Site Sponsors
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D

Bagong Nanofilter naghihiwalay ang mga molecule ng Parehong Sukat na may Iba't-ibang mga Katangian kimikal

Published on January 13, 2011 at 1:09 AM

Separating molecule ay isang mahalagang bahagi ng maraming mga proseso ng manufacturing at pagsubok, kabilang ang pharmaceutical produksyon at ang ilang mga biomedical pagsusulit.

Isang paraan ng pagdala out tulad paghihiwalay ay sa pamamagitan ng paggamit ng mga nanofilters - materyales na may mga butas ng isang tiyak na kinokontrol ng maliliit na lapad, upang payagan ang mga molecule hanggang sa na laki upang pumasa sa pamamagitan ng habang pagharang anumang na mas malaki. Ngunit ng isang bagong sistema na devised sa pamamagitan ng mga mananaliksik sa MIT ay maaaring magdagdag ng isang mahalagang bagong kakayahan: isang paraan upang selectively-filter out ang mga molecule ng parehong sukat na may iba't-ibang mga katangian ng kemikal.

Karen Gleason hawak ng isang filter na maaaring selectively alisin ang mga molecule ng parehong sukat na may iba't-ibang mga katangian ng kemikal.

Karen Gleason, isang propesor sa MIT ng chemical engineering at iugnay dekano ng engineering para sa pananaliksik, at Postdoctoral kapwa Ayse Asatekin inilarawan ang proseso sa isang papel-publish ang buwan na ito sa journal Sulat Nano.

Ito ay "sa panimula ibang paraan" ng separating molecule, sabi ng Gleason. "Mga Tao karaniwang tingin ng sa laki ng bilang ng pagtukoy kadahilanan," ngunit sa pamamagitan ng paggawa ng mga pores sa ang filter na maliit na sapat upang ang doon ay isang makabuluhang kemikal sa pakikipag-ugnayan sa pagitan ng napakaliit na butas na pader at ang mga molecule daan sa kanila, ito ay magiging posible upang magtangi ayon sa iba pang mga katangian, siya nagpapaliwanag. Sa kasong ito, ang pagpili ng ay batay sa relasyon ng mga molecule 'para sa tubig. Dahil ang mga pader ng pores ay hydrophobic (repelling ng tubig), iba pang mga hydrophobic molecule ay mas madali iguguhit sa ang pores at propelled sa pamamagitan ng mga ito kaysa sa mga iba pang, mas mababa hydrophobic molecule.

Sa buhay na organismo, ang mga pader cell ay regular na gawin ang uri ng kimiko paghihiwalay, pagpapaalam sa ilang tiyak na mga uri ng mga molecule - halimbawa, nutrients, enzymes o pagbibigay ng senyas molecule - pumasa sa malayang sa pamamagitan ng mga pores sa isang cell lamad, habang pagharang ang lahat ng iba. Subalit ito ay sa unang pagkakataon, sabi ng Asatekin, na ang naturang kemikal paghihiwalay ay ipinapakita sa isang sintetiko lamad.

Maraming biological molecule na katulad sa laki pang ibang-iba na mga function o mga katangian, kaya ang kakayahan upang paghiwalayin ang mga ito ay mahusay na ma-mahalaga. Sa ito paunang katibayan-ng-konsepto pagpapakita, ang molecule na napili ay dalawang dyes, napili dahil sa kanilang mga katulad na laki at kadalian sa detection. Gamit ang isang polycarbonate lamad (isang uri ng plastic) na itinuturing na may isang singaw-deposited layer ng isa pang polimer, ang mga mananaliksik ay magagawang upang paghiwalayin ang dalawang dyes napaka epektibo, na may higit sa 200 beses na mas ng isang uri daan kaysa sa iba pang. Ang patong proseso na ginagamit nila ay hindi lamang nagdadagdag ng kakayahan para sa nakikita ang kaibhan sa pagitan ng mga molecule na batay sa kanilang mga differing affinities para sa tubig, ngunit sa pamamagitan ng patong ang mga insides ng mga tubo-tulad ng mga pores sa ang materyal ito rin ay nagbibigay ng isang paraan ng paglikha ng lubhang maliit na pores ng pare-parehong sukat - magkano mas maliit kaysa sa ginawa ng maginoo pamamaraan.

Joerg Lahann, isang iugnay propesor ng chemical engineering sa sa University of Michigan na ay hindi kasangkot sa ito gumagana, sabi ni na kakayahan ang koponan ay upang makagawa ng maliliit, uniporme pores mas maliit kaysa sa 10 nanometers (billionths ng isang metro) sa kabuuan ay mismo isang makabuluhang katangian na solves isang malaking problema sa umiiral na teknolohiya ng nanoseparation.

Upang subukan kung paano gumagana ang system ang, ang koponan ng sinubukan ng paggawa ng mga dalawang magkaibang mga uri ng mga pores - ang ilang mga na pantay sukat tubes, iba na nagkaroon ng makitid na bottleneck sa isang point at pagkatapos ay widened out. Ang mga uniporme cylinders ay mas epektibo, na nagpapakita na ang mga key na kadahilanan ay ang pakikipag-ugnayan ng mga molecule sa pader ng aralin ng mabuti ang buong haba, na sa kasong ito ay tungkol sa 4,000 ulit ang lapad.

Sa pharmaceutical manufacturing, maraming mga proseso na kasangkot ang mga reaksyon ng kemikal na kung saan ang parehong reactants at ang mga kemikal na ginawa ay halos katulad sa molekular laki, kaya makakapag-hiwalay ang dalawang mahusay ay maaaring maging isang makabuluhang advance sa nagpapahintulot sa malaki-throughput pagproseso sa halip ng maliit na batch produksyon bilang ay kasalukuyang tapos, sabi ng Asatekin.

Bilang karagdagan sa mga posibleng mga application sa pagmamanupaktura ng gamot, tulad membranes ay maaaring mahalaga para sa detection ng mga biologically makabuluhang molecule. Halimbawa, ang US militar, na pinondohan ang pananaliksik sa pamamagitan ng Institute para sa Nanotechnology ng Kawal, ay interesado sa kanilang mga posibleng gamitin sa mga detektor na maaaring kilalanin ang isang kemikal marker na gumagawa ng katawan kapag na-trigger ang isang nagpapaalab tugon ay, na kung saan ay maaaring maging isang paraan ng mabilis na nagpapakita ng na katawan ay nailantad sa isang lason kahit na walang alam kung ano ang lason ay.

Bilang isang susunod na hakbang, Asatekin at Gleason plan upang subukan ang mga pamamaraan sa mga hiwalay biomolecules na ng real kaugnayan sa mga biological na proseso, upang ipakita na ito gumagana para sa mga materyales na maaaring ng interes para sa mga aktwal na application.

Propesor Mathias Ulbricht, upuan ng teknikal na kimika sa University of Duisburg-Essen sa Alemanya, ang mga tawag na ito ng isang "malakas eksperimentong pagpapakita" ng isang bagong pamamaraan na sabi niya pagpipigil ng mahusay na pangako para sa mga praktikal na aplikasyon.

"Ang pag-aaral na ito ay bubukas ng isang bagong abenida para sa mga tunay na 'angkop' nanoporous membranes na may iba't-ibang selectivities kaysa sa mga tradisyunal na membranes," sabi niya. "Maraming experimental trabaho patungo sa paghahanda ng mga membranes na may iba-iba na istraktura at iba pang mga eksperimento sa paghihiwalay ay gawin. Gayunpaman, ako ay maasahin sa mabuti na ang promising na mga prospects ay maaaring ipinapakita talaga sa tulad follow-up na pag-aaral. "

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

Last Update: 9. October 2011 03:08

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit