Rheodialisis: Mengontrol Komposisi Kimia dan Gaya Geser Secara Bersamaan dengan Rheometer Kinexus dari NETZSCH

Jelajahi Solusi Rheodialisis yang baru

Bahan lunak jarang mengalami gaya mekanis secara terpisah.

Dalam proses nyata, gaya geser dan perubahan kimiawi terjadi secara bersamaan.

Hingga saat ini, reometer rotasi komersial dapat mengontrol tegangan dan SaringRegangan menggambarkan deformasi material, yang dibebani secara mekanis oleh gaya atau tekanan eksternal. Senyawa karet menunjukkan sifat mulur, jika beban statis diterapkan.regangan mekanis – namun tidak dapat mengontrol lingkungan kimia secara dinamis selama pengujian. Hal ini menciptakan titik buta dalam memahami gel, biopolimer, obat-obatan, sistem pangan, dan bahan biologis.

Dengan Rheodialysis untuk NETZSCH reometer rotasi Kinexus, celah ini telah diatasi.

Mengapa Hal Ini Penting?

Pertimbangkan hidrogel alginat yang digunakan untuk mengenkapsulasi bahan aktif farmasi.

Segera setelah bahan tersebut bersentuhan dengan ion kalsium, ia mulai berubah dari cairan menjadi gel. Pada saat yang sama, proses difusi terjadi, strukturnya berubah, dan sifat mekaniknya terus berkembang.

Hingga saat ini, para peneliti umumnya hanya dapat memantau perubahan kimiawi atau respons reologi. Mempelajari keduanya secara bersamaan dalam kondisi yang realistis tetap menjadi tantangan yang sangat besar.

Rheodialisis mengubah hal ini. Metode ini memungkinkan para peneliti mengamati bagaimana suatu bahan merespons secara mekanis sementara lingkungan kimianya berubah secara real-time – sehingga pengukuran di laboratorium menjadi jauh lebih mendekati kondisi dunia nyata.

Inovasi Kolaboratif: Universitas Liverpool dan Durham serta NETZSCH

Rheodialysis dikembangkan oleh Universitas Liverpool (Dr. Anders Aufderhorst-Roberts) dan Universitas Durham (Prof. John Girkin dan Dr. Lai Zhang) melalui kerja sama erat dengan NETZSCH Analyzing & Testing.

Tujuannya jelas: Memungkinkan pengendalian simultan terhadap lingkungan kimia dan gaya mekanis selama pengujian reologi. Alih-alih mengkomersialkan sistem ini sebagai sistem tertutup, para mitra memilih pendekatan sumber terbuka – sehingga konsep ini dapat diakses oleh komunitas penelitian.

Teknik reodialisis ini menjawab tantangan mendasar: rangsangan kimia dan mekanis jarang bekerja secara independen. Dalam sistem biologis dan industri, keduanya terjadi secara sinergis.

Mengapa Disebut Rheodialisis?

Mengapa Dinamakan Rheodialisis?

Istilah ini menggabungkan dua konsep:

• Reologi – ilmu yang mempelajari bagaimana bahan mengalir dan berubah bentuk
• Dialisis – pengangkutan molekul yang terkendali melalui membran

Sama seperti dialisis yang memungkinkan zat-zat tertentu melewati membran sambil memisahkan zat lainnya, Rheodialysis memungkinkan pertukaran kimia yang terkendali dengan sampel selama pengukuran reologi.

Hal ini memungkinkan untuk meniru proses seperti difusi ion, pertukaran pelarut, paparan enzim, perubahan pH, atau transportasi nutrisi sambil terus memantau perilaku bahan.

Mengapa Hal Ini Penting bagi Bahan Lunak

Hampir semua bahan lunak rentan terhadap:

• Tegangan mekanis
• Lingkungan kimia
• Proses difusi yang bergantung pada waktu

Contohnya meliputi:

• Pembentukan dan degradasi gumpalan darah
• Gelasi alginat
• Pencernaan makanan dalam kondisi lambung
• Pelepasan obat di bawah gaya geser fisiologis
• Krim dan kosmetik yang terpapar garam atau enzim

Menerapkan Proses di Dunia Nyata ke dalam Rheometer

Banyak bahan lunak dirancang untuk merespons lingkungannya.

Contohnya:

Hidrogel Alginat
Alginat, yang berasal dari rumput laut, banyak digunakan dalam pengiriman obat, rekayasa jaringan, dan enkapsulasi sel. Saat terpapar ion kalsium, bahan ini mengeras menjadi gel melalui ikatan silang al Ionic. Rheodialisis memungkinkan para peneliti memantau proses penggelatinan ini secara real time sambil mengukur sifat viskoelastis yang terus berubah.

Studi Pencernaan Makanan
Strukturmakanan tidak hanya mengalami deformasi mekanis selama konsumsi. Struktur tersebut juga secara bersamaan terpapar pada perubahan nilai pH, garam, dan enzim pencernaan. Rheodialisis memungkinkan para peneliti mempelajari bagaimana tekstur dan struktur makanan berubah dalam kondisi yang lebih mirip dengan proses pencernaan.

Formulasi Farmasi
Sistem pengiriman obat sering kali bergantung pada proses yang dikendalikan difusi. Dengan Rheodialysis, para peneliti dapat menyelidiki bagaimana larutan penyangga, ion, atau reagen lain memengaruhi struktur bahan dan perilaku pelepasan saat gaya mekanis diterapkan.

Contoh-contoh ini menunjukkan mengapa pengendalian kimia dan geser secara bersamaan dapat memberikan wawasan yang tidak dapat ditangkap oleh pengukuran reologi konvensional.

Dengan Rheodialysis, para peneliti dapat:

✔ Mengontrol laju difusi kimia melalui pengaturan pompa dan konsentrasi
✔ Identify titik gelasi yang tepat selama pertukaran Ionic
✔ Memodelkan kondisi pemrosesan dunia nyata dengan lebih akurat

Sebagaimana ditunjukkan dalam white paper baru ini, konvergensi sudut fase osilasi pada frekuensi yang berbeda dapat menentukan titik gelasi yang tepat selama pertukaran in-situ Ionic.

Unduh makalah putih di sini:

Pelajari Lebih Lanjut dalam Laporan Resmi

Latar belakang teknis selengkapnya, pengaturan eksperimen, dan contoh penerapan dijelaskan dalam White Paper terbaru:

Sesuaikan, Integrasikan, Berinovasi

Tidak ada pendekatan tunggal yang cocok untuk semua dalam hal pengujian reologi. Itulah sebabnya NETZSCH reometer rotasi Kinexus dirancang sebagai platform terbuka yang dirancang untuk fleksibilitas maksimal:

✔️ Mengintegrasikan alat dari pihak ketiga.
✔️ Memasang aksesori khusus.
✔️ Mengembangkan solusi perangkat lunak baru bersama para ahli kami di NETZSCH.

Rheodialisis hanyalah salah satu contoh dari apa yang dapat terwujud melalui kolaborasi erat antara tim peneliti dan industri. Jika Anda ingin aplikasi Anda menjadi studi kasus inovasi berikutnya, silakan hubungi kami!