オープンソースのレオロジー・ソリューションNETZSCH
NETZSCH Kinexusレオメータ用レオ透析による軟質材料試験の変革
レオ透析技術：ソフトマテリアルのリアルタイム特性評価と試験のための新しいツール。
リバプール大学（Dr. Anders Aufderhorst-Roberts）とダラム大学（Dr. Durham University）が開発した革新的なレオダイアリシスについてご紹介します。Anders Aufderhorst-Roberts, Lecturer in Sustainable & Biological Materials at the School of Engineering）とダラム大学（John Girkin, Professor of Biophysics at the Department of Physics）が共同で開発した革新的なレオダイアリシス（NETZSCH ）をご覧ください。ソフトマテリアルの化学的環境と力学的力の相互作用をプローブする前例のない機能を提供します。
多くの場合、材料がせん断環境の変化に遭遇すると、化学環境の変化と直接一致します。しかし、市販のレオメーターでは、せん断と化学変化を同時に制御することはできません。このことは、軟質構造材料の加工とその最終用途を理解する上で、明らかな盲点となっています。
レオ透析は、この盲点を解決するための私たちの共通のビジョンを示す新しい装置です。これは、私のチームとダラム大学の共同研究者、そしてNETZSCH の同僚が共同で開発したものです。私たちはこの装置を商業化するのではなく、関心を持つすべてのユーザーが完全かつ自由に利用できるようにしています。もし、この装置が新たな研究課題の解決に役立つとお考えでしたら、ぜひご連絡ください。下記までご連絡ください。
なぜレオダイアライシスなのか？
軟質材料が単独で機械的力を受けることはめったにありません。
実際のプロセスでは、せん断と化学的変化が同時に起こります。
これまで、市販の回転式レオメーターでは、試験中に機械的な応力やひずみを制御することはできましたが、化学環境を動的に制御することはできませんでした。このため、ゲル、生体高分子、医薬品、食品システム、および生体材料の理解において、盲点が生じていました。
NETZSCH Kinexus回転式レオメーター向けの新しい「レオダイアライシス」ソリューションにより、このギャップは解消されました。
医薬品の有効成分を封入するために使用されるアルギン酸ハイドロゲルについて考えてみよう。
この材料はカルシウムイオンと接触するとすぐに、液体からゲルへと変化し始めます。同時に、拡散過程が生じ、構造が変化し、その機械的特性も絶えず変化していきます。
これまで、研究者は一般的には、化学的変化かレオロジー的応答のいずれか一方のみをモニタリングすることが可能でした。現実的な条件下で両方を同時に研究することは、依然として極めて困難でした。
レオダイアライシスによって、この状況は一変しました。これにより、研究者は、材料の化学的環境が変化する中で、その材料が機械的にどのように反応するかをリアルタイムで観察できるようになり、実験室での測定結果が実環境の条件に大幅に近づきました。
この用語は、次の2つの概念を組み合わせたものです：
- レオロジー――物質がどのように流動し、変形するかを研究する学問
- ダイアライシス – 膜を通じた分子の制御された輸送
透析が、ある物質を膜を通過させつつ他の物質を分離するのを可能にするのと同様に、レオダイアライシスは、レオロジー測定中に試料との制御された化学的交換を可能にします。
これにより、材料の挙動を継続的に監視しながら、イオンの拡散、溶媒交換、酵素への曝露、pHの変化、あるいは栄養素の輸送といったプロセスを模倣することが可能になります。
多くの柔らかい素材は、周囲の環境に応じて反応するように設計されています。
例えば：
アルギネートハイドロゲル
海藻由来のアルギネートは、薬物送達、組織工学、細胞カプセル化などで広く利用されています。カルシウムイオンに曝露されると、Ionic 架橋反応により材料はゲル化します。レオダイアリシスを利用することで、研究者はこのゲル化プロセスをリアルタイムで監視しながら、変化する粘弾性特性を測定することができます。
食品の消化に関する研究
食品の構造は、摂取中に機械的な変形を受けるだけではありません。同時に、pH値の変化、塩分、消化酵素の影響も受けます。レオダイアライシスにより、研究者は消化過程により近い条件下で、食品の食感や構造がどのように変化するかを研究することができます。
医薬品製剤
薬物送達システムは、多くの場合、拡散制御プロセスに依存しています。レオダイアライシスにより、研究者は、機械的力が加えられている間に、緩衝液、イオン、その他の試薬が材料の構造や放出挙動にどのような影響を与えるかを調査することができます。
これらの例は、化学的要因とせん断力を同時に制御することで、従来のレオロジー測定では捉えきれない知見が得られる理由を示しています。
レオダイアライシスにより、研究者は以下のことが可能になります：
✔ ポンプの設定や濃度を調整して化学的拡散速度を制御する
✔Ionic 交換中にゲル化点を精密にIdentify する
✔ 実際の処理条件をより正確にモデル化する
新しいホワイトペーパーで示されているように、異なる周波数における振動位相角の収束により、その場でのIonic 交換中の正確なゲル化点を特定することができます。
新しいホワイトペーパーをダウンロード：
NETZSCH なぜKinexusの透析を選ぶのですか？
生体材料や工業材料など、ほとんどすべてのソフトマテリアルは、機械的応力や化学的環境に対して非常に敏感です。このレオロジーシステムでは、以下のことが可能です：
- せん断レオメーターテストにおける化学的環境と機械的力の同時制御
- 動的な化学変化における粘度やせん断応力などのレオロジー特性の変化をリアルタイムでモニタリング
- ソフトな固体、ゲル、分散体に対する化学的刺激と機械的刺激の相乗効果を理解することができます。
- 自動化された化学拡散制御により、消化、薬物放出、血液凝固速度論などの現実的なプロセスをモデル化します。
透析療法について詳しくお知りになりたい方は、当社のホワイトペーパーをご覧ください：
血液透析の主な利点
- 動的な化学環境制御: Kinexus回転型レオメータの内蔵フローセル内でバッファー、溶媒、酸、酵素を正確に調整します。
- 高度な粘度および機械的特性の測定: ポリマー、ハイドロゲル、医薬品、食品、パーソナルケア製剤が化学的および機械的応力下でどのように反応するかを追跡します。
- シームレスな統合: モジュラー式のNETZSCH Kinexus レオメータ専用に設計されており、複数のユーザーが使用するラボでカートリッジを簡単にプラグアンドプレイで交換できます。
- 自動化対応テスト: 変動pH環境など、自動化された複数条件のレオロジーテストが可能。
- ライフサイエンスおよび工業用途に多用途: ヘルスケアおよび製薬の試薬放出制御から、食品の消化シミュレーションや接着剤の摩耗解析まで。
レオ透析：レオロジー試験中に試料の化学的環境を変化させる実験プラットフォーム
最先端を行く透析技術
- 化学的開始剤によるポリマーのゲル化速度のモニタリング
- 構造化された食品材料の消化と酵素暴露のシミュレーション
- 剪断応力下での医薬品中の試薬の制御放出のモニタリング
- 塩濃度および酵素相互作用に対するクリームおよび化粧品のレオロジー応答
- 化学的摩耗と機械的摩耗の組み合わせによる粘着特性の変化
- 血液凝固速度論と軟質生体材料のレオロジー
こちらのブログ記事もぜひご覧ください：
NETZSCH Kinexus シアーレオメーターをお勧めする理由は？
| 特徴 | 利点 |
|---|---|
| 試料へのアクセスが容易なモジュール式オープンデザイン | 専用のレオロジーアクセサリでカートリッジを簡単に交換でき、テスト間の移行が迅速 |
| Kinexus専用に最適化されたレオロジーアクセサリ | 適合の課題を排除し、正確な化学的機械的カップリング測定を保証 |
| 独自のrSpace ソフトウェアが自動化を制御 | 化学環境の変化とレオロジー測定を同期させ、実験を合理化 |
| 高感度、せん断および軸方向のデュアルアクション試験 | 複雑な流体、柔らかい固体、分散体の包括的な調査が可能 |
お問い合わせ
NETZSCH Kinexusレオメータ用のレオダイアリシス技術が、化学的に敏感な軟質材料のレオロジーテストにどのような革命をもたらすかをご覧ください。製薬、ヘルスケア、食品、材料科学のイノベーションのためのカスタムアプリケーションについて、当社の専門スタッフにご相談ください！
NETZSCH レオメーターサービスに関する FAQ
私たちは提供します：
- 設置および試運転
- 装置の移設
- 保守点検
- 校正
- 修理
- 装置の基本的な使用方法から高度な使用方法まで、オンサイトおよびオンラインによる包括的なトレーニング。
サービス内容は地域によって異なる場合があります。当社のリモートサービスは世界中でご利用いただけます。
地域やお客様のご要望に応じて、装置のメンテナンス契約も承っております。弊社サービス部までお気軽にお問い合わせいただくか、弊社ウェブサイトの「メンテナンス保守契約 -NETZSCH Analyzing & Testing」をご覧ください。
さらに、Kinexus Prime装置にはUnlimited Warrantyを提供しています！
NETZSCH オンライン・アカデミー（NOA）によるオンライン・トレーニング、マンツーマンのリモート・トレーニング、お客様または弊社トレーニング・センターでのオンサイト・トレーニングを提供しています。営業担当者にお問い合わせいただくか、Know-How -NETZSCH Analyzing & Testingにアクセスしてください。
