Síntesis u hidrogel nanocompuesto yo'osal ultrasonidos
Le hidrogeles wa nanogeles nanocompuestos le ka'ansaj 3D multifuncionales yéetel ka'anal eficacia bey portadores fármacos yéetel sistemas ma'alo'ob meyaj beetik u fármacos liberación controlada. Le ultrasonicación promueve dispersión partículas hidrogel polimérico Buka'aj nanomérico, bey le posterior inclusión leti' incorporación u nanopartículas ti' le poliméricas ka'ansaj.
Síntesis ultrasónica u nanogeles
Le hidrogeles nanocompuestos le ka'ansaj materiales tridimensionales ka páajtal diseñar u utia'al exhibir ba'alo'ob específicas, ba'ax ku p'áatal ti' potentes portadores fármacos yéetel sistemas ma'alo'ob meyaj beetik u fármacos liberación controlada. Le ultrasonicación promueve síntesis partículas funcionalizadas Buka'aj nanométrico, bey le posterior inclusión leti' incorporación u nanopartículas ti' ka'ansaj poliméricas u tridimensionales. Bey le nanogeles sintetizados tumen ultrasonidos páajtal chukik compuestos bioactivos ichil u núcleo u nanoescala, le hidrogeles Buka'aj nanométrico ts'abal nukuch funcionalidades.
Le nanogeles ku dispersiones acuosas u nanopartículas u hidrogel, yaan reticuladas a wa químicamente bey páawo'ob polímeros hidrófilos. Bix u ultrasonido ka'anal rendimiento Ma'alob eficiente ti' le producción nanodispersiones, le ultrasonidos bin yano'ob sonda le jump'éel nu'ukula' crucial utia'al u producción rápida yéetel confiable ti' nanogeles yéetel funcionalidades superiores.
ultrasonicador UIP1000hdT yéetel reactor vidrio utia'al u síntesis hidrogel nanocompuesto
Funcionalidades le nanogeles producidos tumen ultrasonidos
- Excelente estabilidad coloidal yéetel le nojoch superficie específica
- Je'el u páajtal u densamente empaquetado yéetel nanopartículas
- permiten combinar partículas duras yéetel blandas ti' nanogel híbrido núcleo leti' cáscara
- Ka'anal potencial hidratación
- Taak'in le biodisponibilidad
- Propiedades ka'anal hinchazón leti' deshinchazón
Le nanogeles sintetizados tumen ultrasonidos u utilizan ti' numerosas aplicaciones industrias, je'ebix:
- Utia'al u aplicaciones farmacéuticas yéetel ts'akankil: je'ebix, portador fármacos, gel antibacteriano, apósito antibacteriano utia'al u heridas
- ti' bioquímica yéetel biomedicina utia'al u genes u k'u'ubul
- Bey adsorbente leti' biosorbente ti' aplicaciones químicas yéetel ambientales
- Ti' le ingeniería jach, le hidrogeles páajtal imitar le propiedades meyajtbilo', químicas, eléctricas yéetel biológicas ti' ya'ab jach nativos.
Xook óoltaj: Síntesis nanogel zinc ti' u bejil sonoquímica
Le nanopartículas híbridas u ZnO u páajtal ma' bisa'ak ti' jump'éel gel ku Carbopol ti' jump'éel tuukula' ultrasónico ch'a'abil: le sonicación ku meyajtiko'ob utia'al impulsar precipitación nanopartículas zinc, ku posteriormente ku entrecruzan ultrasónicamente yéetel Carbopol utia'al u formar jump'éel nano-hidrogel.
Ismail et ti' le. (2021) precipitaron nanopartículas óxido zinc ti' jump'éel bejil sonoquímica chéen ch'a'abil. (Kaxáant le protocolo utia'al u síntesis sonoquímica u nanopartículas ZnO waye').
Posteriormente, le nanopartículas ku utilizaron utia'al u sintetizar le nanogel ZnO. Tune', le NP ku ZnO producidos ku enjuagaron yéetel ja' desionizada naaj. 0,5 g Carbopol 940 ku disolvió 300 ml ja' desionizada duplicada, seguida u adición le NP ZnO recién lavados. Dado ti' le carbopol jach naturalmente ácido, le solución k'a'abet jump'éel neutralización le je'o' pH, u le contrario ma' u espesaría. Tune', le mezcla u muk'yaj tu jump'éel sonicación continua utilizando u ultrasonido u Hielscher UP400S yéetel juntúul amplitud 95 yéetel juntúul ciclo le 95 ti chúumuk ichil 1 h. Ts'o'okole', ku agregaron 50 ml trimetilamina (TEA) bey aj nu'uktaj neutralizante (elevando u pH u 7) gota in gota yáanal sonicación continua tak ka produjo u formación le gel sak u ZnO. Le engrosamiento le Carbopol káaj ken u pH táan naats' jump'éel pH neutro.
Le nu'ukulil investigación tsool le táanil extraordinariamente positivos ti' le ultrasonicación ti' le formación nanogel yo'osal jump'éel asab interacción partícula-partícula. Le agitación molecular iniciada tumen ultrasonidos ti' le constituyentes ti' le mezcla reacción mejora le tuukula' ku espesamiento promovido tumen le interacciones polímero-solvente. Ku ts'o'okole', le sonicación promueve disolución Carbopol. Ku ts'o'okole', le irradiación tumen ondas ultrasonido mejora le interacción polímero-ZnO NPs yéetel mejora le propiedades viscoelásticas ti' le gel nanopartículas híbridas Carbopol leti' ZnO preparado.
Le diagrama flujo esquemático u anterior u ye'esik le síntesis NPs ti' ZnO yéetel gel híbrido u nanopartículas Carbopol leti' ZnO. Ti' le xooko', le ultrasonido UP400St u utilizó utia'al u precipitación nanopartículas ZnO yéetel le formación nanogel. (tu'ux ismail et ti' le., 2021).
ZnO NPs sintetizados tumen le método precipitación química yáanal le efecto ultrasonidos, tu'ux (u) tu'ux ti' le solución acuosa, ka (b) ku dispersa ultrasónicamente ti' jump'éel hidrogel estable yéetel Carbopol.
(xook yéetel oochel: Ismail et ti' le., 2021).
Beel Stuy: Preparación ultrasónica u nanogel poli (ácido metacrílico) leti' montmorillonita (PMA leti' nMMT).
Khan et ti' le. (2020) demostraron le síntesis exitosa ti' jump'éel hidrogel nanocompuesto poli (ácido metacrílico) leti' montmorillonita (PMA leti' nMMT) yo'osal polimerización redox asistida tumen ultrasonido. Típicamente, 1.0 g nMMT ku dispersó tu 50 ml ja' destilada yéetel ultrasonidos ichil 2 h utia'al u formar jump'éel dispersión homogénea. Le sonicación mejora u dispersión le arcilla, ku resulta ti' propiedades mecánicas u mejoradas yéetel Buka'aj u ba'al u adsorción le hidrogeles. U añadió monómero ácido metacrílico (30 mL) gota gota ti' le suspensión. U añadió persulfato amonio iniciador (APS) (0,1 M) ti' le mezcla seguido ti' 1,0 ml acelerador TEMED. Le dispersión ku agitó vigorosamente ti' 4 h u 50 ° C yo'osal jump'éel agitador magnético. Le juuch'o' viscosa resultante u p'o'ik yéetel acetona yéetel ku desecó ichil 48 h ti' 70 ° C te' píibil. Le producto resultante bin molido ka almacenado ti' jump'éel botella vidrio. Ku sintetizaron jejeláas geles nanocompuestos variando nMMT ti' yaan xan ya'abach 0,5, 1,0, 1,5 yéetel 2,0 g. Le hidrogeles nanocompuestos preparados yéetel 1,0 g nMMT mostraron ti' ya'ala'al máaxo'ob máano'ob adsorción u u yaalab le compuestos yéetel, tune', ku utilizaron utia'al u asab investigación adsorción.
Le micrografías SEM-EDX ti' le derecha muestran le análisis elemental yéetel estructural ti' le nanogeles consisten ti' montmorillonita (MMT), nano-montmorillonita (nMMT), poli (ácido metacrílico) leti' nano-montmorillonita (PMA leti' nMMT) yéetel PMA leti' nMMT cargados yéetel amoxicilina (AMX) yéetel diclofenaco (DF). Le micrografías SEM grabadas yéetel juntúul aumento 1.00 KX yéetel u EDX u
- montmorillonita (MMT),
- nano-montmorillonita (nMMT),
- poli (ácido metacrílico) leti' nano-montmorillonita (PMA leti' nMMT),
- ka PMA leti' nMMT cargados yéetel amoxicilina (AMX) yéetel diclofenaco (DF).
Ku u u MMT crudo k'a'ana'an jump'éel ba'ax lámina te' capas ku ye'esik le meyajo'ob ti' asab nukuch. Ka' ts'o'ok u uchik u péeksa'al, le láminas MMT ku exfolian ti' mejen partículas, ka u deber u ti' le eliminación Si2 + yéetel Al3 + ti' le lu'umo'. lelo'oba' octaédricos. Le espectro EDX ti' nMMT exhibe jump'éel ka'anal porcentaje carbono, ka u deber u chuunil laat'a'an ti' le surfactante utilizado ti' le uchik u péeksa'al, ts'o'ok u le principal constituyente ti' CTAB (C19 H 42BrN) leti' le carbono (84 ti chúumuk). PMA leti' nMMT ye'esik jump'éel ba'ax coherente ka óol cocontinua. Ku ts'o'okole', mina'an poros visibles, ku leti' le exfoliación completa ti' nMMT ti' le matriz PMA. Ka' le sorción yéetel le moléculas farmacéuticas amoxicilina (AMX) yéetel diclofenaco (DF), ku ku cha'antiko'ob cambios ti' le morfología PMA leti' nMMT. Le superficie ku ku asimétrica yéetel juntúul aumento ti' le textura rugosa.
Uso y funcionalidades de hidrogeles de tamaño nanométrico a base de arcilla: Se prevé que los nanocompuestos de hidrogel a base de arcilla sean súper adsorbentes potenciales para la absorción de contaminantes inorgánicos y / u orgánicos de una solución acuosa debido a las características combinadas de arcillas y polímeros, como biodegradabilidad, biocompatibilidad, viabilidad económica, abundancia, alta área de superficie específica, red tridimensional y propiedades de hinchazón / deshinchamiento.
(cf. Khan et ti' le., 2020).
Micrografías SEM-EDX u (u) MMT, (b) nMMT, (c) PMA leti' nMMT, ka (Mulix) hidrogeles nanocompuestos cargados yéetel AMX yéetel (e) DF. Le nanogeles ku tu beetajo'ob ya'abkach yo'osal ultrasonidos.
(xook yéetel fotos: ©Khan et ti' le. 2020).
Ultrasonidos u ka'anal rendimiento utia'al u producción hidrogel yéetel nanogel
Ultrasonidos u ka'anal rendimiento utia'al u producción hidrogel yéetel nanogel
Hielscher Ultrasonics fabrica nu'ukulo'ob ultrasónicos u ka'anal rendimiento utia'al u síntesis hidrogeles yéetel nanogeles yéetel funcionalidades superiores. Tak mejen yéetel k'as poloktak R&Mulix yéetel ultrasonidos piloto utia'al sistemas industriales utia'al u fabricación comercial ti' hidrogel ti' modo continuo, Hielscher Ultrasonics ti' le procesador ultrasónico yáax utia'al báats'tik u requisitos producción hidrogel leti' nanogel.
- ka'anal eficiencia
- Ma'alo'obtal u ts'ook generación
- fiabilidad & robustez
- lote & ti' internet ichil
- utia'al u je'el volumen
- software na'at
- yáantajo'ob inteligentes (je'ebix, protocolo datos).
- Chéen ch'a'abil yéetel seguro u operar
- Yáanal mantenimiento
- CIP (limpieza in situ).
Le uláak' tabla ku ts'aik ti' jump'éel indicación le Buka'aj u ba'al u procesamiento u aproximado k ultrasonicators:
| Volumen lote | Tasa flujo | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 1 u 500mL | 10 200 mL leti' min | UP100H |
| 10 u 2000mL | 20 400 mL leti' min. | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 ti' 20L | 0.2 u 4 L leti' min | UIP2000hdT |
| 10 ti' 100L | 2 10 L leti' min | UIP4000hdT |
| 15 u 150L | 3 ti' 15L leti' min | UIP6000hdT |
| N.a. | 10 100 L leti' min | UIP16000 |
| N.a. | asab nojoch | Cluster u UIP16000 |
Ti' máax ku yéetel to'on! Leti' k'áatiko'ob k!
(Xook yéetel cha'ano': Rutgeerts et ti' le., 2019).
Literatura leti' Referencias
- Ismail, S.H.; Hamdy, A.; Ismail, T.A.; Mahboub, H.H.; Mahmoud, W.H.; Daoush, W.M. (2021): Synthesis and Characterization of Antibacterial Carbopol/ZnO Hybrid Nanoparticles Gel. Crystals 2021, 11, 1092.
- Khan, Suhail; Fuzail Siddiqui, Mohammad; Khan, Tabrez Alam (2020): Synthesis of poly(methacrylic acid)/montmorillonite hydrogel nanocomposite for efficient adsorption of Amoxicillin and Diclofenac from aqueous environment: Kinetic, isotherm, reusability, and thermodynamic investigations. ACS Omega. 5, 2020. 2843–2855.
- Rutgeerts, Laurens A. J.; Soultan, Al Halifa; Subramani, Ramesh; Toprakhisar, Burak; Ramon, Herman; Paderes, Monissa C.; De Borggraeve, Wim M.; Patterson, Jennifer (2019): Robust scalable synthesis of a bis-urea derivative forming thixotropic and cytocompatible supramolecular hydrogels. Chemical Communications Issue 51, 2019.
Hechos u tojol le su'utalil K'ajóolt
Protocolo utia'al u síntesis sonoquímica u nanopartículas ZnO
Le NP ZnO sintetizaron u utilizando u método u precipitación química yáanal u efecto le irradiación tumen ultrasonido. Ti' jump'éel procedimiento típico, u utilizó acetato zinc dihidratado (Zn (CH3COO) 2·2 H 22O) bey precursor, yéetel juntúul solución amoníaco 30-33 ti chúumuk (NH3) ti' jump'éel solución acuosa (NH4OH) bey aj nu'uktaj reductor. Le nanopartículas ZnO ku produjeron disolviendo le cantidad apropiada ti' acetato zinc ti' 100 ml ja' desionizada utia'al u producir 0,1 M jump'éel solución iones zinc. Posteriormente, le solución iones zinc u sometió u irradiación ondas ultrasónicas utilizando jump'éel Hielscher UP400S (400 W, 24 kHz, Berlín, Alemania) ti' jump'éel amplitud le 79 ti chúumuk yéetel juntúul ciclo 0,76 ichil 5 min ti' jump'éel temperatura 40 ◦C. Ts'o'okole', le solución amoníaco ku agregó gota ti' gota ti' le solución iones zinc yáanal u efecto le ondas ultrasónicas. Ka' jump'éel súutuko'ob, le NP ZnO jo'op u precipitar u yéetel ch'íijil, yéetel le solución amoníaco ku agregó continuamente tak ka u produjo le precipitación completa ti' le NP ZnO.
Le NP ku ZnO obtenidas p'o'ob yéetel ja' desionizada ya'abkach Óoxten yéetel u p'áatal asentar utia'al u asentar. Posteriormente, le precipitado obtenido tijik u temperatura ambiente.
(Ismail et ti' le., 2021).
Ba'ax ku le nanogeles.
Le nanogeles wa hidrogeles nanocompuestos le jump'éel bin yano'ob hidrogel ku ts'aik nanopartículas, ku ti' le rango 1-100 nanómetros, ti' u ba'ax. Táan a nanopartículas táan u béeytal u orgánicas, inorgánicas wa jump'éel combinación u ambas.
Le nanogeles ku táakpajalo'ob ti' jump'éel tuukula' k'ajóolta'an je'el bix reticulación, u implica le unión química ti' cadenas polímeros utia'al u formar jump'éel páawo'ob tridimensional. Dado ti' le formación hidrogeles yéetel nanogeles k'a'abet jump'éel mezcla completa utia'al u hidratar le ba'ax polimérica, xan le reticulación yéetel incorporar le nanopartículas, le ultrasonicación jach jump'éel láaka ma'alob xoknáalo'obo' utia'al u producción hidrogeles yéetel nanogeles. Le redes hidrogel yéetel nanogel ku capaces u múuch'ik yaan xan ya'abach ja', ba'ax ku beetik u le nanogeles kuxkinko'obi' ma'alob hidratados yéetel, tune', ken adecuados utia'al u amplia gama aplicaciones, bey le ma'alo'ob meyaj ku beetik fármacos, le ingeniería jach yéetel le biosensores.
Le hidrogeles nanogel u compuestos típicamente ti' nanopartículas, bey sílice wa partículas polímero, u dispersan tuméen tuláakal le matriz hidrogel. Táan a nanopartículas u páajtal sintetizar yéetel ya'ab métodos, incluida polimerización ti' emulsión, le polimerización ti' emulsión inversa yéetel le síntesis sol-gel. Táan a síntesis polimerización yéetel k'iin-gel ku benefician enormemente ti' le agitación ultrasónica.
Le hidrogeles nanocompuestos, Ba'axten otro lado, u compuestos tumen juntúul combinación jump'éel hidrogel yéetel juntúul nanorelleno bey arcilla jump'éel óxido grafeno. Adición le nanorelleno je'el u páajtal u ma'alo'obkíinsiko'ob le propiedades mecánicas yéetel meyajtbilo' ti' le hidrogel bey u rigidez, resistencia le tracción yéetel tenacidad. Te'ela', le poderosas k'iinil dispersión le sonicación facilitan le distribución xan yéetel estable u nanopartículas ti' le matriz hidrogel.
Tu general le hidrogeles nanogel yéetel nanocompuestos yaan amplia gama aplicaciones Sociedad ti' sikte bey le biomedicina, le remediación ambiental yéetel le almacenamiento energía debido a u propiedades ka funcionalidades únicas.
Aplicaciones le nanogel utia'al u tratamientos ts'aako'ob
| Bin yano'ob nanogel | droga | k'oja'anil | Actividad | Referencias |
| Nanogeles PAMA-DMMA | doxorrubicina | K'ak'a | Aumento ti' le velocidad liberación a medida u disminuye le je'o' le pH. Asab citotoxicidad ti' pH 6,8 te' xook viabilidad t'aan | Du et ti' le. (2010). |
| Nanogeles yéetel quitosano decorados yéetel hialuronato | Fotosensibilizadores bey tetra-fenil-porfirina-tetra-sulfonato (TPPS4), tetra-fenil-clorina-tetra-carboxilato (TPCC4) yéetel clorina e6 (Ce6). | Trastornos reumáticos | Jáan absorbido (4 h) tuméen le macrófagos yéetel acumulado ti' u citoplasma ka orgánulos | Schmitt et ti' le. (2010). |
| Nanopartículas PCEC ti' hidrogeles pliónicos | Lidocaína | Ku anestesia | Anestesia infiltración chowak ku bisik yan 360 min | Yin et ti' le. (2009). |
| Nanopartícula poli (ácido lactid-co-glicólico) yéetel quitosano dispersas ti' HPMC yéetel gel carbopol | Espantide II | Dermatitis alérgica Máax ku yéetel uláak' trastornos inflamatorios ti' u yoot'el | Nanogelinnes aumenta le potencial utia'al u percutánea ma'alo'ob meyaj ku beetik espantide II | Punit et ti' le. (2012). |
| nanogeles polivinilo pirrolidona-poli (ácido acrílico) (PVP leti' PAAc) sensibles ti' le pH | Pilocarpina | Mantener jump'éel concentración úuchuk u pilocarpina ti' le ts'ono'oto' asab ti' jump'éel período prolongado u k'iin | Abd El-Rehim et ti' le. (2013). | |
| Poli reticulado (etilenglicol) yéetel polietilenimina | Oligonucleótidos | K'aas k'oja'anilo'obo' neurodegenerativas | Transportado efectivamente ti' le BBB. Eficacia le transporte aumenta láayli' asab ken u superficie le nanogel modifica yéetel transferrina wa insulina | Vinogradov yéetel láak'o'ob (2004). |
| Nanogeles pullulano ku ya'alik colesterol | Interleucina-12 murina recombinante | Inmunoterapia tumoral | Nanogel liberación sostenida | Farhana et ti' le. (2013). |
| Poli (N-isopropilacrilamida) yéetel quitosano | Ti' le k'ak'as k'oja'anil cáncer hipertermia yéetel ma'alo'ob meyaj beetik dirigida u medicamentos | Termosensible magnéticamente modalizado | Farhana et ti' le. (2013). | |
| Páawo'ob ramificada reticulada polietileneimina yéetel poliplexnanogel PEG | Fludarabina | K'ak'a | Actividad elevada yéetel citotoxicidad reducida | Farhana et ti' le. (2013). |
| Nanogel biocompatible u pullulan ba'ax ku taasik colesterol | Bey chaperona artificial | Ti' le k'oja'anil Alzheimer | Inhibir le agregación amiloide β-proteína | Ikeda yéetel láak'o'ob (2006). |
| Nanogel u ADN yéetel reticulación fotográfica | Xooko'obo' genético | Terapia génica | Controlada u K'u'ubul ADN plásmido | Máax xokik et ti' le. (2009). |
| Gel híbrido u nanopartículas carbopol leti' óxido zinc (ZnO). | Nanopartículas u ZnO | Actividad antibacteriana, u inhibidor bacteriano | Ismail et ti' le. (2021). |
Tabla adaptada u Swarnali et ti' le., 2017
Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos u ka'anal rendimiento Laboratorio Utia'al Buka'aj industrial.