پایان نامه ارشد رایگان با موضوع مولکولی، پلیمر، پلیمرهای

هایی که در طبیعت اتفاق می افتد، آزادی طرح مولکولی است. چهار چوب کاری پذیرنده های مصنوعی هرگز به پروتئین ها و دامنه ای از اسکلت ها (برای مثال: زنجیره های کربنی وحلقه های آروماتیک متصل به هم ) محدود نمی شود. بنابراین، پایداری، انعطاف پذیری و دیگر خصوصیات، آزادانه و براساس نیاز تعدیل می گردند. حتی گروههای عاملی که در طبیعت یافت نمی شوند هم می توانند در این ترکیبات دست ساز استفاده شوند. علاوه بر این هر زمانی که لازم باشد، عمل پاسخ به محرک های خارجی (تغییر pH، میدان الکتریکی و موارد دیگر) می تواند از طریق گروههای عاملی مناسب فراهم شود. گستره عملکردها بسیار فراتر از مواردی است که در طبیعت به طور طبیعی اتفاق می افتد.
2-7-3 پذیرنده ها برای کاربردهای عملی
در صنعت از پذیرنده ها برای جدا سازی ارزان محصول هدف، از مخلوط های واکنش و انتقال مواد شیمیایی از فاضلاب استفاده می شود. کاربرد پذیرنده ها برای زیست شناسی مولکولی (کنترل عکس العمل های زنده، جدا سازی مواد زنده و موارد دیگر) هم امید بخش هست. در بعضی از موارد، هزینه جداسازی محصول و خالص سازی بالغ بر نیمی از هزینه کلی محصول می شود. بنابراین پذیرنده هایی با قابلیت انتخاب بالا و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه بوده و برای موفقیت در تجارت مهم هستند.
2-8 کاربرد های قالب مولکولی
سطوح کاربردی متفاوتی برای شبکه های پلیمری قالب مولکولی می توان در نظر گرفت در ادامه به بررسی مختصری از این سطوح و آزمایشات انجام شده در این زمینه می پردازیم.
کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در کروماتوگرافی
حسگر های زیستی
پلیمر های قالب مولکولی به عنوان غشا های سلولی
کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در سیستمهای رهایش دارو
کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در استخراج فاز جامد
و غیره.
2-8-1 کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در کروماتوگرافی
پلیمرهای قالب مولکولی به عنوان فاز ساکن به خصوص در کروماتوگرافی مایع کاربرد فراوانی دارند.این پلیمرها به عنوان فاز ساکن در کروماتوگرافی استفاده می شوند(بالامورگان و همکاران88،2012).
از دیگر ویژگی های خاص در این زمینه، می توان به جداسازی ایزومر های نوری اشاره کرد. با استفاده از روش های قالب مولکولی امکان تولید فاز های نوری بسیار کارآمد بوجود می آید. مشخصه ویژه این مواد، شستشوی گروه خاصی از ایزومر ها می باشد. که این مسئله وابسته به شکل ایزومری مولکول هدف می باشد. به عنوان نمونه هنگامی که از ایزومر R به عنوان آنتی ژن (مولکول هدف ) استفاده شود، ایزومر S شسته خواهد شد، و بالعکس اگر ایزومر S به عنوان مولکول هدف استفاده شود، ایزومر R شسته خواهد شد.
همچنین یک پلیمر قالب مولکولی که دارای ویژگی آنانتیوگزینی89 بود توسط کمپ و همکارانش تهیه شد. این پلیمرها تنها به فرم آنانتیومری که در ساخت پلیمر اولیه استفاده شده بود حساسیت نشان می داد.
2-8-2 حسگر های زیستی
پلیمرهای قالب مولکولی در زمینه حسگرهای الکتروشیمیایی و نوری و همچنین بعنوان وسایل حساس به جرم نیز می توانند مورد استفاده قرار بگیرند .
یک بررسی توسط ماسباخ و کریز90 یک حسگر آمپرومتری ویژه بر پایه پلیمر قالب مولکولی برای مورفین تهیه کردند. شیوه آنها برای تشخیص مورفین شامل دو مرحله بود. در مرحله اول مورفین بطور گزینشی به ذرات MIP داخل حسگر متصل شده و در مرحله دوم عامل غیر فعال کننده (کدئین91) به مقدار اضافی افزوده شده تا پیوندهای مورفین بشکند. مورفین آزاد شده با این شیوه در رنج بین mg/L10- 1/0 قابل تشخیص است.
حسگرهای MIP حساس به جرم همچنین برای اهداف دارویی نیز مورد استفاده قرار گرفته اند. در این زمینه می توان به مطالعاتی که توسط لیانگ92 و همکارانش انجام شد اشاره کرد که آنها موفق به ساخت یک حسگر کافئین با حساسیت و گزینش پذیری بالا شدند که در نمونه های سرم و ادرار انسان کاربرد داشت.
2-8-3 پلیمر های قالب مولکولی به عنوان غشاء های سلولی
یکی دیگر از کاربردهای این پلیمرها ساخت پلیمر های قالب مولکولی به شکل فیلم های نازک می باشد که مانند یک غشای نیمه تراوا عمل می کند. حضور پلیمر قالب مولکولی در غشاء، قابلیت بیشتری را به غشاء خواهد بخشید و غشاء دارای خاصیت گزینشپذیری ویژه خواهد شد. آن‌ها گزینش را برای اینکه چه موادی از غشاء عبور کنند و چه موادی عبور نکنند افزایش میدهند(البریچ93،2004).
2-8-4 کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی بعنوان کاتالیزگر
پلیمرهای قالب مولکولی در بیشتر واکنشهای شیمیایی می توانند بعنوان کاتالیزگر مورد استفاده قرار بگیرند. از آنجائیکه این پلیمرها دارای حفره های گزینش پذیری نسبت به نمونه هدف هستند بنابراین می توانند در فرآیندهای کاتالیستی بکار روند. خاصیت کاتالیزوری MIP ها نسبت به آنتی بادی های کاتالیزوری مقایسه و مشخص شده است که این پلیمرها برای کاتالیز کردن طیف وسیعی از واکنشها می توانند مورد استفاده باشند.
کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی بعنوان کاتالیزور واکنشهای اکسیداسیون در سال 1980 توسط افندیو و کابانو94 مورد بررسی قرار گرفت.
2-8-5 کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در سیستمهای رهایش دارو
پلیمرهای قالب مولکولی می توانند بعنوان عامل بسیار مهم برای رهاسازی کنترل شده دارو مطرح باشند. اولین گزارش در این زمینه در سال 1998 توسط نورل95 و همکارانش ارائه شد. در این تحقیق پلیمرهای قالب بندی شده با تئوفیلین (دارویی برای درمان بیماری آسم) برای رهاسازی کنترل شده در یک محلول بافر مورد ارزیابی قرار گرفت.
سیستمهای رهایش دارو96 (DDS) در حقیقت عواملی هستند که علاوه بر حفظ اثرات دارو و جلوگیری از عوارض جانبی آنها، دارو را تا رسیدن به محل درد در بدن محافظت می کنند تا دارو خواص شیمیایی و بیولوژیکی خود را از دست ندهد.
بعدها در سال 2000 آلندر97 و همکارانش از پلیمرهای قالب مولکولی بعنوان عامل رهایش دارو برای پروپرانولول استفاده کردند. آنها از یک پلیمر قالب بندی شده با پروپرانولول98 استفاده کردند که در قسمتی از پوست بدن قرار داده شده بود. این پلیمر نسبت به پروپرانولول نفوذ پذیر بوده اما اجازه نمی داد آب به داخل سیستم رهایش دارو نفوذ پیدا کند.
همچنین یک بررسی دیگر بمنظور استفاده MIP ها برای رهایش کنترل شده دارو (یک سیستم که نسبت به تغییر شرایط محیط حساس بود) روی لنزها توسط هیراتانی99 و آلوارز- لورنزو100 انجام شد. طی این تحقیق پلیمرهای قالب بندی شده با S- تیمولول101 (دارویی برای درمان آب سیاه چشم) تهیه شده بود که قادر بود مستقیماً بعنوان یک عامل رهایش دارو روی سطح چشم عمل کند.
2-8-6 کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در استخراج فاز جامد
استخراج فاز جامد تاموکسیفن102 از خون و ادرار انسان با کمک MIP این تحقیق در سال 1997 توسط بریگز103 و همکارانش صورت گرفت. آنها از تاموکسیفن سیترات بعنوان مولکول هدف استفاده کردند که با کمک متاکریلیک اسید ، اتیلن گلیکول دی متاکریلات ، آغازگر AIBN ، استونیتریل واکنش پلیمریزاسیون تحت شرایط گاز نیتروژن و دمای 60 درجه سانتیگراد به مدت 16 ساعت انجام شد. پلیمر حاصل با متانول و استیک اسید شسته شد و پس از خشک و آسیاب شدن داخل ستون HPLC پک شده و این ستون برای استخراج فاز جامد تاموکسیفن (داروی ضد سرطان) از نمونه های ادرار و خون انسان مورد ارزیابی قرار گرفت.
استخراج فاز جامد بوپیواکائین104 (داروی بی حس کننده) از خون انسان با کمک MIP این کار در سال 2000 توسط اندرسون105 صورت گرفت.
از آن جا که قالب مولکولی، یک مفهوم جامع بوده و به آسانی سنتز می شود، استراتژی های فراوانی برای افزایش کاربرد آن مورد بررسی و پیشنهاد قرار گرفته است. اگر چه مفاهیم اساسی از قبل، شناسایی شده و پلیمرهای فراوانی در حال حاضر برای کارهای عملی، مورد استفاده قرار می گیرند، اما هنوز تکنیک قالب مولکولی به پیشرفت خود ادامه می دهد. همان طور که ماتریس هائی که برای قالب مولکولی مورد استفاده قرار می گیرند الزاما به مواد آلی محدود نمی شوند و برای مواد معدنی نیز قابل استفاده اند. مولکول هدف، اندازه آن از مولکولهای ساده به مولکولهای پیچیده‌تر تغییر یافته است و استراتژی ها و مفاهیم نیز ارتقاء یافته اند.
فصل سوم
مطالعات تجربی
3-1 مقدمه
در این فصل، فرآیند واکنش پلیمریمریزاسون قالب مولکولی و آزمایشات انجام شده برای مولکول هدف 6_هیدروکسی _2 ،4 ،5_ تری آمینو پریمیدین (به عنوان ناخالصی داروی اسید فولیک) شرح داده می شود.
3-2 مواد مصرفی و دستگاهها
3-2-1 مواد مصرفی
متاکریلیک اسید (MAA)، اتیلن گلیکول دی متاکریلات (EGDMA)، ?2و2-آزوبیس ایزو بوتیرو نیتریل((AIBN، تولوئن، استونیتریل، استون، اتانول، متانول، اسید استیک، هیدروکسید سدیم، پتاسیم دی هیدروژن فسفات و دی پتاسیم هیدروژن فسفات و نانو ذرات سیلیکا(SiO2) و سیلانA (MPTS)106 و 6_هیدروکسی _2 ،4 ،5_ تری آمینو پریمیدین و اسید فولیک ) شرکت مرک107 آلمان( تهیه شدند.
3-2-2 دستگاه ها
از pH متر Jenway مدل 3510 برای تنظیمpH استفاده شد. طیف های FT-IR از پلیمر قالب مولکولی و پلیمر قالب گیری نشده با استفاده از دستگاه اسپکترومتر FT-IR مدل Thermo Nicolet به روش قرص KBr تهیه گردیدند. از دستگاه استخراج سوکسله برای حذف مولکول هدف استفاده شد. میزان غلظت 6_هیدروکسی _2 ،4 ،5_ تری آمینو پریمیدین در محلولها پس از تماس با پلیمر با استفاده از دستگاه UV Jenway مدل 3605 مورد بررسی قرار گرفتند و دستگاه HPLCمدلKanuer مورد استفاده قرار گرفت.
3-3 انتخاب عوامل برای تهیه پلیمر قالب مولکولی
3-3-1 مونومر عاملی
انتخاب یک مونومر عاملی مناسب برای رسیدن به یک پلیمر قالب مولکولی خوب بسیار حیاتی است. در این پروژه از رایج ترین مونومر عاملی متاکریلیک اسید استفاده شده است. متاکریلیک اسید با دارا بودن یک گروه کربوکسیل یک دهنده و پذیرنده بسیار مناسب پیوند هیدروژنی است(شکل3-1).
شکل 3- 1 ساختار مونومر عاملی؛ متاکریلیک اسید
3-3-2 مولکول هدف
مولکول هدف در این پروژه 6_هیدروکسی _2 ،4 ،5_ تری آمینو پریمیدین می باشد شکل(3-2(. با توجه به ساختار مولکول هدف، می تواند با متاکریلیک اسید برهمکنش مناسبی را داشته باشند.
شکل 3- 2 مولکول هدف؛6_هیدروکسی _2 ،4 ،5_ تری آمینو پریمیدین
3-3-3 عامل اتصال دهنده عرضی
محیط شیمیایی و مورفولوژی MIP به میزان زیادی تحت تأثیر برقرار کننده اتصالات عرضی است. بنابراین در انتخاب آن باید توجه زیادی شود. عامل اتصال دهنده عرضی در این پروژه اتیلن گلیکول دی متاکریلات می باشد.
اتصال دهنده عرضی اتیلن گلیکول دی متااکریلات دو گروه آکریلات دارد که آن را قادر میسازد تا پلیمرهای سختتری را شکل دهد علاوه بر استحکام کافی، انعطاف پذیری خوبی هم دارد و همین امر باعث شده که خروج مولکول هدف به آسانی انجام شود و اتصال مجدد آن سریع باشد. شکل(3-3).
شکل 3- 3 ساختار اتصال دهنده عرضی؛ اتیلن گلیکول دی متاکریلات
3-3-4 حلال
در سنتز پلیمر های قالب مولکولی باید حلالی انتخاب شود که همه اجزای مخلوط پلیمریزاسیون در آن محلول باشد و بهترین بر هم کنش مونومر-مولکول هدف را موجب شود و به ویژگیهای تخلخلی و نفوذپذیری پلیمر قالب مولکولی پایانی کمک کند. مهمترین نکته در موفقیت قالب مولکولی غیر کووالانسی افزایش تعداد کمپلکس های غیر کووالانسی تشکیل شده (پیوند هیدروژنی) در مخلوط واکنش است. چرا که استحکام پلیمر و اندازه حفر‌ها وابسته به این مرحله می‌باشد.
برای بر هم کنشهای مؤثر منومر-مولکول هدف، حلالهای آلی آپروتیک غیر قطبی یا با قطبیت متوسط کمترین برهمکنش را با نیروهای موجود

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *