A&A Biotechnology Zirkoniumoksidihelmet Sigma

Kromatografiset erotusmenetelmät ovat kasvattaneet suosiotaan yhä vankempien tukimateriaalien kehittämisen myötä. Zirkoniumoksiditukiaineita pidetään erityisen hyvinä niiden erinomaisen hiukkas- ja huokoskokovakauden ja alhaisen hinnan vuoksi.

200um zirkoniumoksidihelmistä on tullut laajalti käytettyjä työkaluja molekyylibiologiassa, mikrobitutkimuksessa, kudosten homogenoinnissa ja mekaanisissa solujen hajotussovelluksissa genomiikan, proteomiikan ja ympäristön mikrobiologian tutkimuksessa.

Hiukkaskoko

A&A Biotechnologyn zirkoniumoksidihelmet Sigma ovat erinomainen vaihtoehto muille markkinoilla oleville tuotteille, sillä niiden kestävyys, kemiallinen kestävyys ja johdonmukaisuus ovat erinomaisia, ja ne on suunniteltu toimimaan saumattomasti useimpien tavanomaisten automatisoitujen nesteenkäsittelyjärjestelmien kanssa - täydellisiä soluviljelysovelluksiin.

Zirkoniumoksidilla on kolme allotrooppista modifikaatiota, nimittäin monokliininen (m-ZrO2), korkean lämpötilan tetragonaalinen (t-ZrO2) ja kuutiomainen (c-ZrO2). Kun puhtaaseen zirkoniumiin lisätään stabilointiaineita, on mahdollista muodostaa tetragonaalista keramiikkaa; yksi tällainen metallioksidi, jota on alettu käyttää yleisesti, on yttriumoksidia; tämä parantaa myös zirkoniumoksidikeramiikan mekaanisia ominaisuuksia ja mekaanista lujuutta.

Tetragonaalisen zirkoniumoksidin morfologiaa ja huokoisuutta voidaan säätää useilla eri tekijöillä, kuten kalsinointilämpötilalla, dopingainepitoisuudella ja komposiittisen välituotesäikeen koostumuksella. Mikro- ja giga-huokoisten zirkoniumoksiditukien synteesiä tutkittiin käyttämällä polymeeri-indusoitua kolloidista aggregaatiota (PICA) ja öljyemulsioprosesseja, ja niiden tukien morfologiaa ja huokoisuutta karakterisoitiin pyyhkäisyelektronimikroskopialla, elohopean intruusio-extruusiohuokoisella porosimetrialla ja typen adsorptio-desorptiossorptiosorptiometriatekniikalla.

Eri ZrAA/PAN-massasuhteilla valmistetuissa zirkoniumnitraatti-nanokuitumatoissa on samankaltainen faasikoostumus ja t-ZrO2-rakeiden koko; niiden keskimääräinen halkaisija kuitenkin kasvaa ZrAA/PAN:n pienentyessä; tämä viittaa siihen, että näiden zirkoniumnitraattikuitumattojen kovuus ja Youngin moduuli riippuvat suuresti niiden mikrorakenteesta, keskimääräisestä halkaisijasta, faasikoostumuksesta ja mikrorakenteen koostumuksesta.

Huokosten koko

Zirkonihelmien huokoskoko määräytyy sekä fysikaalisten että kemiallisten vaikutusten perusteella. Hiukkasten tiheys on tässä avainasemassa; lisäksi myös pinta-ala ja geometria vaikuttavat siihen.

Näiden tekijöiden ymmärtämiseksi paremmin käytimme jaksollisia hiilipohjaisia huokosjärjestelmiä, joiden geometria oli lieriömäinen, rako ja kuutio, ja suoritimme niiden ominaisuuksista suurkanonisia ja NVT Monte Carlo -simulaatioita käyttäen suurkanonisia ja NVT Monte Carlo -simulaatioita lämpötiloissa, jotka vaihtelivat 77 K:n ja 26 MPa:n välillä kunkin simulaation osalta; H2:n adsorptio näissä paineissa simuloitiin, ja samalla laskettiin kullekin systeemille keskimääräiset halkaisijat ja ikkunat sisä- ja pintahuokosten välille sekä keskimääräiset ikkunoiden koot.

Tutkimuksissa tutkittiin huokoskoon vaikutusta solujen tunkeutumiseen helmien läpi. Pienemmillä huokosilla varustetuissa helmissä solut pyrkivät pakkautumaan reunoille ja tunkeutumaan vain kapeista ikkunoista keskelle, kun taas suuremmilla huokosilla varustetuissa helmissä solut jakautuivat tasaisemmin kaikkialle.

Lisäksi elävät ja kuolleet solut määritettiin fluoresenssimikroskoopilla LIVE/DEAD-värjäyksen avulla. Tiedot osoittivat, että solut, joissa oli pienempiä huokosia, kuolivat nopeammin; solut, jotka olivat suuremmilla huokosilla varustetuissa helmissä, osoittautuivat elinvoimaisemmiksi, koska niihin kulkeutui paremmin happea ja ravinteita.

Tiheys

Zirkonihelmiä on saatavana eri hiukkaskokoja ja materiaaleja. Niiden muotoilu tekee niistä yhteensopivia useiden laboratoriojärjestelmien kanssa, mukaan lukien mekaaniset homogenisaattorit Sherlock AX ja FastPrep 24 sekä molekyylibiologian, mikrobiologian ja proteomiikan tutkimuksessa käytettävät solulyysiprotokollat.

Tiheydellä tarkoitetaan näiden helmien massan ja tilavuuden suhdetta. Suuren tiheyden helmiäisten ansiosta yhteen putkeen mahtuu yleensä enemmän helmiäisiä kerralla, mikä lyhentää homogenointiaikoja.

Raskas sulfatoitu zirkoniumoksidi on erittäin selektiivinen esteröimään LA:ta isopropyylilevulinaatiksi (IPL), mutta sillä ei ole riittävää Lewishappo-ominaisuutta CTH-vaiheen katalysoimiseksi, ja näin ollen reaktiivisesti muodostunut IPL kertyy. Tämä muutos reaktiivisuudessa voidaan havaita sen selektiivisyyden jyrkkänä laskuna isokonversiossa, kun pinnan S-kuormitus on > 1 painoprosentti, mikä näkyy sen selektiivisyyden jyrkkänä laskuna GVL:ään isokonversiossa, kun pinnan S-kuormitus on > 1 painoprosentti.

Kemiallinen koostumus

Zirkoniumoksidihelmet valmistetaan korkealaatuisista raaka-aineista ainutlaatuisella tuotantoprosessilla, johon kuuluu titrausvalssaus aihioiksi ja korkeassa lämpötilassa tapahtuva sintraus faasimuodostuksen muodostamiseksi. Tämä tuottaa tasaisesti karkaistuja zirkoniumoksidirakeita, joille on ominaista keskitiheys tai suuri tiheys ja jotka tunnetaan myös korkeasta hiontatehokkuudestaan, jolloin syntyy helmiä, joissa on sileä pinta, joka takaa erinomaisen vakauden ja johdonmukaisuuden.

Lopputuote on vapaa epäpuhtauksista ja sillä on erinomainen kemiallinen kestävyys, joten se soveltuu erinomaisesti solujen hajottamiseen, näytteiden valmistukseen ja proteiinien uuttamiseen molekyylibiologian, mikrobiologian ja ympäristötutkimuksen sovelluksissa. Sigman zirkoniumoksidihelmiä voidaan myös integroida laboratoriojärjestelmiin, kuten Sherlock AX -mekaanisiin hajotuslaitteisiin, näiden toimintojen helpottamiseksi; solulyysiprotokollat sekä proteiinien uuttamista edellyttävät protokollat ovat sopivia sovelluksia näille helmille genomiikan, proteomiikan ja ympäristön mikrobiologian tutkimuksessa.

Denaturoimattomissa solujen hajoamisolosuhteissa 0,5 mm:n zirkoniumoksidi-silika-helmet eristivät onnistuneesti proteiineja T. chuii -bakteerista, kuten SDS-PAGE-geelien hopeanitraattivärjäys osoitti (kuva 3A). Sonikaatio ennen helmijauhatusta ei parantanut merkittävästi proteiinien saantoa tai talteenottoprosenttia.

Katalyyttinen komposiittinen hydroksietyyliselluloosamembraani, joka oli ladattu sulfatoidulla zirkoniumoksidilla, saavutti 95%:n konversioarvon levuliinihapon ja etanolin välisissä esteröintireaktioissa, mikä viittaa sen ylivoimaiseen suorituskykyyn esteröintireaktioissa korkeammalla reaktiolämpötilalla, alhaisemmalla katalyyttikonsentraatiolla ja pidemmällä reaktioajalla kuin kaupalliset sulfatoidut zirkoniumoksidipulverit.