Однофазное узо: Устройство защитного отключения однофазное УЗО-ВАД2 однофазное

Содержание

УЗО — ВАД2 однофазное — исполнение И



— Защита от поражения электрическим током.
— Защита от сверхтоков.
— Защита от временных перенапряжений.
— Ограничение грозовых и коммутационных импульсных напряжений.
— Повышенная пожарная безопасность при сверхтоках и недопустимых токах утечки на землю.
— Возможность дистанционного управления отключением.
— Уменьшенные габаритные размеры.  
  Нормативно-правовое обеспечение

 

  • Отвечают требованиям ГОСТ Р 51327.1-99, ГОСТ Р 51327.2.2-99, ГОСТ Р 51329-99.
  • НПБ 243-97 «Устройства защитного отключения. Требования пожарной безопасности».
  • Имеет сертификат пожарной безопасности ССПБ.RU.ОП034.В.00255.

  Особенности

 

  • Обеспечивают отключение как при синусоидальном переменном, так и при постоянном пульсирующем дифференциальном токе (тип А, как рекомендовано ПУЭ).
  • УЗО-ВАД2 исполнения «И» имеют 2 защищенных от сверхтоков полюса с комбинированными расцепителями (тепловой и электромагнитный)
  • Имеют встроенную защиту от сверх токов, обеспечивающую автоматическое отключение устройства при перегрузках 1,45 In в течение 1 часа и при токах короткого замыкания 10 In в течение 0,1 с.
  • Имеют широкую номенклатуру исполнений, уменьшенные габаритные размеры.
  • Имеют исполнения с выдержкой времени при срабатывании от дифференциального тока — тип S.
  • Работоспособны при напряжении питающей сети от 110 до 265В.
  • Допускают предельный диапазон рабочих температур от минус 45 до +55°С.
  • УЗО-ВАД2 срабатывают от тока нагрузки при двойном заземлении (как со стороны сети, так и на стороне нагрузки) нулевого рабочего проводника, и не теряют чувствительности к дифференциальному току, что выгодно отличает УЗО-ВАД2 от других УЗО, в том числе и зарубежных.
  • Устойчивы к электромагнитным воздействиям.
  • Ограничивают грозовые импульсные напряжения на уровне не выше 2000 В.
  • Допускают подсоединение как медных, так и алюминиевых проводников.
  • Имеют световую индикацию наличия напряжения в питающей сети.
  • Имеют защиту от временных перенапряжений выше 265 В.
  • Имеют исполнение с дистанционным управлением отключением, которое осуществляется внешним замыкающим контактом.
    Все исполнения ДУ совместимы с противопожарными системами предупреждения о пожаре. Дистанционное управление отключением имеет защиту от электромагнитных помех высокой интенсивности.
  • УЗО-ВАД2 соответствует современным требованиям пожарной безопасности, их корпусные детали выполнены из материалов, выдерживающих испытание на огнестойкость при температуре до 960°С, обладают высокой теплостойкостью.
  • поставки УЗО-ВАД2 как с дополнительными функциями (дистанционное управление отключением — ДУ и/или защита от временных перенапрежений 265В), так и без любой из них в соответствии с заказом.
  • Гарантийный срок эксплуатации — 5 лет.

  Технические характеристики

  Показатели ВеличиныНоминальное напряжение сети, В 220 Номинальная частота, Гц 50 Количество полюсов 2 Номинальный ток, А 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63Номинальная наибольшая коммутационная способность (ПКС) Iсм ,А 10000 Номинальный отключающий дифференциальный ток, мА 10, 30, 100, 300, 500 Время отключения при двойном значении номинального отключающего дифференциального тока, не более, сек. 0,04 (общего типа)
0,20 (типа S) Отключающее повышенное напряжение, В 265 Время срабатывания при повышенном напряжении, не более, с 0,5 Время несрабатывания при повышенном напряжении, не менее, с 0,03 Дистанционное управление: внешний замыкающий контакт напряжение/ток 27 В/5 мА Максимальное сечение подключаемых проводников, мм2 25 Диапазон температур, °С от минус 45 до 55 Габаритные размеры, мм 107 х 54 х 80 Масса, не более, кг 0,33

  Характеристики надежности

 

  • Срок эксплуатации — 10 лет.
  • Срок гарантии — 5 лет.

Опубликовано: 20 Sep 2010.
Просмотров: в Ноябре [25], всего [9110]

УЗО – подключение, назначение, выбор и принцип работы

УЗО (устройство защитного отключения) – это установочное электрическое изделие, предназначенное для отключения подачи электроэнергии в электропроводку в случае возникновения утечки тока при нарушении изоляции в проводах или электроприборах.

УЗО, в отличие от автоматического выключателя, предназначено исключительно для защиты человека от поражения электрическим током, предотвращения возникновения пожара и непосредственного участия в работе электроприборов не принимает. От короткого замыкания в электропроводке и в случае прикосновение человека к фазному и нулевому проводам УЗО не защищает.

На фотографии показано двухпроводное устройство защитного отключения типа ВД1-63, предназначенное для работы в однофазной сети переменного напряжения 220 В и рассчитанное на ток защиты 30 мА. УЗО с такими характеристиками подойдет для установки на входе практически любой квартирной электропроводки.

В ассортименте установочных изделий имеются комбинированные, в одном корпусе которых встроено УЗО и автоматический выключатель. Такой аппарат называется Автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током, со встроенной защитой от сверхтока. На фотографии показан внешний вид модели АВДТ32, рассчитанного на ток защиты электропроводки 16 А и защиты человека на 30 мА. Но такие устройства защиты не получили широкого применения из-за высокой стоимости.

В дополнение, в случае срабатывания, сложно найти, в чем заключается неисправность – произошло короткое замыкание или утечка тока.

Как выбрать УЗО

Выбрать УЗО для квартирной электропроводки или дома для домашнего электрика не представляет трудностей. Подойдет любое однофазное УЗО, рассчитанное на рабочий ток равный току защиты автоматического выключателя и ток утечки 30 мА. Фотография такого УЗО приведена в начале статьи.

Какой тип УЗО лучше для квартиры


электромеханическое или электронное

УЗО выпускаются в двух конструктивных исполнениях – электромеханические и электронные. Для правильного выбора нужно провести сравнение их технических характеристик.

Как видно из таблицы, если нет ограничений по габаритным размерам нужно выбирать электромеханическое УЗО. Электронное УЗО незаменимо в случае установки на отдельный электроприбор, например, в электрическую розетку или удлинитель.

Основные технические характеристики УЗО

Требования к техническим характеристикам УЗО устанавливает ГОСТ Р 51326.1-99 (МЭК 61008-1-96) «Выключатели автоматические, управляемые дифференциальным током, бытового и аналогичного назначения без встроенной защиты от сверхтоков».

Для желающих сделать более осознанный выбор свел все основные технические характеристики УЗО в таблицу.

Маркировка УЗО

На лицевой стороне устройства защитного отключения всегда наносится маркировка с основными техническими характеристиками. Расшифровка буквенно-цифрового обозначения приведена на чертеже.

При выборе УЗО главное обратить внимание на напряжение, рабочий ток и ток утечки. Остальные параметры имеют второстепенное значение.

Электрическая схема подключения УЗО в щитке

Устройство защитного отключения в щитке квартаной электропроводки подключается сразу после счетчика в разрыв нулевого и фазного проводов, идущих на автоматические выключатели.

Провода, идущие от счетчика, подключаются сверху УЗО. К левому контакту фазный провод L, а к правому – нулевой N. Провода, идущие на автоматы, подключаются к нижним клеммам в той же последовательности. Заземляющий проводник желто-зеленого цвета прокладывается, минуя УЗО.

Устройство и принцип работы УЗО

Когда УЗО находится во включенном состоянии (рычаг поднят вверх) через него на автоматические выключатели в электропроводку подается питающее напряжение. Если включен потребитель электроэнергии, то через нулевой и фазный провода протекает ток.

В УЗО провода проходят через дифференциальный кольцевой трансформатор, и когда через них течет ток, то в его магнитопроводе возбуждается магнитное поле. Если нет утечки, то в фазном и нулевом проводах токи равны и протекают в противоположных направлениях. Поэтому создаваемые ими магнитные поля имеют противоположную полярность и взаимно уничтожаются. В таком случае согласно закону Кирхгофа, в дополнительной обмотке трансформатора ЭДС не возникает в независимости от протекающего через него в нагрузку величины тока.

Принцип работы электромеханического УЗО

В случае, если вследствие нарушения изоляции бытового электроприбора, через фазный провод пойдет ток, больший, чем через нулевой, в магнитопроводе трансформатора появиться магнитное поле. Если разность токов превысит IΔn, то в дополнительной обмотке наводится ЭДС достаточной величины, чтобы УЗО сработало и отключило подачу электроэнергии в проводку.

В электромеханическом УЗО к дополнительной обмотке трансформатора подключается электромагнит, соленоид которого механически связан с механизмом расцепления. При возникновении в обмотке заданной величины ЭДС, соленоид втягивается и тем самым воздействуя на механизм расцепления размыкает контакты. Подача электроэнергии в проводку прекращается.

Принцип работы электронного УЗО

По внешнему виду стандартное электронное УЗО не отличается от электромеханического и различить их можно только по маркировке или схеме, нанесенной на корпусе. Принцип работы обоих видов УЗО одинаковый и отличие заключается в измерительном устройстве. В электронном вместо электромагнита устанавливается электронная схема в виде порогового компаратора с усилителем и реле.

В случае превышения разности токов IΔn, протекающих через фазный и нулевой провода, с усилителя подается напряжение на реле. Оно срабатывает и УЗО прекращает подачу напряжения в электропроводку.

Крепление УЗО в щитке на DIN-рейке

В настенном щитке или коробках УЗО, как и другие установочные электроприборы, крепятся на DIN-рейке, еще ее часто называют монтажная рейка. Она представляет собой металлическую пластину шириной 35 мм выгнутую таким образом, что ее продольные края приподняты. Согласно ГОСТ Р МЭК 60715-2003 «Аппаратура распределения и управления низковольтная. Установка и крепление на рейках электрических аппаратов в низковольтных комплектных устройствах распределения и управления» обозначается Т35.

Такой способ крепления не требует дополнительных крепежных элементов и позволяет быстро, как устанавливать УЗО, так и снимать для профилактики, проверки или замены. На фотографии изображена DIN-рейка старого образца, когда они представляли собой профиль из алюминиевого сплава.

DIN-рейки устанавливаются в щитке горизонтально. На тыльной стороне УЗО имеется два фиксатора – стационарный (на фото слева) и подпружиненный подвижный (справа). Таким образом, чтобы установить на рейку УЗО нужно верхний неподвижный фиксатор завести за край DIN-рейки, а затем прижать нижнюю часть к ней. Подвижный фиксатор утопится в корпус УЗО и выйдет из него, когда УЗО будет прижато всей плоскостью к DIN-рейке.

Для снятия УЗО с DIN-рейки достаточно ввести в ушко подвижного фиксатора конец лезвия плоской отвертки, расположенного ниже выходящего проводника и отодвинуть его вниз. Фиксатор выйдет из зацепления, и нижняя часть УЗО свободно отведется от DIN-рейки.

Подключенное УЗО находится под напряжением фазы и перед демонтажем его необходимо обесточить.

Как правильно подключить провода к УЗО

Бесперебойная работа всей электропроводки определяется не только правильным выбором сечения провода и электроприборов, но и надежностью их соединения между собой. Несмотря на простоту этой операции, часто совершаются ошибки, что впоследствии приводит к обгоранию контактов и выходу из строя УЗО.

Если изоляцию снять на недостаточную длину, то она может попасть под зажимную планку клеммы и в дальнейшем приведет к плохому контакту и обугливанию соединения.

При снятии изоляции ножом нужно его лезвие располагать параллельно проводу, тогда на медной жиле не появятся надсечки, приводящие к перелому в этом месте провода при изгибах.

Для увеличения площади контакта клеммы с проводом рекомендую, в случае если позволяет окно клеммы, его конец загнуть, как показано на фотографии.

На снимке показан вид УЗО со стороны винтовых клемм. Для подключения проводов достаточно отвинтить винт, завести конец освобожденного провода от изоляции на длину около 10-15 мм до упора в клемму и завинтить винт с достаточным усилием обратно.

После зажатия провода нужно со значительным усилием подергать за него, чтобы убедиться в надежности его крепления. При вставлении в отверстие клеммы провод может попасть мимо, винт будет затянут, не зажав его между контактами.

Обязательно ли устанавливать УЗО

Как показывает практика эксплуатации современных электроприборов, получить удар током при их эксплуатации при соблюдении элементарных правил техники безопасности, практически невозможно.

Обычно самым опасным местом в переносных электроприборах является сетевой шнур. В результате изгибов, особенно в месте выхода из электроприбора и вилки, он со временем перетирается и может нарушиться изоляция. Поэтому перед подключением электроприбора необходимо в обязательном порядке проверить целостность изоляции шнура.

В современной электропроводке имеется дополнительный заземляющий провод, к которому подключаются через электрическую вилку металлические корпуса электроприборов. Поэтому в случае пробоя изоляции сработает автоматический выключатель.

В квартирах старой постройки в электропроводке нет заземляющего провода, но изоляция уже изношена и в результате токов утечки УЗО может давать ложные срабатывания и УЗО не стоит устанавливать.

В дополнение, УЗО включается в разрыв фазного и нулевого проводов, в результате дополнительно появляются четыре соединения, что снижает надежность электропроводки в целом, так как именно в местах соединения чаще всего нарушается контакт.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что существующие меры защиты и без УЗО надежно защищают человека от поражения электрическим током.

Единственно оправданным случаем, с моей точки зрения, является установка индивидуального УЗО на электроприборы, установленные помещениях с электропроводящими полами с повышенной влажностью. К таким помещениям можно отнести, например, ванную комнату.

Но уверен, в ближайшее время правила ПУЭ обяжут в обязательном порядке установку УЗО в бытовую электропроводку в новых квартирах и домах и, наверное, это правильно. Если есть шанс спасти жизнь хоть одного человека от поражения электрическим током, то нужно его использовать.

У электриков есть одно правило, которое называется «Правило одной руки». Суть этого правила заключается в том, что при прикосновении или удерживания электроприбора в одной руке недопустимо второй рукой прикасаться к заземлённым элементам – водопроводной тубе или батарее центрального отопления.


Внимание! Перед любыми работами с электропроводкой, для исключения поражения электрическим током, необходимо ее обесточить. Для этого следует выключить соответствующий автоматический выключатель в распределительном щитке и проверить надежность отключения с помощью индикатора фазы.


Сергей 03.03.2016

Добрый день!
Скажите пожалуйста, как мне подключить бойлер в старой «хрущевке» если проблематично сделать заземление, так как его в доме нет. Читал, что можно поставить УЗО.

Александр

Здравствуйте, Сергей!
Для обеспечения безопасности эксплуатации при подключении электроприборов в квартире, где нет заземления нужно обязательно устанавливать УЗО. Для исключения ложных срабатываний целесообразно применять переносное УЗО, которое я рекомендовал при подключении стиральной машины.

Устройства защиты отключения ВАД2 — производства ОАО «Концерн Энергомера»

1 апреля 2012

УЗО-ВАД2 представляют собой автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током, типа А, со встроенной защитой от сверхтоков, с набором дополнительных функций.

УЗО-ВАД2 однофазное

РМЕА 656 111. 001 ТУ
— Защита от поражения электрическим током.
— Защита от сверхтоков.
— Защита от временных перенапряжений.
— Ограничение грозовых и коммутационных импульсных напряжений.
— Повышенная пожарная безопасность при сверхтоках и недопустимых токах утечки на землю.
— Возможность дистанционного управления отключением.
— Уменьшенные габаритные размеры.

 

 

УЗО-ВАД2 трехфазное

РМЕА. 656 111. 001
Устройство защитного отключения (УЗО) обеспечивает:
— Защиту от поражения электрическим током.
— Защиту от сверхтоков.
— Ограничение грозовых и коммутационных импульсных напряжений.
— Повышенную пожарную безопасность при сверхтоках и недопустимых токах утечки на землю.
— Возможность дистанционного управления отключением.
— Имеет уменьшенные габаритные размеры.

Достоинства

  • УЗО-ВАД2 выдерживает воздействие микросекундного импульсного напряжения 6кВ (импульс 1,2/50мкс).
  • УЗО-ВАД2 ограничивают грозовые и коммутационные импульсы напряжения. Амплитуда остающегося напряжения на выходных зажимах устройства при импульсном токе до 4500А (импульс 8/20мкс) не превышает 1600В.
  • УЗО-ВАД2 работоспособны при фазном напряжении питающей сети от 80 до 380В (264В – неограниченно долго, 380В – не более 30 мин.). Функционирование АВДТ в части защиты от сверхтоков не зависит от напряжения питающей сети.
  • УЗО-ВАД2 сохраняют чувствительность к току утечки и к току замыкания на землю в случае двойного заземления нулевого рабочего проводника (как со стороны сети, так и на стороне нагрузки), что выгодно отличает УЗО-ВАД2 от других УЗО, в том числе и лучших зарубежных.
  • УЗО-ВАД2 имеют световую индикацию наличия напряжения в питающей сети. Свечение индикатора происходит при наличии напряжения в питающей сети в замкнутом положении главных контактов АВДТ.
  • Имеют исполнения с защитой от временных перенапряжений выше 265 В (при повышении напряжения в питающей сети свыше 265В происходит отключение УЗО-ВАД2 за время менее 0,5 с., при этом время несрабатывания при повышенном напряжении составляет не менее 0,03 с.).
  • Имеют исполнения с дистанционным управлением отключением ДУ (осуществляется замыканием внешним контактом электрической цепи между клемными зажимами ДУ). Дистанционное управление отключением ДУ имеет защиту от электромагнитных помех высокой интенсивности. Все исполнения УЗО-ВАД2 ДУ совместимы с противопожарными системами предупреждения о пожаре.

Особенности

  • Обеспечивают отключение как при синусоидальном переменном, так и при постоянном пульсирующем дифференциальном токе (тип А, как рекомендовано ПУЭ).
  • Имеют широкую номенклатуру исполнений, уменьшенные габаритные размеры.
  • Имеют исполнения общего типа и с выдержкой времени при срабатывании от дифференциального тока — тип S (селективные).
  • Имеют встроенную защиту от сверхтоков. Тип характеристики мгновенного расцепителя – С.
  • Допускают подсоединение как медных, так и алюминиевых проводников сечением от 1,5 до 25мм2.
  • УЗО-ВАД2 соответствует современным требованиям пожарной безопасности; их корпусные детали выполнены из материалов, выдерживающих испытание на огнестойкость при температуре до 960°С, обладают высокой теплостойкостью.
  • УЗО-ВАД2 повышает пожарную безопасность при сверхтоках и недопустимых токах на землю, в электрооборудовании защищаемого участка сети за счет выявления неисправности электроустановки (связанной с нарушением изоляции) и ее отключении на самой ранней стадии развития аварийной ситуации (например, токи утечки 100÷300 мА выделяют мощность в месте пробоя 20÷60 Вт , достаточную для возгорания изоляции).
  • УЗО-ВАД2 устойчивы к электромагнитным воздействиям.
  • Класс защиты от поражения электрическим током – 0 по ГОСТ 12.2.007.0 -75; УЗО-ВАД2 не имеет частей, подлежащих заземлению.

Выбор устройства защитного отключения (УЗО)

Основная задача устройства защитного отключения – отслеживать появление тока утечки и мгновенно обесточивать аварийный участок сети. Как правильно выбрать УЗО, какие характеристики нужно учитывать?

На фото:

Что такое УЗО? УЗО (устройство защитного отключения) – это электроприбор, который защищает человека от поражения электрическим током при контакте с открытой проводкой или оборудованием, оказавшимся под напряжением, и предотвращает возгорание, возникшее по причине короткого замыкания. УЗО нужно использовать совместно с автоматическими выключателями.

Способ срабатывания

Типы УЗО. По способу срабатывания УЗО подразделяются на электромеханические и электронные.

Электронное УЗО компактнее электромеханического. Прибор имеет один существенный недостаток: для его работы необходимо электропитание, которое он получает от контролируемой электрической сети. В случае обрыва нулевого проводника питание элементов устройства прекращается, и оно перестает функционировать. Таким образом, участок сети, куда по фазовому проводу продолжает подаваться напряжение, остается незащищенным.

На фото: УЗО, выключатель и щит от фабрики Schneider Electric.

  • Электромеханическое УЗО срабатывает под воздействием возникшего дифференциального тока. Размыкатель силовых контактов является полностью механическим устройством (действие основано на срабатывании мощной пружины). Электромеханическое УЗО считается более надежным, чем электронное, но имеет большие габариты.

Полюса УЗО

УЗО могут иметь два или четыре полюса (это клеммы для подключения проводов). 
УЗО с двумя полюсами предназначено для работы в однофазных системах, где питание электроприборов осуществляется по двум проводам – фазовому (L) и рабочему нулевому (N).
УЗО с четырьмя полюсами используется при трехфазном способе электроснабжения, когда применяются четыре провода: три фазовых (L1, L2 и L3) и общий рабочий нулевой (N).

На фото:

Большинство участков электросети в доме защищают двухполюсные однофазные  УЗО. Четырехполюсные трехфазные УЗО могут быть установлены, например, в цепях подключения мощных отопительных электроприборов или в первом (вводном) распределительном щитке в доме.

Номинальный ток УЗО

С запасом. Номинальный ток должен иметь такое же значение, как в автоматическом выключателе, контролирующем данный участок сети. На практике этот показатель нередко выбирается на ступень выше.

К примеру, автомат на 16 А дополняется УЗО с номинальным током 20 А. Многие электрики считают, что такой запас повышает надежность устройства и увеличивает срок его службы.

Как выбрать УЗО для детской и ванной? Для детских комнат рекомендуется выбирать УЗО с меньшим значением тока срабатывания – например, 20 мА. Те же меры предосторожности можно предпринять и для помещений с повышенной влажностью, таких как ванная комната.

На фото: модель Розетка Unica Class от фабрики Schneider Electric.

Ток срабатывания узо

В самый раз. Рекомендованная сила тока срабатывания для большинства бытовых УЗО составляет 30 мА. При таком значении, с одной стороны, устройство не будет реагировать на небольшие токи утечки. С другой стороны, максимальная сила дифференциального тока, при которой срабатывает такое УЗО, слишком мала для того, чтобы нести в себе угрозу для здоровья человека.

Помимо УЗО с единственным фиксированным значением тока срабатывания в продаже имеются и модели, в которых этот параметр возможно регулировать. Однако в бытовых условиях такая необходимость, как правило, не возникает, поэтому для защиты электросети в жилых помещениях данные устройства не применяются.


В статье использованы изображения moeller.net, schneider-electric.com, doepke.de, abb.com


Синтез наносфер гидроксиапатита, легированного серебром, с использованием эффекта Узо

URI
http://vinar.vin.bg.ac.rs/handle/123456789/1328 RISBibTexAPAVанкуверЧикаго
TY - JOUR
AU - Прекайски, Мария Д.
AU - Йокич, Боян М.
AU - Калиджадис, Ана
AU - Maletaškić, Jelena
AU - Станкович, Надежда
AU - Лукович, Елена М.
AU - Матович, Бранко
PY - 2016
UR - http://vinar.vin.bg.ac.rs/handle/123456789/1328
AB - Технология наноэмульсии, основанная на эффекте Узо, была применена для синтеза чистого и легированного серебром (2.5 и 5 мол.%) Гидроксиапатита кальция (ГАП). После прокаливания при 500 ° C были получены полностью кристаллизованные порошки. Рентгеноструктурный анализ с уточнением по методу Ритвельда показал, что синтезированные порошки представляют собой однофазный гидроксиапатит. Рамановская спектроскопия также подтвердила, что синтезированные порошки были однофазными. Полученные частицы HAp имели сферическую форму, а их размеры находились в нанометровом диапазоне, что было выявлено анализом с помощью автоэмиссионной сканирующей электронной микроскопии (FESEM).Успешный синтез однофазного ГАП, легированного серебром, показал, что метод наноэмульсии представляет собой простой метод получения чистых и легированных наносфер гидроксиапатита.
T2 - Обработка и применение керамики
T1 - Синтез наносфер гидроксиапатита, легированного серебром, с использованием эффекта Узо
ВЛ - 10
ИС - 3
СП - 169
EP - 174
DO - 10.2298 / PAC1603169P
ER -
 
@статья{
author = "Прекайски, Мария Д. и Йокич, Боян М. и Калиядис, Ана и Малеташкич, Елена и Станкович, Надежда и Лукович, Елена М.и Матович, Бранко ",
год = "2016",
abstract = «Технология наноэмульсии, основанная на эффекте Узо, была применена для синтеза чистого и легированного серебром (2,5 и 5 мол.%) гидроксиапатита кальция (ГАП). После прокаливания при 500 ° C были получены полностью кристаллизованные порошки. Рентгеновский порошок дифракционный анализ, сопровождаемый уточнением по методу Ритвельда, показал, что синтезированные порошки представляют собой однофазный гидроксиапатит. Рамановская спектроскопия также подтвердила, что синтезированные порошки были однофазными. Полученные частицы ГАП имели сферическую форму, а их размеры находились в нанометровом диапазоне, что было обнаружено анализ с помощью автоэмиссионной сканирующей электронной микроскопии (FESEM).Успешный синтез однофазного ГАП, легированного серебром, показал, что метод наноэмульсии представляет собой простой метод получения чистых и легированных наносфер гидроксиапатита »,
journal = "Обработка и применение керамики",
title = "Синтез наносфер гидроксиапатита, допированного серебром, с использованием эффекта Узо",
volume = "10",
число = "3",
pages = "169-174",
doi = "10.2298 / PAC1603169P"
}
 
Прекайски, М. Д., Йокич, Б. М., Калиядис, А., Малеташкич, Ю., Станкович, Н., Лукович, Ю. М., и Матович, Б.. (2016). Синтез наносфер гидроксиапатита, легированного серебром, с использованием эффекта Узо. в обработке и применении керамики, 10 (3), 169-174.
https://doi.org/10.2298/PAC1603169P
 
Прекайски М.Д., Йокич Б.М., Калиядис А., Малеташкич Дж., Станкович Н., Лукович Ю.М., Матович Б. Синтез наносфер гидроксиапатита, допированного серебром, с использованием эффекта Узо. в обработке и применении керамики. 2016; 10 (3): 169-174.
DOI: 10.2298 / PAC1603169P.
 
Прекайски, Мария Д., Йокич, Боян М., Калиядис, Ана, Малеташкич, Елена, Станкович, Надежда, Лукович, Елена М., Матович, Бранко, "Синтез наносфер гидроксиапатита, легированного серебром, с использованием эффекта Узо" в Обработке и применении керамики, 10, вып. 3 (2016): 169-174,
https://doi.org/10.2298/PAC1603169P. .
 

Лимончелло и наука об эмульсиях — Наука в школе

Автор (ы): Леонардо Чиаписи

Как сделать так, чтобы масло и вода оставались смешанными? Интерес ученого к лимонному ликеру показал, как это сделать — с некоторыми многообещающими промышленными применениями.

бутылок лимончелло на продажу на Капри, Италия
Хорхе Роян / Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

Лимончелло, ароматный итальянский ликер из лимонов, становится все более популярным во всем мире. Этот сладкий и цитрусовый дижестив является культовым элементом итальянской кулинарной культуры, но он также представляет собой сложную коллоидную систему, состоящую из эфирных масел, этанола, сахарозы и воды.

Как итальянский химик, работающий в Институте Лауэ-Ланжевена (ILL) w1 , мне было любопытно узнать, что передовая технология ILL может рассказать об этой сложной системе.Итак, ранее в этом году мы с коллегами подали заявку на получение времени на пучке для проведения небольшого исследования, и оказалось, что лимончелло не только восхитительно, но и обладает некоторыми довольно специфическими научными характеристиками.

Что такое лимончелло?

В традиционном рецепте лимончелло цедру цитрусовых (полученную путем соскабливания внешней части цедры лимона) мацерируют в спирте (этаноле) в течение нескольких недель. Цедра содержит большинство эфирных масел лимонов, что придает ликеру характерный вкус и цвет.Затем этанол и лимонный экстракт смешивают с сахарным сиропом. Лимончелло обычно содержит около 30% спирта и около 20% сахарозы (сахара) по объему, но, поскольку лимончелло часто делается дома, метод приготовления и окончательный состав варьируются от семьи к семье.

Рисунок 1: Структура
лимонена

Nicola Graf

Эфирные масла, столь важные для аромата лимончелло, находятся в небольших карманах кожуры цитрусовых, которые лопаются и излучают типичный сильный запах, который мы замечаем при очистке от кожуры. фрукты.Эти эфирные масла имеют очень сложный состав: идентифицировано более 60 различных молекул, главными компонентами которых являются органические молекулы, называемые монотерпенами. В лимонах наиболее распространенным компонентом является лимонен (рис. 1).

Limoncello производится путем смешивания двух растворов: спиртового экстракта, содержащего масла, и водного раствора сахарозы. Каждый из этих исходных решений полностью прозрачен; Однако сам лимончелло «мутный» с мутным, непрозрачным видом.Мутные системы пронизывают повседневную жизнь: другие примеры включают кристаллы льда в облаках, капли жира в молоке и водоросли в пруду. Все эти различные системы содержат частицы или капли размером в сотни нанометров, что сравнимо с длиной волны видимого света. Именно эти «неоднородности» — крошечные количества твердого вещества или жидкости, взвешенные в текучей среде, — придают этим системам мутный вид.

«Эффект узо»

Так откуда взялось помутнение лимончелло? Вода и этанол полностью смешиваются (растворимы друг в друге), как и лимонен и этанол, но лимонен и вода почти не смешиваются.В лимончелло эта комбинация трех жидкостей спонтанно производит «эмульсию»: суспензию крошечных капелек одной жидкости в другой. Однако это происходит только в некоторых определенных диапазонах композиции (см. Текстовое поле).

Это явление самопроизвольного образования эмульсии называется «эффектом узо», по названию известного средиземноморского напитка под названием узо, который сразу же становится мутным при смешивании с водой, образуя эмульсию. Действительно, с научной точки зрения узо очень похоже на лимончелло, поскольку оно сделано из воды, этанола и ароматического компонента анетола, который, как и лимонен, хорошо растворяется в этаноле, но лишь слабо растворяется в воде.

Эффект узо: средиземноморский напиток узо (в центре) сразу же мутнеет (справа), когда в него добавляют воду (слева).
canbilgic / Shutterstock.com

В отличие от этих систем узо, типичные эмульсии требуют очень высоких затрат энергии, таких как встряхивание и перемешивание, необходимые для приготовления эмульсии, которую мы называем майонезом. Еще одно очень важное отличие узо-систем от классических эмульсий — отсутствие каких-либо стабилизаторов. Например, майонез готовят путем эмульгирования растительного масла с водой, содержащейся в яичном желтке.Процесс долгий и утомительный, и он требует значительного количества энергии, обеспечиваемой энергичным встряхиванием и перемешиванием, чтобы заставить две жидкости смешаться с образованием эмульсии. Лецитин и белки, содержащиеся в яичном желтке, также необходимы для стабилизации эмульсии.

Так почему же системы узо важны вне кухни? В эмульсиях происходят некоторые важные промышленные процессы — например, полимеризация, когда небольшие молекулы (мономеры) объединяются с образованием больших макромолекул или полимеров.Здесь часто создаются эмульсии, чтобы максимально приблизить реагенты, чтобы реакция могла протекать быстро. Если такие эмульсии образуются спонтанно (как в лимончелло), требуя очень небольшого количества энергии, если таковая имеется, это, очевидно, делает процесс более эффективным и устойчивым. Кроме того, полимерный продукт необходимо извлекать из реакционной среды в конце реакции, что часто является наиболее сложной стадией всего процесса. Однако, если система не содержит стабилизаторов, экстракция полимера и катализаторов намного проще, поскольку компоненты могут легко разделиться, как только эмульсионная композиция больше не существует.Еще одно широко используемое применение эмульсий — пестициды, чтобы эти нерастворимые в воде продукты можно было разбавить и разложить по полям. Использование эмульсии узо-типа также позволит избежать распространения ненужных поверхностно-активных веществ, которые часто вредны для окружающей среды.

Лимончелло на микроуровне

Прибор SANS D11 в ILL, который был использован для исследования лимончелло

A Chezière / ILL

Как уже упоминалось, то, как лимончелло рассеивает свет, весьма раскрывает структуру жидкости на микроскопическом уровне.Использование излучения с более короткой длиной волны, рентгеновских лучей или нейтронных пучков позволяет нам более подробно рассмотреть структуры и взаимодействия внутри этой жидкости, и в еще меньшем масштабе.

Мы надеялись использовать оборудование для рассеяния нейтронов в ILL, чтобы узнать, что они могут рассказать нам о лимончелло — и, к счастью, нам было выделено время на канале малоуглового рассеяния нейтронов (SANS). Целью нашего исследования было выяснить, откуда берется необычайная стабильность лимончелло. С этой целью мы исследовали ликер в различных условиях: при добавлении воды к спиртовому экстракту; при разных температурах; и при разных концентрациях сахарозы (Chiappisi & Grillo, 2018).Нейтроны чувствительны к изотопному составу системы и очень по-разному взаимодействуют с двумя стабильными изотопами водорода: протием, 1 H (нормальный водород), и гораздо более редким дейтерием, 2 H. эфирное масло было извлечено из лимона, купленного на местном рынке (таким образом, содержащего в основном ядра протия), в то время как этанол и вода были сильно обогащены ядрами дейтерия, как контраст.

Анализ показал, что в лимончелло размер богатых маслом доменов всегда составляет около 100 нанометров в диаметре, независимо от содержания воды, сахара или температуры.Эти результаты удивительны: типичный размер богатых нефтью доменов в узо-системах обычно намного больше, в несколько сотен или даже тысяч нанометров (Grillo, 2003). Кроме того, их размер обычно очень чувствителен к составу или температуре системы — в отличие от лимончелло.

Это делает лимончелло очень интересной с научной точки зрения жидкостью. Небольшой размер капель масла, по-видимому, обеспечивает его исключительную стабильность по отношению к изменениям температуры и состава, а также во времени.На самом деле лимончелло можно хранить в бутылке годами: неплохо для метастабильной системы! Напротив, такие напитки, как пастис или узо, имеют тенденцию к разделению фаз в течение нескольких часов после приготовления (поэтому пастис всегда разбавляют водой в стакане непосредственно перед употреблением).

Итак, хотя мы еще не до конца понимаем, почему лимончелло ведет себя так не так, как другие напитки типа узо, теперь мы лучше понимаем науку о самоэмульгирующихся системах и о том, как их разработать для использования в будущих продуктах и ​​процессах.

Фазовые диаграммы и стабильность лимончелло

Фазовые диаграммы — удобный способ представить изменяющиеся физические состояния систем из двух или более компонентов в различных условиях. Распространенный тип фазовой диаграммы показывает, как одно вещество (например, вода) будет менять свое состояние между твердым, жидким и газообразным при различных комбинациях температуры и давления (рис. 2).

Рис. 2: Диаграмма, показывающая фазы воды (лед, вода, пар) при различных комбинациях температуры и давления.Три фазы могут сосуществовать только в тройной точке.
Никола Граф / Леонардо Кьяппизи

В таких системах, как лимончелло, который сам состоит из трех компонентов (воды, этанола и эфирного масла), фазовые диаграммы позволяют нам представить возможные составы внутри системы и физические характеристики (такие как растворимость и стабильность), связанные с каждым из них. состав. Типичная тройная фазовая диаграмма показана на рисунке 3. Здесь каждый из чистых компонентов представлен вершиной главного треугольника, где прилегающие шкалы показывают 100% и 0% для двух различных компонентов.

Рисунок 3: Трехкомпонентная фазовая диаграмма
, представляющая систему узо

Никола Граф / Леонардо Чиаписи

Как показывает пример, состав точки на фазовой диаграмме можно определить, проведя три линии, начинающиеся с точки и заканчивающиеся в каждая ось (обратите внимание на треугольную сетку, используемую для рисования линий). В этом случае образец, обозначенный красной точкой P, будет иметь состав из 20% воды, 70% этанола и 10% эфирного масла (мас. / Мас.).

Из этой фазовой диаграммы мы видим, что вода и этанол полностью смешиваются, так же как этанол и эфирное масло.Однако растворимость эфирного масла в воде составляет всего 5% мас. / Мас., А растворимость воды в эфирном масле составляет менее 10%. На диаграмме также показана область, в которой компоненты разделяются по крайней мере на две фазы и не смешиваются (область разделения фаз). Небольшая «метастабильная область узо» — это то место, где композиция обеспечивает спонтанное образование эмульсии, как в системах узо. В конечном итоге в этой области произойдет разделение фаз, но временной масштаб может быть очень большим, поскольку для преодоления метастабильного состояния требуется энергия.

Скачать

Загрузить эту статью в формате PDF

Ссылки

Ссылки в Интернете

  • w1 — Международный исследовательский центр ILL, расположенный в Гренобле, Франция, является ведущим центром нейтронной науки и технологий.

Ресурсы

  • Изучение микроскопической структуры лимончелло проводилось с использованием прибора SANS D11 в ILL.Узнайте, как работает этот инструмент, на сайте ILL.
  • Узнайте больше о том, как работает рассеяние нейтронов, из статьи ILL об исследовании того, как некоторые бактерии могут жить в соленой морской среде. Видеть:
  • Прочтите о том, как SANS был использован для разработки нового восстанавливаемого поверхностно-активного вещества в ILL. Видеть:

Учреждение

ILL

Автор (ы)

Леонардо Чиапписи — научный сотрудник Института Лауэ-Ланжевена и Берлинского технического университета.После получения докторской степени по свойствам материалов на основе полисахаридов он перешел в ILL, где он использует реактор с большим потоком нейтронов для исследования различных коллоидных систем.


Review

Большинство учеников осознают, что масло и вода не смешиваются, и они, возможно, слышали слово «эмульсия», когда помогали члену семьи красить комнату — но, несмотря на эти примеры из реальной жизни, очень немногие будут сомневаться в правильности этого решения. химия, стоящая за такими переживаниями. Поощряя студентов задавать вопросы о том, что происходит на макроуровне, и вдохновляя их химией, происходящей на микроуровне, эта статья обеспечивает доступный путь к некоторым ключевым концепциям.

Кроме того, есть возможность интерпретировать трехкратную фазовую диаграмму, которая позволяет учащимся использовать свои математические навыки для получения выводов о физических характеристиках, демонстрируя, что такие навыки необходимы для научных исследований.

Вопросы на понимание, которые можно использовать в классе, включают:

  • Молекула лимонена имеет два возможных энантиомера. Определите хиральный атом углерода.
  • Какой объем этанола вы ожидаете в 5 литрах лимончелло?
  • Мутные системы содержат частицы в масштабе, сравнимом с длиной волны видимого света.Каков диапазон длин волн видимого света?
  • Почему наука о лимончелло может оказаться полезной для разработки самоэмульгирующихся систем?
  • Фазовая диаграмма содержит «метастабильную область узо». Что подразумевается под термином «метастабильный»?

Кэролайн Эванс, руководитель отдела химии, Веллингтонский колледж, Великобритания

Лицензия

Влияние добавок на структуру микроэмульсий без ПАВ

% ПДФ-1.4 % 1 0 объект > эндобдж 9 0 объект /Заголовок /Тема / Автор /Режиссер / CreationDate (D: 20211106032913-00’00 ‘) / CrossMarkDomains # 5B1 # 5D (rsc.org) / CrossmarkDomainExclusive (истина) / CrossmarkMajorVersionDate (26 ноября 2015 г.) / ModDate (D: 20160216094906 + 01’00 ‘) / doi (10.1039 / C5CP06364G) >> эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > эндобдж 5 0 obj > эндобдж 6 0 obj > эндобдж 7 0 объект > эндобдж 8 0 объект > транслировать application / pdfdoi: 10.1039 / C5CP06364G

  • J. Marcus
  • Д.Touraud
  • с. Пр. Вост.
  • О. Диат
  • Т. Земб
  • В. Кунц
  • Физическая химия Химическая физика (2015), 17, 32528-32538, DOI: 10.1039 / C5CP06364G
  • Королевское химическое общество
  • Этот журнал принадлежит обществу владельцев, 2015
  • Влияние добавок на структуру микроэмульсий без ПАВ
  • Этот журнал принадлежит обществу владельцев, 201510.1039 / C5CP06364G1463-9084325381463-9076 Физическая химия Химическая физика 32528172015-11-26 http://dx.doi.org/10.1039/C5CP06364G2015-11-26true10.1039/C5CP06364G
  • rsc.org
  • 10.1039 / C5CP06364G2015-11-26true
  • rsc.org
  • 2016-02-16T09: 49: 06 + 01: 002015-11-26T14: 58: 36 + 05: 302016-02-16T09: 49: 06 + 01: 00uuid: f7b4925a-1ace-428b-915d-04d6e6012517uuid: cefcee87- b819-4488-b978-9efd0978bc25 конечный поток эндобдж 10 0 obj > эндобдж 11 0 объект > эндобдж 12 0 объект > эндобдж 13 0 объект > эндобдж 14 0 объект > эндобдж 15 0 объект > эндобдж 16 0 объект > эндобдж 17 0 объект > эндобдж 18 0 объект > эндобдж 19 0 объект > эндобдж 20 0 объект > эндобдж 21 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageB / ImageI] >> эндобдж 22 0 объект > транслировать x ڵ XɎ6 + 周 0dAroA 媮 \ Q] — @ fPhK (.OoS) 22] _pg ~ 4} NGdt &! OOc ܳ1 v5Ƨɥ3w] (jHGo21

    Видео с испаряющейся каплей выпивки, похожей на крошечную планету

    Большинство из нас не особо задумываются о каплях жидкости, которые оказываются за пределами наших стаканов для питья. Но физики очень заботятся о каплях жидкости. и изучают всю продолжительность их жизни — от первого всплеска или капли до момента, когда капля исчезнет. Жидкости, содержащие три разных вещества, изучены не так много. Детлеф Лозе, физик из Университета Твенте в Нидерландах, и его коллеги глубоко погрузились в одну такую ​​жидкость: узо.Узо представляет собой смесь воды, этанола и анисового масла, что делает его физику особенно интригующей (по крайней мере, для людей, которые заинтригованы такими вещами). Лозе объясняет, что в узо нет ничего необычного. По его словам, существуют и другие жидкости, состоящие из трех компонентов, которые должны вести себя так же, как узо: «Оба других напитка, такие как Raki или Pastis, или [трехкомпонентные] жидкие смеси, используемые в промышленности, медицине или технологиях». Изучение любой такой жидкости может помочь исследователям понять, как все они себя ведут, но изучать выпивку гораздо интереснее.Лозе и его соавторы установили камеры под разными углами, чтобы записать жизненный цикл одной капли ликера, которую они поместили на водоотталкивающий столик с помощью тонкой иглы. Капля испарилась почти за 15 минут, оставив после себя крошечную каплю масла. Как записали исследователи, они увидели четыре стадии жизни капли. На первом этапе, пока этанол испаряется из куполообразной капли, он все еще выглядит прозрачным. Этанол предпочитает уходить с краев капельки.Пониженная концентрация этанола на ободе приводит к образованию микрокапель масла, сначала здесь, а затем по всей капле во второй фазе. Эти масляные капли также вызывают «эффект узо» — молочный вид, который приобретает узо, когда его подают в стакане с водой. На третьем этапе масляное кольцо вокруг капли становится толще, и капля начинает сжиматься, снова становясь прозрачной. Наконец, вода превращается в крошечную точку в чуть менее крошечной капле масла. Затем он полностью исчезает.Записанное и ускоренное движение различных жидкостей в узо выглядит как кружащиеся облака на чужой планете. «Что, возможно, удивило меня, так это жестокость» потока, — говорит Лозе, — который «прекрасно визуализируется движущимися каплями». Он выглядит слишком красивым, чтобы пить. https://youtu.be/1mYHlkM-Sjg Видео: группа по физике жидкостей, Университет Твенте.

    Tan H, Diddens C, Lv P, Kuerten JG, Zhang X, & Lohse D (2016). Зарождение микрокапель, вызванное испарением, и четыре фазы жизни испаряющейся капли Узо.Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки PMID: 27418601

    Визуализация распространения света с помощью мультифокальных интраокулярных линз с использованием эффекта Узо

    Количество корректирующих пресбиопию интраокулярных линз (ИОЛ) увеличивается, и постоянно появляются новые технологии с целью коррекции потери аккомодации после операции по удалению катаракты. Были предложены различные оптические конструкции для реализации мультифокальности или увеличенной глубины резкости (EDOF).В зависимости от оптического принципа имплантированной линзы визуальные характеристики часто ухудшаются из-за наложения отдельных плоскостей изображения и ореолов различной интенсивности. Это экспериментальное исследование представляет концепцию визуализации световых полей и особенно ореолов моно- и мультифокальных ИОЛ с использованием хорошо известного алкогольного напитка «узо» с целью получения качественных данных о характеристиках изображения. Мы пришли к выводу, что узо является полезной, рентабельной и экологически чистой средой для визуализации луча и альтернативой флуоресцеину или молоку, которая может найти применение в образовательных целях.

    1. Введение

    Помимо монофокальных интраокулярных линз (ИОЛ), которые генерируют один фокус на определенном расстоянии, существуют разные способы создания двух или более фокусов с помощью различных оптических принципов. Мультифокальные линзы статически создают два или более очага на разных расстояниях одновременно, чтобы обеспечить пациенту независимость от очков для зрения вдаль и вблизи [1]. Комбинации дифракционной оптики в виде зонных пластинок Френеля и преломляющих свойств оптического материала представляют собой наиболее распространенный тип мультифокальных ИОЛ.Также были представлены чисто рефракционные мультифокальные линзы; примерами здесь являются ИОЛ ReZoom ™ (American Medical Optics, Санта-Ана, США) и недавно представленный Lentis® MPlus (Oculentis GmbH, Берлин, Германия) или сегментированные бифокальные линзы SBL-2 и SBL-3 (Lenstec, Inc. , Санкт-Петербург, Флорида, США). Конструкция ИОЛ ReZoom ™ была основана на концентрических кольцевых зонах с переменной преломляющей силой, тогда как Lentis® MPlus имеет неротационно-симметричную сегментированную конструкцию [2]. Совершенно новая концепция реализована в ИОЛ Tecnis® Symfony® (Johnson & Johnson Vision, Санта-Ана, США), которая по сути представляет собой дифракционную мультифокальную ИОЛ, предназначенную для обеспечения увеличенной глубины резкости (EDOF) [3–5].Также были предложены другие концепции, такие как преломляющие линзы EDOF [6], линзы светового меча [7], имплантаты с малой апертурой [8] и аккомодационные ИОЛ [9]. Определенное количество света «теряется» из-за (неиспользованных) высших порядков дифракции при использовании зонных пластин Френеля. Эти более высокие дифракционные порядки не вносят вклад в формирование изображения, но свет достигает плоскости сетчатки. Наложение отдельных изображений и неиспользованный свет от более высоких порядков дифракции вызывает образование ореолов и ухудшение контраста изображения (иногда называемое «восковым зрением») [10–12].Об этих ореолах часто сообщают пациенты [10, 13], но, тем не менее, многие пациенты удовлетворены визуальными характеристиками мультифокальных ИОЛ. Хорошо известно, что зрительные характеристики с мультифокальными линзами улучшаются в течение первых месяцев после операции за счет нейронной адаптации к измененному зрительному ощущению [14, 15]. Kaymak et al. показали, что тренировка может ускорить эту фазу адаптации [15]. Однако некоторые пациенты страдают стойкими нарушениями зрения, ограничивающими качество их жизни. В некоторых случаях из-за стойкого зрительного дискомфорта приходится эксплантировать мультифокальные ИОЛ и заменять их монофокальными ИОЛ [16, 17].

    Несколько исследователей предоставили изображения, показывающие распространение света мультифокальных линз, чтобы улучшить понимание формирования изображения и неизбежного наложения изображений. Эти авторы в основном использовали сухое молоко [18] или флуоресцеин [19, 20] в качестве среды рассеяния / флуоресценции для визуализации света, выходящего из ИОЛ. Узо — это знаменитый греческий традиционный алкогольный напиток со вкусом аниса. Подобные алкогольные напитки распространены в Средиземном море, например, «Пастис» во Франции, «Самбукка» в Италии или «Раки» в Турции.Хорошо известно, что узо при растворении в воде создает так называемый «эффект узо» [21]: хотя и вода, и узо являются прозрачными жидкостями, смесь обоих выглядит молочно-белой. Этот эффект вызван диспергированием микрокапель масла в растворителе; размер капель обычно составляет от 0,3 мкм м до 1,5 мкм м в диаметре [22]. Такие эмульсии могут быть стабильными в течение длительного периода времени и используются в различных технических приложениях [23]. Поэтому мы предположили, что смесь узо и воды может быть полезной средой для световой визуализации.

    Целью данного исследования было выполнение экспериментальной процедуры для характеристики ореолов моно- и мультифокальных ИОЛ и для получения качественной информации о характеристиках изображения. В этой работе описывается разработка такой установки и представлены первые результаты, а также их интерпретация.

    2. Методы

    Методы были заимствованы у Reiss et al. [19]. Установка состоит из монохроматического линейного источника света, модели глаза и системы получения изображения.Система получения изображений включает в себя цифровую однообъективную зеркальную камеру (DSLR) потребительского класса (D3300, Nikon Corp., Токио, Япония) и блок микроскопа щелевой офтальмологической лампы (SL30, Carl Zeiss Meditec AG, Оберкохен, Германия) ( Рисунок 1). В качестве источника света используется модуль твердотельного лазера с диодной накачкой и длиной волны 532 нм (CW532-30, Roithner Lasertechnik GmbH, Австрия) и диаметром луча 1,5 мм. Расширитель обращенного луча дополнительно уменьшает диаметр лазерного луча, а линза Пауэлла (генератор лазерных линий № 43-473, Edmund Optics GmbH, Карлсруэ, Германия) генерирует расходящуюся лазерную линию с однородным распределением интенсивности.Затем цилиндрическая линза (CL, f = 40 мм) коллимирует лазерный вентилятор в одном измерении (рис. 1 (а)). Щелевой упор (SS, ширина 0,3 мм) используется для формирования прямоугольной лазерной линии. Компоненты модели глаза представляют собой ахроматический дублет (LAO0434, Melles Griot BV, Didam, Нидерланды), служащий моделью роговицы в соответствии с ISO 11979-2: 2014 [24], и исследуемую ИОЛ в кювете (700-000-20 -10, Hellma GmbH & Co. KG, Мюльхайм, Германия). Кювета заполнена сбалансированным физиологическим раствором (BSS, раствор Рингера, Baxter Deutschland GmbH, Unterschleißheim, Германия) и алкогольным напитком со вкусом аниса (Ouzo 12, 38 об.-% спирта, Kaloyiannis-Koutsikos Distillers S.A., Волос, Греция). Упор диафрагмы (AP = 4,5 мм) размещается непосредственно перед ИОЛ для имитации физиологического зрачка. Размещение образца внутри кюветы осуществляется с помощью специального держателя ИОЛ (Rotlex (1994) Ltd., Омер, Израиль), а сама кювета помещается на специальный столик, напечатанный на 3D-принтере из полиактида (PLA) с помощью 3D-печати потребительского уровня. принтер (Ultimaker 2Go, Ultimaker BV, Гелдермалсен, Нидерланды). Пользовательский столик с кюветой был помещен на линейный столик, позволяющий правильно центрировать ИОЛ относительно луча.Фотография экспериментальной установки представлена ​​на рисунке 2.


    2.1. Сбор и анализ изображений

    Изображения были сняты цифровой зеркальной камерой через USB с использованием внешнего программного обеспечения (digiCamControl [25]), чтобы минимизировать вибрацию устройства сбора изображений во время экспонирования. Для получения изображений с ИОЛ мы использовали увеличение микроскопа. Полученные необработанные фотографии загружали в MATLAB (The MathWorks, Inc., Натик, США) и растягивали по вертикали в четыре раза.Затем мы проанализировали осевое распределение света в самом ярком ряду изображения и определили расположение фокусов. Мы использовали сглаживание по Гауссу, чтобы уменьшить шум на изображении. Осевое и поперечное распределение света в фокусах были нанесены на график, чтобы определить величину света, окружающего фокусы, чтобы дать возможность оценить ореол.

    2.2. Среда визуализации

    Перед съемкой изображений с помощью ИОЛ мы определили оптимальную концентрацию узо в чистой воде для наилучшего контраста изображения (рис. 3).Поэтому мы поместили ИОЛ в стеклянную ячейку. Первоначальное количество воды составляло 240 мл, а затем мы добавили в кювету 10 мл узо, наблюдая за контрастностью и качеством изображения.


    2.3. Интраокулярные линзы

    Были проанализированы пять ИОЛ с различными оптическими концепциями: одна монофокальная асферическая линза, дифракционная и асимметричная сегментированная рефракционная бифокальная ИОЛ, дифракционная линза EDOF и дифракционная трифокальная ИОЛ с EDOF (Таблица 1).

    ® XY1 9022 США дифракционный + 9025 trifocal

    Производитель Тип интраокулярной линзы Power [D] Оптический принцип
    Оптический принцип
    20.5 рефракционный монофокальный
    Франкфурт, Германия

    Johnson & Johnson Vision Tecnis® Multifocal ZMB00 20,0 +4,0 Tecnis® Symfony® ZXR00 20,0 +1,75 дифракционный EDOF

    Oculentis GmbH Lentis® Mplus LS-313 MF30 24 .2385 +3.0 асимметричный сегментированный
    Берлин, Германия рефракционный бифокальный

    VSY Biotechnology BV Acriva Reviol 3.0 + Tri-ED
    Амстердам, Нидерланды

    3. Результаты

    Мы нашли оптимальный контраст изображения с концентрацией 10.7% узо (3 мл, смешанные с 25 мл BSS). Мы продолжили работу с ИОЛ, используя эту концентрацию узо. Фотографии пяти различных образцов показаны на рисунках 4–8. Монофокальная ИОЛ показывает единственный отчетливый фокус (Рисунок 4) без каких-либо окружающих ореолов, тогда как ИОЛ EDOF не показывает отчетливого резкого фокуса (Рисунок 5). Мультифокальные линзы показали ожидаемое количество фокусных точек. Рефракционная бифокальная ИОЛ (рис. 6) показала асимметричные световые конусы с верхним фокусом на ближнем расстоянии и нижним фокусом на дальнем расстоянии (обратите внимание, что это произвольно, поскольку мы не позаботились о правильном размещении вверх / вниз).Таким образом, оба изображения не будут концентрическими, а будут децентрированно перекрываться. Клинические результаты этой ИОЛ показывают, что размещение зоны ближнего добавления не влияет на визуальный результат [26]. Дифракционная бифокальная линза показала два отчетливых коаксиальных фокуса (рис. 7). Ореолы можно было «увидеть» вокруг отдельных фокусных точек во всех мультифокальных линзах, включая линзу EDOF. Ореолы казались более заметными в трифокальной линзе (Рисунок 8), чем в бифокальной линзе (Рисунок 7) и в линзе EDOF (Рисунок 5).Дифракционные линзы имели симметричные ореолы вокруг фокусов (рис. 5, 7 и 8), тогда как ореол преломляющей бифокальной линзы был асимметричным (рис. 6).






    4. Обсуждение

    С помощью этой установки мы смогли визуализировать различные концепции мультифокальной ИОЛ, демонстрирующие принцип работы неротационно-симметричной рефракционной мультифокальной ИОЛ по сравнению с более широко используемой дифракционной принцип мультифокальной ИОЛ.Монофокальные и бифокальные ИОЛ показали ожидаемое количество фокальных точек: монофокальные ИОЛ показывают один резкий фокус без каких-либо окружающих ореолов. С бифокальными ИОЛ и ИОЛ EDOF можно было идентифицировать два фокуса, которые оба были окружены расфокусированным светом из дополнительного фокуса. С трифокальной линзой три фокуса нельзя было четко идентифицировать по осевому распределению, и гало казались более заметными, чем в бифокальных линзах и линзах EDOF. Однако прямое сравнение количества ореолов невозможно, так как расположение и интенсивность ореолов зависят от диаметра зрачка, базовой оптической силы и дополнительной оптической силы ИОЛ [27].Это также серьезное ограничение текущей работы, поскольку тестируемые линзы имели разную базовую оптическую силу (и дополнительную оптическую силу). Однако диаметр зрачка был фиксированным. Дальнейшие эксперименты с ИОЛ с аналогичной базовой оптической силой должны предоставить более точную информацию о размерах ореолов между линзами.

    Использование узо в качестве средства визуализации светового пути, создаваемого различными ИОЛ, представляет собой простую концепцию, которую можно использовать в любом образовательном эксперименте. Ситникова и др. обнаружили, что эмульсия узо-вода может оставаться стабильной в течение нескольких месяцев [23] и не подвержена фоторазложению, что делает ее полезной тестовой средой.Другие разведения, такие как сухое молоко [18] или флуоресцеин [19, 20], которые использовались в предыдущих публикациях, со временем могут разлагаться или отделяться от воды. Однако качество изображения ухудшалось из-за шлирена и частых ярких пятен / полос, происходящих от кристаллов солевого раствора (как они были замечены в чистом BSS и флуоресцеине также в BSS, сравните Рисунок 9), пыли или масляных капель. Полосы возникают из-за относительно длительного времени выдержки (1/4 с) при съемке фотографий. Из-за низкой концентрации узо многократное рассеяние или поглощение искажало измерения.Щелевой упор вызывал некоторую дифракцию, но из-за низкой интенсивности дополнительных максимумов не наблюдалось никакого влияния на качество фотографии. Поскольку рассеивающие среды, такие как молоко или узо, не зависят от длины волны, используемой в установке, анализ можно проводить практически с любой длиной волны света. Следовательно, это также может быть полезно для исследования дисперсионных свойств интраокулярных линз. Другие среды визуализации, например флуоресцентные красители, такие как флуоресцеин, обладают преимуществом меньшего количества эффектов шлирена и рассеяния, когда они используются только в флуоресцентном режиме (сравните рисунки 9 и 10), но они сильно зависят от длины волны возбуждающего света.Reiss et al. и Son et al. [19, 20] использовали флуоресцеин в сочетании с зеленым лазером, который не учитывает полную квантовую эффективность флуоресцеина (рис. 11). Следовательно, требуется более высокая интенсивность лазера, которая также делает видимым рассеянный свет. Оптимальная длина волны возбуждения составляет прибл. 515 нм, который использует полную квантовую эффективность флуоресцеина, требуя меньшей интенсивности лазера. Вместо этого мы использовали лазер с длиной волны 405 нм, который обеспечивает более высокую квантовую эффективность с флуоресцеином, чем с длиной волны 532 нм, и свет возбуждения / испускания можно оптически разделить с помощью оптических фильтров.Однако длина волны 405 нм менее интересна с точки зрения зрительного восприятия, поскольку чувствительность сетчатки примерно в десять раз меньше, чем у зеленого света. Мы также экспериментировали с флуоресцеином, используя две длины волны 532 нм и 405 нм, что позволило нам визуализировать дисперсию интраокулярной линзы путем переключения между обоими источниками света при оставшейся на месте ИОЛ (рис. 10). Эти эксперименты проводились без модели роговицы и с большей кюветой, чтобы увеличить световой путь.




    Еще одним ограничением этой работы является то, что эти изображения не отражают реальность в человеческом глазу, где все фокусные точки будут накладываться друг на друга из-за разного расстояния до объекта. Эти изображения могут лишь дать представление об оптическом принципе, лежащем в основе различных ИОЛ. Кроме того, качество изображения было недостаточным для количественного исследования распределения света. Следовательно, наш метод не подходит для оценки качества изображения, он может дать только оценку ожидаемого количества ореолов и не коррелирует с реальными ореолами, которые может воспринимать пациент.В следующем исследовании мы разработали модифицированную установку и метод [30], которые позволят четко разделить свет, влияющий на отдельные фокусные точки для зрения на близком и дальнем расстоянии.

    Были предложены другие методы и тестовые устройства, которые позволяют детально анализировать качество изображения монофокальных и мультифокальных ИОЛ. Эти методы в основном основаны на отображении точечного источника света [31–34] на камеру. Затем подключенная компьютерная система используется для получения функции передачи модуляции (MTF) из функции рассеяния точки (PSF), чтобы количественно оценить свойства изображения ИОЛ.Эти методы основаны на базовой теории оптических систем и были реализованы в нескольких коммерчески доступных устройствах, таких как OPAL Vector System (Image Science Ltd., Оксфорд, Великобритания), PMTF (Lambda-X SA, Nivelles, Бельгия), и OptiSpheric IOL (TRIOPTICS GmbH, Ведель, Германия). Хотя эти методы очень точны при количественной оценке качества изображения ИОЛ, они могут предоставить только ограниченную информацию о формировании ореолов или распространении света путем записи данных PSF / MTF через фокусировку.Другие методы используют расширенные объекты, такие как щелевые / перекрестные мишени или гистограммы / буквенные диаграммы, для отображения через ИОЛ [35–38]. Эти диаграммы позволяют лучше понять визуальные эффекты качества изображения, включая влияние ореолов на качество изображения. Возможность измерения качества изображения с помощью гистограмм или буквенных диаграмм ограничена, но сопоставимость с результатами остроты зрения может быть лучше. Еще более интуитивно понятными, но с ограниченной измеримостью являются системы, используемые для «имитации» зрения пациента после имплантации ИОЛ; такие системы были предложены Eisenmann et al.[39], Kusel & Rassow [40] и Pujol et al., Который был реализован в устройстве VirtIOL [41, 42]. Эти методы позволяют проводить психофизическую оценку качества изображения и размера ореолов и особенно интересны для консультации пациента перед имплантацией (мультифокальной) ИОЛ.

    В заключение мы пришли к выводу, что узо является полезной, рентабельной и экологически чистой средой для визуализации луча и альтернативой флюоресцеину или молоку. Однако макроскопические капли масла приводят к неоднородному освещению луча, что ограничивает возможность использования для количественных измерений.Таким образом, метод узо можно использовать в первую очередь в образовательных целях, чтобы понять принципы работы мультифокальных интраокулярных линз. Другие приложения включают образовательные проекты для визуализации распространения луча в дополнение к анализу качества изображения.

    Доступность данных

    Данные, использованные для подтверждения результатов этого исследования, включены в статью.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

    Благодарности

    Мы признательны Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF, Федеральное министерство образования и исследований Германии) за исследовательский грант 03VP00842.

    [PDF] Журнал прикладной кристаллографии

    Скачать Журнал прикладной кристаллографии …

    Лицо, с которым можно связаться по этому поводу: Оливье Диа ([адрес электронной почты защищен])

    Журнал прикладной кристаллографии

    исследовательских работ

    Богатые октанолом и богатые водой домены в динамическом равновесии в области доузо тройных систем, содержащих гидротроп Оливье Диата *, Майкл Л.Klossekb, Didier Touraudb, Bruno Deméc, Isabelle Grilloc, Werner Kunzb и Thomas Zemba aInstitut

    de Chimie Séparative de Marcoule, UMR5257 CEA / CNRS / UM2 / ENSCM, Bat 426, Marcoule France,

    7c физико-теоретической химии, Университет Регенсбурга, Регенсбург, 93040, Германия, и cInstitut Laue-Langevin, 6 rue Jules Horowitz, Grenoble Cedex 9, 38042, Франция Электронная почта для корреспонденции: [электронная почта защищена]

    Ключевые слова: SAXS, WAXS, SANS , без моющих средств, микроэмульсия, спирт Синопсис

    Комбинирование SANS и SAXS / WAXS подходит для изучения наноструктурированных смесевых растворителей, особенно вблизи зазора несмешиваемости и вдали от критической точки.Abstract

    Трехкомпонентные смеси жирных спиртов со средней длиной цепи, воды и гидротропа (например, этанола) в области несмешиваемости образуют стабильные отдельные фазы при постоянной температуре. Интересно, что в этой «области до узо» эти отдельные фазы состоят из двух различных наноскопических псевдофаз: одна с высоким содержанием октанола и одна с высоким содержанием воды. С помощью метода SANS с вариацией контраста в сочетании с SAXS-WAXS мы изучили эту область состава, которая, как известно, вызывает сильное рассеяние света и разделяется при ультрацентрифугировании на две фазы.Доказано существование богатых жирным спиртом доменов четко определенного размера с радиусом порядка 2 нм. Рассеяние можно аппроксимировать функцией Орнштейна-Цернике, которая близка к общему выражению Чоя и Чена с исчезающим квадратичным членом Порода. Использование относительных интенсивностей при исчезающем угле рассеяния в МУРН показывает, что коэффициент распределения этанола близок к 1 между богатыми октанолом и богатыми водой доменами. WAXS двух сосуществующих псевдофаз сравнивают с соответствующими образцами бинарной смеси вода-этанол и октанол-этанол.

    1

    Журнал прикладной кристаллографии

    исследовательские статьи

    1. Введение

    Мы рассматриваем плохо смешивающиеся, но не несмешиваемые, жидкости, такие как вода и октанол. Разрыв в смешиваемости воды и октанола закрывается добавлением гидротропа. Наиболее распространенным гидротропом является этанол (Zana 1995), который используется в косметике, фармацевтике и здравоохранении. Было продемонстрировано, что тройные растворы, содержащие спирты, демонстрируют длительный эффект обоняния (Drapeau et al.2009) и повышенная ферментативная активность (Хмельницкий и др. 1989; Хмельницкий и др. 1990; Зумпаниоти и др. 2006). На тройной фазовой диаграмме показана критическая точка (Мориёши и др., 1989). Бинарные растворы этанол / вода рассматриваются как живые временные трехмерные лабильные сети водородных связей. Существование этой сетки с повышенной электронной плотностью из-за большего количества атомов кислорода и меньшего количества групп Ch3 является источником широкого пика, наблюдаемого при широкоугольном рассеянии рентгеновских лучей (WAXS) (Misawa 2002; Takamuku et al.2004; Takamuku et al. 2005). Вблизи критической точки двухфазная область разработана как область «Узо» (Грилло, 2003; Ситникова и др., 2005). Когда воды в избытке и образуется однофазная область, мы называем эти композиции областью «доузо» (Diat 2012). В области до узо динамическое, а также рэлеевское рассеяние света выявляет наличие крупных переходных агрегатов, подобных микроэмульсиям, до сих пор учитывающим рассеяние света, но без какого-либо поверхностно-активного вещества в составе (Danielsson et al.1981; Chevalier et al. 1990). Из десяти тысяч статей, посвященных микроэмульсиям, менее десяти относятся к мицеллам или микроэмульсиям, не содержащим поверхностно-активных веществ (Смит и др. 1977; Кейзер и др. 1979). С помощью комбинированного изменения контраста SANS и WAXS мы исследуем микроструктуру типичного образца в однофазной области до узо. Наша цель — определить, может ли гипотеза о присутствии микроэмульсии или мицелл, основанная на ультрацентрифугировании (Borys et al. 1979; Lund et al. 1980), может быть экспериментально подтверждена с помощью SWAXS и SANS на подходящем q-окне.

    2. Эксперименты

    Процедура подготовки пробы тривиально проста: она включает только смешивание воды, очень плохо смешивающейся жидкости, такой как октанол, и любой молекулы из класса гидротропов в однофазной области за пределами, но близкой к разрыв в смешиваемости (см. SM1). Состав пробы по молярной доле, массовой доле и объемной доле различных компонентов приведен в таблице 1.

    2

    Журнал прикладной кристаллографии

    исследовательские статьи

    Таблица 1 Состав пробы и каждого из компонентов, богатых водой. и части, богатые нефтью, после анализа кривой SANS в объемной доле (%).(± 0,1%)

    Образец

    Обогащенный водой

    Обогащенный маслом

    Состав

    домен

    домен

    вода

    34,3

    31,3

    3,0

    этанол

    44,6

    23,0

    21,6

    октанол

    21,1

    8,4

    12,7

    всего

    100

    62,7

    37,3

    Чтобы получить различный контраст в плотностях длины рассеяния, «дейтерированный материал» был смешан с гидрированным, чтобы совпадают с некоторыми из видов: для контраста P1 октанол используется в протонированной форме, этанол и вода полностью и частично дейтерированы соответственно для сопоставления по контрасту.Для контраста P3 используют протонированную воду и добавляют в смесь этанола и октанола, полностью и частично дейтерированных, соответственно, для сравнения, наконец, для контраста P2, этанол полностью протонирован и разбавлен в D20, а частично дейтерированный октанол, напротив, согласован. Измерения МУРН проводились на ILL на D16 и D33 в монохроматическом режиме. Применялись стандартные поправки, нормализация пропускания, вычитание пустой ячейки и некогерентного фона, масштабирование абсолютной интенсивности.SAXS / WAXS выполнялся на домашней камере (Xenocs), предлагающей комбинированное жесткое рентгеновское излучение, большое q-окно SAXS / WAXS на одном и том же детекторе (матрица Mar-345) и обычное абсолютное масштабирование по сравнению с водой и образцом полиэтилена для нормализации (Cambedouzou и др. 2012).

    3. Результаты и обсуждение

    На рисунке 1 показаны кривые малоуглового рассеяния нейтронов для данного образца (34,3 об.% Воды, 44,6 об.% Этанола и 21,1 об.% Октанола) при трех различных контрастах, как упоминалось ранее. абзац нанесен.В первом предположении, если мы рассмотрим смесь богатых маслом доменов (октанол будет рассматриваться как масляный компонент в этой тройной системе), встроенных в богатую водой фазу и между которыми распределен этанол, контраст P1 и P3 позволит «визуализировать» оба домена с двумя разными плотностями длины рассеяния, а P2-контраст позволяет «визуализировать» косвенно эти домены, «наблюдая» за изменением распределения этанола между обеими фазами. 3

    Журнал прикладной кристаллографии

    исследовательские статьи

    Рисунок 1 МУРН, полученный из образца, полученного путем приготовления раствора 44.6 об.% Этанола в воде (34,3 об.%), К которой добавлено 21,1% октанола. Прозрачный раствор исследовали в равновесии с низким давлением паров этанола в газовой фазе. Наилучшее соответствие типичного размера Орнштейна-Цернике  для трех контрастов P1, P3 и P2 составляет 2,1 нм, 1,8 нм и 1,2 нм соответственно.

    Во-первых, коэффициент распределения этанола между полярными и неполярными псевдофазами, то есть между фазами, богатыми октанолом и богатыми водой, может быть определен путем обобщения метода, использованного Ricoul (Ricoul et al.1997) и Деме (Деме и др. 2000), учитывая тот факт, что локализация растворенных веществ в агрегатах влияет на абсолютные интенсивности, когда все комбинации H / D используются в одном образце. Рассеяние на доменах в микроэмульсиях может быть выражено в большинстве случаев как полином в восемь бэр (Chen et al. 1997; Chen et al. 1998; Choi et al. 1998; Choi et al. 1999; Choi et al. 2002). На практике это сводится к обратной квадратичной функции типа Орнштейна-Цернике (OZ), если длина, связанная со спонтанной кривизной и членом поверхности Порода (q-4), равна нулю или не может быть обнаружена:

    I (q)  OR (1  OR) (OR  WR) 2

    C. 3 B 1   2 q 2  0 (q 4)

    4

    Журнал прикладной кристаллографии

    исследовательские статьи

    OR — объемная доля богатых маслом доменов, OR и WR — рассеивание плотности богатых нефтью и богатых водой областей соответственно. Константа C является числовой константой, очень близкой к единице и связанной с несферической формой и межфазной «гладкостью», а B — это возможный слабый некогерентный фон, оставшийся после стандартной процедуры вычитания.

    Рис. 2 Генерация интенсивности рассеяния под нулевым углом (в см-1) как функция объемной доли этанола x в богатой водой области и для данной доли y воды в богатой нефтью фазе и доли z масла в богатой водой фазе.Оптимум, который позволяет подобрать хорошие соотношения между каждым контрастом, соответствует значению x 51,5%, как показано вертикальной пунктирной линией. Таким образом, установлено, что коэффициент распределения этанола близок к 1 между обеими фазами.

    Если мы примем во внимание, во-первых, что парциальный молярный объем каждого вида не меняется, а во-вторых, как упоминалось ранее, что этанол разделен между богатой водой и богатой маслом фазой, должно быть легко определить оптимальную x-долю этанола в воды для одновременного согласования для каждого контраста интенсивностей рассеяния при q = 0, причем длина OZ независимо определяется по уменьшению q кривой рассеяния.Однако мы не нашли приемлемого решения, и корректировка модели должна также учитывать долю y воды, которая может растворяться в богатой маслом фазе, и, наоборот, фракцию z октанола, которая может растворяться в богатой водой фазе. часть. Таким образом, может быть получена оптимизация, и разрез на трехпараметрической диаграмме показан на рисунке 2 с вертикальной пунктирной линией для оптимального набора различных фракций, x = 51,5 об.% Этанола в водонасыщенной области, y = 8,8 % v воды в богатой нефтью области и z = 40% v нефти в богатой водой части.Затем, после

    5

    Журнал прикладной кристаллографии

    исследовательских статей

    определения разделения различных частиц в каждой области (см. Значения в таблице 1), кривые SANS для различного контраста могут быть скорректированы с помощью Модель OZ. Мы нашли для трех контрастов разные размеры OZ, но в том же порядке величины: 2,1, 1,8 и 1,2 нм для P1, P3 и P2 соответственно и C-значение 4,8. Для P1 и P3 мы можем считать, что они относительно похожи, поскольку помеченные домены почти идентичны.В противоположность этому, кажется, что это не относится к контрасту P3 (для которого только этанол протонируется в подобранной по контрасту смеси вода / масло). Мы нашли более низкое значение, что можно объяснить небольшим избытком гидротропа на границе раздела между обеими фазами.

    Рис. 3: a) Спектры SWAXS в логарифмической шкале и в абсолютных единицах для образца, исследованного SANS с тремя различными дейтерированными частицами, по сравнению с картинами WAXS для чистого октанола, чистого этанола и воды. б) Увеличение области Q между 0.5-2,5 Å-1 из а) в линейном представлении. Красные точки данных соответствуют сигнатуре WAXS образца (с контрастом P3). Желтые и зеленые кривые соответствуют сигнатуре WAXS бинарных систем с 40/60 этанола в воде и октанола в этаноле соответственно. Черная пунктирная кривая соответствует линейной комбинации оранжевой и зеленой кривых с долей 40/60, близкой к относительной доле богатых нефтью и водой областей. Таким образом, из этого первого структурного анализа можно сделать вывод, что около 50% этанола находится в области, богатой водой, в режиме до узо.Это согласуется с сильным изменением расположения этанола в узо или двухфазной области, то есть когда две сосуществующие фазы разделены и могут быть проанализированы химически: в узо-области распределение этанола изменяется в зависимости от состава и ниже, чем один в диапазоне от 0,3 до 0,8 (Moriyoshi et al. 1989). Коэффициент распределения в этой области был изучен при различном давлении, и было показано, что коэффициент распределения этанола составляет около 3 в пользу октанола при низкой концентрации и очень быстро уменьшается при более высокой концентрации, чтобы инвертировать 6

    Journal of Applied Crystallography

    research документы

    в пользу воды в однофазной области до узо, исследованной здесь.В переводе на язык log-p, используемый в химической инженерии, это будет означать, что значения log p для этанола варьируются от -0,5 при нулевой концентрации этанола, приближаются к нулю в области узо и достигают 0 в области до узо. И последнее, но не менее важное: спектр WAXS позволяет также идентифицировать локальные структуры, исследуя поведение с высоким коэффициентом добротности. Действительно, разделение добавленного спирта на обогащенные водой и богатые октанолом микрофазы дает картину рассеяния нейтронов, подобную микроэмульсии, с типичным размером , близким к 2 нм.Однако в шаблонах SANS невозможно определить внутреннюю структуру двух присутствующих псевдофаз. На рис. 3а показана картина SWAXS, полученная на том же образце, исследованном методом рассеяния нейтронов. Во-первых, не было значительной разницы в зависимости от маркировки H-D. Все кривые рассеяния для одного и того же образца накладываются друг на друга, за исключением, возможно, очень низких значений q. При больших значениях q часть WAXS показывает один широкий пик при q = 1,6 нм-1, который, по-видимому, состоит из двух составляющих. Сначала, используя объемную долю, определенную из экспериментов МУРН, и вычисляя соответствующие плотности длин рассеяния из распределения электронов, мы можем скорректировать то же уравнение ОЦ на участке МУРР кривой рассеяния.Это показано пунктирной черной кривой на рисунке 3a. Параметры подгонки, таким образом, составляют C = 1 и = 1,5 нм, длина корреляции аналогична той, которая была получена в нейтронных экспериментах. Затем часть WAXS также может быть проанализирована с использованием информации о разделении, полученной из абсолютных значений интенсивности рассеяния при исчезающих q-векторах. Мы действительно можем считать, что богатый водой домен в основном состоит из воды и этанола, и наоборот, богатый нефтью домен в основном состоит из смеси октанола и этанола.Затем спектры WAXS образца можно сравнить со спектрами в бинарных системах с эквивалентной относительной долей, как показано на рисунке 3b. Эти относительные доли представлены в таблице 1 для образца, изучаемого в этой статье, и они близки к 40/60 этанол / вода в водонасыщенной части и близки к 60/40 октанол / этанол в богатой нефтью части. При грубом подходе, если мы применим линейную комбинацию 60/40 обеих кривых, измеренных для двойных систем (см. SM2), полученная кривая рассеяния достаточно хорошо воспроизводит экспериментальные данные для тройной системы, как показано на рисунке 3b, сравнивая пунктирную линию с экспериментальной. красные точки данных.Важно отметить, что внутренний пик рассеяния в среднем диапазоне q и характерный для этих спиртовых систем не появляется на кривой рассеяния микроэмульсии (Tomsic et al. 2007). Эти пики были предметом большого количества симуляций молекулярной динамики для бинарных систем растворителей (Akiyama et al. 2004; Chen et al. 2006). Меньше было изучено на трехкомпонентной смеси растворителей. Из молекулярной динамики известно, что этанол в воде создает динамическую трехмерную биконепрерывную сеть прочных водородных связей EtOH-h3O-EtOH.При содержании этанола выше 5% по массе

    7

    Журнал прикладной кристаллографии

    исследовательские статьи

    вода эта сеть сильно сшита, и поверхностное натяжение по отношению к воздуху смеси этанол-вода перестает зависеть от содержания этанола (Yano 2005):

    4. Заключение

    Из сравнения на рисунке 3 мы пришли к выводу, что богатые водой домены имеют структуру, очень похожую на бинарные смеси этанола и воды, и что богатые маслом домены менее структурированы, чем чистые соответствующие жидкости, поскольку они в основном состоят из двух молекул спирта с одной водородной связью на молекулу вместо трех.5 для воды. Чистый октанол, этанол и их смеси с диссимметричным составом представляют собой более организованные жидкости в псевдо-объеме, чем в исследуемых здесь богатых нефтью областях, поскольку они показывают широкую полосу в WAXS с центром около 5 нм-1, которая не проявляется в сигнал рассеяния образца до узо. Это, вероятно, связано с парадоксом давления пара, измеренным в этих образцах: исходное содержание спирта снижается за счет частичного переноса 50% молекул этанола в богатые маслом области.На такой же порядок следовало ожидать снижения активности этанола. Но согласно оценкам давления паров этанола (Moriyoshi et al. 1989), снижение активности этанола составляет 75%! Это можно объяснить только сильной адсорбцией некоторых молекул этанола на границах раздела богатых водой или богатых нефтью доменов. По этой же причине длина Орнштейна-Цернике меньше в случае контраста P2. Термодинамика этой границы раздела в микроэмульсиях без детергентов, их структура и поверхностное давление в настоящее время исследуются и будут предметом следующей статьи.

    Что касается применений, тройные растворы в пре-узо являются отличными солюбилизаторами с точки зрения рецептуры (Zoumpanioti et al. 2006; Bauduin et al. 2008; Drapeau et al. 2009), поскольку этанол является сопутствующим веществом. раствор жирного спирта. Мы осознаем, что этот общий принцип противодействующих сил, фиксирующих размер образующихся мицелл, позволяет создавать так называемые «водно-спиртовые» растворы без детергентов и открывает новые пути для создания инновационных микроэмульсий «с низким содержанием спирта» или солюбилизации с альтернативными гидротропами. .Ссылки

    Акияма, И., Огава, М., Такасе, К., Такамуку, Т., Ямагути, Т. и Отори, Н. (2004). «Жидкая структура 1-пропанола с помощью моделирования молекулярной динамики и рассеяния рентгеновских лучей». Журнал химии растворов 33 (6-7): 797-809. Баудуин, П., Тестард, Ф. и Земб, Т. (2008). «Солюбилизация алканов спиртами как обратные гидротропы или« липотропы »». Журнал физической химии B 112 (39): 12354-12360. Борис, Н. Ф., Холт, С. Л. и Барден, Р. Э. (1979). «Не содержащие моющих средств микроэмульсии вода / масло.III. Влияние КОН на фазовую диаграмму и влияние состава растворителя на гидролиз сложных эфиров основанием. «Journal of Colloid and Interface Science 71 (3): 526-532.

    8

    Journal of Applied Crystallography

    исследовательские статьи

    Cambedouzou, Дж. И Диат, О. (2012). «Количественное малоугловое рассеяние на порошках мезопористого диоксида кремния: от морфологических особенностей до оценки удельной поверхности». Журнал прикладной кристаллографии 45: 662-673. Чен Б. и Зипманн Дж.И. (2006). «Микроскопическая структура и сольватация в сухом и влажном октаноле». Журнал физической химии B 110 (8): 3555-3563. Чен, С.-Х. и Чой, С.-М. (1997). «Измерение и интерпретация кривизны границы раздела нефть-вода в изометрических биконтинуальных микроэмульсиях». Журнал прикладной кристаллографии 30 (5 часть 2): 755-760. Чен, С.-Х., Чой, С.-М. и ЛоНостро, П. (1998). «Измерение кривизны межфазных границ в бинепрерывных структурах с микрофазовым разделением при помощи малоуглового рассеяния нейтронов.»Nuovo Cimento della Societa Italiana di Fisica, D 20D (12BIS): 1971-1988. Chevalier, Y. and Zemb, T. (1990).» Структура мицелл и микроэмульсий. «Reports on Progress in Physics 53 (3) : 279. Чой, С.-М., Чен, С.-Х., Соттманн, Т. и Стрей, Р. (1998). «Измерение межфазной кривизны в микроэмульсиях с использованием малоуглового рассеяния нейтронов». Physica B 241 -243: 976-978. Choi, S.-M., LoNostro, P. и Chen, S.-H. (1999). «Измерения межфазных искривлений и доказательства морфологического перехода в полуфторированных неизометрических микроэмульсиях.»Trends in Colloid and Interface Science XIII: 98-104. Choi, SM, Chen, SH, Sottmann, T. and Strey, R. (2002).» Существование трех шкал длины и их связь с изгибами поверхности раздела в бинепрерывных микроэмульсии ». Physica A: Статистическая механика и ее приложения 304 (1-2): 85-92. Danielsson, I. и Lindman, B. (1981).« Определение микроэмульсии ». Коллоиды и поверхности 3 (4): 391-392. Деме, Б. и Земб, Т. (2000). «Измерение истощения сахара из незаряженных пластинчатых фаз путем изменения контраста SANS.Журнал прикладной кристаллографии 33 (3 часть 1): 569-573. Диат, О. (2012). 15-я Международная конференция по малоугловому рассеянию, Сидней, Австралия. Драпо, Дж., Вердье, М., Туро, Д. , Крёкель, У., Гейер, М., Роуз, А. и Кунц, В. (2009). «Эффективный состав репеллента от насекомых в классических и не содержащих ПАВ микроэмульсиях с длительной защитой человека». Химия и биоразнообразие 6 (6): 934-947. Grillo, I. (2003). «Исследование всемирно известной эмульсии с помощью малоуглового рассеяния нейтронов: Le Pastis.»Коллоиды и поверхности A: физико-химические и технические аспекты 225 (1–3): 153-160. Кейзер, Б. А., Вари, Д., Барден, Р. Е. и Холт, С. Л. (1979).» Не содержащие моющих средств микроэмульсии вода / масло, состоящие из гексана. , вода и 2-пропанол. 2. Исследования ядерного магнитного резонанса, влияние добавленного хлорида натрия ». Journal of Physical Chemistry 83 (10): 1276-1280. Хмельницкий, Ю.Л., Гладилин, А.К., Неверова, И.Н., Левашов, А.В., Мартинек, К. (1990) . »Микроэмульсии без моющих средств как среда для ферментативных реакций: Каталитические свойства лакказы в тройной системе гексан-2-пропанол-вода.»Collect. Czech. Chem. Commun. 55 (2): 555-563. Хмельницкий, Ю.Л., ван Хок, А., Вигер, К. и Виссер, AJWG (1989).» Микроэмульсии без моющих средств в качестве среды для ферментативных реакций: спектроскопия и исследования ультрацентрифугирования ». J. Phys. Chem. 93 (2): 872-878. Lund, G. и Holt, SL (1980).« Не содержащие моющих средств микроэмульсии вода / масло: IV. тройная псевдофазовая диаграмма и свойства системы толуол / 2-пропанол / вода ». Journal of the American Oil Chemists’ Society 57 (8): 264-267. Misawa, M.(2002). «Мезомасштабная структура и фрактальная природа водного раствора 1-пропанола: обратный Монте-Карло анализ интенсивности малоуглового рассеяния нейтронов». Журнал химической физики 116 (19): 8463-8468. Мориёси Т., Сакамото Т. и Уосаки Ю. (1989). «(Жидкость + жидкость) равновесие (вода + этанол + C8, алканол) от 0,1 до 200 МПа при 298,15 К.» J. Chem. Термодинамика 21: 947-954. Рикуль Ф., Дюбуа М. и Земб Т. (1997). «Исследование адсорбции на двойных слоях DDAB с использованием изменения контраста с SANS.»J. Phys. II France 7 (1): 69-77. Ситникова, Н. Л., Сприк, Р., Вегдам, Г. и Эйзер, Э. (2005).» Спонтанно образующиеся эмульсии транс-анетол / вода / спирт: Механизм образования и стабильность ». Langmuir 21 (16): 7083-7089. Smith, GD, Donelan, CE и Barden, RE (1977).« Нефтеносные микроэмульсии, состоящие из гексана, воды и 2-пропанола ». Journal of Colloid and Interface Science 60 (3): 488-496. Takamuku, T., Maruyama, H., Watanabe, K. и Yamaguchi, T. (2004). «Структура смесей 1-пропанол-вода, исследованная с помощью X -рассеивающая техника.»Journal of Solution Chemistry 33 (6-7): 641-660. Takamuku, T., Saisho, K., Nozawa, S. and Yamaguchi, T. (2005).» Исследования дифракции рентгеновских лучей на смеси метанол-вода, этанол-вода и смеси 2-пропанол-вода при низких температурах. «Journal of Molecular Liquids 119 (1-3): 133-146.

    9

    Journal of Applied Crystallography

    исследовательские статьи

    Tomsic, M. , Ямник, А., Фриц-Поповски, Г., Глаттер, О. и Влчек, Л. (2007). «Структурные свойства чистых простых спиртов от этанола, пропанола, бутанола, пентанола до гексанола: сравнение моделирования Монте-Карло с экспериментальные данные МУРР.»Journal of Physical Chemistry B 111 (7): 1738-1751. Yano, YF (2005).» Корреляция между поверхностными и объемными структурами смесей спирта и воды «. Journal of Colloid and Interface Science 284 255–259. Zana, R . (1995). «Водные системы поверхностно-активное вещество-спирт: обзор.» Достижения в области науки о коллоидах и границах раздела 57 (0): 1-64. Зумпаниоти, М., Карали, М., Ксенакис, А. и Стаматис, Х. (2006). «Биокаталитические процессы липазы в трехкомпонентных микроэмульсионных системах, не содержащих поверхностно-активных веществ, и родственных органогелях». Enzyme and Microbial Technology 39 (4): 531-539.

    10

    Молекулы | Бесплатный полнотекстовый | Эмульсии без ПАВ, содержащие эвгенол для солюбилизации имидаклоприда: физико-химические характеристики и токсичность в отношении устойчивых к инсектицидам Cimex lectularius

    2.1. Физико-химические характеристики эмульсий без ПАВ
    Фазовая диаграмма тройной системы вода / эвгенол / этанол была тщательно изучена в нашем предыдущем исследовании, и было определено существование трех различных композиционных областей: (i) псевдо-однофазный, (ii) пре- узо и (iii) фазовое разделение [44].На рисунке 1 представлена ​​упрощенная фазовая диаграмма тройной системы, на которой указаны области состава, соответствующие трем типам смесей, возникающих для тройной системы. Псевдо-одиночные смеси, появляющиеся от областей, богатых эвгенолом, до областей, богатых водой, макроскопически однородны. (прозрачные) и термодинамически стабильные образцы. Смеси до узо соответствуют прозрачным псевдо-одиночным смесям, одна из которых обогащена эвгенолом, а другая — водой. Область фазового расслоения соответствует мутным многофазным смесям [44].Это исследование сосредоточено на анализе способности составов, соответствующих двум макроскопически однородным областям состава (псевдо-синяя фаза и пре-узо), в качестве платформы для солюбилизации и транспортировки синтетического инсектицида: имидаклоприда. Измерения динамического светорассеяния (DLS) были выполнены для псевдо-однофазных и трехкомпонентных смесей воды, эвгенола и этанола (обратите внимание, что методом DLS были проанализированы только прозрачные смеси) в отсутствие и в присутствии солюбилизированного имидаклоприда (конечная концентрация из 0.003 мас.%). Для простоты исследуемые образцы были разделены на три разные группы в зависимости от пропорции каждого компонента в образце (см. Таблицу 1). На рисунках 2, 3 и 4 показаны автокорреляционные функции интенсивности, полученные в экспериментах DLS для тройных смесей. . Анализ автокорреляционных функций интенсивности показывает худшую корреляцию для псевдо-однофазных смесей, чем для доузо-смесей, т.е. автокорреляционные функции интенсивности представляют более низкие значения для псевдо-однофазных смесей, чем для доузо-смесей.Более того, наихудшая корреляция в экспериментах DLS была обнаружена для смесей, в которых основным компонентом является этанол, то есть смесей, в которых не менее 50% от общей массы смеси составляет этанол. Это может иметь различное происхождение: (i) низкая концентрация разбросов и (ii) небольшой размер разбросов. В обоих случаях можно ожидать плохого контраста в измерениях DLS. Следует отметить, что наихудшая корреляция в экспериментах по DLS была обнаружена для смесей, в которых основным компонентом является этанол, т.е.е. смеси, в которых не менее 50% от общего веса смеси составляет этанол. Таким образом, учитывая смешиваемость этанола либо с эвгенолом, либо с водой, эта слабая корреляция (см. Рис. 2а, рис. 3а, рис. 2b и рис. 3b соответственно) предполагает возможное образование псевдо-водно-спиртового раствора, в котором капли диспергированного фаза имеет размеры, сравнимые с молекулярным масштабом, т. е. дисперсия в непрерывной фазе происходит почти в молекулярном масштабе, подобно тому, что происходит в реальных растворах.Следовательно, определение реального размера диспергированных капель на основе анализа автокорреляционных функций интенсивности кажется физически необоснованным, что требует обсуждения в терминах среднего времени релаксации (обратите внимание, что среднее время релаксации прямо пропорционально кажущийся гидродинамический диаметр). По мере приближения к области доузо и сближения составов трех соединений тройной смеси была обнаружена лучшая корреляция в результате увеличения размера диспергированных капель, что связано с приближением к разделение фаз.Вышеупомянутое обсуждение согласуется с увеличением среднего времени релаксации (см. Рисунок 5), которое тем выше, чем ближе область до узо из-за увеличения размера рассеянных рассеивателей. Аналогичный вывод можно сделать из увеличения интенсивности рассеяния (см. Также рис. 5b) для смесей в непосредственной близости от области до узо, что свидетельствует о лучшем оптическом контрасте между дисперсной и непрерывной фазами, что является результатом увеличения размер капель и ухудшение диспергирования.Включение имидаклоприда в полученные дисперсии (конечная концентрация 0,003 мас.%) Существенно не изменяет характеристики образцов. На рис. 2, 3 и 4 для сравнения показана функция автокорреляции интенсивности для смесей без и с введенным имидаклопридом. Включение инсектицида существенно не меняет автокорреляционные функции интенсивности, при этом среднее время релаксации остается почти неизменным после включения имидаклоприда (см. Рисунок 5).Отсутствие каких-либо значительных изменений можно считать признаком ограниченного воздействия имидаклоприда на стабильность составов. Это подтверждается с учетом значений интенсивности рассеяния, которые не показывают каких-либо значительных изменений при включении имидаклоприда. Стоит отметить, что даже несмотря на то, что эффект имидаклоприда в смесях довольно ограничен, наименьшие эффекты были обнаружены для смесей в области доузо. Это может доказать, что образование четко очерченных капель создает благоприятную среду для диспергирования плохо растворимого лекарственного средства, не влияя на стабильность составов.
    2.2. Инсектицидная активность составов против устойчивого штамма C. lectularius

    В этом разделе анализируется влияние не содержащих поверхностно-активных веществ эмульсий, содержащих имидаклоприд, на устойчивый к пиретроиду штамм клопов, и сравнение с каким-либо чувствительным штаммом не проводится. Это связано с тем, что воздействие на восприимчивый штамм клопов эмульсии без поверхностно-активного вещества, содержащей высокую дозу имидаклоприда, не должно приводить к значительному изменению смертности или может незначительно увеличить такую ​​смертность, если в составе присутствует синергизм, по сравнению с обнаруженным после применения той же дозы имидаклоприда по другому протоколу.Это рационально, учитывая, что методология распределения инсектицидов не изменяет их химическую природу, и, следовательно, их воздействие на восприимчивых насекомых следует считать аналогичным независимо от протокола, используемого для его применения. Таким образом, обсуждение этого исследования сосредоточено на влиянии составов на устойчивый штамм, что создает множество проблем, связанных с его химическим контролем.

    Смертность, вызываемая имидаклопридом, разведенным в воде, эвгеноле, этаноле и их трехкомпонентных смесях, была оценена после местного нанесения и распыления полученных препаратов против взрослых особей Cimex lectularis L.колония, устойчивая к пиретроиду. Результаты, полученные при применении растворов имидаклоприда в чистых растворителях против постельных клопов, показали, что имидаклоприд в этаноле обладает значительно более высокой инсектицидной эффективностью, чем когда растворителем является вода или эвгенол (F = 58,50; p = 0,0001), при этом смертность от постельных клопов составляет около 73 ± 7% (среднее значение ± стандартная ошибка среднего) тестируемой популяции (почти в три раза выше, чем полученное для растворов имидаклоприда в эвгеноле, и почти в 10 раз выше, чем смертность, полученная для водных растворов имидаклоприда, как показано на рисунке 6а).Результаты, полученные для тройных смесей после их местного применения, выявили существенные различия в их эффективности с важной зависимостью от конкретного состава анализируемой тройной смеси. Смеси в районе доузо или поблизости от него свидетельствуют о гибели около 50% подвергшихся воздействию насекомых (рис. 6). Это более ясно из анализа смертности, вызванной составами с включенным имидаклопридом, принадлежащими путям II и III, где не было обнаружено значительных изменений в индуцированной смертности при изменении состава смеси (F = 0.39, p = 0,77 и F = 2,19, p = 0,19, для пути II и пути III соответственно). Стоит упомянуть, что средняя смертность во всех случаях была выше для образцов на пути III, которые имеют одинаковую массовую долю трех компонентов. Это подтверждает усиление инсектицидной активности состава, относящегося к региону доузо. Ситуация кажется более сложной для образцов, относящихся к пути I (вода содержит фиксированное значение, F = 15,67, p = 0,001), где были обнаружены значительные различия в их инсектицидной эффективности без каких-либо видимых объяснений.На этом пути смертность, вызванная обработками B и C (> 50%), была значительно выше, чем смертность, полученная при лечении A (6,67%). Несмотря на отсутствие какого-либо рационального объяснения обсуждаемых различий, сценарий согласуется со сценарием, обнаруженным при анализе применения аэрозольных составов (рис. 7). Для последних биотестов смертность, связанная с обработками на основе растворов имидаклоприда в чистых растворителях, во всех случаях остается в диапазоне 10–20% от подвергшихся воздействию насекомых, и не было обнаружено значительных различий между смертностью, полученной в результате применения. растворов инсектицидов в различных растворителях (F = 0.65; p = 0,55). Действие тройных смесей, содержащих имидаклоприд, при нанесении распылением качественно аналогично тому, которое обнаружено для смесей, применяемых местно, без какой-либо значительной разницы между результатами, полученными с образцами, соответствующими тому же пути (путь I: F = 2,09 , p = 0,18; путь II: F = 0,71, p = 0,57; путь III: F = 1,40; p = 0,32). Опять же, образцы, принадлежащие путям II и III, продемонстрировали высокий уровень инсектицидной активности, со смертностью от 50% до 80% насекомых, подвергшихся воздействию распыления (рис. 7c, d).Лучшее понимание взаимосвязей, существующих между физико-химическими свойствами составов и их инсектицидной активностью, составом образцов, интенсивностью рассеяния, т. Е. Размером капель, и данными о смертности может быть получено путем анализа в терминах обобщенной линейной модели ( GLM) для спрея и местного лечения. Было обнаружено, что увеличение содержания эвгенола в образцах связано с увеличением размера агрегатов (увеличением интенсивности рассеяния) (pTable 2 суммирует данные, полученные в результате анализа с использованием GLM.Приведенные выше результаты свидетельствуют о том, что использование состава на основе смесей до узо, содержащих имидаклоприд (0,003% масс., Дискриминантная доза (DD) ≈ 5 раз × LD 99 восприимчивый штамм) против устойчивых клопов приводит к значительно более высокой смертности, чем обычные рецептуры. . Это очевидно, если учесть, что коэффициент устойчивости к имидаклоприду в штамме Retiro-R в 54 раза больше, чем у чувствительного штамма [18]. Однако, поскольку устойчивость к имидаклоприду была еще выше в нескольких популяциях Cimex lectularius, отобранных в США [45,46] и Аргентине [18], полученные здесь результаты также следует сравнивать с результатами, полученными при оценке с различными штаммами постельных клопов. принадлежат к ряду коэффициентов устойчивости, чтобы обеспечить большую последовательность для их потенциального применения в борьбе с вредителями и управлении устойчивостью.Кроме того, местное применение имидаклоприда, солюбилизированного в составах тройных смесей, обеспечило основу для снижения применяемой дозы до значения в 3,5 раза ниже, чем LD 50 , то есть дозы, которая вызывает 50% смертности обработанных насекомых. соответствующие устойчивым клопам [18]. Несмотря на то, что инсектицидный эффект, производимый эмульсиями без поверхностно-активного вещества, содержащими имидаклоприд, не позволил достичь 100% -ной смертности, эти результаты являются многообещающими для будущих оценок в различных экспериментальных условиях.В предыдущем исследовании эффективность многих коммерческих продуктов, содержащих синтетические инсектициды (двойные продукты пиретроидов и неоникотиноидов, карбаматы) или зеленые инсектициды (диатомовая земля, аморфный силикагель, ЭО), оценивалась на устойчивом и восприимчивом штамме клопов [47 ]. Результаты показали, что при той же маркированной дозе смертность устойчивых клопов была ниже 50% для любого из этих составов, а также продемонстрировали отсутствие доступных вариантов для борьбы с клопами.Dang et al. [22] оценили эффективность различных инсектицидов с использованием ряда растворителей и поверхностей в биопробах на токсичность при прямом контакте с постельными клопами. Их результаты показали повышенную эффективность обработки имидаклопридом на масляной основе по сравнению с инсектицидом, разведенным в ацетоне. Подобный эффект ожидается в результате присутствия эвгенола в трехкомпонентных смесях, что позволяет усилить инсектицидный эффект имидаклоприда при непосредственном нанесении составов на постельных клопов.Эвгенол представляет собой монотерпеновый компонент эфирного масла гвоздики [48], и его биоактивность в качестве инсектицида и репеллента была продемонстрирована на нескольких видах насекомых [49,50,51,52]. Кроме того, эвгенол и другие эфирные масла могут вызывать изменения в двигательной активности триатомов (Heteroptera: Reduviidae) [53]. Reynoso et al. [36] наблюдали, что нимфы Triatoma infestans с гиперактивированными эвгенолами получали больше инсектицида, а затем становились отравленными быстрее, чем негиперактивированные нимфы при воздействии на обработанную перметрином поверхность.Недавно Gaire et al. [54] оценили нейротоксическое действие 15 известных компонентов ЭО на клопов. Местное применение эвгенола не дало точного значения смертности, а активность фумиганта была промежуточной по сравнению с другими монотерпенами, такими как карвакрол или тимол. Однако заметный нейроингибиторный эффект наблюдался в электрофизиологических исследованиях, хотя целевые участки для большинства ЭО все еще неизвестны, было высказано предположение, что эвгенол действует на рецепторы октопамина нервной системы насекомых [55].Singht et al. [56] продемонстрировали пониженную эффективность коммерческих «экологически чистых» продуктов на основе смесей ЭО по сравнению с препаратами на основе пиретроидов и неоникотиноидов в отношении устойчивых к инсектицидам постельных клопов. Их результаты показали, что прямое опрыскивание нимф постельных клопов имело инсектицидный эффект 90% после 10 дней обработки, а смертность составила 20-40% после 14 дней воздействия этих составов ЭО. В том же исследовании авторы отметили, что прямое распыление эмульсии кедрового масла (10% масла и 0.8% 2, 6, 8-триметил-4-нонилоксиполиэтиленоксиэтанола в качестве поверхностно-активного вещества) вызвали только 20% смертность устойчивых насекомых и предположили, что концентрации ЭО в коммерческих составах слишком низки, чтобы оказывать значительное инсектицидное действие на постельных клопов. Более того, токсический эффект эвгенола в дозах 0,15 мл / см 2 , 0,003 мл / 43 см 2 и 10 мкл / г наблюдался у других видов насекомых, таких как Periplaneta americana [57], Aedes aegypti.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *