שיטת בדיקה לשמירת מים של אתרי תאית

אתרים תאיים, כמוMethylcellulose (MC)-Hydroxypropyl Methylcellulose (HPMC), וCarboxymethyl Cellulose (CMC), נמצאים בשימוש נרחב ביישומים שונים כולל תרופות, בנייה ותעשיות מזון. אחת התכונות הקריטיות של אתרי התאית היא יכולתם לשמור על מים, וזה חשוב לפונקציונליות שלהם ביישומים אלה. שמירת מים מבטיחה שהחומר יישאר בצורה הרצויה ומתפקד ביעילות, בין אם בתמיסה מעובה, ג'ל או כחלק ממטריצה.

1.מַטָרָה

מטרת בדיקת שמירת המים היא לכמת את כמות המים שאתר תאית יכול להחזיק בתנאים ספציפיים. מאפיין זה חשוב מכיוון שהוא משפיע על יכולת העבודה, היציבות והביצועים של מוצרים מבוססי אתר תאית בסביבות שונות.

2.עִקָרוֹן

שמירת מים נקבעת על ידי מדידת משקל המים שנשמרו על ידי אתר התאית כאשר הוא נתון לבדיקה סטנדרטית. בדרך כלל מוכנים תערובת של אתר התאית עם מים, ואז נמדדת כמות המים החופשיים שנלחצים או מתנקזים מהתערובת בלחץ. ככל ששמירת המים גבוהה יותר, כך גדלה היכולת של אתר התאית להחזיק לחות.

3.מכשירים וחומרים

מדגם מבחן:אבקת אתר תאית (למשל, MC, HPMC, CMC)

מים (מזוקקים)- להכנת התערובת

מנגנון לשגירת מים- תא בדיקת שמירת מים סטנדרטית (למשל, משפך עם מסך רשת או מכשיר סינון)

לְאַזֵן- למדידת הדגימה והמים

נייר סינון- לשמירה על המדגם

צילינדר בוגר- למדידת כמות המים

מקור לחץ-כדי לסחוט מים עודפים (למשל, לחיצה או משקל עמוס קפיץ)

שָׁעוֹן עֶצֶר- כדי לעקוב אחר הזמן למדידת שמירת מים

תרמוסטט או חממה- לשמירה על טמפרטורת הבדיקה (בדרך כלל בטמפרטורת החדר, בסביבות 20-25 מעלות צלזיוס)

4.נוֹהָל

הכנת הדגימה:

שקלו כמות ידועה של אבקת אתר תאית (בדרך כלל 2 גרם) במדויק על איזון.

מערבבים את אבקת האתר התאית עם כמות ספציפית של מים מזוקקים (למשל, 100 מ"ל) ליצירת slurry או משחה. מערבבים היטב את התערובת כדי להבטיח פיזור והידרציה אחידים.

אפשר לתערובת לחות לתקופה של 30 דקות כדי להבטיח נפיחות מלאה של אתר התאית.

הגדרת מכשירי שמירת מים:

הכן את מנגנון שמירת המים על ידי הצבת נייר פילטר ביחידת הסינון או במשפך.

שופכים את האתר האתרי של התאית על נייר המסנן ומוודאים שהוא מתפשט באופן שווה.

מדידת שמירה:

החל לחץ על הדגימה באופן ידני או באמצעות לחץ על העמסת מעיין. יש לתקן את כמות הלחץ בכל הבדיקות.

אפשר למערכת להתנקז למשך 5-10 דקות, במהלכה יופרדו עודף מים מהשפלה.

אסוף את המים המסוננים בצילינדר מדורגים.

חישוב שמירת מים:

לאחר השלמת תהליך הניקוז, שקלו את המים שנאספו כדי לקבוע את כמות המים שאבדו.

חשב את שמירת המים על ידי הפחתת כמות המים החופשיים מכמות המים הראשונית המשמשת בתערובת הדגימה.

הֲדִירוּת:

בצע את הבדיקה בשילוב עבור כל מדגם אתר תאית כדי להבטיח תוצאות מדויקות וניתנות לשחזור. ערך שמירת המים הממוצע משמש לדיווח.

5.פרשנות נתונים

התוצאה של בדיקת שמירת המים באה לידי ביטוי בדרך כלל כאחוז המים שנשמרו על ידי מדגם אתר התאית. הנוסחה לחישוב שמירת מים היא:

נוסחה זו מסייעת בהערכת יכולת אחיזת המים של אתרי תאית בתנאים שצוינו.

6.וריאציות מבחן

כמה וריאציות של מבחן שימור המים הבסיסי כוללות:

שמירת מים תלויה בזמן:במקרים מסוימים ניתן למדוד את שמירת המים בפרקי זמן שונים (למשל, 5, 10, 15 דקות) כדי להבין את הקינטיקה של שמירת מים.

שמירה רגישה לטמפרטורה:בדיקות שנערכו בטמפרטורות שונות עשויות להראות כיצד הטמפרטורה משפיעה על שמירת המים, במיוחד עבור חומרים רגישים תרמית.

7.גורמים המשפיעים על שמירת מים

מספר גורמים יכולים להשפיע על שמירת המים של אתרים תאית:

צְמִיגוּת:אתרים תאיים עם צמיגות גבוהה יותר נוטים לשמור יותר מים.

משקל מולקולרי:לאתרים תאית גבוהה יותר במשקל מולקולרי לרוב יש יכולת שמירה טובה יותר על מים בגלל המבנה המולקולרי הגדול יותר שלהם.

מידת החלפה:השינויים הכימיים של אתרי התאית (למשל, מידת המתילציה או הידרוקסיפרופילציה) יכולים להשפיע באופן משמעותי על תכונות שמירת המים שלהם.

ריכוז אתר התאית בתערובת:ריכוזים גבוהים יותר של אתר תאית בדרך כלל גורמים לשמירת מים טובה יותר.

8.טבלה לדוגמא: תוצאות דוגמה

בדוגמה זו, ערכי שמירת המים מראים כי למדגם Carboxymethyl Cellulose (CMC) יש את שמירת המים הגבוהה ביותר, ואילו למתיל -סלולוזה (MC) יש את השמירה הנמוכה ביותר.

בדיקת שימור המים עבור אתרי תאית היא שיטת בקרת איכות חיונית למדידת יכולתם של חומרים אלה להחזיק מים. התוצאות עוזרות לקבוע את התאמתו של אתר התאית ליישומים ספציפיים, כמו בפורמולות שבהם בקרת הלחות היא קריטית. על ידי סטנדרטיזציה של נוהל הבדיקה, היצרנים יכולים להבטיח ביצועים עקביים של מוצרי אתר התאית שלהם ולספק נתונים שימושיים לפיתוח מוצרים.