Molekulyar iz tushirilgan polimerlarning (MIPs) ultratovushli sintezi

Molekulyar iz tushirilgan polimerlar (MIPs) – muayyan biologik yoki kimyoviy molekula tuzilishiga nisbatan selektivligi va spetsifikligi oldindan belgilangan, sunʼiy ravishda yaratilgan retseptorlardir. Ultratovush bilan ishlov berish molekulyar iz tushirilgan polimerlarni sintez qilishning turli yoʻllarini yaxshilab, polimerlanishni yanada samarali va ishonchli qilishi mumkin.

Molekulyar iz tushirilgan polimerlar nima?

Molekulyar iz tushirilgan polimer (MIP) – molekulyar iz tushirish texnikasi yordamida ishlab chiqarilgan, antitanalarga oʻxshash tanib olish xususiyatlariga ega polimer materialdir. Molekulyar iz tushirish texnikasi muayyan maqsadli molekulaga mos molekulyar iz tushirilgan polimer hosil qiladi. Molekulyar iz tushirilgan polimerning polimer matritsasida muayyan «shablon» molekulaga moyilligi boʻlgan boʻshliqlar mavjud. Jarayon odatda shablon molekula ishtirokida monomerlarning polimerlanishini boshlashni oʻz ichiga oladi; keyinchalik shablon molekula ajratib olinib, uning oʻrnida unga komplementar boʻshliqlar qoladi. Bu polimerlar dastlabki molekulaga moyillikka ega boʻlib, kimyoviy ajratish, kataliz yoki molekulyar sensorlar kabi qoʻllanilishlarda ishlatilgan. Molekulyar iz tushirilgan molekulalarni molekulyar kalitga (shablon molekula deb ataladigan molekulaga) mos keladigan molekulyar qulfga qiyoslash mumkin. Molekulyar iz tushirilgan polimerlar (MIPs) shakli, oʻlchami va funksional guruhlari jihatidan shablon molekulalarga mos keladigan, maxsus moslashtirilgan bogʻlanish joylari bilan tavsiflanadi. «Qulf – kalit» xususiyati molekulyar iz tushirilgan polimerlardan muayyan turdagi molekula tanib olinib, molekulyar qulfga, yaʼni molekulyar iz tushirilgan polimerga birikadigan turli qoʻllanilishlarda foydalanish imkonini beradi.

Sxematik tasvir moslashtirilgan retseptorlarni tayyorlash uchun siklodekstrinlarga molekulyar iz tushirish yoʻlini koʻrsatadi.
Tadqiqot va tasvir: Hishiya et al. 2003

Molekulyar iz tushirilgan polimerlar (MIPs) keng qoʻllanilish sohasiga ega boʻlib, aminokislotalar va oqsillar, nukleotid hosilalari, ifloslantiruvchi moddalar, shuningdek, dori vositalari va oziq-ovqatni oʻz ichiga olgan muayyan biologik yoki kimyoviy molekulalarni ajratish va tozalash uchun ishlatiladi. Qoʻllanilish sohalari ajratish va tozalashdan tortib kimyoviy sensorlar, katalitik reaksiyalar, dori yetkazib berish, biologik antitanalar va retseptorlar tizimlarigacha boʻlgan sohalarni qamrab oladi. (qarang: Vasapollo et al. 2011)
Masalan, MIP texnologiyasi kannabinoid izolyatlari va distillyatlarini olish maqsadida toʻliq spektrli ekstraktdan CBD yoki THC kabi kannabisdan olingan molekulalarni qayta ishlash va tozalash uchun qattiq fazali mikroekstraksiya texnikasi sifatida ishlatiladi.

Molekulyar iz tushirilgan molekulalarning ultratovushli sintezi

Maqsadli molekula (shablon) turiga va MIPning yakuniy qoʻllanilishiga qarab, MIPlar nano- va mikron oʻlchamli sharsimon zarrachalar, nanosimlar, nanotayoqchalar, nanotolalar yoki yupqa plyonkalar kabi turli shakllarda sintez qilinishi mumkin. MIPning muayyan shaklini olish uchun hajmda iz tushirish, choʻktirish, emulsion polimerlanish, suspenziyalash, dispersiyalash, gellanish va koʻp bosqichli boʻkish polimerlanishi kabi turli polimerlanish texnikalari qoʻllanilishi mumkin.
Past chastotali, yuqori intensivlikdagi ultratovushni qoʻllash polimer nanostrukturalarni sintez qilishning yuqori samarali, koʻp qirrali va sodda texnikasini taqdim etadi.
Ultratovush bilan ishlov berish anʼanaviy polimerlanish jarayonlariga nisbatan MIP sintezida bir qator afzalliklar beradi, chunki u reaksiya tezligining yuqoriroq boʻlishiga, polimer zanjirlarining bir jinsliroq oʻsishiga, mahsulot unumining yuqoriroq boʻlishiga va yumshoqroq sharoitlarga (masalan, past reaksiya haroratiga) yordam beradi. Bundan tashqari, u bogʻlanish joylari populyatsiyasining taqsimlanishini va shu orqali yakuniy polimer morfologiyasini oʻzgartirishi mumkin. (Svenson 2011)
MIPlarning polimerlanishiga sonokimyoviy energiya berilganda, polimerlanish reaksiyalari boshlanadi va ularga ijobiy taʼsir koʻrsatiladi. Shu bilan birga, ultratovush bilan ishlov berish bogʻlanish qobiliyati yoki qattiqlikni kamaytirmasdan, polimer aralashmasidan gazlarni samarali chiqarishga yordam beradi.
Ultratovushli gomogenizatsiya, dispersiyalash va emulsiyalash bir jinsli suspenziyalar hosil qilish hamda polimerlanish jarayonlarini boshlash energiyasini taʼminlash uchun yuqori darajadagi aralashtirish va qoʻzgʻatishni taʼminlaydi. Viveiros et al. (2019) ultratovushli MIP sintezining imkoniyatlarini oʻrganib, «ultratovush yordamida tayyorlangan MIPlarning bogʻlanish xususiyatlari anʼanaviy usullardagiga oʻxshash yoki ulardan ustun boʻlgan» deb taʼkidlaydi.
Nanoformatdagi MIPlar bogʻlanish joylarining bir jinsliligini yaxshilash uchun istiqbolli imkoniyatlar ochadi. Ultratovush bilan ishlov berish nanodispersiyalar va nanoemulsiyalar tayyorlashdagi ajoyib natijalari bilan yaxshi tanilgan.

Ultratovushli nanoemulsion polimerlanish

MIPlar emulsion polimerlanish orqali sintez qilinishi mumkin. Emulsion polimerlanish odatda sirt faol modda qoʻshib, suvdagi moy emulsiyasini hosil qilish orqali amalga oshiriladi. Barqaror, nanooʻlchamli emulsiya hosil qilish uchun yuqori samarali emulsiyalash texnikasi talab etiladi. Ultratovushli emulsiyalash nano- va miniemulsiyalar tayyorlashning amaliyotda yaxshi qaror topgan texnikasidir.
Ultratovushli nanoemulsiyalash haqida batafsil oʻqing!

Ultratovush nanoMIP ishlab chiqarish uchun quyidagi sintez yoʻllarini yaxshilashi mumkin: choʻktirish orqali polimerlanish, emulsion polimerlanish va yadro–qobiq polimerlanishi.
Tadqiqot va tasvir mualliflari: Refaat et al. 2019

Shablonning ultratovushli ekstraksiyasi

Molekulyar iz tushirilgan polimerlar sintezidan soʻng faol molekulyar iz tushirilgan polimer olish uchun shablon bogʻlanish joyidan olib tashlanishi kerak. Ultratovush bilan ishlov berishdagi kuchli aralashtirish kuchlari erituvchi va shablon molekulalarining eruvchanligi, diffuziyalanishi, kirib borishi va tashilishiga yordam beradi. Shu tariqa, shablonlar bogʻlanish joylaridan tezda olib tashlanadi.
Iz tushirilgan polimerdan shablonni olib tashlash uchun ultratovushli ekstraksiyani Soxhlet ekstraksiyasi bilan birlashtirish ham mumkin.

Amaliy tadqiqotlar: molekulyar iz tushirilgan polimerlar uchun ultratovushning qoʻllanilishi

Molekulyar iz tushirilgan polimerlarning ultratovushli sintezi

Ultratovushli sintez yoʻlidan foydalanib, magnit nanozarrachalarni 17β-estradiol izi tushirilgan polimerlar bilan kapsulalash suvli muhitlardan 17β-estradiolni tez olib tashlash imkonini beradi. NanoMIPlarning ultratovushli sintezi uchun metakril kislota (MAA) monomer, etilenglikol dimetilakrilat (EGDMA) koʻndalang bogʻlovchi va azobisisobutironitril (AIBN) initsiator sifatida ishlatilgan. Ultratovushli sintez jarayoni 65ºC da 2h davomida oʻtkazilgan. Magnit NIPlar va magnit MIPlar zarrachalarining oʻrtacha diametrlari mos ravishda 200 va 300 nm boʻlgan. Ultratovushdan foydalanish nafaqat polimerlanish tezligi va nanozarrachalar morfologiyasini yaxshilagan, balki erkin radikallar sonining oshishiga ham olib kelgan va shu tariqa magnit nanozarrachalar atrofida MIP oʻsishini osonlashtirgan. 17β-estradiolga nisbatan adsorbsiya sigʻimi anʼanaviy yondashuvlardagiga qiyoslanadigan darajada boʻlgan. [Xia et al. 2012 / Viveiro et al. 2019]

Molekulyar iz tushirilgan sensorlar uchun ultratovush

Yu et al. fenobarbitalni aniqlash uchun nikel nanozarrachalari bilan modifikatsiyalangan elektrodlarga asoslangan, molekulyar iz tushirilgan elektrokimyoviy sensor yaratgan. Bayon qilingan elektrokimyoviy sensor metakril kislotani (MAA) funksional monomer, 2,2-azobisisobutironitrilni (AIBN) va etilenglikol malein rozinat (EGMRA) akrilatni koʻndalang bogʻlovchi agent, fenobarbitallarni (PBs) shablon molekula va dimetil sulfoksidni (DMSO) organik erituvchi sifatida qoʻllab, termik polimerlanish orqali ishlab chiqilgan. Sensorni tayyorlash jarayonida 0,0464g PB va 0,0688g MAA 3 mL DMSOda aralashtirilgan va 10 min davomida ultratovush bilan ishlov berilgan. 5 h dan soʻng aralashmaga 1,0244g EGMRA va 0,0074g AIBN qoʻshilgan hamda PB izi tushirilgan polimer eritmalarini olish uchun 30 min davomida ultratovush bilan ishlov berilgan. Shundan soʻng, 10 μL hajmdagi, konsentratsiyasi 2,0 mg mL^-1 boʻlgan Ni nanozarrachalari eritmasi GCE yuzasiga tomizilgan, keyin esa sensor xona haroratida quritilgan. Soʻng tayyorlangan PB izi tushirilgan polimer eritmasining taxminan 5 μL miqdori Ni nanozarrachalari bilan modifikatsiyalangan GCEga qoplangan va 75◦C da 6 h davomida vakuumda quritilgan. Termik polimerlanishdan keyin shablon molekulalarni olib tashlash uchun iz tushirilgan sensor (sirka kislotasi) HAc/metanol bilan (hajmiy nisbat, 3:7) 7 min davomida yuvilgan. (qarang: Uygun et al. 2015)

MIPlar yordamida ultratovushli mikroekstraksiya

Namunalardan nikotinamid analitlarini ajratib olish uchun ultratovush yordamidagi dispersiv qattiq fazali mikroekstraksiya va undan keyin UV-vis spektrofotometrida oʻlchash (UA-DSPME-UV-vis) qoʻllaniladi. Nikotinamidni (B3 vitamini) ekstraksiya qilish va oldindan konsentrlash uchun HKUST-1 metall-organik karkasiga (MOF) asoslangan molekulyar iz tushirilgan polimerlardan foydalanilgan. (Asfaram et al. 2017)

Polimerlar bilan ishlash uchun yuqori samarali ultratovush qurilmalari

Chiziqli masshtablash imkoniyati bilan laboratoriyadan ishlab chiqarishgacha: Maxsus ishlab chiqilgan molekulyar iz tushirilgan polimerlar polimer sintezining amalga oshirilish imkoniyatini oʻrganish uchun dastlab kichik laboratoriya va stol usti miqyosida yaratiladi va sinovdan oʻtkaziladi. MIPlarning amalga oshirilish imkoniyati tasdiqlanib, ular optimallashtirilgach, MIP ishlab chiqarish kattaroq hajmlarga kengaytiriladi. Ultratovushli sintez yoʻllarining barchasini stol usti miqyosidan toʻliq tijorat ishlab chiqarishigacha chiziqli ravishda masshtablash mumkin. Hielscher Ultrasonics kichik laboratoriya va stol usti sharoitida polimer sintezi uchun sonokimyoviy uskunalardan tortib, toʻliq yuklama ostida 24/7 ishlab chiqarish uchun toʻliq sanoat miqyosidagi oqimga oʻrnatiladigan ultratovushli tizimlargacha taklif etadi. Ultratovushli jarayonni probirka hajmidan soatiga yuk mashinalari hajmidagi katta ishlab chiqarish quvvatlarigacha chiziqli ravishda masshtablash mumkin. Hielscher Ultrasonicsning laboratoriyadan sanoat miqyosidagi sonokimyoviy tizimlargacha boʻlgan keng mahsulot portfelida siz rejalashtirgan jarayon unumdorligi uchun eng mos ultratovush qurilmasi mavjud. Koʻp yillik tajribaga ega xodimlarimiz amalga oshirilish imkoniyatini sinash va jarayonni optimallashtirishdan tortib, yakuniy ishlab chiqarish darajasida ultratovushli tizimingizni oʻrnatishgacha sizga yordam beradi.

Hielscher Ultrasonics – ilgʻor sonokimyoviy uskunalar

Hielscher Ultrasonics mahsulot portfeli kichikdan katta miqyosgacha boʻlgan yuqori samarali ultratovushli ekstraktorlarning toʻliq assortimentini qamrab oladi. Qoʻshimcha aksessuarlar jarayoningiz uchun eng mos ultratovush qurilmasi konfiguratsiyasini oson yigʻish imkonini beradi. Optimal ultratovushli qurilma tuzilishi rejalashtirilgan unumdorlik, hajm, material, partiyali yoki oqimdagi jarayon hamda vaqt jadvaliga bogʻliq. Hielscher ideal sonokimyoviy jarayonni yoʻlga qoʻyishingizga yordam beradi.

Partiyali va oqimda ishlov berish

Hielscher ultratovush qurilmalaridan partiyali va uzluksiz oqim orqali ishlov berishda foydalanish mumkin. Kichik va oʻrta hajmlarga partiyali jarayonda (masalan, flakonlar, probirkalar, kimyoviy stakanlar, rezervuarlar yoki bochkalarda) qulay tarzda ultratovush bilan ishlov berish mumkin. Katta hajmlarga ishlov berishda oqimda ultratovush bilan ishlov berish samaraliroq boʻlishi mumkin. Partiyali ishlov berish koʻproq vaqt va mehnat talab qilsa, uzluksiz oqimdagi aralashtirish jarayoni samaraliroq, tezroq boʻlib, ancha kam mehnat talab qiladi. Hielscher Ultrasonics polimerlanish reaksiyangiz va jarayon hajmingiz uchun eng mos ekstraksiya qurilmalari tuzilishiga ega.

Har qanday ishlab chiqarish quvvati uchun ultratovushli zondlar

Hielscher Ultrasonics mahsulot assortimenti ixcham laboratoriya ultratovush qurilmalaridan stol usti va tajriba tizimlari orqali soatiga yuk mashinalari hajmidagi materialga ishlov bera oladigan toʻliq sanoat miqyosidagi ultratovushli protsessorlargacha boʻlgan barcha turlarni qamrab oladi. Toʻliq mahsulot assortimenti polimerlaringiz, jarayon unumdorligi va ishlab chiqarish maqsadlaringiz uchun eng mos ultratovushli uskunani taklif qilishimizga imkon beradi.
Ultratovushli stol usti tizimlari amalga oshirilish imkoniyatini sinash va jarayonni optimallashtirish uchun idealdir. Belgilangan jarayon parametrlariga asoslangan chiziqli masshtablash ishlov berish unumdorligini kichik partiyalardan toʻliq tijorat ishlab chiqarishigacha oshirishni juda osonlashtiradi. Masshtabni kengaytirish kuchliroq ultratovushli ekstraktorni oʻrnatish yoki bir nechta ultratovush qurilmasini parallel ishlaydigan guruhga birlashtirish orqali amalga oshirilishi mumkin. UIP16000 bilan Hielscher dunyodagi eng quvvatli ultratovush qurilmasini taklif etadi.

Optimal natijalar uchun aniq boshqariladigan amplitudalar

Barcha Hielscher ultratovush qurilmalari aniq boshqariladi va shu sababli ishlab chiqarishda ishonchli ish vositalaridir. Amplituda sonokimyoviy reaksiyalar, jumladan, polimerlanish reaksiyalari va sintez yoʻllarining samaradorligi va natijadorligiga taʼsir qiluvchi hal qiluvchi jarayon parametrlaridan biridir.
Hielscher Ultrasonics kompaniyasining barcha protsessorlari amplitudani aniq sozlash imkonini beradi. Sonotrodlar va kuchaytiruvchi ruporlar amplitudani yanada kengroq oraliqda oʻzgartirish imkonini beradigan aksessuarlardir. Hielscher kompaniyasining sanoat ultratovushli protsessorlari juda yuqori amplitudalarni taʼminlashi va yuqori talablar qoʻyiladigan qoʻllanilishlar uchun zarur ultratovush intensivligini yetkazib berishi mumkin. 200µm gacha boʻlgan amplitudalarda 24/7 rejimida uzluksiz ishlash oson taʼminlanadi.
Amplitudani aniq sozlash va aqlli dasturiy taʼminot orqali ultratovushli jarayon parametrlarini doimiy kuzatish molekulyar iz tushirilgan polimerlaringizni eng samarali ultratovush sharoitlarida sintez qilish imkonini beradi. Eng yaxshi polimerlanish natijalari uchun optimal ultratovush bilan ishlov berish!
Hielscher ultratovushli uskunalarining mustahkamligi katta yuklamada va murakkab muhitlarda 24/7 ishlash imkonini beradi. Bu Hielscher kompaniyasining ultratovushli uskunalarini sonokimyoviy jarayoningiz talablariga javob beradigan ishonchli ish vositasiga aylantiradi.

Oson, xavfsiz sinov

Ultratovushli jarayonlar toʻliq chiziqli ravishda masshtablanishi mumkin. Bu laboratoriya yoki stol usti ultratovush qurilmasi yordamida erishgan har bir natijangizni aynan bir xil jarayon parametrlaridan foydalanib, aynan bir xil natija bilan kattaroq miqyosga oʻtkazish mumkinligini anglatadi. Shu tufayli ultratovush bilan ishlov berish xavfsiz tarzda amalga oshirilish imkoniyatini sinash, jarayonni optimallashtirish va keyinchalik tijorat ishlab chiqarishiga joriy etish uchun idealdir. Ultratovush bilan ishlov berish MIP unumini va sifatini qanday oshirishi mumkinligini bilish uchun biz bilan bogʻlaning.

Eng yuqori sifat – Germaniyada loyihalashtirilgan va ishlab chiqarilgan

Oilaga tegishli va oila tomonidan boshqariladigan korxona sifatida Hielscher oʻz ultratovushli protsessorlari uchun eng yuqori sifat standartlarini ustuvor deb biladi. Barcha ultratovush qurilmalari Germaniyada, Berlin yaqinidagi Teltow shahrida joylashgan bosh qarorgohimizda loyihalashtiriladi, ishlab chiqariladi va puxta sinovdan oʻtkaziladi. Hielscher ultratovushli uskunalarining mustahkamligi va ishonchliligi ularni ishlab chiqarishingizda ishonchli ish vositasiga aylantiradi. Toʻliq yuklama ostida va murakkab muhitlarda 24/7 ishlash Hielscher kompaniyasining yuqori samarali aralashtirgichlariga xos tabiiy xususiyatdir.

Quyidagi jadval ultratovush qurilmalarimizning taxminiy ishlov berish unumdorligi haqida tasavvur beradi:

Hielscher ultratovushli protsessorini turli oʻlchamlarda va jarayoningiz talablariga aniq moslashtirilgan konfiguratsiyada xarid qilishingiz mumkin. Kichik laboratoriya probirkasidagi reagentlarga ishlov berishdan tortib sanoat darajasida polimer suspenziyalarini uzluksiz oqim orqali aralashtirishgacha Hielscher Ultrasonics siz uchun mos ultratovush qurilmasini taklif etadi! Biz bilan bogʻlaning – sizga ideal ultratovushli qurilmalar tuzilishini tavsiya qilishdan mamnunmiz!