastur
  • aqlli xususiyatlar (masalan, ma'lumotlar protokoli)
  • Foydalanish oson va xavfsiz
  • past texnik xizmat
  • CIP (joyida toza)

Quyidagi jadval sizga bizning ultrasonicators taxminiy qayta ishlash quvvatiga ega ekanligidan dalolat beradi:

Buyurtma miqdori Oqim darajasi Tavsiya Qurilmalar
1 500ml uchun 10 200ml / min uchun UP100H
10 2000mL uchun 20 400ml / min uchun Uf200 ः t, UP400St
0.1 20L 04L / min uchun .2 UIP2000hdT
10 100L uchun 10L 2 / min UIP4000hdT
15 dan 150 l gacha 3 dan 15 l / min UIP6000hdT
ga 10 100L / min uchun UIP16000
ga katta Klaster UIP16000

Biz bilan bog'lanish! Bizdan so'rang!

Qo'shimcha ma'lumotni so'rang

Iltimos, ultratovush protsessorlari, ilovalari va narxlari to'g'risida qo'shimcha ma'lumot olish uchun quyidagi shakldan foydalaning. Jarayoningizni siz bilan muhokama qilishdan va sizning talablaringizga javob beradigan ultrasonik tizimni taklif qilishdan mamnun bo'lamiz!









Iltimos, bizning e'tibor bering Maxfiylik siyosati.


Yuqoridagi qisqa klipda, ultratovush apparati UP50H past molekulyar og'irlikdagi gelator yordamida gidrogel hosil qilish uchun ishlatiladi. Natijada o'z-o'zidan tiklanadigan supramolekulyar gidrogellar paydo bo'ladi.
(O'qish va film: Rutgeerts va boshqalar, 2019)
Silika nanozarralarini gidrojelga ultratovush dispersiyasi: Hielscher ultratovushli gomogenizator UP400St silika nanozarralarini tez va samarali tarzda ko'p funksiyali bir xil nanogelga tarqatadi.

Ultrasonikator UP400St yordamida gidrogelda nanozarrachalarning ultratovush dispersiyasi

Video eskizi



Adabiyotlar / Adabiyotlar

Bilishingiz kerak bo'lgan dalillar

ZnO nanopartikullarining sonokimyoviy sintezi uchun protokol

ZnO NPlar ultratovush nurlanishi ta'sirida kimyoviy yog'ingarchilik usuli yordamida sintez qilindi. Odatdagi protsedurada prekursor sifatida sink asetat dihidrat (Zn (CH3COO) 2 · 2H2O) va qaytaruvchi vosita sifatida suvli eritmadagi (NH4OH) 30-33% (NH3) ammiak eritmasi ishlatilgan. ZnO nanozarralari 0,1 M sink ionlari eritmasini ishlab chiqarish uchun 100 ml deionlangan suvda sink asetatning tegishli miqdorini eritib ishlab chiqarilgan. Keyinchalik, sink ionlari eritmasi Hielscher UP400S (400 Vt, 24 kHz, Berlin, Germaniya) yordamida 79% amplituda va 40 ◦C haroratda 5 daqiqa davomida 0,76 tsiklda ultratovush to'lqinli nurlanishga duchor bo'ldi. Keyin ammiak eritmasi ultratovush to'lqinlari ta'sirida sink ionlari eritmasiga tomchilab qo'shildi. Bir necha daqiqadan so'ng ZnO NPlar cho'kishni va o'sishni boshladi va ammiak eritmasi ZnO NPlarning to'liq cho'kishi sodir bo'lguncha doimiy ravishda qo'shildi.
Olingan ZnO NPlar deionizatsiyalangan suv yordamida bir necha marta yuvildi va cho'kish uchun qoldirildi. Orqa tomonda olingan cho'kma xona haroratida quritilgan.
(Ismoil va boshqalar, 2021)

Nanogellar nima?

Nanogellar yoki nanokompozit gidrogellar, odatda, 1-100 nanometr oralig'idagi nanozarrachalarni o'z ichiga olgan gidrogelning bir turidir. Ushbu nanozarralar organik, noorganik yoki ikkalasining kombinatsiyasi bo'lishi mumkin.
Nanogellar uch o'lchamli tarmoqni hosil qilish uchun polimer zanjirlarini kimyoviy bog'lashni o'z ichiga olgan o'zaro bog'lanish deb nomlanuvchi jarayon orqali hosil bo'ladi. Gidrojellar va nanogellarning hosil bo'lishi polimer strukturasini hidratlash, o'zaro bog'lanishni ta'minlash va nanozarralarni birlashtirish uchun yaxshilab aralashtirishni talab qilganligi sababli, ultratovush gidrogellar va nanogellarni ishlab chiqarish uchun juda samarali usuldir. Gidrogel va nanogel tarmoqlari katta miqdordagi suvni o'zlashtirishga qodir, nanogellarni yuqori darajada hidratlanadi va shuning uchun dori vositalarini etkazib berish, to'qima muhandisligi va biosensorlar kabi keng ko'lamli ilovalar uchun mos keladi.
Nanogel gidrogellari odatda gidrogel matritsasi bo'ylab tarqalgan silika yoki polimer zarralari kabi nanozarrachalardan iborat. Ushbu nanozarrachalarni turli usullar, jumladan emulsiya polimerizatsiyasi, teskari emulsiya polimerizatsiyasi va sol-gel sintezi orqali sintez qilish mumkin. Ushbu polimerizatsiya va sol-gel sintezlari ultratovushli ajitatsiyadan katta foyda keltiradi.
Boshqa tomondan, nanokompozit gidrogellar gidrojel va loy yoki grafen oksidi kabi nanofiller birikmasidan iborat. Nanoto'ldiruvchining qo'shilishi gidrogelning qattiqligi, kuchlanish kuchi va mustahkamligi kabi mexanik va fizik xususiyatlarini yaxshilashi mumkin. Bu erda sonikatsiyaning kuchli dispersiya qobiliyati nanozarrachalarning gidrogel matritsasiga bir xil va barqaror taqsimlanishini osonlashtiradi.
Umuman olganda, nanogel va nanokompozit gidrogellar noyob xossalari va funksiyalari tufayli biomeditsina, atrof-muhitni qayta tiklash va energiyani saqlash kabi sohalarda keng qo'llanilishi mumkin.

Nanogelning tibbiy muolajalar uchun qo'llanilishi

Nanogel turi dori kasallik Faoliyat Ma'lumotnomalar
PAMA-DMMA nanogellari doksorubitsin Saraton PH qiymatining pasayishi bilan ajralib chiqish tezligini oshirish. Hujayra hayotiyligini o'rganishda pH 6,8 da yuqori sitotoksiklik Du va boshqalar. (2010)
Gialuronat bilan bezatilgan xitozan asosidagi nanogellar Tetra-fenil-porfirin-tetra-sulfonat (TPPS4), tetra-fenil-xlor-tetra-karboksilat (TPCC4) va xlor e6 (Ce6) kabi fotosensibilizatorlar Revmatik kasalliklar Makrofaglar tomonidan tez so'riladi (4 soat) va ularning sitoplazmasi va organellalarida to'planadi. Shmitt va boshqalar. (2010)
Pluronik gidrogellardagi PCEC nanopartikullari Lidokain Lokal behushlik Taxminan 360 daqiqa davom etadigan uzoq muddatli infiltratsion behushlik ishlab chiqarilgan Yin va boshqalar. (2009)
HPMC va Carbopol jelida tarqalgan poli(laktid-ko-glikolik kislota) va xitozan nanozarralari Spandid II Allergik kontakt dermatit va boshqa teri yallig'lanish kasalliklari Nanogelinspantid II ni teri orqali yuborish imkoniyatini oshiradi Punit va boshqalar. (2012)
pH-sezgir polivinilpirolidon-poli (akril kislota) (PVP/PAAc) nanogellar Pilokarpin Uzoq vaqt davomida ta'sir joyida pilokarpinning etarli kontsentratsiyasini saqlang. Abd El-Rehim va boshqalar. (2013)
O'zaro bog'langan poli (etilen glikol) va polietilenimin Oligonukleotidlar Neyrodegenerativ kasalliklar BBB bo'ylab samarali tashiladi. Nanogel yuzasi transferrin yoki insulin bilan o'zgartirilganda transport samaradorligi yanada ortadi Vinogradov va boshqalar. (2004)
Xolesterolni o'z ichiga olgan pullulan nanogellar Rekombinant murin interleykin-12 O'simta immunoterapiyasi Uzluksiz chiqariladigan nanogel Farhana va boshqalar. (2013)
Poli(N-izopropilakrilamid) va xitozan Gipertermiya saratonini davolash va maqsadli dori-darmonlarni etkazib berish Termosensitiv magnit modallashtirilgan Farhana va boshqalar. (2013)
Polietilenimin va PEG Polyplexnanogelning o'zaro bog'langan tarvaqaylab ketgan tarmog'i Fludarabin Saraton Faoliyatning oshishi va sitotoksiklikning pasayishi Farhana va boshqalar. (2013)
Xolesterinli pullulanning biologik mos keluvchi nanogel Sun'iy chaperon sifatida Altsgeymer kasalligini davolash Amiloid b-oqsilning agregatsiyasini inhibe qiladi Ikeda va boshqalar. (2006)
Fotosuratlarni o'zaro bog'lash bilan DNK nanogel Genetik material Gen terapiyasi Plazmid DNKni nazorat ostida etkazib berish Li va boshqalar. (2009)
Karbopol/sink oksidi (ZnO) gibrid nanozarracha jeli ZnO nanozarralari Antibakterial faollik, bakterial inhibitör Ismoil va boshqalar. (2021)

Swarnali va boshqalar, 2017 dan moslashtirilgan jadval


Yuqori samarali ultratovush! Hielscherning mahsulot assortimenti ixcham laboratoriya ultratovush qurilmasidan to'liq sanoat ultratovush tizimlariga qadar to'liq spektrni qamrab oladi.

Hielscher Ultrasonics kompaniyasi yuqori samarali ultratovushli homogenizatorlarni ishlab chiqaradi laboratoriya uchun sanoat hajmi.

Jarayoningizni muhokama qilishdan mamnun bo'lamiz.

Keling, aloqaga chiqamiz.