aħbarijiet

Polietilenimina(PEI fil-qosor), bin-numru CAS ta' 9002-98-6, huwa polimeru katjoniku li jinħall fl-ilma. Il-karatteristika ewlenija tiegħu hija li l-katina molekulari tiegħu hija rikka f'numru kbir ta' gruppi amini (amini primarji, amini sekondarji, u amini terzjarji). Din l-istruttura tiddetermina l-alkalinità qawwija tiegħu, ir-reattività għolja, u l-proprjetajiet fiżikokimiċi uniċi. Il-polietilenimina għandha valur ta' applikazzjoni insostitwibbli f'ħafna oqsma.

I. Informazzjoni Bażika: Struttura u Klassifikazzjoni

1. Struttura kimika

L-unità ripetuta tal-PEI hija -CH₂CH₂NH-, u l-gruppi amminiċi fuq il-katina molekulari tagħha jagħtuha proprjetajiet katjoniċi qawwija (pKa≈10) – anke taħt kundizzjonijiet newtrali jew dgħajjef aċidużi, il-gruppi amminiċi jistgħu jiġu protonati (-NH₂→-NH₃⁺), li hija s-sors ewlieni tas-solubbiltà fl-ilma tagħha, il-kapaċità ta' kumplessazzjoni u l-assorbiment tal-wiċċ.

Skont strutturi differenti, huma prinċipalment maqsuma f'żewġ kategoriji:

Polietilenimina lineari (L-PEI): Il-katina molekulari hija lineari, b'amini sekondarji bħala l-grupp amino ewlieni (madwar 90%), u l-proporzjon ta' amini primarji u terzjarji huwa baxx. Id-distribuzzjoni relattiva tal-massa molekulari hija dejqa, u l-purità hija ogħla.

Polietilenimina ramifikata (B-PEI): Il-katina molekulari fiha numru kbir ta' ktajjen tal-ġenb, bi proporzjon bilanċjat ta' amini primarji (≈25%), amini sekondarji (≈50%), u amini terzjarji (≈25%), u għandha reattività ogħla. Huwa l-aktar tip użat komunement fl-industrija.

2. Proprjetajiet fiżiċi ewlenin

Ii. Karatteristiċi Ewlenin: Għaliex il-PEI jintuża ħafna?

Proprjetà katjonika qawwija u kapaċità ta' kumplessazzjoni: Il-grupp amino wara l-protonazzjoni jġorr ċarġ pożittiv u jista' jifforma kumplessi stabbli ma' sustanzi b'ċarġ negattiv (bħal DNA, RNA, żebgħa anjonika, tafal, u joni tal-metall), li huwa l-mekkaniżmu ewlieni tal-azzjoni tiegħu fil-kunsinna tal-ġeni, it-trattament tal-ilma, u l-assorbiment tal-metall.

Reattività għolja: Il-gruppi amini (speċjalment l-amini primarji) jistgħu jipparteċipaw f'diversi reazzjonijiet (bħaż-żieda ta' Michael, il-ftuħ taċ-ċrieki epossidiċi, l-aċilazzjoni, ir-reazzjonijiet ta' crosslinking), u jistgħu jintużaw bħala aġenti ta' crosslinking u modifikaturi biex jiffunzjonalizzaw il-wiċċ tal-materjal.

Solubilità fl-ilma u proprjetà li tifforma film: Solubilità tajba fl-ilma tagħmilha faċli biex tiġi pproċessata. Wara t-tnixxif, tista' tifforma film dens, u l-film għandu ċerti proprjetajiet ta' adeżjoni u barriera.

Alkalinità qawwija: L-għadd kbir ta' gruppi amminiċi fil-molekula jagħmel is-soluzzjoni akwea tagħha alkalina qawwija (pH≈10 sa 12), u tista' tgħaddi minn reazzjonijiet ta' newtralizzazzjoni ma' sustanzi aċidużi.

III.Għalxiex tintuża l-polietilenimina(Klassifikati skont Xenarji ta' Domanda

1. Qasam bijomediku (Qalba: Vetturi tal-kunsinna tal-ġeni)

Il-PEI huwa wieħed mill-vetturi tal-ġeni mhux virali l-aktar użati komunement fil-preżent:

Prinċipju Il-PEI katjoniku u d-DNA/RNA anjoniku jiffurmaw "kumpless PEI-aċidu nuklejku" permezz ta' interazzjoni elettrostatika, li mhux biss tipproteġi l-aċidi nuklejċi milli jiġu degradati min-nukleasi iżda tippermettilhom ukoll jidħlu fiċ-ċelloli permezz tal-endoċitożi. Barra minn hekk, l-"effett ta' sponża tal-protoni" tal-PEI (li jassorbi l-protoni fiċ-ċellula wara l-protonazzjoni) li jqanqal il-qsim tal-vesikoli jista' jippromwovi r-rilaxx ta' aċidi nuklejċi fiċ-ċitoplasma;

Applikazzjoni: Terapija tal-ġeni (bħal kunsinna ta' ġeni għal tumuri u mard ġenetiku), kunsinna ta' vaċċini bl-aċidu nuklejku, esperimenti ta' trasfezzjoni taċ-ċelluli (reaġent ta' trasfezzjoni PEI użat komunement fil-laboratorji);

Nota: Il-PEI b'piż molekulari għoli għandu ċitotossiċità relattivament għolja. Bħalissa, ġew żviluppati PEI modifikati b'tossiċità baxxa (bħal PEI modifikati bil-peG u nanopartiċelli PEI cross-linked).

2. Qasam tat-trattament tal-ilma (Qalba: Flokkulanti, Assorbenti)

Flokulant: Il-proprjetà katjonika ta'Polietilenimina PEIJista' jinnewtralizza partiċelli sospiżi b'ċarġ negattiv fl-ilma (bħal ramel, materja organika, u batterji), u b'hekk il-partiċelli jinġemgħu u joqogħdu. Jintuża għall-purifikazzjoni tal-ilma tax-xorb u għat-trattament tad-drenaġġ industrijali (bħall-istampar u ż-żebgħa, drenaġġ mill-manifattura tal-karta), speċjalment adattat għat-trattament tad-drenaġġ b'turbidità għolja u kontenut għoli ta' materja organika.

Assorbent Il-grupp amino tal-Polyethylenemine PEI jista' jifforma bonds ta' koordinazzjoni ma' joni tal-metalli tqal (bħal Cu²⁺, Ni²⁺, Cr⁶⁺, Pb²⁺), u jista' jintuża għat-tneħħija ta' metalli tqal fl-ilma tad-drenaġġ industrijali. Jista' wkoll jiġi magħmul f'materjali ta' adsorbiment modifikati bil-polyethylenemine (bħal karbonju attivat bil-PEI, nanofibri tal-PEI) biex itejjeb il-kapaċità ta' adsorbiment.

3. Qasam tal-modifika tal-wiċċ tal-materjal (Qalba: Modifika Funzjonali)

Modifika tal-Karta/Fibra: It-trattament tal-karta bil-polietilenimina PEI jista' jtejjeb is-saħħa tagħha fl-imxarrab, ir-reżistenza għall-ilma u l-istampar (permezz ta' cross-linking ma' gruppi idrossiliċi fuq il-wiċċ tal-fibra), u jintuża fil-produzzjoni ta' karta speċjalizzata (bħal karta tal-ippakkjar, karta tal-filtru).

Trattament tal-wiċċ tal-metall: Il-polietilenimina tista' tifforma film protettiv fuq il-wiċċ tal-metall, u b'hekk ittejjeb ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-metall, u tista' sservi wkoll bħala promotur tal-adeżjoni għall-kisi tal-metall.

Modifikazzjoni tal-materjal polimeriku: Il-PEI jintuża bħala aġent ta' crosslinking jew kompatibilizzatur biex itejjeb il-kompatibilità u l-adeżjoni tal-polimeri (bħal modifika ta' crosslinking ta' reżini tal-poliuretan u epossidiċi), jew biex itejjeb l-idrofiliċità tal-materjali (bħal films tal-polyolefin modifikati bil-PEI).

4. Applikazzjonijiet industrijali oħra

Adeżivi u siġillanti: Il-grupp amino tal-PEI jista' jgħaddi minn reazzjonijiet ta' cross-linking ma' aldeidi, isoċjanati, eċċ., u jista' jintuża bħala aġent ta' tqaddid għal adeżivi bbażati fuq l-ilma. Il-polietilenimina tintuża għat-twaħħil tal-injam, il-karta u l-metall, b'saħħa għolja ta' twaħħil u reżistenza tajba għall-ilma.

Industrija taż-żebgħa u l-pigmenti: Il-polietilenimina PEI tista' tintuża bħala fissattiv għal żebgħa katjonika (speċjalment għaż-żebgħa ta' fibri naturali bħall-qoton u l-ħarir), u b'hekk ittejjeb l-adeżjoni u l-ħasil taż-żebgħa; Il-polietilenimina tista' tintuża wkoll bħala dispersant tal-pigmenti biex tipprevjeni l-agglomerazzjoni tal-pigmenti.

Estrazzjoni tal-pitrolju: Il-PEI jintuża fit-trattament tal-ilma fil-qasam taż-żejt (bħal aġenti li jagħlqu l-ilma u li jikkontrollaw il-profil), jew bħala addittiv tal-fluwidu tat-tħaffir biex itejjeb l-istabbiltà tal-fluwidi tat-tħaffir.

Billi jiġi aġġustat il-piż molekulari (piż molekulari baxx, tossiċità baxxa; piż molekulari għoli, attività għolja), l-istruttura (lineari vs. ramifikata), u l-metodi ta' modifikazzjoni (peG-ylation, cross-linking, u compounding) ta'polietilenimina, l-applikazzjoni tagħha f'oqsma ta' livell għoli (bħal kunsinna mmirata ta' mediċini u materjali funzjonali speċjali) tista' tiġi estiża aktar.