Es pot utilitzar un homogeneïtzador ultrasònic per produir pols de nanocell a partir del petroli?

En teoria, els homogeneïtzadors ultrasònics poden ajudar a produir pols de cèl·lules nano - a escala des de la fase del petroli, però l'efecte real està restringit per molts factors i cal analitzar en combinació amb condicions específiques:

1. La funció bàsica dels homogeneïtzadors ultrasònics
Els homogenitzadors ultrasònics utilitzen vibracions d’alta freqüència (normalment per sobre de 20kHz) per crear un "efecte de cavitació": formes petites de bombolles al medi. Quan aquestes bombolles s’esfondren, alliberen fortes forces mecàniques i fortes de cisalla, trencant partícules, dispersant agregats i fins i tot reduint partícules de micres a l’escala del nanòmetre (1 - 1000nm). Aquesta característica els fa potencialment adequats per a la interrupció cel·lular i el perfeccionament de pols.

2. L’impacte de la fase del petroli
Quan s’utilitza l’oli com a medi de dispersió, és important tenir en compte les limitacions de les seves propietats físiques sobre l’efecte de l’ecografia:
● Eficiència de l'efecte de cavitació: l'oli té una pressió de vapor inferior i una viscositat més elevada. En comparació amb l’aigua, la formació i el col·lapse de les bombolles de cavitació són més febles, donant lloc a forces de cisalla insuficients. Es poden requerir temps de processament de potència més alta o més llargues per aconseguir una fragmentació a nanoescala.
● Estabilitat de la dispersió: els pols de cèl·lules a nanoescala solen agregar -se a causa de les forces de van der Waals en el petroli. Per tant, l’addició de tensioactius solubles (com els èsters d’àcids grassos o els derivats d’oli de silicona) és necessària per reduir l’energia superficial i mantenir la dispersió a nanoescala. En cas contrari, poden reagregar -se en partícules de mida micron.

3. Característiques cel·lulars
● Estructura cel·lular: Les cèl·lules vegetals (que contenen parets cel·lulars) o bacteris (capa de peptidoglicà) tenen estructures rígides que requereixen forces de interrupció més fortes. El tractament amb ultrasons pot requerir un pretractament (com la congelació o la hidròlisi enzimàtica) per a una interrupció efectiva. Les cèl·lules dels animals no tenen parets cel·lulars i són relativament més fàcils de tallar i fragment.
● Estat inicial: si les cèl·lules estan mullades (que contenen aigua), la fase de petroli pot causar deshidratació cel·lular i canvis estructurals, afectant l'eficiència de la interrupció. Els pols de cèl·lules seques (com les cèl·lules liofilitzades) són més adequades per a la dispersió en fase d’oli.

Els homogenitzadors ultrasònics poden produir pols de cèl·lules a nanoescala en fase de petroli, però cal complir aquestes condicions:

● Optimitzar els paràmetres ultrasònics com la potència i la durada basades en el tipus de cèl·lula (per exemple, potència alta per a cèl·lules rígides);
● Afegiu un dispersant oli - soluble per evitar aglomeració nanopartícula;
● Utilitzeu preferiblement la pols de cèl·lules seques com a matèria primera per minimitzar la interferència interfacial en la fase de petroli.