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Nanofilter Neuf Sépare des Molécules de Même Taille avec Différentes Propriétés Chimiques

Published on January 13, 2011 at 1:09 AM

La Séparation des molécules est une part importante d'on fabrication et procédures de test, y compris la production pharmaceutique et quelques tests biomédicaux.

Une voie d'effectuer une telle séparation en est à l'aide des nanofilters - matériaux avec des trous d'un diamètre minuscule avec précision réglé, pour permettre à des molécules jusqu'à cette taille de réussir tout en bloquant qui sont plus grands. Mais un système neuf conçu par des chercheurs au MIT a pu ajouter une capacité neuve importante : une voie de filtrer sélecteur à l'extérieur les molécules de la même taille qui ont différentes propriétés chimiques.

Karen Gleason retient un filtre qui peut sélecteur retirer les molécules de la même taille qui ont différentes propriétés chimiques.

Karen Gleason, un professeur de MIT du génie chimique et adjoint au doyen du bureau d'études pour la recherche, et le boursier post-doctoral Ayse Asatekin a décrit le procédé dans un document publié ce mois dans les Lettres de Nano de tourillon.

C'est « une voie principalement différente » de séparer des molécules, Gleason dit. Les « Gens pensent habituellement à la taille en tant qu'étant le facteur de définition, » mais en effectuant aux pores dans le petit de filtre assez de sorte qu'il y ait une interaction chimique significative entre les parois de pore et les molécules réussissant par elles, il devient possible de distinguer selon d'autres caractéristiques, il explique. Dans ce cas, la sélection était basée sur l'affinité des molécules pour l'eau. Puisque les parois des pores étaient hydrophobes (l'eau repoussant), d'autres molécules hydrophobes plus facilement ont été tirées aux pores et actionnées par eux que n'étaient autre, les molécules moins hydrophobes.

Aux organismes vivants, les parois cellulaires exécutent par habitude ce genre de séparation chimique, laissant certains genres particuliers de molécules - par exemple, des éléments nutritifs, enzymes ou molécules de signalisation - réussissent librement par des pores dans une membrane cellulaire, tout en bloquant tous les autres. Mais c'est la première fois, Asatekin dit, qu'une telle séparation chimique a été expliquée dans une membrane synthétique.

Beaucoup de molécules biologiques qui sont assimilées dans la taille pourtant ont des fonctionnements ou des propriétés très différentes, ainsi la capacité de les séparer efficacement pourraient être importantes. Dans cette première démonstration d'épreuve-de-concept, les molécules sélectées étaient deux teintures, choisies à cause de leur taille et facilité assimilées de dépistage. Utilisant une membrane de polycarbonate (un type de plastique) traitée avec une couche vapeur-déposée d'un autre polymère, les chercheurs pouvaient séparer les deux teintures très effectivement, avec plus de 200 fois plus d'un type réussissant par l'entremise de que l'autre. Le procédé de couche qu'ils ont utilisé ajoute non seulement la capacité pour distinguer entre les molécules basées sur leurs affinités différentes pour l'eau, mais en vêtant les intérieurs des pores comme un tube dans le matériau il fournit également une voie de produire les pores extrêmement petits de la taille uniforme - beaucoup plus petite que peut être produit par des méthodes conventionnelles.

Joerg Lahann, un professeur agrégé du génie chimique à l'Université du Michigan qui n'a pas été concernée dans ce travail, dit que la capacité de l'équipe de produire de plus petits que 10 nanomètres de pores minuscules et uniformes (milliardièmes d'un compteur) est à travers elle-même une exécution significative qui résout un problème majeur en technologie existante de nanoseparation.

Pour tester comment le système fonctionne, l'équipe a essayé d'effectuer deux genres différents des pores - certains qui étaient les tubes uniformément classés, d'autres qui ont eu un goulot d'étranglement étroit à une remarque et alors élargi à l'extérieur. Les cylindres uniformes étaient beaucoup plus pertinents, expliquant que le facteur clé est l'interaction des molécules avec la paroi du pore au-dessus de sa longueur entière, qui était dans ce cas environ 4.000 fois la largeur.

À la fabrication pharmaceutique, beaucoup de procédés concernent les réactions chimiques dans lesquelles les réactifs et le produit chimique étant produit sont très assimilés dans la taille moléculaire, ainsi pouvoir séparer les deux efficacement pourrait être une amélioration significatif en permettant le grand-débit traitant au lieu de la production de petit-lot comme est fait actuel, Asatekin dit.

En plus des applications possibles à la fabrication de médicament, de telles membranes ont pu être importantes pour le dépistage des molécules biologiquement significatives. Par exemple, les militaires des États-Unis, qui ont financé cette recherche par l'Institut pour la Nanotechnologie de Soldat, sont intéressés par leur utilisation possible dans les détecteurs qui pourraient recenser un repère chimique le fuselage produisent quand une réaction inflammatoire est déclenchée, qui pourrait être une voie d'indiquer rapidement que le fuselage avait été exposé à une toxine même sans savoir ce qu'était la toxine.

Comme prochaine phase, Asatekin et Gleason planification pour essayer la technique pour séparer les biomolécules qui sont d'importance réelle pour des procédés biologiques, pour expliquer que cela fonctionne pour les matériaux qui seraient d'intérêt pour des applications réelles.

Professeur Mathias Ulbricht, présidence de chimie technique à l'Université de Duisbourg-Essen en Allemagne, appelle ceci « une démonstration expérimentale puissante » d'une technique neuve qu'il dit la promesse grande de prises pour des applications pratiques.

« Cette étude ouvre une avenue neuve pour vraiment' les membranes nanoporous réglées par ` avec différentes sélectivités que ceux des membranes traditionnelles, » il dit. « Un travail Plus expérimental vers la préparation des membranes avec la structure diverse et d'autres expériences de séparation doivent être faits. Cependant, Je suis optimiste que les espérances prometteuses puissent être expliquées pratique dans de telles études complémentaires complémentaires. »

Source : http://web.mit.edu/

Last Update: 11. January 2012 13:38

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