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新的Nanofilter分離與不同的化學性質相同大小的分子

Published on January 13, 2011 at 1:09 AM

分離分子,是許多製造和測試過程,包括藥品生產和一些生物醫學測試的一個重要組成部分。

開展這種分離的方法之一是使用nanofilters - 精確控制的微小直徑的孔材料,允許分子到該大小通過,同時阻止任何較大。但是,由麻省理工學院的研究人員設計了一個新的系統,可以添加一個新的重要的能力:一種方式有選擇性地篩選出相同大小的分子,有不同的化學性質。

卡倫格里森持有過濾器,可以有不同的化學性質相同大小的分子選擇性地除去。

卡倫格里森,麻省理工學院的化學工程與工程院副院長的研究教授和博士後研究員艾謝費里德阿卡爾 Asatekin在“納米通訊”雜誌本月公佈的一份文件中描述的過程。

格里森說,這是“一個根本不同的方式”分離分子。 “人們通常認為的大小作為決定性因素,”但通過過濾器的足夠小,以便有一個顯著的孔壁,並通過它們的分子之間的化學作用使毛孔,就有可能根據其他歧視的特點,她解釋說。在這種情況下,選擇是基於對水分子的親和力。因為毛孔壁的疏水性(水擊退),其他疏水性分子更容易被吸引到毛孔,並通過他們推動比其他疏水性分子。

在活的生物體,細胞壁經常進行這種化學分離,讓某些特定種類的分子 - 例如,營養成分,酶或信號分子 - 通過自由通過在細胞膜上的毛孔,而阻止所有其他。但是,這是第一次,Asatekin說,這種化學分離已表明在合成膜。

許多生物分子大小相似,尚未有很不同的功能或屬性,以便有效地將它們分開的能力可能是重要的。在這個初始的概念證明演示中,所選的分子兩種染料的選擇,因為他們相似的大小和便於檢測。使用聚碳酸酯膜(塑料)與另一種聚合物氣相沉積層處理,研究人員能夠非常有效的一個傳遞通過比其他類型的200倍以上,分離兩種染料。該塗料不使用的過程中,他們只增加了根據各自不同的親疏水分子之間的歧視的能力,但塗層材料的筒狀毛孔內部,它也提供了一個非常小的毛孔大小均勻的方式 - 很多小於可以用常規方法製作。

約爾格 Lahann,一個化學工程的密歇根大學誰是不是在這項工作中所涉及的關聯教授,,以產生微小,小於 10納米(十億分之一米)統一毛孔跨越球隊的能力是一個顯著成就,解決了現有 nanoseparation技術的主要問題。

為了測試系統是如何工作的,團隊試圖使兩種不同類型的毛孔 - 一些大小均勻管,其他人,在一個點上一個狹窄的瓶頸,然後擴大。統一的缸更有效,證明的關鍵因素是牆孔在其整個長度,在這種情況下,約 4000倍的寬度與分子的相互作用。

在藥品生產中,很多過程涉及的化學反應中,反應物和正在生產的化學分子大小非常相似,所以能夠以獨立的兩個有效,可以在一個重大的進步,允許大的吞吐量,而不是小批量加工生產是目前Asatekin說。

除了在藥品生產中的可能應用,這種膜可以顯著生物分子檢測的重要。例如,美軍士兵納米技術研究所的資助,通過這項研究,是在其可能使用的探測器可以識別觸發炎症反應時,體內產生的一種化學標記,這可能是一個迅速揭示感興趣該機構曾接觸到一種毒素,甚至不知道毒素是什麼。

作為下一個步驟,Asatekin和格里森計劃嘗試單獨的生物分子,是真正相關的生物過程,以表明它的利益為實際應用的材料,工程技術。

恩威烏布利希教授,在德國杜伊斯堡 - 埃森大學技術化學椅子,調用這一個“強大的演示實驗”的一個新的技術,他說,認為對實際應用的巨大潛力。

“他說:”這項研究打開了新的途徑,真正做到“量身定制”不同的選擇性比傳統膜多孔膜。 “更多的實驗朝​​著不同的結構和膜分離實驗的準備工作要做。不過,我很樂觀,幾乎在後續的研究可以證明,前景廣闊。“

來源: http://web.mit.edu/

Last Update: 3. October 2011 18:50

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