וונג'ון צ'יו, בו שו
מרכז מחקר ופיתוח יישומים
מבוא
עם התפתחות הביוטכנולוגיה כמו גם טכנולוגיית סינתזת פפטידים, חומרים אופטו-אלקטרוניים אורגניים הם סוג של חומרים אורגניים בעלי פעילויות פוטו-אלקטריות, הנמצאים בשימוש נרחב בתחומים שונים כגון דיודות פולטות אור (LED, כפי שמוצג באיור 1), טרנזיסטורים אורגניים , תאים סולאריים אורגניים, זיכרון אורגני וכו' חומרים אופטו-אלקטרוניים אורגניים הם בדרך כלל מולקולות אורגניות העשירות באטומי פחמן ובעלות מערכת π-מצומדת גדולה.ניתן לסווג אותם לשני סוגים, כולל מולקולות קטנות ופולימרים.בהשוואה לחומרים אנאורגניים, חומרים אופטו-אלקטרוניים אורגניים יכולים להשיג הכנת שטח גדול כמו גם הכנת מכשירים גמישים בשיטת פתרון.יתר על כן, לחומרים אורגניים יש מגוון מרכיבים מבניים ומרחב רחב לוויסות ביצועים, מה שהופך אותם למתאימים לתכנון מולקולרי להשגת הביצועים הרצויים וכן הכנת מכשירים מולקולריים או ננו בשיטות הרכבה מלמטה למעלה, כולל הרכבה עצמית שיטה.לכן, חומרים אופטו-אלקטרוניים אורגניים זוכים ליותר ויותר תשומת לב מצד חוקרים בגלל היתרונות הטמונים בהם.
איור 1. סוג של חומר פולימרי אורגני שניתן להשתמש בו להכנת נוריות LED. משוכפל מהפניה 1.
איור 2. התמונה של מכונת SepaBean™, מערכת כרומטוגרפיה נוזלית הכנה מבזק.
כדי להבטיח ביצועים טובים יותר בשלב מאוחר יותר, יש צורך לשפר את הטוהר של תרכובת המטרה ככל האפשר בשלב מוקדם של סינתזה של חומרים אופטואלקטרוניים אורגניים.מכונת SepaBean™, מערכת כרומטוגרפיית נוזל הכנה הבזק המיוצרת על ידי Santai Technologies, Inc. יכולה לבצע את משימות ההפרדה ברמה ממיליגרם ועד מאות גרמים.בהשוואה לכרומטוגרפיה ידנית מסורתית עם עמודי זכוכית, השיטה האוטומטית יכולה לחסוך מאוד זמן וכן להפחית את צריכת הממיסים האורגניים, ומציעה פתרון יעיל, מהיר וחסכוני להפרדה וטיהור של מוצרים סינתטיים של חומרים אופטואלקטרוניים אורגניים.
חלק ניסיוני
בהערת הבקשה, נעשה שימוש בסינתזה אופטו-אלקטרונית אורגנית נפוצה כדוגמה ותוצרי התגובה הגולמיים הופרדו וטיהרו.מוצר היעד טוהר תוך זמן קצר למדי על ידי מכונת SepaBean™ (כמתואר באיור 2), מה שמקצר מאוד את תהליך הניסוי.
המדגם היה תוצר סינתטי של חומר אופטו-אלקטרוני נפוץ.נוסחת התגובה הוצגה באיור 3.
איור 3. נוסחת התגובה של סוג של חומר אופטו-אלקטרוני אורגני.
טבלה 1. מערך הניסוי להכנת פלאש.
תוצאות ודיון
איור 4. כרומטוגרמת הבזק של המדגם.
בהליך הטיהור ההכנה הבזק, נעשה שימוש במחסנית סיליקה של SepaFlash Standard Series של 40 גרם וניסוי הטיהור הופעל עבור כ-18 נפחי עמודות (CV).מוצר היעד נאסף באופן אוטומטי וכרומטוגרמת הבזק של הדגימה הוצגה באיור 4. זיהוי באמצעות TLC, ניתן היה להפריד ביעילות את הזיהומים לפני ואחרי נקודת היעד.כל ניסוי הטיהור ההכנה הבזק ארך בסך הכל כ-20 דקות, מה שיכול לחסוך כ-70% מהזמן בהשוואה לשיטת הכרומטוגרפיה הידנית.יתר על כן, צריכת הממס בשיטה האוטומטית הייתה כ-800 מ"ל, חיסכון של כ-60% מהממסים בהשוואה לשיטה הידנית.תוצאות ההשוואה של שתי השיטות הוצגו באיור 5.
איור 5. התוצאות ההשוואתיות של שתי השיטות.
כפי שמוצג בהערת יישום זה, השימוש במכונת SepaBean™ במחקר של חומרים אופטואלקטרוניים אורגניים יכולה לחסוך ביעילות הרבה ממיסים וזמן, ובכך להאיץ את התהליך הניסיוני.יתר על כן, הגלאי הרגיש ביותר עם זיהוי טווח רחב (200 - 800 ננומטר) המצויד במערכת יכול לעמוד בדרישות לזיהוי אורך גל גלוי.יתרה מכך, פונקציית המלצת שיטת ההפרדה, תכונה מובנית בתוכנת SepaBean™, יכולה להפוך את המכונה להרבה יותר קלה לשימוש.לבסוף, מודול משאבת האוויר, מודול ברירת מחדל במכונה, יכול להפחית את הזיהום הסביבתי על ידי הממיסים האורגניים ובכך להגן על הבריאות והבטיחות של צוות המעבדה.לסיכום, מכונת SepaBean™ בשילוב מחסניות טיהור SepaFlash יכולה לענות על דרישות היישום של החוקרים בתחום חומרים אופטואלקטרוניים אורגניים.
1. Y. –C.קונג, S. –H.Hsiao, פוליאמידים פלואורסצנטיים ואלקטרוכרומיים עם פירנילאמיןכרומופור, J. Mater.Chem., 2010, 20, 5481-5492.
זמן פרסום: 22 באוקטובר 2018