Подключение УЗО — правильная установка, грамотное подключение и инструкция по монтажу (80 фото)

Безопасность зданий и строительных конструкций всегда будет приоритетной задачей. В строительных нормах и правилах имеется целый комплекс мероприятий направленных на достижение должного уровня безопасности, а электробезопасность, как элемент этого комплекса, занимает ключевое место.

В свою очередь, для того, что бы обеспечить необходимый уровень электробезопасности, нужно следовать всем предусмотренным правилам при строительно-монтажных работах. Кроме того, для полноценной защиты жизни и здоровья человека, а также для обеспечения необходимого уровня пожарной безопасности строения, здание должно быть оборудовано специальными техническими системами и приспособлениями.

Одним из таких приспособлений, является устройство защитного отключения – так называемое УЗО. Сама по себе схема подключения узо относительно проста, однако для полноценной его работы и соответственно – обеспечения всех функций защиты, существует ряд моментов, которые нужно знать и учитывать при установке, а также в процессе эксплуатации здания.

Что представляет собой УЗО, для чего нужно и какие правила его установки существуют — именно об этом пойдет речь в этой статье.

Что собой представляет и как работает УЗО?

Устройство защитного отключения представляет собой защиту от токов утечки. Оно не реагирует на ток в сети, т.е., не защищает от короткого замыкания или превышения тока определенного уровня.

В продаже можно найти комбинированные приборы, которые совмещают в себе защиту по току и УЗО, но сейчас речь идет именно о самостоятельном устройстве защиты от токов утечки. Что же это такое токи утечки. Не углубляясь в электротехнику, отметим, что токи утечки – это небольшие токи, уходящие помимо полезной нагрузки на землю.

Ключевым моментом здесь является земля, как самостоятельная точка электрической цепи. Обычная сеть в нашем доме с напряжением 220 В. имеет два провода – фаза и ноль.

Некоторые путают ноль с землей, это категорически неверно – ноль и земля это абсолютно два разных понятия. Заметим, подключение узо с заземлением является необходимым условием.

Хотя справедливости ради надо сказать, что существуют схемные решения подключения таких приборов без заземления, но за корректность работы защиты уже трудно поручиться.

Заметим еще один важный момент, подключение трехфазного узо, ни чем не отличается от однофазного, за исключением того, что в сети уже не одна, а три фазы.

Но продолжим, токи утечки проходят от фазы не на ноль, а на землю, что отслеживается дифференциальной автоматикой и срабатывает защита.

Сами по себе токи утечки могут появиться при повреждении изоляции проводов, корпуса бытовой аппаратуры или при ударе человека электротоком, в этом случае ток пройдет по пути фаза – человеческое тело – земля.

Характеристики УЗО

Сами по себе автоматы УЗО могут быт однофазными и трехфазными, при этом главное отличие в конструктивном исполнении от обычных автоматов защиты – наличие контакта для подключения земли.

Основными характеристиками автоматов УЗО необходимо считать ток,  при котором происходит срабатывание защиты и отключения напряжения в сети. В быту применяют автоматы двух типов: на ток 10 мА – для помещений с повышенной влажностью и 30 мА – для обычных жилых либо вспомогательных помещений.

Установка УЗО

Существуют различные схемы включения УЗО, хотя, как правило, само подключения стандартное: устройство устанавливается на специальной дин-рейке и подключается после автомата защиты от КЗ в соответствии с принципиальной схемой.

Важно учитывать тот факт, что для подключения УЗО необходимо наличие заземления в вашем доме и сам прибор имеет специальный контакт, который подключают к земле. Если заземления нет, будет лучше сделать его и смонтировать новую проводку.

Заметим, существует схема подключения узо в однофазной сети при том, что сам прибор рассчитан на трехфазную сеть. В этом случае необходимо просто выполнить монтаж в строгом соответствии со схемой такого подключения. На качестве работы такой вариант не отразится.

Существует ряд типичных ошибок при подключении устройства защиты от токов утечки, а именно.

Соединение нулевого провода и заземления после автомата УЗО. Это ошибка может возникнуть не преднамеренно. Если вы все смонтировали правильно, а автоматика срабатывает, проверьте бытовые приборы – некоторые из них, особенно старого образца, иногда имеют электрическое соединение нуля и корпуса прибора.

Просто поэтапно отключайте бытовые приборы пока не выявите тот, от которого происходит срабатывание защиты, после чего уже необходимо разобраться с этим устройством;

Подключение нагрузки к нулю до автомата УЗО. В данном случае необходимо четко следить за тем, что бы ноль не был подключен к нагрузке помимо прибора, иначе может происходить ложные срабатывания защиты;

При использовании нескольких УЗО в сети происходит замыкание нуля после двух разных приборов. Этот случай не типичен при подключении узо в частном доме, однако иногда может встретиться на практике.

Вообще, при использовании нескольких устройств защитного отключения в одной сети, может привести к множеству ошибок связанных с неверным подключением. Лучше будет такие схемы монтировать специалистам, они сделают все более качественно.

Подключение узо без заземления. Имеется в виду, когда контакт земли на приборе, вообще оставляют не подключенным. В данном случае защиты не будет, а сама установка УЗО теряет всякий смысл. Если в вашем доме нет земли и сделать ее не представляется возможным, используйте специальные схемы включения УЗО без заземления.

Подключая УЗО, помните о правилах техники безопасности при проведении электромонтажных работ и неукоснительно соблюдайте их.

Перед установкой внимательно изучите инструкцию, прилагаемую к прибору. Следуйте всем приведенным там рекомендациям.

Фото устройства защитного отключения (УЗО)

Также рекомендуем посетить:

где ставится, как работает, схема подключения

Пожар в доме может привести к большим материальным проблемам и даже к травмам или гибели людей. Одной из причин возгорания является неисправность электроприборов или проводки.

Для защиты от перегрузки и короткого замыкания используются автоматические выключатели, а для отключения линии при нарушении изоляции между токоведущими частями и заземлёнными элементами применяется противопожарное УЗО.

В этой статье рассказывается о том, как работает этот вид защиты и в каких случаях необходима установка такого прибора.

На чем основана противопожарная защита

Короткое замыкание между деталями электрооборудования, находящимися под напряжением, и заземлёнными частями конструкции вызывает ток короткого замыкания, который достаточен для срабатывания автоматического выключателя.

Однако при повреждении изоляции короткое замыкание возникает не всегда. В некоторых случаях появляется ток утечки, величина которого составляет всего 100-500мА.

При напряжении 220В мощность, выделяемая в месте замыкания, достигает 100Вт. Аналогичную мощность имеет пламя карманной зажигалки и его вполне достаточно для разогрева места аварии до температуры возгорания рядом расположенных легковоспламеняемых материалов. Для защиты от подобных ситуаций используется противопожарное УЗО.

Уставка такого устройства в зависимости от модели составляет от 100 до 500мА. Такие токи являются опасными для здоровья и жизни людей, но противопожарное УЗО для частного дома может защитить электропроводку от возгорания, а дом от пожара.

Конструкция и принцип действия этого аппарата ничем не отличается от обычных приборов, кроме более высокого тока утечки. В УЗО и дифавтоматах, применяемых в домашней электропроводке, он составляет 10-30мА. Номинальный ток аппаратов противопожарной защиты может быть любым, но обычно он начинается от 25А и зависит от реле, установленного внутри устройства.

Информация! Количество полюсов зависит от числа фаз — двухполюсные приборы устанавливаются в однофазной сети, а четырёхполюсные в трёхфазной.

Схема подключения противопожарного УЗО

Смертельным для человека в сети переменного напряжения является ток 100мА, поэтому для защиты электроприборов используются УЗО с уставкой 10 или 30мА. Противопожарное УЗО 100 или 300 мА от поражения электрическим током защитить не может, поэтому такие устройства устанавливают во вводных электрощитах для аварийного отключения всего здания. Это обеспечивает селективность защиты.

Справка! Селективность защиты — это такое построение схемы и выбор параметров устройств защиты, при котором в аварийной ситуации отключается только неисправный участок, а всё остальное оборудование остаётся подключённым к сети.

Противопожарное УЗО отключает питающие кабеля и автоматические выключатели, позволяет отключать только тот участок, в котором имеется короткое замыкание и уменьшает количество ложных срабатываний.

Например, при попадании воды на электронную плату стиральной машины отключится питающая её линия, а все остальные электроприборы остаются включёнными.

В некоторых ситуациях вместо этого прибора целесообразна установка дифавтомата с такими же защитными параметрами. Это позволяет сэкономить место в электрошкафу или улучшить защиту, заменив обычный автоматический выключатель дифференциальным.

Номинал противопожарного УЗО

Выбор противопожарного УЗО для защиты дома связан с необходимостью отключения питания при появлении тока утечки сразу в нескольких линиях. При этом утечка в каждом отдельном кабеле может быть небольшой, но общий ток при этом составляет значительную величину. Например, подобная ситуация возникает при высокой влажности в ванной комнате или затоплении квартиры соседями с верхнего этажа.

Кроме того, параметры противопожарного УЗО должны обеспечивать отсутствие срабатываний при отключении одного из защитных устройств, расположенных ближе к месту аварии. Этим требованиям отвечает двух- или трёхступенчатая система защиты, в которой ток уставки каждой следующей ступени выше, чем предыдущей.

Распространённые модели противопожарных УЗО имеют номинальный ток утечки 100 для квартиры или частного дома и 300мА для вводного щитка в многоквартирном здании. Существуют так же устройства с регулируемыми уставками — 40-100, 63-100, 63-300 и 100-300мА. Количество полюсов зависит от числа фаз — 2 полюса в однофазной сети и 4 в трёхфазной.

Информация! Номинальный ток УЗО определяется вводным автоматическим выключателем и должен быть равен или больше номинального тока автомата.

Чем противопожарное УЗО отличается от обычного

Принцип действия всех устройств защитного отключения одинаков. Отличие только в токе уставки, именно он определяет место установки и назначение прибора:

• 10мА. Используются только для защиты стиральной машины или розеток в ванной. При подключении к устройству розеток или освещения, находящихся в других частях квартиры, ток уставки повышается до 30мА.
• 30мА. Самый распространённый номинал дифференциальной защиты, устанавливается на всех линиях бытовой проводки.
• 100, 300 и 500мА. УЗО с такими номиналами называют противопожарными. Они не защищают людей от поражения электрическим током, но предохраняют проводку от возгорания.

Так зачем же нужны противопожарные УЗО? Эти приборы устанавливаются во вводных щитах и шкафах, сразу после вводного автомата или электросчётчика. Они защищают не потребителей, а кабеля и электрощиты. Ток уставки этих приборов выбирается таким образом, чтобы обеспечить селективность защиты.

Отличие между противопожарным и обычным УЗО:

1. 1. Уставка по току утечке;
2. 2. Назначение по защите.

Название этого класса приборов «противопожарные» указывает на основное предназначение таких устройств. В первую очередь они защищают электропроводку от пожара.

При токе утечки 300мА в сети 220В в месте нарушения изоляции выделяется мощность около 60 Вт. Этого вполне достаточно для нагрева конструкции до температуры возгорания. Если лампу накаливания такой мощности накрыть листом бумаги, то через некоторое время бумага может обуглиться или даже загореться.

Так как же работает противопожарное УЗО? Принцип действия этих устройств такой же, как и у приборов с меньшей уставкой и основан на сравнении токов в нулевом и фазном проводах:

1. 1. в обычной ситуации эти токи равны;
2. 2. при нарушении изоляции между фазным проводом и заземлённым корпусом электроприбора или элементами конструкции здания появляется ток утечки;
3. 3. ток, протекающий по нулевому проводу, уменьшается на величину тока утечки;
4. 4. равенство между токами в нулевом и фазном проводах нарушается;
5. 5. при достижении тока утечки величины равной или большей уставке УЗО аппарат отключается.

Важно! Основным недостатком этих устройств является большая величина уставки — выше, чем опасная для жизни человека. Поэтому противопожарные УЗО применяются только в сочетании с групповыми УЗО, имеющими уставку меньшей величины.

Где ставится противопожарное УЗО

Противопожарное УЗО монтируется в квартирных электрощитах после счётчика, в этажных распредщитах или в домовых вводных щитах. Они так же могут располагаться в распредустройстве понижающей трансформаторной подстанции.

Основное предназначение этих приборов следующее:

• защита кабеля, соединяющего щит учета и жилое здание.
• защита участков электропроводки, в которых отсутствует УЗО;
• отключение электрощитов при замыкании внутри щита;
• дублирование нижестоящей дифференциальной защиты.

Для обеспечения селективности вышестоящее противопожарное УЗО следует выбирать с уставкой в 3 раза выше, чем у нижестоящего. Например, защитное устройство отдельной линии должно иметь ток срабатывания 30мА, прибор в квартирном щите выбирается с уставкой 100мА, защита на этаже выбирается с током отключения 300мА, а общедомовой аппарат должен иметь уставку 500мА.

Кроме того, следует учесть время срабатывания. Оно так же должно отличаться в 3 раза. Самый быстродействующий прибор выбирается для отдельных линий и электроприборов, иначе при больших токах утечки возможно отключение сразу всех защитных устройств — от подключенных к отдельному электроприбору до общедомового.

Каким номиналом выбрать УЗО 100 или 300 мА?

При выборе противопожарного УЗО возникает вопрос — какими параметрами должно обладать устройство? Если с номинальным током всё просто, он должен быть равен или больше соответствующего автоматического выключателя, то ток уставки зависит от места установки прибора.

В квартирном щитке достаточно 100мА, а на этаже желательно установить аппарат с уставкой 300мА.

При отсутствии противопожарного УЗО в квартирном щите прибор с уставкой 100мА располагается в этажном или общедомовом щите. Общее правило при выборе тока срабатывания следующее — чем меньше, тем лучше. Мощность утечки даже в устройстве 100мА составляет 22Вт, что соответствует паяльнику средней мощности.

Нормативные документы по использования

Нужно ли противопожарное УЗО и какими параметрами должно обладать это устройство указано в различных нормативных документах.

• ГОСТ Р 50571.17-2000 482.2.10. В этом ГОСТе указаны меры безопасности, позволяющие уменьшить или предотвратить последствия воздействия тока утечки на оборудование или кабеля. Для этого необходимо установить УЗО или дифференциальный автомат с током уставки не более 500мА. Вместо установки УДТ допускается постоянное использование устройства, контролирующего сопротивление изоляции и, в случае её нарушения, подающее сигнал и (или) отключающее питание.
• СП 256.1325800.2016 10.13. В этих правилах предусмотрены меры защиты от возгорания электропроводки в квартире или частном доме. Для отключения питания в том случае, если ток утечки на землю недостаточен для срабатывания автоматического выключателя, необходима установка во вводном щитке устройства дифференциальной защиты с током уставки не более 300мА.
• ГОСТ Р 50572.4.42-2012. Этот документ предусматривает методы защиты электропроводки от пожара. Для этого ток уставки дифавтомата или УЗО в квартире или частном доме не должен превышать 300мА.

Необходимые параметры защитных устройств основаны на исследованиях ВНИИ противопожарной обороны (ВНИИПО МЧС РФ). Согласно данным, предоставленным этим учреждением, мощности, выделяемой в месте утечки при токе 150мА (33Вт), достаточно для нагрева повреждённой изоляции до температуры возгорания.

Вывод

Подведя итог вышесказанному можно определить несколько правил выбора и установки устройств дифференциальной защиты:

• номинальный ток УДТ определяется вводным автоматическим выключателем и должен быть равен или больше автомата;
• группы электроприборов и отдельные линии подключаются к УЗО с уставкой до 30мА;
• в вводном щитке квартир и небольших домов после электросчётчика устанавливаются приборы с уставкой 100мА, в коттеджах, магазинах и других зданий и помещений большой площади применяются приборы с уставкой 300мА;
• на вводе коммерческих объектов используются селективные УЗО или дифавтоматы (имеющие на передней панели маркировку «S»).

Основное предназначение таких устройств — защита электропроводки от пожара. Поэтому в квартирах и частных домах необходимо использовать оба вида устройств — обычные и противопожарные УЗО.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

 

Схема подключения УЗО — Ремонт220

Автор Светозар Тюменский На чтение 3 мин. Просмотров 4.9k. Опубликовано 10 марта Обновлено 19 ноября

Схему подключения УЗО (устройства защитного отключения) следует подбирать для каждой электрической сети в отдельности. Специалисты полагают, что наиболее удобным местом для установки УЗО в квартире или в доме на даче является место рядом со счетчиком электрической энергии, то есть устройство должно находиться в непосредственной близости от источника электропитания. Обычно выбирают УЗО таких фирм как ABB или Legrand (Легранд).

Схема подключения УЗО и автоматов

УЗО необходимо подключать вместе с автоматическим выключателем. Допустим, можно поставить на линию одно УЗО и пару автоматов. Существует два самых распространенных способа подключения УЗО и автоматов.

В первом случае следует поставить на всю электрическую сеть одно УЗО. У этого способа есть два очевидных недостатка: во-первых, при поломке очень трудно будет определить, на каком конкретно участке сети это случилось ; во-вторых, при срабатывании УЗО возможно выключение всего питания в сети.

Во втором случае УЗО необходимо установить на каждую линию в отдельности. Таким образом, как только сработает подобное устройство, электрический ток отключится исключительно на поврежденном отрезке сети. Остальная часть сети продолжит функционировать в обычном режиме. Разумеется, этот способ более затратный, чем первый, и для такой установки УЗО необходимо больше свободного места в щитке.

Схема подключения трехфазного УЗО

Подобная электрическая схема подключения УЗО поможет обеспечить одновременную защиту однофазных и трехфазных потребителей. В подобной схеме обычно совмещены «земляная» шина и нулевая шина. В такой ситуации счетчик электрической энергии следует установить между УЗО и автоматическим выключателем. В принципе, подключение трехфазного УЗО происходит по аналогии с однофазным. Разница лишь в количестве фаз.

Схема подключения однофазного УЗО

Главным правилом при использовании схемы подключения однофазного УЗО является использование предохранителя, который сможет защитить как УЗО, так и электрический счетчик. Еще не будет лишним установить автоматический выключатель, который сам отключится, если будет подан повышенный ток. Ток отключения у автомата не должен превышать рабочий ток УЗО. Таким образом, с помощью выключателя и предохранителя можно максимально защитить УЗО.

Также важным является использование нейтрального провода и его подключение к УЗО. Чтобы правильно подключить нейтральный провод, следует обратить внимание на особый символ на корпусе УЗО, который показывает, к какой клемме нужно подсоединить провод. Помните, что в случае неправильного подключения нейтрального провода (например, к фазной клемме) устройство может выйти из строя. Чтобы УЗО работало корректно, необходимо, чтобы нейтральный провод был подключен к «земле», а не к контакту, на который подается напряжение!

Схема подключения УЗО без заземления

Несмотря на многочисленные споры, схема подключения УЗО без заземления работает ничуть не хуже, чем с заземлением. И защитные свойства устройства также не снижаются. Если подключить УЗО без заземления, то можно обеспечить возможность отключиться автоматически напряжению при попадании тока в проводники, которые для него не предназначены.

Одним из таких проводников может оказаться и человек. Также при схеме подключения УЗО без заземления можно не беспокоиться о пожаре, так как утечка тока, если и произойдет, то случится на заземленную часть конструкции, а не на заземляющий провод. Таким образом, схема подключения УЗО без заземления ничуть не хуже аналогичной с заземлением.

УЗО схема подключения

---

УЗО схема без заземления

---

Основные схемы трёхфазного щита на примере продукции ANDELI

---

Как подключить УЗО правильно: 7 схем с фото

В своей практике я не раз сталкивался с тем, что дорогая защита, на установку которой затрачено много сил и средств, не срабатывала при аварийной ситуации. Это приводило к очень серьезным повреждениям оборудования.

Для таких случаев энергетики страхуются резервными устройствами, сразу планируя их действие проектом. В домашней проводке так не поступают: слишком дорого.

Поэтому надо хорошо представлять, как подключить УЗО правильно в действующую схему, что я и рассматриваю ниже для типовых случаев безопасного питания электричеством оборудования квартиры либо дома.

Содержание статьи

Назначение и принцип работы УЗО в картинках

Устройство защитного отключения относится к токовым защитам и занимает второе место за автоматическим выключателем по обеспечению безопасности. Оно уже спасло здоровье многим людям, предотвратило электрические травмы.

Необходимость использования УЗО подтверждена требованиями времени, диктуется правилами электрической безопасности.

Как работает защитное отключение при образовании тока утечки

Орган сравнения фаз контролирует величину векторов входящего и выходящего токов по проводникам потенциалов фазы и нуля, постоянно сравнения их магнитные потоки.

Если величина второго вектора уменьшилась больше допустимого значения уставки, то делается вывод о возникновении неисправности. От появившегося тока утечки автоматически отключаются силовые контакты.

УЗО предотвращает прохождение тока через человеческое тело при случайном касании оголенных токоведущих частей или повреждении изоляции проводки, когда появляется опасный потенциал на корпусе электрического прибора.

Дополнительное назначение устройства: предотвращение пожара здания вследствие нарушения диэлектрических свойств изоляции, создающего случайные пути аварийных токов.

Дифференциальный орган работает во всех системах заземления здания. Однако наиболее корректная и безопасная ситуация создается в схемах TN-S и TN-C-S, ТТ с дополнительной заземляющей магистралью РЕ.

Здания со старой системой заземления TN-C загрубляют чувствительность органа сравнения.

Электрические схемы УЗО: 2 варианта для квартиры и дома

Защита выпускается готовыми модулями для установки на Din рейку с возможностью монтажа в однофазной или трехфазной проводке.

Схема подключения однофазного УЗО

В сеть 220 вольт включают модуль на две магистрали тока с потенциалами фазы и нуля.

Схема внутренней конструкции защиты печатается прямо на корпусе, приводится в документации. Провод приходящей фазы подключается сверху на клемму №1, а с клеммы №2 идет к потребителям.

Потенциал нуля подводится на верхнюю клемму N, а снимается с нижней. Менять эти правила подключения нельзя: иначе орган сравнения фаз не сможет работать правильно, произойдут ложные срабатывания.

Схема подключения трехфазного УЗО

Три входных фазных проводника монтируют поочередно к верхним клеммам №1, 2 и 3. Снизу модуля с клемм №2, 4 и 6 их снимают и направляют к потребителю. Потенциал нуля подводят сверху к клемме “N”, снимают с нижней.

Различные производители конструктивно располагают магистраль рабочего нуля справа или слева от магистралей фаз. Все эти вариации показаны схемой-картинкой на корпусе защиты.

Магистрали фаз допустимо менять между собой местами, но их нельзя путать с линией тока нуля. К ней подключена обмотка кнопки проверки “Тест”. При ее нажатии защита станет работать не правильно.

Схемы подключения однофазного УЗО: 3 варианта использования в квартире

Модуль защиты в квартирном щитке может монтироваться на:

• вводе для контроля всего рабочего оборудования, подключенного к проводке;
• одной проблемной линии, например, для ванной комнаты или кухни, обладающих повышенной степенью влажности;
• несколько магистралей с розеточными группами.

Вводное УЗО: защита всей проводки в квартирном щитке

Устройство защитного отключения на вводе в квартиру устанавливают непосредственно за счетчиком и вводным автоматическим выключателем.

Пример расположения модулей защит, показанных на фотографии электрического щитка, дополняет поясняющая схема. Для ее ввода используется обычный автоматический выключатель однофазного исполнения.

Он разрывает только потенциал фазы аварийного тока. Это вполне приемлемо для обеспечения большинства задач, которые стоят в вопросах безопасности бытовой проводки.

Схема с двухполюсным автоматом ввода создается по такому же принципу за исключением того, что потенциал нуля проходит через его вторую магистраль на вход вводного УЗО.

После выхода с устройства защитного отключения потенциал нуля подключают к отдельной изолированной шинке N. С нее выполняют разводку по жилам кабелей к потребителям.

Защитные магистрали РЕ проводника монтируются с помощью собственной шинки PE. На нее подключается соответствующая жила от вводного кабеля и собираются отходящие магистрали ко всем потребителям без каких-либо разрывов.

Технические характеристики УЗО: номинальный ток и величина утечки — как правильно выбрать для вводного модуля

2 перечисленных параметра заложены заводом в конструкцию любого модуля. Изменить их после его приобретения мы не сможем. Поэтому важно их правильно выбирать до покупки.

Номинальный ток и уставка срабатывания утечки маркируются прямо на корпусе защиты.

Как выбрать УЗО по номинальному току

Эта величина характеризует силу тока, которую способны нормально выдерживать внутренние цепи блока без повреждения, например, со значением 40 ампер, как показано на картинке.

Если через внутреннюю схему защиты пойдет больший ток, то он просто спалит обмотки, провода, изоляцию. Это допускать нельзя.

Каждое устройство защитного отключения подключают через индивидуальный автомат с меньшим номинальным током на одну ступень стандартного ряда.

Модуль защитного отключения ставят за автоматическим выключателем. Тогда он полностью обесточивается после разрыва силовых контактов автомата.

По этому принципу для верхней схемы выбран автомат с током 32 А для вводного УЗО на 40 ампер. Его уставка по нагрузке короткого замыкания и перегрузу спасает наш модуль от выгорания при любой аварии.

Универсальными возможностями обладает дифференциальный автомат. Он объединяет в своей конструкции возможности УЗО и автоматического выключателя со сбалансированными электрическими параметрами номинального тока.

Стоимость дифавтомата несколько выше, чем составляющих УЗО и автомата вместе, но его применение экономит место в квартирном щитке, что часто бывает вполне обоснованно.

Как выбрать УЗО по току утечки

Практически через любой слой изоляции протекают токи. Просто у материалов с высокими диэлектрическими свойствами они очень малы из-за высокого электрического сопротивления.

Поврежденная изоляция обладает низкой ограничивающей способностью. Через нее протекают токи повышенной величины.

ПУЭ регламентирует суммарный ток утечки (дифференциальный) сквозь изоляцию. Он никогда не должен превышать безопасную для человека величину.

Существуют специальные лабораторные приборы, которые позволяют измерить ток утечки через изоляцию электропроводки. Когда они отсутствуют, то выполняют приблизительный расчет по предложенной методике.

Для обычных помещений выбирают устройство защитного отключения с безопасным дифференциальным током 30 мА. Во влажной среде, характерной для ванной комнаты или кухни во время приготовления пищи, его величина снижается до 10 или 6 мА.

На вводе в здание допустимо ставить устройство защитного отключения с номиналом 100 мА.

Если суммарный ток утечки электропроводки превышает допустимый уровень дифференциального тока для УЗО более чем 33%, то необходимо рассматривать вопрос полной замены устаревших проводов и кабелей.

Вводное УЗО на 100, 300 или 500 мА не способно спасти человека от получения электрической травмы. Его задача: предотвратить пожар из-за возгорания электрической проводки.

Схема использования одной защиты с органом сравнения фаз токов на вводе отличается простотой и экономичностью, но значительно затрудняет поиск неисправности после ее отключения.

УЗО для ванной: пример выбора модуля защиты на один потребитель

Вариант размещения защитного отключения внутри квартирного щитка показан фотографией ниже.

Схема подключения модуля защиты для одной отдельной линии (ванная комната) с расположением магистралей фазы и нуля показана более подробно на общей картинке для квартирной проводки.

Автоматический выключатель этой магистрали, как и остальных, запитан от сборки за вводным автоматом.

Обращаю внимание, как здесь подключена шинка рабочего нуля и ее отличия от способа, выбранного для схемы с вводным модулем.

Рабочий ноль подводится от вводного кабеля непосредственно к счетчику, а с него отводится на шинку N. С нее выполняется разводка ко всем потребителям кабелями отходящих линий.

К розеткам ванной комнаты рабочий ноль подается через отдельный силовой контакт нашей защиты.

Монтаж шинки PE выполняется по предыдущему варианту без изменений.

В этой схеме внутренняя конструкция модуля защищена от превышения номинального тока (16 ампер) собственным автоматическим выключателем (номинал 10 А).

При срабатывании защиты поиск неисправности упрощается проверкой состояния изоляции на магистрали от силовых контактов модуля до рабочего органа подключенного потребителя.

Групповое УЗО: экономная защита нескольких отходящих линий

Устанавливать индивидуальный модуль к каждому отдельному потребителю — наиболее оправданное решение в вопросах обеспечения безопасности и поиска места возникшей неисправности.

Однако такая схема монтажа самая затратная и дорогая. Она требует использования довольно вместительного квартирного щитка и большого количества модулей УЗО или дифференциальных автоматов. На их покупку уходит много денег.

Групповое УЗО позволяет их экономить. Его просто подключают к нескольким отходящим линиям, располагая отдельным блоком перед индивидуальными автоматическими выключателями.

Внутри квартирного щитка их удобно монтировать отдельными группами. Этот прием обеспечивает наглядность при эксплуатации и ремонте.

Схема подключения группового УЗО к нескольким отходящим линиям изображена ниже.

Здесь защиту группового модуля по величине номинального тока 50 ампер выполняет автомат ввода 40А.

У подобной схемы начинающие электрики выполняют ошибочный расчет, подбирая номинальный ток группового УЗО как сумму номиналов подключенных нагрузок.

Например, на схеме все потребители запитаны через автоматы на 32, 25 и 16 ампер. Общая их сумма составляет 32+25+16=73. Искать защиту с таким номиналом или большим бессмысленно.

Этот вопрос решается проще: вводной автомат в этой квартирной проводке уже выбран на 40 ампер. Большие токи он обязан отключать, одновременно защищая групповое УЗО.

Поэтому его номинал вполне достаточно выбрать на одну ступень больше из стандартного токового ряда: 50 ампер.

Отличия конфигурации цепей рабочего нуля для схемы группового УЗО

Рассматриваемая схема объединила оба рассмотренных выше варианта формирования цепочек для подключения к шинке N:

1. до группового УЗО работает вторая разработка,
   используемая для одиночной линии;
2. после него создается своя дополнительная шинка
   N1, отделяемая от общей цепочки контактами группового модуля.

Использование дополнительной шинки N1 значительно облегчает поиск токов утечек в отходящих линиях, возникших при повреждении изоляции проводов нулевых потенциалов после отключения защиты.

Монтаж шинки РЕ и проводов к ней не меняется.

Схема подключения трехфазного УЗО: 4 варианта для частного дома

Ниже рассматриваю случаи использования противопожарного и обычного модуля в разных ситуациях.

Противопожарное УЗО для частного дома: как правильно выбрать и установить

Фрагмент схемы подключения четырехполюсного противопожарного УЗО на вводе в частный дом поясняет главный принцип его выбора по дифференциальному току.

Его ставят на вводе в здание для защиты:

• входного кабеля;
• линий к потребителям, на которых не используются
  индивидуальные устройства защитного отключения;
• выполняющей роль резерва в случае отказа
  основного модуля.

Противопожарное УЗО подключают в схему электропитания дома с обязательным соблюдением селективности его срабатывания. Она достигается комплексно двумя настройками:

• троекратным запасом уставки по дифференциальному
  току в сравнении с любым групповым или индивидуальным модулем, расположенным
  ниже;
• замедлением на срабатывание по времени минимум в
  3 раза.

Фрагмент приведенной выше схемы включения показывает, что дифференциальный ток противопожарного модуля IΔns трижды превышает уставку утечки IΔn1 или IΔn2 у любой группы потребителей.

Противопожарные УЗО создаются для срабатывания от токов утечки на 100, 300 либо 500 мА, а модули защиты человека от дифференциального тока производятся на уставки 30, 10 или 6 миллиампер.

Возможность выставления уставки времени для селективного срабатывания обозначается на корпусе модуля латинской буквой “S”.

Правильный выбор уставок противопожарного, группового и индивидуального УЗО по дифференциальному току и времени отключения возникшей аварии — обязательный принцип надежной ликвидации защитой поврежденного участка с оставлением под напряжением исправного оборудования.

Подключение трехфазного УЗО: схема на 4 полюса с использованием нейтрали

Упрощенно схему подключения четырехполюсного УЗО в трехфазную сеть можно представить следующим образом: на выходе рабочего нуля используется шинка для разводки потенциалов нейтрали N по подключенным потребителям (схема с нейтралью).

Потребители могут питаться от всех 3 фаз или какой-то одной. Эта же схема позволяет выполнять защиту одновременно трех разных однофазных цепей при условии использования общей нейтрали.

При этом стараются построить работу оборудования с соблюдением равномерного распределения токов нагрузок по всем фазам.

Подключение трехфазного УЗО: схема на 4 полюса без использования нейтрали

Отказаться от работы нейтрального провода и упростить конструкцию позволяет случай использования симметричной нагрузки, у которой все токи в фазах всегда равны.

Пример такого подключения — защита трехфазного асинхронного электродвигателя. Обмотки его статора могут быть собраны по схеме звезды или треугольника, которые обеспечивают одинаковые сопротивления между фазами.

Потенциал рабочего нуля заводится на вводной контакт четырехполюсного УЗО, а на выходной ничего не подключается. Выходная клемма потенциала N остается пустой.

Этот прием позволяет экономить средства за счет подключения двигателя к цепям питания кабелем с четырьмя, а не пятью жилами: три для фазных потенциалов и одна — защитного РЕ проводника.

Его монтируют на специальный болт заземления корпуса.

Подключение трехфазного УЗО: схема для однофазной сети

Предлагаемый вариант не является типичным.

Он используется как исключение в трех случаях:

• У владельца имеется лишний модуль защиты, который необходимо пристроить в работу. Иначе оно просто пылится без дела.
• Собираемую однофазную проводку планируется в ближайшем времени переводить на три фазы.
• Временная замена модуля, вышедшего из строя при возникновении аварии.

Во всех трех случаях необходимо потенциал фазы пускать через те клеммы, к которым подключена обмотка кнопки “Тест”. Иначе она не станет срабатывать при ручных проверках.

В этой короткой статье я постарался дать самый необходимый материал. Видеоролик владельца Заметки электрика наглядно дополняет, как подключить УЗО правильно и выбрать его по номинальному току и току утечки. Рекомендую посмотреть.

Ожидаю, что у вас еще возникли вопросы по этой теме. Задавайте в комментариях. Я отвечу.

Подключение узо, схема подключения УЗО

Как подключить УЗО? Это должен знать каждый электрик. Известно, что треть всех пожаров в нашей стране происходит в результате возгорания неисправной электропроводки. Неисправностью, чаще всего, является повреждение изоляции, которая вызывает появление напряжения на нетоковедущих частях электроприборов (пробой на корпус), т. е. прямая опасность поражения человека электрическим током.

Рисунок 1. УЗО на 220 и 380 В.

Установка УЗО на сегодняшний день — пожалуй, не только лучший способ защиты человека от поражения электрическим током, но и довольно эффективная мера повышения пожаробезопасности нашего жилья. Возникшая вследствие нарушения изоляции утечка тока на землю будет нейтрализована устройством защитного отключения обесточиванием участка неисправной цепи.

Схемы подключения.

Подключение УЗО может быть выполнено следующими способами:
Общее вводно УЗО. В этом случае УЗО устанавливается в электрощите и подключается сразу после электросчетчика. Преимуществом такого подключения является защита от различных утечек токов на «землю» всей цепи (электропроводки и бытовых электроприборов) квартиры или дома. 

Рисунок 2. Схема подключения общего УЗО.

Кроме того, это относительно недорогой способ защиты от утечек токов на «землю», имеющий, однако один существенный недостаток: срабатывание вводного УЗО в случае неисправности на каком-либо участке электрической цепи вызовет отключение всей цепи, т. е. полностью обесточит весь дом. При таком способе подключения, следует использовать УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током (током утечки) не менее 30 mA
Подключение нескольких УЗО для защиты электрических групп, с определенной нагрузкой — всевозможные водонагреватели, стиральные машины, розетки в детской или ванной комнатах и т. д. Т. е., вместо одного вводного УЗО после расчетного электросчетчика устанавливается несколько защитных устройств, количество которых определяется количеством отходящих электрических групп, нуждающихся в защите от утечек тока на «землю.» 

Рисунок 3. Схема подключения УЗО на каждую группу.

Такая схема подключения УЗО более предпочтительна, однако, стоимость ее реализации, по понятным причинам будет выше, чем предложенная выше. Номинальный отключающий дифференциальный ток УЗО, в этом случае, для одной электрической группы не должен превышать 30 mA
Независимо от используемой схемы подключения УЗО, следует помнить, что эти устройства предназначены, прежде всего для защиты электрических цепей от утечек токов на «землю» и никак не могут быть использованы в качестве «автоматов» — для защиты от коротких замыканий. Более того, УЗО само должно быть обеспечено защитой от сверхтоков и токовых перегрузок.
Как видно из представленной схемы подключения УЗО, для защиты от КЗ и перегрузок, в цепь после каждого автомата диф. защиты включен автоматический выключатель. Причем номинальный ток устройства защитного отключения следует подбирать таким образом, чтобы он был на ступень больше номинального тока «автомата».

Например, если нагрузка защищена автоматическим выключателем с номинальным током 25 А, то для защиты от токов утечки на «землю» целесообразно использовать УЗО номиналом не менее 32 А. Как подключить УЗО? Теперь вы сами сможете ответить на этот вопрос кому угодно!

Схема подключения узо в однофазной сети с заземлением в частном доме и квартире

Развитие техники электроснабжения привело к появлению замечательного прибора – устройства защитного отключения, или УЗО. К сожалению, и сегодня его нет во многих домах и квартирах. В то время как сравнительно недорогое и небольшое устройство поможет сберечь и Вашу семью, и бытовую технику и жилье. Без сомнения, если в электрощите Вашего дома прибора защитного отключения еще нет, необходимо озаботиться его установкой.

Однофазное и трехфазное УЗО

Назначение устройства защитного отключения

Устройство защитного отключения предназначено для защиты людей от поражения электрическим током, а также электропроводки от возгорания. В случае прикосновения человека к токоведущим частям прибор фиксирует утечку тока и мгновенно разрывает цепь питания.

Для защиты людей устанавливают защитные приборы с током срабатывания 30мА. Для потребителей электроэнергии в ванной применяют прибор с током отсечки 10мА, так как в помещении с повышенной влажностью вероятность удара электричеством возрастает.

С целью предотвращения возгорания подключают условно называемое противопожарное УЗО. Такой прибор отключает нагрузку при токах 100-500мА. В домашней электропроводке практикуется применение прибора с током отсечки 100мА. При повреждении изоляции проводов может возникнуть короткое замыкание, искрение и возгорание. Защита фиксирует недопустимую утечку тока и отключает питание, предотвращая возникновение описанной ситуации.

УЗО в домашнем распределительном боксе

Если «выбивает» УЗО, для поиска неисправности необходимо выключить все автоматические выключатели, следующие по схеме после прибора защитного отключения. После этого сначала включают прибор защиты, а затем и автоматы — последовательно, по одному. Защита вновь сработает при попытке включения автоматического выключателя на неисправной линии.

Устройство и принцип работы УЗО

Внутренняя электрическая схема УЗО состоит из дифференциального трансформатора и реле. К одной обмотке трансформатора подключены провода фазы, к другой – нуля. В том случае, когда по проводникам линии и нуля протекает одинаковый ток, магнитные поля индуктивностей компенсируют друг друга.

Устройство защитного отключения изнутри

Принцип работы УЗО состоит в том, что при наличии утечки тока в электропроводке, его величина по проводникам фазы и нуля будет разной. В этом случае возникает разность потенциалов, которая включает внутреннее реле, контакты последнего разрывают цепь питания потребителей.

Следует отличать УЗО от дифференциального автомата. Принцип его работы состоит в том, что он выполняет функции УЗО и автоматического выключателя, то есть фиксирует не только токи утечки, но и предельный ток, протекающий через устройство.

Если в схеме электроснабжения предусмотрено несколько приборов защиты, работающих в паре с автоматическими выключателями, их выгодно заменить дифференциальными автоматами и сэкономить место в распределительном щите.

На практике чаще применяют ограниченное число относительно дорогих устройств защитного отключения при заметно большем количестве автоматов. Для контроля функционирования устройства защитного отключения на его корпусе предусмотрена кнопка ТЕСТ. Если ее нажать возникает принудительная утечка тока, что вызывает срабатывание защиты. Следует проверять эффективность защиты при контроле и обслуживании распределительного щитка.

Существует два вида УЗО: двухполюсное, для работы в однофазной сети 220 В и четырехполюсное, для применения в трехфазной сети 380 В. В последнем случае контроль утечек производится по каждой из трех фаз. При наличии проблемы даже на одной из них произойдет отключение всех линий нагрузки.

Общие правила подключения устройства защитного отключения

Существует немалое количество практических вариантов подключения УЗО, к сожалению, не все из них верные. Продумывая схему электроснабжения дома или квартиры, необходимо решить:

• какое количество приборов защиты следует установить;
• в каком месте подключить защиту;
• как правильно провести электромонтаж.

Пример монтажа УЗО в электощите

Рассмотрим практические рекомендации, которые позволят принять правильное решение в Вашем случае. Проще всего установить отдельное устройство на каждый потребитель, но это достаточно дорого. Вероятно, так можно поступить в отношении газового котла, холодильника и компьютера. Во всяком случае, возможно подключение УЗО на три оговоренных потребителя. Чем более индивидуальную защиту Вы предусматриваете, тем меньше вероятность отключения важных потребителей по причине наличия проблем в каких-то других цепях.

Некоторые линии, например, сеть освещения, может быть защищена только противопожарным УЗО. Осветительные приборы не имеют металлических поверхностей, то есть опасность поражения людей электрическим током при касании маловероятна.

Наоборот, как мы уже отмечали, в ванной комнате складываются худшие условия для удара электричеством, так что для приборов в ванной разумно предусмотреть отдельное УЗО с током отсечки 10мА. В наиболее бюджетном варианте применяется одно общее устройство защитного отключения с параметром срабатывания 30мА.

Противопожарное или общее УЗО включается в схему сразу после счетчика электроэнергии. Устройство защитного отключения, установленное после входного автомата и электросчетчика, рассчитывается на номинальный рабочий ток на ступень выше значения у предшествующего автоматического выключателя. Например, если на входе имеется автоматический выключатель на 32А, модуль защиты выбирается на 40А.

Так делается для того, чтобы защитить от перегрузки контакты более дорогого устройства. Очевидно, это правило не работает при использовании нескольких УЗО. В этом случае его рабочий ток должен быть больше, чем номинал каждого из установленных после устройства защиты автоматов.

При монтаже модуля защиты сверху к нему подключаются проводники нуля и фазы, подводящие напряжение, а снизу подсоединяются одноименные провода нагрузки. Таковы правила монтажа большинства модульных устройств, о которых знает каждый электрик. Не следует вводить в заблуждение тех, кто будет работать с электрощитом.

Практические схемы монтажа в однофазной сети с заземлением

В рамках данной статьи рассматриваются примеры подключения УЗО в схеме электроснабжения с заземлением. При этом возможно применение защитного отключения в квартире при отсутствии заземляющего проводника, о чем рассказано в материале «Как можно подключить узо в однофазной сети без заземления: схемы подключения».

Наиболее простая схема подключения УЗО в квартире

На вышеприведенной схеме электромонтажа представлен простейший вариант подключения однофазного УЗО, возможный в квартире с потребляемой мощностью до 8,8кВт. Рабочий ток устройства 50А выбран на ступень выше номинала для входного автомата 40А. Предусмотренное УЗО срабатывает при токе утечки 30мА, что обеспечивает защиту от поражения электричеством людей. При этом для электроприборов ванной предпочтительна величина 10мА, так что защита во влажном помещении снижена.

Для контроля утечек в электропроводке достаточна чувствительность 100мА, однако при небольшой ее общей протяженности ложных срабатываний вводного УЗО с параметром 30мА не будет.

Провод фазы с выхода устройства защитного отключения подключен к входам всех автоматических выключателей. Нулевой проводник с его выхода соединен с шиной нуля. К шине заземления подключен защитный проводник с этажного щита. Трехжильный кабель от каждой группы потребителей (освещение, розетки и т. п.) подключается:

• защитный желто-зеленый провод — к шине заземления;
• нулевой провод синего цвета — к шине нуля;
• провод фазы красного цвета (или любого другого) — к выходному контакту соответствующего автомата.

Схема подключения УЗО в квартире с энергопотреблением до 11 кВт

Данная схема подключения УЗО возможна в квартире с мощностью потребления до 11кВт. Для защиты проводки большой протяженности от возгорания предусмотрено противопожарное устройство с током утечки 100мА, и линия освещения подключается от него. В данном варианте нулевой провод кабеля, подающего питание на осветительные приборы, подключается к выходу вводного УЗО, а не к шине нуля.

Схема подключения УЗО и дифференциальных автоматов в доме

Приведенный вариант подключения двух однофазных УЗО и двух дифференциальных автоматов подходит для дома с потребляемой мощностью до 11кВт. Сеть ванной, как положено, контролирует устройство, рассчитанное на утечку 10мА. Шина защиты в данном случае соединена с индивидуальным контуром заземления. Для сети ванной и розеток предусмотрены дифференциальные автоматы, вместо пары УЗО плюс автомат.

Это уменьшило количество приборов на щите и позволило обойтись всего одной шиной нуля. Нулевые проводники ванной и розеток подключаются напрямую к выходам дифференциальных автоматов, а не к нулевой шине. Нулевой провод кабеля, подающего питание на осветительные приборы, подключается к выходу противопожарного УЗО, а не к шине зануления.

Схема подключение УЗО Легранд по французским стандартам

УЗО известной марки Legrand подключается по обычной схеме: сверху вход, снизу выход устройства. Чаще всего клеммы N находятся справа и помечаются на корпусе. Выше приведена схема электроснабжения, принятая во Франции.

В данном случае оба проводника, и нуля и фазы, проходят через двухполюсный автомат. Такой метод разводки обеспечивает безопасность в том случае, если нуль и фаза перепутаны на входе. Нулевая шина в таком варианте не требуется.

Схема подключения УЗО АВВ в паре с автоматами

УЗО марки ABB подключается по стандартным правилам. Приведенная выше схема демонстрирует применение однополюсных автоматов. Здесь каждое устройство защитного отключения имеет свою шину нуля и путать их нельзя.

Подключение вводного УЗО в сети 380 В

Схема подключения УЗО в сети 380 В

Трехфазное четырехполюсное УЗО подключается с соблюдением тех же общих правил, что и однофазное. В данном примере использованы устройства марки Legrand. Клеммы нуля у них находятся справа.

Для питания трехфазной плиты установлено отдельное четырехполюсное УЗО с током утечки 30мА. Ванная и розетки подключены на 3 фазы с применением дифференциальных автоматов. Ноль кабеля освещения подключается к выходу противопожарного прибора защиты.

Подключение трехфазной нагрузки без провода нуля

Вышеприведенная иллюстрация демонстрирует подключение трехфазного УЗО в случае применения асинхронного двигателя в сети 380 В. В данном варианте отсутствует нулевой провод соединяющий устройство защиты и нагрузку. Корпус электродвигателя необходимо подсоединить к шине заземления.

Возможные ошибки при подключении устройства защитного отключения

Ошибки при подключении УЗО приводят к его отказу, срабатыванию без видимых причин, либо к тому, что оно не будет выполнять защиту людей и электропроводки. В общем виде могут быть допущены три вида ошибок:

• неправильно выбран рабочий ток и контролируемый ток утечки;
• неверное место подключения в схеме электроснабжения помещения;
• ошибки при выполнении электромонтажных работ.

Сначала разберем ошибки неправильного выбора параметров защиты. Если рабочий ток УЗО меньше или равен току срабатывания подключенного последовательно с ним автомата, его контакты могут не выдержать нагрузки и сгорят.

Аккуратный монтаж помогает выполнить подключение УЗО без ошибок

Ток утечки в сети, которую контролирует устройство защиты, должен составлять не более 40% данного параметра УЗО. В ином случае устройство защиты будет срабатывать без должной причины. Чем больше протяженность проводки, тем меньше ее общее сопротивление изоляции и больше токи утечки. Наоборот, при выборе устройства с завышенным током утечки не будет обеспечена защита человека от удара электричеством.

Касательно места подключения УЗО в схеме электроснабжения, его нельзя включать:

1. Перед счетчиком электроэнергии. В этом случае ее возможно воровать.
2. Параллельно счетчику электроэнергии. В такой ситуации счетчик будет занижать показания.
3. Без последовательно подсоединенного автомата. В таком варианте УЗО выйдет из строя при повышенной нагрузке или коротком замыкании.

При выполнении электромонтажа в щитке существует немало вариантов ошибок:

• подключение нулевых проводников к клеммам фазы, а фазных проводов — к нулевым зажимам;
• подсоединение проводов, подающих питание снизу, а нагрузку — сверху;
• подключение одного из проводов, подающих питание снизу, а второго — сверху;
• объединение нулевых проводников на выходе разных приборов защиты;
• объединение фазных проводов на выходе нескольких устройств защиты;
• подключение нулевого провода нагрузки до УЗО;
• соединение нулевого и защитного проводников в щитке;
• соединение нулевого и защитного проводников в розетке;
• подключение нулевого провода на корпус щита или нагрузки;
• подсоединение заземления розеток к водопроводу и системе отопления.

Щит в стадии монтажа: нагрузка к УЗО еще не подключена

В случае одного из вышеперечисленных нарушений УЗО будет «выбивать» либо сразу при подаче питания, или при подключении нагрузки. Если защита сработала, его нельзя включать вновь сразу. Сначала необходимо устранить неисправность, а затем поднимать рычаг включения.

Удобно иметь выключатель, подсоединенный параллельно прибору защиты. Он обеспечит режим БАЙПАС, то есть электроснабжение частного дома при ремонте устройства защитного отключения. В заключение отметим, что прибор любой марки, будь то Легранд, АВВ или IEK, вполне реально установить правильно своими руками, если руководствоваться приведенными практическими примерами и правилами.

Видеоролик демонстрирует, как это делается на практике.

Принцип работы узо и схема подключения

Принцип работы УЗО

Аббревиатура УЗО создана от словосочетания «Устройство защитного отключения», которое определяет назначение прибора, заключающееся в снятии напряжения с подключенной к нему схемы при возникновении случайных пробоев изоляции и образовании через них токов утечек.

Для работы УЗО используется принцип сравнения входящих в контролируемую часть схемы и выходящих из нее токов на основе дифференциального трансформатора, который переводит первичные величины каждого вектора в строго пропорциональные по углу и направлению вторичные для геометрического сложения.

Метод сравнения можно представить обыкновенными весами или балансиром.

Когда равновесие соблюдено, то все работает нормально, а при его нарушениях изменяется качественное состояние всей системы.

У однофазной цепи сравниваются подходящий к измерительному органу вектор тока фазы и выходящий из нее — нуля. При нормальном режиме работы с надежной целой изоляцией они равны, уравновешивают друг друга. Когда возникает неисправность в схеме и появляется ток утечки, то баланс между рассматриваемыми векторами нарушается на его величину, которая замеряется одной из обмоток трансформатора и передается блоку логики.

Сравнение токов в трехфазной цепи осуществляется по этому же принципу, только через дифференциальный трансформатор пропускаются токи всех трех фаз, а небаланс создается на основе их сравнения. В нормальном режиме работы токи трех фаз при геометрическом сложении сбалансированы, а при нарушениях изоляции любой фазы возникает ток утечки в ней. Его величина определяется суммированием векторов в трансформаторе.

Упрощенно работу устройства защитного отключения можно по блокам представить структурной схемой.

Небаланс токов из измерительного органа направляется на логическую часть, которая работает по принципу реле:

2. или электронного.

Важно понимать различие между ними. Электронные системы сейчас бурно развиваются и пользуются все большей популярностью по многим причинам. Они имеют широкий функционал, большие возможности, но требуют для работы логики и исполнительного органа электрическое питание, которое обеспечивает специальный блок, подключаемый к основной цепи. Если электричество отключится по различным причинам, то такое УЗО, как правило, не сработает. Исключение составляют редкие электронные модели, оснащенные этой функцией.

Электромеханические реле использует механическую энергию взведенной пружины, которая напоминает по принципу работы обыкновенную мышеловку. Чтобы реле сработало достаточно минимального механического усилия на очуствленный исполнительный элемент.

Как мышка дотрагивается до приманки подготовленной мышеловки, так и возникающий при небалансе в дифференциальном трансформаторе ток от утечки ведет к срабатыванию исполнительного элемента и отключению напряжения со схемы. Для этого в реле встроены силовые контакты в каждую фазу и контакт подготовки тестера.

Любой тип реле обладает определенными преимуществами и недостатками. Электромеханические конструкции надежно работают на протяжении многих десятилетий и хорошо себя зарекомендовали. Они не требует наличия внешнего питания, а электронные модели — зависят от него полностью.

В настоящее время считается общепризнанным, что наиболее эффективной мерой защиты от поражения электрическим током в электроустановках напряжением до 1000 В является устройство защитного отключения (УЗО) по току утечки.

Не возражая против важности этой меры защиты, большинство специалистов на протяжении многих лет ведут споры относительно значений основных параметров УЗО — тока установки, времени срабатывания и надежности. Объясняется это тем, что параметры УЗО тесно связаны с его стоимостью и условиями эксплуатации.

Действительно, чем ниже ток уставки и меньше время срабатывания, чем выше надежность УЗО, тем дороже его стоимость.

Кроме того, чем ниже ток уставки и меньше время срабатывания УЗО, тем жестче требования к изоляции защищаемого участка, поскольку даже незначительное ухудшение ее в условиях эксплуатации может приводить к частым, а в ряде случаев и длительным, ложным отключениям электроустановки, делая тем самым невозможной ее нормальную эксплуатацию.

С другой стороны, чем выше ток уставки УЗО и больше время его срабатывания, тем хуже его защитные свойства.

Компоновка однофазного УЗО представлена на картинке ниже.

В ней на входные клеммы подводится напряжение, а на выходные — подключается контролируемая схема.

Трехфазное устройство защитного отключения изготовлено так же, но в нем контролируются токи всех фаз.

На представленном рисунке показано четырехпроводное УЗО, хотя в продаже есть трехпроводные конструкции.

Как проверить УЗО

В любой модели конструкции встроена функция проверки работоспособности. Для этого используется блок «Тестер», представляющий собой разомкнутый контакт — кнопку с пружинным самовозвратом и токоограничивающий резистор R. Его величина подобрана для создания минимально достаточного тока, искусственно имитирующего утечку.

При нажатии кнопки «Тест» подключенное в работу УЗО должно отключиться. Если этого не произошло, то его следует браковать, искать поломку и ремонтировать или заменять исправным. Ежемесячное тестирование устройства защитного отключения повышает надежность его эксплуатации.

К слову, исправность электромеханических и отдельных электронных конструкций легко проверить в магазине до покупки. С этой целью достаточно при включенном реле кратковременно подать ток в цепь фазы или нуля от батарейки с любой полярностью подключения по варианту 1 и 2.

Исправное УЗО с электромеханическим реле сработает, а электронные изделия в подавляющем большинстве случаев так не проверить. Им для работы логики нужно питание.

Как подключить УЗО к нагрузке

Устройства защитного отключения разрабатываются для использования в схемах электроснабжения по системе TN-S либо TN-C-S с подключением в электропроводке защитной нулевой шины РЕ, к которой подключаются корпуса всех электрических приборов.

В этой ситуации при нарушении изоляции возникающий на корпусе потенциал сразу стекает через проводник РЕ на землю и орган сравнения вычисляет неисправность.

В нормальном режиме электроснабжения УЗО не отключает нагрузку, поэтому все электроприборы работают оптимально. От тока каждой фазы в магнитопроводе трансформатора наводится свой магнитный поток Ф. Поскольку они равны по величине, но противоположно направлены, то взаимно уничтожают друг друга. Суммарный магнитный поток отсутствует и не может навести в обмотке реле ЭДС.

При возникновении утечки опасный потенциал стекает на землю через защитную шину РЕ. В обмотке реле наводится ЭДС от возникшего небаланса магнитных потоков (токов в фазе и нуле).

Устройство защитного отключения мгновенно вычисляет таким способом неисправность и в доли секунды обесточивает схему силовыми контактами.

Особенности работы УЗО с электромеханическим реле

Использование механической энергии взведенной пружины в отдельных случаях может быть выгоднее, чем применение специального блока для электрического питания логической схемы. Рассмотрим это на примере, когда ноль питающей сети оборван, а фаза поступает.

В такой ситуации статические электронные реле не будут получать питание, а, следовательно, не смогут работать. В то же время в этой ситуации у трехфазной системы возникает перекос фаз и повышение напряжения.

Если произойдет в ослабленном месте пробой изоляции, то потенциал появится на корпусе и будет уходить через РЕ-проводник.

В УЗО с электромеханическим реле защиты отработают нормально от энергии взведенной пружины.

Как работает УЗО в двухпроводной схеме

Неоспоримые преимущества защит от токов утечек в электрооборудовании, выполненном по системе TN-S посредством использования УЗО, привели к их популярности и желанию отдельных владельцев квартир устанавливать УЗО в двухпроводке, не оборудованной РЕ-проводником.

В этой ситуации корпус электроприбора изолирован от земли, не сообщается с ней. Если возникает пробой изоляции, то потенциал фазы появляется на корпусе, не стекает с него. Человек, имеющий контакт с землей и случайно прикоснувшийся к прибору, попадает под действие тока утечки точно так же, как и в ситуации без УЗО.

Однако, в схеме без устройства защитного отключения ток может проходить через тело длительно. Когда же УЗО установлено, то оно почувствует неисправность и отключит напряжение за время уставки в течение долей секунды, чем снизит поражающее действие тока и степень получения электротравмы.

Таким образом, защита облегчает спасение человека при попадании под напряжение в зданиях, оборудованных по схеме TN-C.

Многие домашние мастера пытаются самостоятельно устанавливать УЗО в старых домах, ожидающих реконструкцию для перехода на систему TN-C-S. При этом в лучшем случае выполняют самодельный контур заземления или просто подключают корпуса электроприборов к водопроводной сети, батареям отопления, железным деталям фундамента.

Такие подключения могут создать критические ситуации при возникающих неисправностях и причинить серьезный ущерб. Работы по созданию контура заземления должны выполняться качественно и контролироваться электрическими замерами. Поэтому их выполняют подготовленные специалисты.

Большинство УЗО выполняется в стационарном исполнении для крепления на распространенную Din-рейку в электрощитке. Однако, в продаже можно встретить переносные конструкции, которые подключаются в обычную электророзетку, а от них дальше запитывается защищаемый прибор. Они стоят чуть дороже.

Принцип работы УЗО и схема подключения в однофазной сети

УЗО в любой электрической цепи является очень важным элементом. Основное предназначение УЗО состоит в обеспечении защиты человека от поражения током при контакте с токоведущими частями. Помимо этого, УЗО, принцип работы которого будет рассмотрен в данной статье, предотвращает вероятность возникновения пожаров, которые могут быть спровоцированы возгоранием электропроводки.

В определенных ситуациях УЗО, принцип работы которого достаточно прост, прекращает подачу на защищаемую линию напряжения. Происходит это в случае, если человек прикасается к токоведущим частям электроустановок, и к элементам нетоковедущим, которые в результате пробоя изоляции оказались под напряжением. Еще одной причиной размыкания контактов является возникновение утечки тока на корпус электроустановки или землю.

Рассмотрение принципа работы УЗО в общем и на конкретном примере

Когда сдаются недорогие квартиры от застройщика, то вся электрика, в том числе УЗО и диффавтоматы, а также разводка и автоматы отключения, уже установлены. Если же вы строите свой дом или хотите установить УЗО в квартире своими руками, то вам стоит знать принцип действия этого устройства и правила его установки.

УЗО (принцип работы основан на определении входящих и исходящих токов на входе в систему) может реагировать на минимальные утечки и выполнять свою защитную функцию. Для измерения утечки, в прибор установлен такой чувствительный элемент, как дифференциальный трансформатор, обладающий тремя обмотками.

Принцип действия УЗО легко можно понять на конкретном примере. Если человек прикасается к токоведущим частям установки, или же возникает пробой изоляции на ее корпусе, величина тока, текущего по фазному проводу, превысит величину тока в нулевом проводе.

Суммарный (итоговый) поток магнитной индукции, при этом, обязательно изменится, будет отличаться от нуля и будет являться причиной наведения в управляющей обмотке тока. Реле, к которому обмотка подключена, сработает, и в движение будет приведен расцепитель контактов силовых защитного устройства.

Подобный принцип действия УЗО, в результате которого за доли секунды обесточивается опасная электроустановка, обеспечивает сохранность человеческого здоровья.

Подключение УЗО к сети однофазной: основные правила

Схема УЗО указана на корпусе прибора и позволяет понять принцип его действия, правильно подключить устройство в схему защиты электрической цепи, избегая некорректной работы устройства или выхода его из строя.

Схема УЗО, по которой оно подключается в систему электроснабжения, зависит от различных параметров и факторов. В жилых помещениях, как правило, используется однофазный вариант электропроводки с номинальным напряжением 220 В.

Перед установкой нужно не только понять принцип работы УЗО в однофазной сети, но и ознакомиться с правилами безопасности.

Принцип работы УЗО и схема подключения подразумевают использование двух проводов проводки, подключаемых к входным клеммам, и двух проводов на выход прибора, подсоединяемых к соответствующим выходным клеммам. Устанавливать прибор нужно только при отключенном напряжении. Перед осуществлением установки, нужно убедиться, что в щитке для выбранного прибора достаточно места.

Принцип работы УЗО и схема подключения его достаточно просты. Существует несколько вариантов установки этого устройства, но принцип, в целом, остается неизменным.

Наиболее распространенным и доступным является вариант, при котором устройство стоит на входе в дом/квартиру. Недостаток этого варианта заключается в том, что при срабатывании прибора обесточивается все жилое помещение, а определять причину происходящего сложно.

Более дорогостоящим, однако, очень удобным является вариант подключения с установкой нескольких УЗО — в этом случае, каждое устройство будет отвечать за отдельную группу розеток или освещения.

Еще по этой теме на нашем сайте:

Подключение УЗО и дифавтомата — схема с заземлением
Чтобы понять, как осуществляется подключение УЗО и автомата, схема которого представлена на нашем сайте, нужно для начала разобраться, каково функциональное предназначение обоих этих устройств.

Как подключить УЗО и дифавтоматы без заземления — схема

В современных домах и квартирах применяется электропроводка с отдельным защитным проводником, однако в старых советских постройках заземления нет. Очень важно в такой ситуации знать, как.

Газовая котельная в частном доме — схема, нормы и требования

Природный газ является не только самым экономичным и эффективным, но и наиболее рискованным с точки зрения пожаробезопасности и взрывобезопасности видом топлива — именно поэтому устройство.

Фундаментные работы — стоимость заливки фундамента за куб

Для того чтобы выбрать материал в том количестве, которое вам понадобится, необходимо знать, как составляется смета на фундаментные работы. Вам понадобится большое количество оборудования и.

Добавить комментарий

Отменить ответ

Вы можете подписаться на новые публикации по электронной почте.

Принцип работы УЗО

Наличие в быту и на производстве множества устройств, работающих от сети переменного напряжения, создает опасность удара электрическим током в некоторых ситуациях. Протекающий через организм человека ток, начиная от некоторого минимального значения, может быть смертельно опасным. Для защиты человека, а также предотвращения поломок оборудования разработаны несколько типов устройств, позволяющих в автоматическом режиме прекратить подачу электрической энергии, в зависимости от изменения заданных предельных параметров.

Одно из таких устройств – устройство защитного отключения, далее УЗО, будет рассматриваться ниже. Будут изучены принцип работы УЗО и схема подключения, а также даны рекомендации по выбору параметров.

Назначение УЗО

Защита реагирует на появление утечки в электрических цепях. При превышении тока свыше порогового значения устройство практически мгновенно размыкает электрическую цепь, снимая питание с аппаратуры. Причин возникновения утечки может быть множество:

• Старение изоляции проводов и изменение ее свойств;
• Нарушение изоляции посторонними предметами или под действием внешних условий;
• Повреждение аппаратуры;
• Нарушение контактов.

В быту наиболее опасными в плане появления утечек являются устройства, снабженные водонагревателями:

• Бойлеры;
• Стиральные и посудомоечные машины;
• Электрические котлы отопления.

В перечисленных устройствах имеется нагреватель – ТЭН, который непосредственно контактирует с водой. При перегреве из-за отложений накипи поверхность нагревателя лопается, и вода поступает к нагревательной спирали, вызывая утечку.

Существует некоторая разница в работе УЗО в случае заземленной аппаратуры и такой, которая работает без заземления.

Если устройства заземлены, то повреждение внутри них вызывает утечки на заземляющий проводник, в результате чего срабатывает защита и отключает аппаратуру.

При отсутствии заземления неисправный прибор ничем не выдает своей поломки. Но на его корпусе может присутствовать опасный потенциал. Ток утечки возникает только в случае прикосновения, преднамеренного или случайного. Поэтому очень важен такой параметр, как быстродействие срабатывания.

Принцип работы

Работа устройства защитного отключения основывается на измерении разности токов, протекающих в фазном и нулевом проводах сети. В идеальных условиях эта разность равна нулю, но при повреждениях часть тока идет по иному пути, минуя нулевой провод. Таким образом, устройство фиксирует разность, и если она больше нормы, производит отключение цепи.

Принцип работы УЗО в однофазной сети основан на измерении разности токов проводников при помощи дифференциального трансформатора, который представляет собой трансформатор тока с тремя обмотками. По двум из них протекают токи фазного и нулевого проводника, а с третьей, состоящей из большого числа витков, снимают напряжение, пропорциональное разности.

В нормальном состоянии магнитные потоки фазного и нулевого провода взаимно вычитаются, поэтому напряжение на контрольной обмотке отсутствует. Разница токов вызывает появление разностного магнитного потока, который создает ЭДС в витках контрольной обмотки, которая нагружена на высокочувствительное магнитоэлектрическое рале. Реле, в свою очередь, контактами размыкает электрическую цепь.

Обратите внимание! Размыкание цепи приводит к пропаданию тока в обмотках дифференциального трансформатора, но реле при этом не возвращает контакты в замкнутое положение. Разблокировку контактов можно выполнить только вручную.

Принцип работы трехфазных УЗО идентичен однофазному, за исключением того, что в трансформаторе имеется четыре токовых обмотки, поскольку в трехфазной сети при нормальной работе должно соблюдаться равенство суммы фазных токов и тока в нулевом проводе.

Разработка малогабаритных устройств защитного отключения стала возможной после появления материалов с высокой коэрцитивной силой. В противном случае для получения необходимой ЭДС контрольной обмотки требовалось бы значительное количество витков в токовых обмотках.

Важно! УЗО не срабатывает в случае превышения допустимого тока в сети, например, при коротком замыкании. Для этих случаев существуют автоматические выключатели. Другое дело, если фазный провод будет закорочен на заземление. Для УЗО в этом случае нет разницы, утечка ли это или КЗ на землю. Оно сработает.

Для проверки работоспособности в конструкции предусмотрена цепь, которая имитирует утечку. Цепь подключается нажатием кнопки «Тест», в результате чего устройство должно сработать. В действующих сетях такую проверку рекомендуется производить не реже, чем один раз в месяц.

Подключение УЗО

Для защиты от удара электрическим током рекомендуется устанавливать УЗО сразу после счетчика, между ним и автоматическим выключателем данного участка цепи. В идеальном случае УЗО должен устанавливаться на все цепи квартирной проводки, но обычно его устанавливают только там, где без него не обойтись: в цепях кухонь, ванных комнат, то есть там, где высока вероятность появления утечек и неблагоприятные условия в отношении электробезопасности.

Довольно часто можно встретить распределительные щиты, в которых установлено одно УЗО сразу на несколько цепей. Для этого после защитного устройства устанавливаются несколько автоматов, контролирующих соответствующие цепи.

Подключение устройств защиты не отличается сложностью. Главное – четко следовать за соответствием наименований подключаемых клемм и подводимых проводов. На клеммах устройства имеются надписи:

• L – клемма подключения фазного провода;
• N – клемма подключения нейтрали.

Если перепутать клеммы, то страшного ничего не произойдет, просто возможны ложные срабатывания устройства.

Часто задают вопрос, как правильно подключить УЗО, до автоматов или после них? Можно встретить утверждение, что автоматы необходимы не только для аварийного размыкания цепи, но и для защиты самого УЗО. На самом деле нет никакой разницы, какой будет схема включения, поскольку автоматы рассчитаны на ток, меньший, чем способны выдерживать УЗО, и сработают они раньше, чем защита выйдет из строя. Другое дело в удобстве монтажа. Рассмотрим несколько вариантов:

1. УЗО и автомат защищают одну цепь, и автомат установлен первым. Тогда провода к электросчетчикам подключаются таким образом: нулевой – подключается сразу к УЗО, а фазный – сначала заводится на автомат. В результате оба провода, идущие к потребителям, подключаются к выходным клеммам УЗО;
2. То же самое, но автомат установлен последним. Оба провода от счетчика идут к УЗО, а затем фазный – подключается к автомату. Получается, что к потребителю фазный и нулевой проводники будут идти от разных устройств, а это усложняет понимание устройства электрощитка и не исключает путаницы;
3. Одно УЗО защищает несколько цепей. Здесь единственный верный вариант, когда автоматы установлены после защиты, поскольку только таким образом можно произвести разделение цепей.

Отличия УЗО и дифференциального автомата

Для защиты потребителей в распределительных щитках могут устанавливаться комбинированные устройства, которые совмещают одновременно несколько функций: защиту от короткого замыкания, подобно автоматическому выключателю, и защиту от токов утечки, использующую одинаковый с УЗО принцип работы. Конструктивно это представляет собой два устройства, помещенные в один корпус.

Для неискушенного потребителя внешний вид УЗО и дифавтомата совершенно одинаков. Различить их можно только по маркировке. Для отечественных устройств маркировка УЗО начинается с символов ВД – «выключатель дифференциальный», а дифавтомата с символов АВДТ – «автоматический выключатель дифференциального тока». В импортных изделиях принцип маркировки иной. В любом случае на обоих типах устройств имеется обозначение максимального тока, только на дифавтоматах оно начинается с буквенных символов B, C или D, которые определяют характеристику автоматического выключателя:

• 16А – устройство защитного отключения с номинальным током 16 А;
• С16А – дифференциальный автомат с током срабатывания 16 А.

Более детально все различия можно увидеть на видео, которых много в свободном доступе.

Основное преимущество дифавтоматов – снижение количества точек коммутации, что особенно актуально в сложных электрических щитах с множеством цепей. Пока это единственное достоинство. Недостатков несколько:

• Стоимость дифавтомата выше, чем сумма затрат на УЗО и автоматический выключатель;
• Замена также выходит дороже, так как в случае раздельной установки защитных устройств замену будет требовать только одно из них;
• При срабатывании дифавтомата невозможно определить причину неисправности: короткое замыкание или утечка.

Как выбрать УЗО по параметрам

Основными параметрами устройств защитного отключения являются величина тока срабатывания и номинальный ток. Первая величина определяет значение тока утечки, при котором устройство гарантированно срабатывает, а вторая – характеризует максимальный ток нагрузки, который не приводит к повреждению устройства.

УЗО выпускаются с током срабатывания от 6 до 500 мА. На маркировке обычно указывается значение в амперах из стандартного ряда значений:

Естественное желание каждого – максимально обезопасить себя и близких, установив защиту с минимальным значением тока срабатывания. Но при этом необходимо учитывать состояние электропроводки, поскольку малейшее нарушение характеристик изоляции может вызвать ложные отключения устройством защищаемых цепей.

На практике установлено, что нормальную защиту обеспечивают устройства с током срабатывания 30мА или 0.03А. Значение номинального тока также выбирается из стандартного ряда значений от 6 до 125А.

Обратите внимание! Номинальный ток УЗО должен быть больше, чем ток срабатывания автоматического выключателя.

Электричество не допускает ошибок, поэтому все работы с электрическими сетями, начиная от проектирования и заканчивая монтажом, следует производить только при наличии опыта и навыков, в противном случае безопаснее доверить работу профессионалам, не подвергая себя ненужному риску.

Видео

{SOURCE}

Прямая визуализация зоны узо через эмиссию красителя, вызванную агрегацией, для синтеза высокомонодисперсных полимерных наночастиц

Полимерные наночастицы (НЧ) привлекли значительное внимание для использования в оптоэлектронных устройствах и биомедицинских приложениях. Среди их физико-химических свойств размер НЧ считается одним из наиболее важных параметров. Взяв в качестве примера инкапсуляцию гидрофобных молекул лекарственного средства или красителя в биосовместимые полимеры, метод замещения растворителя (также известный как нанопреципитация) предлагает хороший контроль над процессом смешивания для синтеза НЧ с размерами от 25 до 300 нм.Однако при нанопреципитации образуются крупные агрегаты, превышающие определенную долю растворителя и концентрацию полимера, что приводит к синтезу высокополидисперсных частиц с неконтролируемыми размерами. Таким образом, для систематического и контролируемого синтеза монодисперсных наночастиц мы построили узо-зоны двух полимеров, PLGA и DSPE-mPEG, новым и простым способом, используя уникальные свойства красителей с эмиссией, вызванной агрегацией (AIE). , которые показывают разную флуоресценцию в разных состояниях.Кроме того, мы разработали новый процесс, улучшенный метод вытеснения растворителя (ESDM), для производства высокомонодисперсных наночастиц со сверхнизкими значениями PDI (от 0,05 до 0,1) и размерами от 25 до 200 нм за счет увеличения смешиваемости между антирастворитель и растворитель с предварительным смешиванием растворителя (тетрагидрофурана) с антирастворителем (водой).

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте снова?

Пять различных тройных систем, представляющих структурирование до Узо и …

Контекст 1

… мы рассмотрели только одну конкретную систему для нашего детального МУРН / малоуглового рассеяния рентгеновских лучей / широкоугольного рентгеновского излучения. При исследовании рассеяния света на основе согласия с результатами рассеяния света мы уверены, что результаты динамического рассеяния света / статического рассеяния света многих других тройных систем намекают на аналогичную структуру и механизм (рис.5). Например, ДМСО, ацетонитрил и другие растворители также могут играть роль второго смешивающегося с водой растворителя или гидротропа (13). Даже воду можно заменить глицерином и другими растворителями, такими как ионные жидкости и глубокие эвтектики. Как указано во введении, кажется, что единственным критерием является то, что два несовместимых или только …

Контекст 2

… далее проверьте общность явления структурирования до Узо и наш обобщенный подход DLVO. , мы выбрали пять других тройных систем вблизи щели смешиваемости (рис.5). Для сравнения также включена кривая рассеяния 1-октанол / этанол / вода. В случае обнаружения структурирования до Узо указывается характерный размер домена ξ. Как видно на рис. 5, три образца демонстрируют видимое структурирование при высоких значениях Q, сосуществующее с OZ-подобным рассеянием при низких значениях Q. …

Контекст 3

… явление структурирования и наше Обобщенный подход DLVO, мы выбрали пять других тройных систем вблизи разрыва смешиваемости (рис.5). Для сравнения также включена кривая рассеяния 1-октанол / этанол / вода. В случае обнаружения структурирования до Узо указывается характерный размер домена ξ. Как видно на фиг. 5, три образца демонстрируют видимое структурирование при высоких значениях Q, сосуществующее с OZ-подобным рассеянием при низких значениях Q. «Поверхностно-активное вещество», обогащенное на границе раздела, относится либо к этанолу, либо к 1,5-пентандиолу. Эти размеры ожидаются для разумного уменьшения сил гидратации, а также контактных давлений (SI Materials and Methods, Energetic…

Исследование температурной зависимости образования Louche в абсенте

. 2021, 29 июня; 6 (27): 17674-17679. DOI: 10.1021 / acsomega.1c02246. eCollection 2021 13 июля.

Принадлежности Расширять

Принадлежность

• ¹ Физический факультет Кливлендского государственного университета, Кливленд, Огайо 44118, США.

Бесплатная статья PMC

Элемент в буфере обмена

Джессика Э. Бикель и др. САУ Омега. 2021 .

Бесплатная статья PMC Показать детали Показать варианты

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

.2021, 29 июня; 6 (27): 17674-17679. DOI: 10.1021 / acsomega.1c02246. eCollection 2021 13 июля.

Принадлежность

• ¹ Физический факультет Кливлендского государственного университета, Кливленд, Огайо 44118, США.

Элемент в буфере обмена

Полнотекстовые ссылки Опции CiteDisplay

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

Абстрактный

Абсент — это спирт со вкусом аниса, который обычно подают с добавлением холодной воды, чтобы сформировать мутно-зеленый луш, похожий на мутно-белый луш в узо.Это образование микроэмульсии из-за конкурирующих взаимодействий в системе масло-спирт-вода получило название эффекта узо. В предыдущей работе была исследована фазовая диаграмма тройного масла, спирта и воды в узо и лимончелло. Дополнительная работа также охарактеризовала размер капель и стабильность микроэмульсий в узо, лимончелло и пастис. Однако меньше работы было сделано для изучения влияния температуры на формирование лоскутов, несмотря на тот факт, что лоскуты традиционно формируются путем добавления ледяной воды.Эта работа демонстрирует, что как максимальная мутность, так и доля спирта при максимальной мутности зависят от температуры. Форму лупы можно подогнать с помощью логистической кривой, и результирующие параметры подгонки линейны с температурой. Оптические изображения показывают, что повышенная мутность коррелирует с увеличением количества капель в микроэмульсии.

© 2021 Авторы.Опубликовано Американским химическим обществом.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих финансовых интересов.

Цифры

Рисунок 1

Изображения кюветы с подсветкой…

Рисунок 1

Изображения кюветы с подсветкой, демонстрирующие неразбавленный абсент (слева) и лощеный абсент (справа).

Рисунок 1

Изображения кюветы с подсветкой, показывающие неразбавленный абсент (слева) и лощеный абсент (справа).

Рисунок 2

Разбавление абсента 20…

Рисунок 2

Разведение абсента при 20 ° C.Ось x переворачивается так, чтобы…

фигура 2

Разведение абсента при 20 ° C. Ось x переворачивается так, чтобы разбавление проходило слева направо (высокое содержание EtOH) (низкий EtOH). Переход определяется как начало, когда переданный мощность уменьшилась на 13,5% и завершается, когда мощность падает ниже 25%. Область разбавления определяется как когда передаваемая мощность начинает увеличиваться после минимального значения.

Рисунок 3

Разведение абсента при температурах…

Рисунок 3

Разведение абсента при температуре от 15 до 30 ° C.

Рисунок 3

Разведение абсента при температуре от 15 до 30 ° C.

Рисунок 4

(а) График нормализованных переданных…

Рисунок 4

(а) График нормированной передаваемой мощности в зависимости от объемной доли спирта для точек…

Рисунок 4

(а) График нормированной передаваемая мощность и объем фракция алкоголя для очков до максимальной лоскутной и подогнанной с логистической кривой.(б) Графики параметров в логистической кривая против температуры .

Рисунок 5

Получены изображения, полученные с помощью оптического микроскопа в светлом поле…

Рисунок 5

Изображения, полученные с помощью оптической микроскопии в светлом поле, полученные при двух различных температурах (22.5 и 33 ° C)…

Рисунок 5.

Брайтфилд изображения оптической микроскопии, полученные на двух разных температуры (22,5 и 33 ° C) и трех различных разбавлений (26, 30 и 40% EtOH). Масштабная линейка = 10 мкм. Жидкости были термически уравновешивают перед смешиванием. Размер капли примерно монодисперсный. и постоянный диаметр = 1 мкм, а плотность капель сильно уменьшается как с повышением температуры, так и с увеличением концентрации EtOH.Примечание: при 40% EtOH и 33 ° C масляных капель не наблюдалось.

Рисунок 6

УФ – видимая спектроскопия люфта в…

Рисунок 6

УФ – видимая спектроскопия люфта при пропускании (а) и рассеянии под углом 90 ° (б).Обе кривые…

Рисунок 6

UV – vis спектроскопия люфта в пропускании (а) и Рассеяние на 90 ° (б). Обе кривые нормализованы до 100%. используя сканирование базовой линии источника галогена с пустой кюветой.

Рисунок 7

Держатель образца.На этой фотографии изображено…

Рисунок 7

Держатель образца. На этой фотографии показаны детали нашего держателя образцов, показывающие…

Рисунок 7

Держатель образца. Эта фотография показывает детали нашего держателя образца, показан выход трубопровода для жидкости из стакана с рубашкой (а), частично заполненный кювета (b), основание держателя (c) и линия подачи жидкости в стакан с рубашкой (г).

Все фигурки (7)

Похожие статьи

• Фазовое поведение и кинетика фазового разделения неионогенной микроэмульсии C12E5 / вода / 1-хлортетрадекан при закалке температурой.

  Рошан Дин Дж., Оливейра К.Л., Педерсен Дж. С..Рошан Дин Г. и др. J. Phys Chem B. 21 мая 2009 г .; 113 (20): 7138-46. DOI: 10.1021 / jp808268m. J. Phys Chem B. 2009. PMID: 19438277

• Спонтанно образованные эмульсии транс-анетол / вода / спирт: механизм образования и стабильность.

  Ситникова Н.Л., Сприк Р., Вегдам Г., Эйзер Э. Ситникова Н.Л., и др. Ленгмюра. 2 августа 2005 г .; 21 (16): 7083-9. DOI: 10.1021 / la046816l.Ленгмюра. 2005 г. PMID: 16042427

• Зарождение масляной фазы в хлорированном масле, содержащем неионную микроэмульсию, при систематическом температурном гашении.

  Дин Г.Р., Педерсен Дж.С. Дин Г.Р. и др. J. Phys Chem B. 17 июня 2010; 114 (23): 7769-76. DOI: 10.1021 / jp102365j. J. Phys Chem B. 2010. PMID: 20491492

• Абсент — обзор.

  Lachenmeier DW, Walch SG, Padosch SA, Kröner LU. Lachenmeier DW, et al. Crit Rev Food Sci Nutr. 2006; 46 (5): 365-77. DOI: 10.1080 / 104086957322. Crit Rev Food Sci Nutr. 2006 г. PMID: 16891209 Рассмотрение.

• Последние достижения в области электрокинетической хроматографии на микроэмульсиях.

  Марш А, Кларк Б., Бродерик М., Пауэр Дж., Донеган С., Альтрия К.Марш А. и др. Электрофорез. 2004 декабрь; 25 (23-24): 3970-80. DOI: 10.1002 / elps.200406112. Электрофорез. 2004 г. PMID: 15597422 Рассмотрение.

использованная литература

1. 1. Риттер С. К. Мифы об абсенте, наконец, похоронены. Chem. Англ. Новости 2008, 86, 42–43. 10.1021 / cen-v086n018.p042.- DOI
2. 1. Lachenmeier D. W .; Walch S. G .; Padosch S. A .; Крёнер Л. У. Обзор абсента. Крит. Rev. Food Sci. Nutr. 2006, 46, 365–377. 10.1080 / 104086957322. — DOI — PubMed
3. 1. Лахенмайер Д.W .; Натан-Майстер Д .; Breaux T. A .; Сониус Э.-М .; Schoeberl K .; Кубалла Т. Химический состав винтажного абсента Preban с особым упором на туйон, фенхон, пинокамфон, концентрации метанола, меди и сурьмы. J. Agric. Food Chem. 2008, 56, 3073–3081. 10.1021 / jf703568f. — DOI — PubMed
4. 1. Лахенмайер Д.W .; Натан-Майстер Д .; Breaux T. A .; Кубалла Т. Долговременная стабильность туйона, фенхона и пинокамфона в винтажном пребанском абсенте. J. Agric. Food Chem. 2009, 57, 2782–2785. 10.1021 / jf803975m. — DOI — PubMed
5. 1. Витале С.А .; Кац Дж. Л. Дисперсии жидких капель, образованные гомогенной жидко-жидкой нуклеацией: «Эффект Узо». Langmuir 2003, 19, 4105–4110. 10.1021 / la026842o. — DOI

Показать все 10 ссылок

[Икс]

Цитировать

Копировать

Формат: AMA APA ГНД NLM

Сборка пористых супрачастиц посредством самосмазывающихся испаряющихся коллоидных капель узо

Эксперименты по самосборке наночастиц, вызванных испарением75 об.%), Этанол (59,00 об.%) И небольшое количество транс-анетола (1,20 об.%) (Раствор узо) в качестве суспензионной среды наночастиц TiO

₂ (0,05 об.%). Мы нанесли каплю 0,5 мкл суспензии узо на поверхность гидрофобного триметокси (октадецил) силана (ОТМС) -стекла. Камера фиксировала испарение капли сбоку (рис. 1а). При сушке под коллоидной каплей появилось масляное кольцо ³¹ . После этого капля сжалась на поверхности без образования контактной линии закрепления.После испарения сначала этанола, а затем воды появилась надчастица (дополнительный фильм 1).

Рис. 1

Самосборка супрачастиц путем высыхания капель суспензии узо на гидрофобных поверхностях. a Снимки испарения неподвижной капли суспензии узо (вода, этанол, анетоловое масло и наночастицы). Контактный диаметр капли на поверхности плавно уменьшался в течение всего процесса из-за образования масляного кольца на линии контакта (указано стрелками), и в конечном итоге появилась надчастица (см. Ниже).Время t безразмерно временем истощения t _D . b Первый контрольный эксперимент по испарению неподвижной капли суспензии вода-этанол с тем же соотношением вода-этанол-наночастицы (без масла). Уменьшение диаметра контакта вскоре прекратилось, и в итоге супрачастица не образовалась. c Второй контрольный эксперимент по испарению капли узо с тем же соотношением вода-этанол-анетол (без наночастиц), который демонстрирует ту же динамическую эволюцию, что и в эксперименте a .Масляное кольцо, образовавшееся на линии контакта капли, указано стрелкой. d Схематическое изображение изменения диаметра контакта. В экспериментах a и c с добавлением небольшого количества анетолового масла капли достигают гораздо меньшего конечного диаметра контакта (красная линия), чем в эксперименте b (синяя линия), что мы называем самосмазкой. e СЭМ-фотографии сгенерированной супрачастицы из эксперимента a . f Крупный план супрачастицы.Масштабные линейки в a — c составляют 250 мкм

Мы проводим контрольный эксперимент (рис. 1b), испаряя каплю наночастиц вода-этанол (масло не содержится, т.е. бинарная жидкость) с той же пропорцией. воды, этанола и наночастиц на одной подложке. В этом случае самосмазывающееся масляное кольцо не образуется, а наночастицы осаждаются на поверхности с различными формами осаждения ^32,33 . Во втором контрольном эксперименте мы испаряем каплю узо без диспергированных наночастиц (рис.1в). При испарении он имеет те же характеристики, что и все ингредиенты на рис. 1а. Сравнение этих трех случаев показывает, что самоформированное масляное кольцо играет решающую роль в уменьшении диаметра контакта (иллюстрация рис. 1d), что приводит к образованию надчастицы (рис. 1e, f). Масляное кольцо смазывает испаряющуюся коллоидную каплю во время самосборки наночастиц. Поэтому мы называем этот процесс самосмазкой.

Самосмазка

Мы дополнительно изучаем динамику процесса самосмазки и самосборки наночастиц с помощью лазерного сканирующего конфокального микроскопа (дополнительные видеоролики 2 и 3).После образования масляного кольца была проведена серия горизонтальных сканирований на ≈10 мкм над подложкой. В раствор добавляли перилен (для масла) и родамин 6G (для водного раствора), чтобы различить различные фазы: синий, желтый, черный и красный на конфокальных изображениях на фиг. наночастицы (кластеры) и подложка соответственно. Первоначально коллоидная капля узо была темной из-за дисперсии наночастиц высокой концентрации (рис.2а). Синий цвет раствора стал видимым, когда наночастицы начали агрегировать (вставка рис. 2b). Зародышевые микрокапли масла прикрепляются к наночастицам (кластерам) из-за предпочтения гетерогенного зародышеобразования на поверхности по сравнению с гомогенным зародышеобразованием в объеме жидкости. Затем, после зарождения микрокапель, дополнительные наночастицы будут прикрепляться к границе раздела масло-вода ³⁴ . Между тем, зародышевые микрокапли масла на поверхности сливались в масляное кольцо на краю капли, что предотвращало накопление наночастиц (кластеров) на линии контакта воздух-масло-подложка (красно-желтая граничная линия на рис.2б). Под действием испарения коллоидная капля сжималась в радиальном направлении, и масляное кольцо было вынуждено скользить внутрь (рис. 2c). Сжатие капли приводит к сборке наночастиц в трехмерную структуру. Здесь поверхностное натяжение преобладает над силой тяжести, так как маленькие капли имеют малое число Связи Bo = ρgL ² / σ ~ 10 ⁻¹ ≪ 1, где ρ — плотность капельного раствора. (~ 1000 кг · м ⁻³ ), г ускорение свободного падения, L характерный размер капли (~ 0.5 мм) и σ межфазное натяжение вода / трансанетол (~ 24,2 мН · м ⁻¹ ) ³⁵ .

Рис. 2

Иллюстрации «самосмазки» и соответствующие конфокальные фотографии. Цветовые обозначения под конфокальным микроскопом: желтый, масляный; синий, вода / этанол; черный — скопления наночастиц; красный, подложка. a Исходное состояние испаряющихся капель раствора узо с хорошо диспергированными наночастицами. Высокая концентрация наночастиц приводит к тому, что капля становится черной при конфокальном изображении. b Предотвращение осаждения наночастиц на линии соприкосновения. Возникает эффект узо, вызванный испарением, что приводит к образованию масляного кольца (желтого цвета), которое предотвращает образование контактных линий и придает коллоидным каплям высокую подвижность и низкий гистерезис. Между тем, наночастицы агрегируются, а на них зарождаются микрокапли масла. c Усадка маслосъемного кольца. Масляное кольцо сметает наночастицы / кластеры с подложки. После испарения этанола и воды образовавшиеся супрачастицы либо плавают на остаточном масле, как показано в d , либо сидят на субстрате, как показано в e , в зависимости от объемного соотношения между супрачастицей и оставшимся маслом. .Все конфокальные фотографии получены при горизонтальном сканировании непосредственно над подложкой.

Усадка масляного кольца вызывает левитацию коллоидной капли, и окончательная геометрия супрачастицы формируется. Гребень масляного кольца огибает край коллоидной капли (рис. 2в). Внутренний выступ масляного кольца действует как нижняя половина динамической формы для самосборки наночастиц, а поверхность раздела жидкость-воздух образует верхнюю половину. Следовательно, развивающаяся супрачастица формируется гребнем, смачиваемым маслом.Следовательно, регулируя концентрацию масла в смеси, что приводит к разным размерам гребня, смачиваемого маслом, мы можем получить разные конфигурации формы и, таким образом, разные морфологии образующихся супрачастиц (проиллюстрировано на рис. 2d, e). .

Настраиваемые формы и высокая пористость супрачастиц

Мы контролируем форму образующихся супрачастиц путем изменения отношения k объемной доли масла χ _масла к объемной доле наночастиц χ _NP в исходный коллоидный раствор.Полное пространство параметров показано на фиг. 3a, дающей количественную информацию о конечной геометрии (фиг. 3b) и пористости (фиг. 3c) супрачастиц. Объемное отношение этанола к воде составляет 3: 2, и черные пунктирные линии в пространстве параметров представляют различные отношения масла к наночастицам χ _масло / χ _NP . Каждая белая квадратная точка на рис. 3а представляет состав раствора, использованного в экспериментах. Начальный профиль капли и окончательный профиль надчастицы (после истощения нефти) были зафиксированы серой камерой сбоку, см. Рис.3d – g.

Рис. 3

Супрачастицы настраиваемой формы и высокой пористости. a Пространство параметров, показывающее начальную объемную долю масла χ _{объемную долю нефти} и объемную долю наночастиц χ _NP коллоидных капель в разных случаях (белые квадратные точки) с одинаковым соотношением этанола и воды (3: 2). Расчетное критическое отношение масла к наночастицам, k ^* = 110,7 (сплошная красная линия), делит пространство на высокое ( k > k ^* ) и низкое ( k < k ^* ) области отношения масла к наночастицам.Сгенерированные супрачастицы имеют форму шара в белой области ( k > k ^* ) и более плоскую, сжатую форму (см. Ниже) в зеленой области ( k < k ^* ). b Как безразмерная высота δh , так и глубина δl вдавленной части не шарообразных супрачастиц пропорциональны отношению масла к наночастицам в зеленой области. c Расчетная пористость ϕ супрачастиц составляет от 78 до 92%.При увеличении отношения масла к наночастицам меняются формы от сферической шляпки (фотография профиля d ) до грибовидной формы e , f и формы кекса. г . Выше критического отношения k ^* , можно получить шарообразную супрачастицу (изображение SEM h ). i Поперечное сечение той же супрачастицы в h , полученное путем разрезания FIB, иллюстрирует высокопористую структуру внутри (дополнительный фильм 4). j — l Последовательность из 3 увеличений внутренней структуры. Горизонтальные белые пунктирные линии в d — g указывают положение подложки. Тени под линиями — это отражения. Изображение e показывает определения δl , l , δh , h . Планки погрешностей размера и пористости супрачастиц представляют неопределенность при обработке изображений. Планки погрешностей объемной доли масла и наночастиц представляют собой неопределенность приготовления раствора.Температура и относительная влажность во время экспериментов составляли 20–23 ° C и 35–50% соответственно.

Результаты экспериментов показывают, что соотношение масла и наночастиц определяет форму надчастиц. Когда объемная доля масла значительно превышает объемную долю наночастиц, образуется более сферическая надчастица (рис. 3h). При меньшем количестве масла надчастицы принимают более плоские, сплюснутые формы (рис. 3d – g). Хотя гребень смачивания маслом и конфигурация области контакта вода-воздух-масло определяют форму надчастицы, агрегация и перегруппировка наночастиц во время развития надчастицы также влияют на окончательную форму надчастицы.Точки данных a, b ( × _масло = 0) и c ( × _NP = 0) представляют концентрации масла и наночастиц в трех случаях, показанных на рис. 1a – c, соответственно. Если количества отделенного масла недостаточно для образования полного масляного кольца, воспроизводимость образования надчастиц плохая (четыре точки данных в серой области на рис. 3а).

Мы определяем геометрические характеристики не шарообразной формы по высоте и глубине вмятины масляного гребня, т.е.е., δh = H — h и δl = l — L (аннотации на рис. 3д). Мы извлекли эту геометрическую информацию с помощью анализа изображений с помощью самодельной программы MATLAB, предполагая осевую симметрию. Данные на рис. 3b показывают, что как безразмерная высота δh / h , так и безразмерная глубина δl / l монотонно увеличиваются с увеличением отношения масла к наночастицам. На вставке показаны размерные данные.Монотонная зависимость отражает тот факт, что гребень смачивания нефтью формирует супрачастицы. Высокие соотношения масла приводят к заметному гребню смачивания маслом, который вызывает заметную вмятину в образованных супрачастицах. 2 \ frac {{\ theta _ {{\ mathrm {oil}}}}}} {2}}) {\ mathrm {/}} (1 — \ phi) \), где ϕ — пористость надчастицы, а θ _oil — угол смачивания масла на поверхности.Учитывая пористость 90% и угол смачивания 55 °, полученный в наших измерениях, расчетное значение составляет 110,7, что соответствует красной сплошной линии на рис. 3a, c. Эта линия делит пространство параметров на белую область шаровидных супрачастиц и зеленую область супрачастиц различной формы, что согласуется с нашими наблюдениями.

Полученная очень высокая пористость 90% и выше — еще одна отличительная особенность супрачастиц. Мы рассчитали эту пористость на основе начального объема коллоидных капель с известными концентрациями наночастиц и конечным размером супрачастиц.Расчетные данные по пористости, показанные на рис. 3c, находятся в диапазоне от 77 до 92% и монотонно увеличиваются с увеличением отношения масла к наночастицам. Зародышевые микрокапли масла, существующие в объеме жидкости, вносят значительный вклад в пористость. Из-за капиллярных сил сеть наночастиц образуется среди зародышевых микрокапель масла ³⁴ , что также наблюдалось на нашем конфокальном изображении (рис. 2c, дополнительные видеоролики 2 и 3). Как следствие, после того, как все жидкости (в том числе нефть) распространились наружу. , остаются пустые ячейки, резко увеличивая пористость образующихся супрачастиц.Увеличение отношения масла к наночастицам увеличивает объем этих пустых ячеек, поэтому пористость супрачастиц увеличивается (рис. 3c). Ограничение пористости (92%) заключается в том, что во время сжатия развивающейся супрачастицы микрокапли масла постепенно сливаются, и их части абсорбируются масляным кольцом ³¹ .

Внутренняя структура супрачастиц подтверждает приведенное выше объяснение свойства высокой пористости. Чтобы выявить эту высокую пористость на всех масштабах длины внутри супрачастицы, мы использовали технику резки сфокусированным ионным пучком (FIB) для исследования супрачастицы: разрезы слайд-за-слайдом раскрывают внутреннюю структуру (дополнительный фильм 4).На рис. 3i показан пример поперечного сечения надчастицы. Он представляет собой многомасштабную фрактальную внутреннюю структуру и ясно показывает, что примерно половина объема частицы состоит из отверстий микронного размера (рис. 3j). Остальная часть содержит множество более мелких отверстий субмикронного размера (рис. 3k). Наночастицы соединяются вместе, образуя ответвления и мезопоры наночастиц (размер нанометров) (рис. 3l). Эти отверстия (суб) микронного размера возникли из зародышевых микрокапель масла в коллоидной капле узо, поскольку зародышевые микрокапли масла действуют как клетки, лишенные (кластеров) наночастиц во время развития надчастиц (дополнительный фильм 5).

Масштабируемость изготовления супрачастиц

Техническим преимуществом этого метода является простота масштабируемости изготовления супрачастиц. Чтобы продемонстрировать это преимущество, мы построили в нашей лаборатории установку (рис. 4а), которая позволяет автоматически производить капли аналогичного размера на поверхности трихлор (октадецил) силана (ОТС) или ОТМС со скоростью 20 капель в минуту. (Дополнительный фильм 6). Через несколько минут после нанесения капли синтез супрачастиц осуществился.Сбор надчастиц осуществляли путем простого погружения поверхности, прикрепленной к надчастицам, в этанол и легкого стряхивания их (дополнительные видеоролики 7 и 8). В результате супрачастицы хранились в жидкости для будущего использования, а поверхность была чистой и готовой к следующему процессу изготовления. После нескольких циклов суспензия надчастиц была доступна. Самосмазывающийся слой и полное отделение супрачастиц увеличивают гибкость изготовления супрачастиц.Масса супрачастиц без контролируемых размеров может быть изготовлена ​​путем распыления коллоидного раствора узо на поверхность (дополнительный фильм 9).

Рис. 4

Масштабируемость процесса с различными и множественными типами наночастиц. a Демонстрация гибкой и удобной масштабируемости изготовления супрачастиц на поверхности OTMS / OTS. Самосмазка и прочные поверхности позволяют упростить процесс уборки урожая и переработать поверхности. b — h СЭМ-изображения сгенерированных супрачастиц. b Большое количество образовавшегося пористого TiO ₂ супрачастиц. c Увеличенный вид пористой поверхности частицы в b . d Сгустки пористых надчастиц, образованные наночастицами TiO ₂ (0,05 об.%) И SiO ₂ (0,05 об.%). e Крупный план стороны частицы в d . f Пучки пористых супрачастиц с тремя разными наночастицами: TiO ₂ (0,06 об.%), SiO ₂ (0.03 об.%) И Fe ₃ O ₄ (0,01 об.%). g , h представляют собой последовательность из двух увеличений масштаба частицы в f . За ч поверхность надчастицы была визуализирована с помощью энергоселективного детектора обратного рассеяния (EsB), чтобы представить различные материалы в разных уровнях серого: Fe ₃ O ₄ (яркие пятна, указанные желтой стрелкой), TiO ₂ (светло-серые области синей стрелкой), SiO ₂ (темно-серые области красной стрелкой).Темнота указывает на дыры без наночастиц

Используя различные типы наночастиц или несколько типов наночастиц, мы получили различные виды супрачастиц оксидов металлов для демонстрации. На рис. 4b – f представлены СЭМ-фотографии большого количества супрачастиц, образованных в результате самосборки наночастиц TiO ₂ (рис. 4b), TiO ₂ и SiO ₂ наночастиц (рис. 4d) и TiO. ₂ & SiO ₂ & Fe ₃ O ₄ наночастиц (рис.4е). В таблице 1 представлен состав растворов узо. На рис. 4в показана пористая поверхность супрачастиц TiO ₂ . Для супрачастиц TiO ₂ и SiO ₂ разница в шероховатости заметна на верхней и нижней поверхности (рис. 4e). Расчетная пористость составляет около 93%. Рис. 4g, h представляет собой последовательность увеличения поверхности надчастицы TiO ₂ и SiO ₂ и Fe ₃ O ₄ . Расчетная пористость составляет около 91%.На рис. 4h различные материалы различимы на поверхности благодаря энергоселективному детектору обратного рассеяния (EsB): яркие пятна, отмеченные желтой стрелкой, представляют собой наночастицы Fe ₃ O ₄ ; светло-серые области (синяя стрелка) — наночастицы TiO ₂ ; темно-серые области (красная стрелка) — наночастицы SiO ₂ . Темнота указывает на дыры на поверхности.

Таблица 1 Состав коллоидных растворов для рис.4

Почему абсент мутнеет?

До сих пор помню свою первую встречу с абсентом. Я был на вечеринке на крыше моего друга в прекрасный день, когда он вытащил из ниоткуда неоново-флуоресцентную бутылку и с гордостью бросил вызов только самым смелым из нашей группы, чтобы они попробовали снимок Зеленой Феи.

Перенесемся на несколько лет вперед, и я приобрел вкус к травянистому, сложному и обманчиво стойкому спирту. Худшие версии пахнут лакричником и имеют вкус сиропа от кашля, но многие прекрасные бренды, достойные образца, теперь заполняют полки магазинов.

Если вы пробовали абсент, вы знаете, что, хотя вполне приемлемо (хотя и немного интенсивно) пить спирт в чистом виде, большинство его поклонников предпочитают добавлять немного воды перед употреблением. Как и в случае с виски, вода может смягчить резкие края абсента и даже сделать ароматические соединения более летучими (и, следовательно, более вкусными).

Если вы добавляете воду в виски, жидкости смешиваются и перемешиваются в стакане, но в конечном итоге они превращаются в однородную смесь, визуально неотличимую от исходной высокопрочной смеси.Добавьте воды в абсент (или узо, или несколько других спиртных напитков со вкусом аниса), и происходит нечто странное: напиток внезапно становится молочным.

Louche: что дает?

На самом деле я никогда не думал, что этот эффект облачности, называемый лучезарным, может быть чем-то особенно примечательным. Фактически, если вы когда-либо изучали химию в средней школе, вы, вероятно, видели аналогичный эффект, практикуя титрование — добавляя одну жидкость к другой по капле.

Когда вы титровали в классе или добавляли воду в абсент, возможно, вы видели последовательность, которую я проиллюстрировал выше.Целевая жидкость вначале чистая, потому что все находится в растворе. Когда вы добавляете вторую жидкость, начинает образовываться помутнение. Это потому, что вы изменили баланс в системе, добавив нового игрока, и внезапно другие химические вещества больше не хотят оставаться в растворе.

Как я уже писал в контексте спиртосодержащих жиров, спирт может растворять как полярные (любящие воду), так и неполярные (любящие масло) молекулы. Поскольку ароматические эфирные масла неполярны, они нормально растворяются в спирте.Однако добавьте немного действительно полярной воды, и эфирные масла больше не будут такими счастливыми и начнут выходить из раствора.

Достаточно просто, правда? Вот где становится интересно.

Обратите внимание на третий кадр на иллюстрации выше, обозначенный «осадки». Когда раствор становится мутным, это обычно связано с выходом химических веществ из раствора. В конце концов, эти химические вещества полностью отделятся от исходного растворителя. Подумайте об этом так: сильно взболтайте масло и воду, и она станет мутной.Однако дайте ему постоять несколько минут, и в конечном итоге масло и вода разделятся. Точно так же смешайте кофейную гущу с водой, и кофе будет оставаться мутным во френч-прессе в течение длительного времени. Пусть все же остается, и в конце концов эти основания осядут на дно.

Так устроен мир растворимости и осаждения.

За исключением, друг мой, абсента лоуш.

Оказывается, когда вы добавляете воду в абсент, полученная мутная смесь остается мутной и не расслаивается в течение месяцев .Это так же странно, как если бы вы бросили горсть песка в бассейн, а бассейн оставался облачным все лето.

Я не просто придумываю все это, и даже не фанаты коктейлей были в восторге от этого. Ученые называют этот феномен «эффектом узо» в честь популярного греческого спиртного напитка со вкусом аниса. Вот несколько цитат из недавнего научного обзора этого явления:

• … распространено мнение, что предел узо не может быть объяснен классической термодинамикой в ​​состоянии равновесия…
• … В этом контексте само определение «фазовой диаграммы» становится неоднозначным …
• … эффект узо — это универсальный способ образования нанометрических капель жидкости, заключенных в защитную оболочку ..

Я думаю, что они пытаются сказать: «Боже мой, ты нарушил физику» , а также «твой коктейль сделан из нанотехнологий».

Я просмотрел некоторую другую литературу об эффекте узо, и, насколько я могу судить, это явление является результатом уникальных характеристик анетола (эфирного масла, отвечающего за аромат аниса), высокопрочного этанола и воды.

В обычных ситуациях требуется эмульгатор или дополнительная энергия (например, смешивание в блендере) для сохранения эмульгирования двух обычно отдельных жидкостей. Например, белки коровьего молока действуют как эмульгаторы, в то время как многие виды орехового молока необходимо смешивать или взбалтывать для получения наилучшей текстуры. Исследователи до сих пор не полностью согласны с тем, почему комбинация этанола, воды и некоторых эфирных масел ведет себя по-разному — почему эмульсия самопроизвольно образуется без добавления энергии или эмульгатора.

Насколько я могу понять, структура конкретных молекул в абсенте и других ароматизированных анисом спиртах позволяет передавать энергию таким образом, что молочная эмульсия в конечном итоге становится излюбленным состоянием всех сторон.Есть несколько теорий относительно того, как именно это работает, с дебатами, которые затрагивают такие темы, как «эффект Марангони», «созревание Оствальда» и броуновское движение, и все они мне не подходят. Независимо от деталей, эффект несомненно заметен и воспроизводим. Фактически, статья, которую я процитировал выше, так же как и эта, заходит так далеко, что создает новую зону в диаграммах химической растворимости, называемую «зоной узо», которая может найти новые применения в пищевой науке, нанотехнологиях и доставке лекарств.

Итак, в следующий раз, когда вы будете потягивать абсент (или узо, или пастис, или самбуку), обязательно расскажите всем своим друзьям о безумной науке, содержащейся в каждой бутылке.Опять же, может, и нет.

Обозначение узо на однолинейной схеме

Ни один человек, каким бы талантливым и сообразительным он ни был, не сможет научиться понимать электрические чертежи без предварительного ознакомления с символами, которые используются при электромонтаже почти на каждом этапе. Опытные специалисты утверждают, что только электрик, досконально изучивший и усвоивший все общепринятые обозначения, используемые в проектной документации, может иметь шанс стать настоящим профессионалом своего дела.

Приветствую всех друзей на сайте «Электрик в доме». Сегодня хотелось бы обратить внимание на один из исходных вопросов, с которым сталкиваются все электрики перед установкой — это проектная документация объекта.

Кто-то компилирует сам, кто-то предоставляет заказчик. Среди большого количества этой документации вы можете найти примеры, в которых есть различия между определенными элементами легенды . Например, в разных проектах одно и то же коммутационное устройство может отображаться графически по-разному.Вы видели это?

Понятно, что обсудить обозначение всех элементов в рамках одной статьи невозможно, поэтому тема этого урока будет сужена, и сегодня мы обсудим и рассмотрим, как это делается.

Каждый начинающий мастер обязан внимательно ознакомиться с общепринятыми ГОСТами и правилами маркировки электрических элементов и оборудования на планах и чертежах. Многие пользователи могут со мной не согласиться, аргументируя это тем, что зачем мне знать ГОСТ, я просто устанавливаю розетки и выключатели в квартирах.Схемы должны быть известны инженерам-конструкторам и профессорам университетов.

Уверяю вас, что это не так. Любой уважающий себя специалист должен не только понимать и уметь читать электрические схемы , но и должен знать, как на схемах графически отображаются различные устройства связи, защитные устройства, приборы учета, розетки и выключатели. В общем, активно применяйте проектную документацию в своей повседневной работе.

Обозначение узо на однолинейной схеме

Основные группы обозначений УЗО (графические и буквенные) очень часто используются электриками.Работа по составлению рабочих схем, графиков и планов требует очень большой внимательности и аккуратности, так как единичное неточное указание или отметка может привести к серьезной ошибке в дальнейшей работе и вызвать повреждение дорогостоящего оборудования.

Кроме того, неверные данные могут ввести в заблуждение сторонних специалистов, занимающихся электромонтажом, и вызвать трудности при установке электрических коммуникаций.

В настоящее время любое обозначение узо на схеме может быть представлено двумя способами: графическим и буквенным.

На какие нормативные документы следует ссылаться?

Из основных документов на электрические схемы, относящиеся к графическому и буквенному обозначению коммутационных устройств, можно выделить следующие:

1. — ГОСТ 2.755-87 ЕСКД «Условные графические обозначения в электрических схемах устройства, коммутационные и контактные соединения»;
2. — ГОСТ 2.710-81 ЕСКД «Буквенно-цифровые обозначения в электрических схемах».

Графическое обозначение УЗО на схеме

Итак, выше я представил основные документы, согласно которым регламентируются обозначения в электрических схемах.Что дают нам эти ГОСТы для изучения нашего вопроса? Стыдно признаться, но абсолютно ничего. Дело в том, что сегодня в этих документах нет информации о том, как должно выполняться обозначение узо на однолинейной схеме.

Действующий ГОСТ никаких особых требований к правилам составления и использования УЗО графических обозначений не предъявляет. Вот почему некоторые электрики предпочитают использовать свои собственные наборы значений и меток для маркировки определенных узлов и устройств, каждое из которых может незначительно отличаться от значений, к которым мы привыкли.

Для примера давайте разберемся, какие обозначения нанесены на корпус самих устройств. Устройство защитного отключения Hager:

Или, например, УЗО от Schneider Electric:

Во избежание недоразумений предлагаю вам совместно разработать универсальный вариант обозначений УЗО, который можно использовать как ориентир практически в любой рабочей ситуации.

По своему функциональному назначению устройство защитного отключения можно описать следующим образом — это выключатель, который при нормальной работе способен включать / выключать свои контакты и автоматически размыкать контакты при появлении тока утечки.Ток утечки — это дифференциальный ток, возникающий при неисправности электроустановки. Какой орган реагирует на дифференциальный ток? Специальный датчик — трансформатор тока нулевой последовательности.

Если представить все вышеперечисленное в графическом виде, то окажется, что символ УЗО на схеме можно представить в виде двух вторичных обозначений — переключателя и датчика, реагирующего на дифференциальный ток (трансформатор тока нулевой последовательности. ), который действует на механизм размыкания контактов.

В данном случае графическое обозначение узо на однолинейной схеме будет выглядеть так.

Как на схеме обозначен дифавтомат?

О символах для дифавтоматов по ГОСТ на данный момент нет данных. Но, исходя из вышеприведенной схемы, дифавтомат также можно графически представить в виде двух элементов — УЗО и автоматического выключателя. В этом случае графическое обозначение дифавтомата на схеме будет выглядеть так.

Буквенное обозначение узо на электрических схемах

Любому элементу на электрических схемах присваивается не только графическое обозначение, но и буквенное обозначение с указанием номера позиции. Такой стандарт регламентируется ГОСТ 2.710-81 «Буквенно-цифровые обозначения в электрических цепях» и является обязательным для применения ко всем элементам в электрических цепях.

Так, например, по ГОСТ 2.710-81 автоматические выключатели обычно обозначают специальным буквенно-цифровым условным обозначением таким образом: QF1, QF2, QF3 и т. Д.Выключатели (разъединители) обозначены как QS1, QS2, QS3 и т. Д. Предохранители на схемах обозначены как FU с соответствующим серийным номером.

Аналогично, как и с графическими обозначениями, в ГОСТ 2.710-81 нет конкретных данных о том, как выполнять буквенно-цифровое обозначение УЗО и дифференциальных машин на схемах .

Что делать в этом случае? При этом многие мастера используют два варианта обозначений.

Первый вариант — использовать наиболее удобные буквенно-цифровые обозначения Q1 (для УЗО) и QF1 (для АВДТ), которые обозначают функции переключателей и указывают серийный номер аппарата, находящегося на схеме.

То есть кодировка буквы Q означает «переключатель или переключатель в силовых цепях», что вполне может быть применимо к обозначению УЗО.

Кодовая комбинация QF расшифровывается как Q — «переключатель в силовых цепях», F — «защитный», что вполне может быть применимо не только к обычным машинам, но и к дифференциальным машинам.

Второй вариант — использовать буквенно-цифровую комбинацию Q1D — для УЗО и комбинацию QF1D — для дифференциальной машины.Согласно приложению 2 к таблице 1 ГОСТ 2.710 функциональное значение буквы Д означает — «дифференцирующий».

Очень часто встречал на реальных схемах такое обозначение QD1 — для устройств дифференциального тока, QFD1 — для дифференциальных выключателей.

Какие выводы можно сделать из вышеизложенного?

Как обозначается узо на однолинейной схеме — пример реального проекта

Как гласит известная пословица: «Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать», поэтому давайте рассмотрим реальный пример.

Предположим, что перед нами однолинейная схема электроснабжения квартиры. Из всех этих графических обозначений можно выделить следующие:

Устройство ввода для выключателя дифференциального тока находится сразу после счетчика. Кстати, как вы могли заметить, буквенное обозначение УЗО — QD. Еще один пример того, как обозначается узо:

Обратите внимание, что помимо элементов УГО на схеме наносится еще и их маркировка, то есть: тип устройства по роду тока (А, АС), номинальный ток, дифференциальный ток утечки, количество полюсов.Далее переходим к УГО и маркировке дифференциальных машин:

Линии розеток на схеме подключены через дифференциальные автоматические устройства. Буквенное обозначение дифавтомата на схеме QFD1, QFD2, QFD3 и др.

Еще один пример как указываются дифференциал автоматов на однолинейной схеме store.

Это все, дорогие друзья. На этом наш сегодняшний урок завершен. Надеюсь, эта статья была вам полезна и вы нашли здесь ответ на свой вопрос.Если есть вопросы, задавайте их в комментариях, с радостью отвечу. Поделимся своим опытом, кто на схемах обозначает УЗО и АВДТ. Буду признателен за репост в соцсетях))).

Нанопреципитация и «эффект Узо»: применение в устройствах для доставки лекарств.

ADR-12559; Количество страниц 12 Расширенные обзоры доставки лекарств xxx (2014) xxx – xxx

Списки содержания доступны на ScienceDirect

Домашняя страница журнала Advanced Drug Delivery Reviews: www.elsevier.com/locate/addr

Нанопреципитация и «эффект Узо»: применение к устройствам доставки лекарств ☆ Элиз Лепельтье, Клоди Бурго, Патрик Куврёр UMR CNRS 8612, Institut Galien Paris-Sud, Université Paris-Sud, France

article

информация

История статьи: Принята 19 декабря 2013 г. Доступно онлайн xxxx Ключевые слова: Нанопреципитация Эффект Узо Наночастицы Зарождение и рост Терпеноидное пролекарство Скваленоилирование

аннотация Биоразлагаемые наноносители, такие как наночастицы на основе липидов или восстановленных полимеров, могут быть разработаны для улучшения эффективности токсические побочные эффекты лекарств.В соответствующих условиях нанопреципитация раствора гидрофобного соединения в нерастворителе может генерировать дисперсию наночастиц с узким распределением размеров без использования поверхностно-активного вещества (эффект «Узо»). Цель обзора — представить основные параметры, контролирующие зарождение и рост агрегатов в пересыщенном растворе, а также характеристики полученных наночастиц. Подчеркивается важность кинетики смешивания раствора, содержащего гидрофобное соединение, и нерастворителя.Приведены иллюстративные примеры полимерных наночастиц для доставки лекарств или нанопрепаратов на основе терпеноидов, полученных с помощью нанопреципитации. © 2013 Elsevier B.V. Все права защищены.

Содержание 1. Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. Краткая теоретическая справка. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3. Стабилизация наночастиц. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4. Удаление растворителя. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5. Экспериментальные процессы смешения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6. Нанопреципитация малых органических молекул: может ли играть роль спинодальный распад? . . . . . . . . . . . . . . . . . 7. Нанопреципитация полимеров: какие параметры имеют значение? . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 8. Примеры применения полимерных наночастиц, полученных методом нанопреципитации, для доставки терапевтических молекул. 9. Наночастицы на основе терпеноидов: новая платформа для тераностики. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10. Заключение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Использованная литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . .

1. Введение Наноносители могут обеспечить решающее преимущество для различных лекарств и терапевтических биологических молекул, таких как нуклеиновые кислоты и белки, за счет повышения их эффективности и снижения потенциальных токсических и побочных эффектов. Биоразлагаемые наночастицы (НЧ) предлагают возможности для защиты терапевтических агентов от разложения, контроля их высвобождения, преодоления биологических барьеров и нацеливания на определенные участки действия [1–7]. Физико-химические свойства наночастиц, такие как состав, размер, морфология и свойства поверхности, могут влиять на биораспределение.

☆ Этот обзор является частью тематического выпуска Advanced Drug Delivery Reviews на «Выбор редакции 2014».

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

и фармакокинетика лекарственных средств путем модификации взаимодействия с биологической средой [8–15].Среди этих характеристик размер наночастиц является решающим параметром, особенно для внутривенного введения, поскольку он сильно влияет на адсорбцию белков плазмы (опсонинов), что приводит к распознаванию наночастиц макрофагами ретикулоэндотелиальной системы (RES) и быстрому удалению. из кровотока. Было показано, что клиренс более мелких частиц (~ 80 нм) был медленнее, чем клиренс более крупных частиц (~ 200 нм), из-за меньшего количества адсорбированных белков плазмы.Кроме того, фильтрация NPs селезенкой и захват в паренхиме печени также зависели от размера. Что касается терапии рака, наноносители могут воспользоваться преимуществом так называемого эффекта повышенной проницаемости и удерживания (EPR): протекающая сосудистая сеть некоторых солидных опухолей в сочетании со слабым лимфатическим дренажом,

0169-409X / $ — см. Переднюю часть © 2013 Elsevier BV Все права защищены. http://dx.doi.org/10.1016/j.addr.2013.12.009

Цитируйте эту статью как: E. Lepeltier, et al., Нанопреципитация и «эффект Узо»: применение к устройствам доставки лекарств, Adv. Препарат Делив. Ред. (2014 г.), http://dx.doi.org/10.1016/j.addr.2013.12.009

2

E. Lepeltier et al. / Advanced Drug Delivery Reviews xxx (2014) xxx – xxx

может привести к избирательному накоплению коллоидных носителей в ткани-мишени [16,17]. Сообщается, что эффективный размер пор в эндотелии кровеносных сосудов во многих опухолях человека составляет от 200 нм до 600 нм [18,19].Следовательно, существует консенсус, что частицы должны иметь размер менее 200 нм и предпочтительно менее 100 нм, чтобы получить выгоду от эффекта ЭПР. С другой стороны, в здоровых тканях диаметр более 10 нм обычно препятствует диффузии НЧ через эндотелий сосудов, сводя к минимуму побочные эффекты. На клеточном уровне механизмы интернализации NP, либо фагоцитоз, либо эндоцитоз, также зависят от размера [8-10]. Следовательно, размер и распределение наночастиц по размеру необходимо точно контролировать для эффективной и безопасной доставки лекарств.Среди различных методов, описанных для получения НЧ [20–22], метод замещения растворителя (или смещение растворителя, или нанопреципитация) представляет собой простой и быстрый процесс, отличающийся от методов на основе эмульсии (эмульгирование – диффузия, эмульсия – испарение и высаливание). методы) в том, что не требуется эмульсия-предшественник. На практике гидрофобное растворенное вещество (молекулы полимера или липида) сначала растворяется в полярном органическом растворителе (обычно этаноле, ацетоне или ТГФ). Затем этот раствор добавляют к большому количеству нерастворителя (обычно воды) растворенного вещества, с которым полярный растворитель смешивается во всех пропорциях.Смешанный бинарный раствор становится нерастворителем для гидрофобных молекул, и система эволюционирует в сторону разделения фаз, что приводит к образованию частиц гидрофобного растворенного вещества. Затем органический растворитель можно удалить выпариванием. Эта методология проста, но основное практическое ограничение заключается в возможном скоплении частиц и образовании крупных агрегатов. В соответствующих условиях этот процесс мгновенно генерирует дисперсию мелких капель или наночастиц с узким одномодальным распределением по размерам в диапазоне 50–300 нм.Этот процесс самопроизвольного эмульгирования, не требующий использования поверхностно-активного вещества, был назван Витале и Кацем «эффектом Узо» по типичному примеру греческого напитка [23]. Основными компонентами Узо (Pastis во Франции) являются вода (~ 55%), спирт (~ 45%) и трансанетол (~ 0,2%), нерастворимое в воде масло, извлекаемое из семян аниса. При разбавлении водой анетол больше не растворяется в смеси вода / этанол. Узо самопроизвольно становится молочным из-за образования долгоживущих метастабильных капель масла, которые рассеивают видимый свет.Пересматривая публикации (до 2005 г.), посвященные получению различных наночастиц или нанокапсул методом замещения растворителя, Ганачауд и Кац предположили, что образование этих дисперсий было вызвано эффектом Узо [24]. Небольшие гидрофобные органические молекулы и липиды или полимеры могут действовать аналогично молекулам масла, и поэтому эффект Узо может приводить к образованию наночастиц. Многочисленные исследования были направлены на определение наиболее подходящих экспериментальных параметров, контролирующих размер и полидисперсность НЧ.Некоторые исследования были сосредоточены на фазовых диаграммах тройных систем растворенное вещество / растворитель / нерастворитель, чтобы определить область карты состава, в которой получены только наночастицы (область Узо). Были предприняты попытки выяснить механизмы, контролирующие кинетику образования и характеристики полученных наночастиц. Эти знания имеют первостепенное значение для получения монодисперсных наночастиц эффективным и воспроизводимым способом с использованием рационального подхода вместо метода проб и ошибок.Цель этого обзора — представить последние достижения в знаниях о формировании органических наночастиц с использованием метода замещения растворителя с акцентом на приложениях для доставки лекарств. 2. Краткая теоретическая основа Когда раствор, состоящий из гидрофобного растворенного вещества в полярном, смешивающемся с водой, растворителе, смешивается с большим количеством воды, концентрация растворенного вещества

в полученном растворе превышает его термодинамический предел растворимости. Отношение фактической концентрации растворенного вещества к равновесной растворимости определяет пересыщение (S) раствора.На фазовой диаграмме тройной системы растворенное вещество / растворитель / нерастворитель бинодальная кривая соответствует пределу смешиваемости в зависимости от состава, тогда как спинодальная кривая определяет предел термодинамической стабильности. Система развивается путем зарождения растворенных частиц (или капель) в метастабильной области фазовой диаграммы (между бинодали и спинодали кривыми) или путем спинодального распада, то есть спонтанного роста концентрационных флуктуаций, в области, ограниченной спинодалию [25] .Классическая теория нуклеации (УНТ) является наиболее широко используемой моделью для объяснения гомогенной нуклеации в метастабильной области. Когда достигается критическое пересыщение, зародыши образуются спонтанно из-за небольших локальных колебаний концентрации растворенных молекул. УНТ принимает глобулярную форму ядер и постоянное поверхностное натяжение независимо от размера ядер. Таким образом, свободная энергия образования зародыша радиуса r определяется выражением: 2

2

ΔG ¼ 4π r γ þ 4 = 3π r Δgv, где γ — поверхностное натяжение, а Δgv — разность свободной энергии на единицу объема между две фазы.Два члена имеют противоположный знак, так что ΔG проходит через максимум при изменении r. Критический радиус зародыша r *, соответствующий максимуму свободной энергии, определяется выражением: r ¼ −2γ = Δgv. Частицы с радиусом меньше критического радиуса зародыша r * исчезают, тогда как более крупные частицы стабильны и могут расти дальше. Мгновенная скорость зародышеобразования и критический радиус зародыша связаны с пересыщением (S) раствора и термодинамическими свойствами границы раздела частицы / раствора через γ.Скорость нуклеации изменяется как exp (- γ3 / k3T3 (logS) 2), а r * пропорционально (γ / kT logS). Поэтому скорость зародышеобразования и критический радиус зародыша чрезвычайно чувствительны к пересыщению. При низком пересыщении образуется несколько стабильных зародышей, тогда как при высоком пересыщении образуется большое количество очень маленьких зародышей. Следует подчеркнуть, что в случае нанопреципитации для гомогенного перенасыщения требуется, чтобы смешивание водной и органической фаз и связанная с этим молекулярная диффузия компонентов были чрезвычайно быстрыми по сравнению со скоростью зародышеобразования наночастиц.Затем предполагается, что частицы растут из одной партии, в которой молекулы растворенных веществ распределены случайным образом. Ядра, размер которых превышает критический, могут расти дальше за счет прилипания других молекул растворенного вещества к окружающему раствору, пока концентрация все еще растворенного вещества не снизится до равновесной концентрации. Когда рост частиц ограничивается диффузией молекул растворенного вещества к поверхности ядра, скорость их роста зависит от пересыщения и от коэффициента диффузии (D) молекул растворенного вещества.Помимо этого процесса роста, ограниченного диффузией, может происходить ограниченная диффузией агрегация кластер-кластер (DLCA). Когда количество ядер очень велико, рост происходит в основном за счет случайных столкновений существующих частиц. Вероятность столкновения пропорциональна квадрату количества частиц, и предполагается, что каждое столкновение вызывает агрегацию двух вовлеченных частиц. При встрече мягкие НЧ перестраиваются, образуя плотные структуры, часто сферические. Прогнозируется, что средний размер будет линейно увеличиваться со временем.Ожидается, что очень высокое пересыщение благоприятствует механизму DLCA, тогда как при низком пересыщении зарождение и рост являются доминирующим механизмом [26] (рис. 1). Что касается распределения наночастиц по размерам, разделение зарождения и роста во времени является ключом к образованию наночастиц с низкой полидисперсностью [27,28]. Требуется единичный всплеск зародышеобразования, который может быть достигнут с помощью процессов с очень коротким временем перемешивания для обеспечения однородности

Цитируйте эту статью как: E. Lepeltier, et al., Нанопреципитация и «эффект Узо»: применение к устройствам доставки лекарств, Adv. Препарат Делив. Ред. (2014 г.), http://dx.doi.org/10.1016/j.addr.2013.12.009

E. Lepeltier et al. / Advanced Drug Delivery Reviews xxx (2014) xxx – xxx

3

Рис. 1. Схематическое описание (а) механизма роста, ограниченного зародышеобразованием и диффузией, (б) ограниченного диффузией кластер-кластерной агрегации.

пересыщение. Зарождение зародышей может сопровождаться ростом ядер, ограниченным диффузией.Было показано, что узкое распределение НЧ по размерам также может быть вызвано слиянием малых ядер [29–31]. Созревание Оствальда (OR) является потенциальным механизмом, участвующим в дальнейшем росте частиц (или капель) в более длительном масштабе времени [32]. Он заключается в росте более крупных частиц за счет более мелких в результате диффузионного переноса растворенных веществ через непрерывную фазу. Уменьшение межфазной энергии способствует этому процессу. Это приводит к уменьшению количества частиц по мере исчезновения мелких частиц.Растворимость и коэффициент диффузии гидрофобного растворенного вещества в непрерывной фазе, а также поверхностное натяжение между агрегатами и раствором являются основными параметрами, участвующими в созревании Оствальда. Они зависят от температуры. Созреванию по Оствальду препятствует очень низкая растворимость гидрофобного растворенного вещества в воде и / или частицах однородного размера. Подводя итог, можно сказать, что значения пересыщения (S), межфазного натяжения (γ) и коэффициентов диффузии растворенных молекул и кластеров во время различных стадий зарождения, роста и созревания частиц по Оствальду должны влиять на их конечную концентрацию, размер и полидисперсность.В небольшой области состава тройной гидрофобной системы растворенное вещество / растворитель / вода, «домен Узо», нанопреципитация дает дисперсию наночастиц (или капель) с узким распределением по размерам, тогда как за границей Узо процесс замещения растворителя приводит к как наночастицы, так и более крупные агрегаты. Можно наблюдать бимодальное распределение размеров НЧ. «Домен Узо» представляет собой узкую область между бинодалями и спинодалями, соответствующими низким концентрациям гидрофобных растворенных веществ и соотношению растворитель / вода [33] (рис.2). Эффект Узо был подробно проанализирован в модельных системах дивинилбензол (ДВБ) / этанол / вода и транс-анетол (t-A) / этанол / вода [23,34–38]. Было обнаружено, что средний диаметр капли DVB в первую очередь является функцией одного параметра, отношения избытка масла к растворителю, «избыток масла», относящегося к концентрации масла, превышающей его концентрацию насыщения в непрерывной фазе растворитель / вода. Увеличение отношения избытка масла к растворителю привело к увеличению среднего диаметра капель [23].Что касается системы транс-анетол (t-A) / этанол / вода, ЯМР-спектроскопия показала, что спонтанное эмульгирование t-A в воде начинается с образования очень маленьких агрегатов (диаметром ~ 2 нм). Наблюдали очень медленный обмен между свободными молекулами t-A в водной фазе и молекулами t-A внутри агрегатов. Быстрое слияние этих агрегатов привело к появлению более крупных капель (~ мкм), ответственных за мутный вид эмульсии, которые были исследованы с использованием динамического рассеяния света (DLS) и малоуглового рассеяния нейтронов (SANS).Дальнейший рост капель происходил через созревание Оствальда в более длительном масштабе времени, таким образом обеспечивая

Рис. 2. Фазовая диаграмма тройной гидрофобной системы растворенное вещество / растворитель / вода (вверху, перепечатано из [33]) и схематическое описание процесс зародышеобразования жидкость-жидкость или эффект Узо (внизу, адаптировано из [24]): быстрое диспергирование в воде капель органического раствора, содержащего гидрофобное масло, сопровождается взаимной диффузией растворителя и воды, что приводит к перенасыщению масла и зародышеобразованию. мелких капель масла.Рост капель прекращается, когда водная фаза перестает быть перенасыщенной маслом. В конце процесса капли масла диспергируются в водной фазе. Приведена СЭМ-фотография наночастиц ПММА, полученных путем нанопреципитации в домене Узо (перепечатано из [26]).

долгий срок службы эмульсии. OR задерживается из-за однородного размера капель, очень низкой растворимости масла в воде и низкого межфазного натяжения капель t-A в смесях этанол / вода.Более того, образование адсорбированного слоя этанола на каплях t-A может стабилизировать их, как предполагают моделирование методом Монте-Карло [33]. Взятые вместе, наблюдения согласуются с гомогенным жидко-жидкостным зародышеобразованием капель и подчеркивают важность созревания Оствальда. Однако факторы, влияющие на рост и стабильность этих спонтанных капель, до конца не изучены. 3. Стабилизация наночастиц. Стабилизация первичных наночастиц имеет решающее значение для поддержания малых наночастиц.Медленные процессы, происходящие в более длительном масштабе времени, такие как созревание по Оствальду и / или дальнейшая агрегация НЧ, могут приводить к большим полидисперсным частицам. Удаление органического растворителя из водной фазы может уменьшить созревание по Оствальду, тем самым повышая стабильность НЧ [39]. Агрегацию наночастиц можно предотвратить за счет присутствия добавок, таких как поверхностно-активное вещество с низкой молекулярной массой, амфифильный полимер, полиэлектролит или полисахаридный полимер, такой как декстран, адсорбированных или закрепленных на поверхности наночастиц.Поэтому для стабилизации частиц нанопреципитация может проводиться в присутствии небольшого количества стабилизатора. Стабилизатор обычно не требуется, если НЧ демонстрируют гидрофильные части или ненулевой дзета-потенциал [40,41]. Интересно, что Roger et al. показали, что агрегация мягкого полимера

Цитируйте эту статью как: E. Lepeltier, et al., Нанопреципитация и «Эффект Узо»: Применение к устройствам доставки лекарств, Adv. Препарат Делив. Ред. (2014 г.), http: //dx.doi.org / 10.1016 / j.addr.2013.12.009

4

E. Lepeltier et al. / Advanced Drug Delivery Reviews xxx (2014) xxx – xxx

НЧ, ограниченные дальнодействующим электростатическим отталкиванием между заряженными НЧ, могут привести к уменьшению полидисперсности НЧ. Действительно, зависящий от размера потенциал отталкивания благоприятствовал столкновениям с участием большой NP и маленькой, а не двух больших NP [42]. Более того, агрегация НЧ может быть ограничена наличием добавок, которые увеличивают вязкость сплошной среды и снижают скорость диффузии кластеров.Природа и свойства стабилизатора влияют на размер НЧ, гранулометрический состав и коллоидную стабильность. Zhu et al. сравнили влияние адсорбции трех полиэлектролитов, ε-полилизина, полиэтиленимина (PEI) и хитозана на стабильность гидрофобных НЧ β-каротина. Высокомолекулярный PEI и хитозан, способные обеспечивать как стерическую, так и электростатическую стабилизацию, давали наименьшие НЧ и имели лучший стабилизирующий эффект [43]. НЧ чаще всего стабилизируют амфифильными диблок-сополимерами, которые либо добавляют в водную фазу, например, вододиспергируемые блок-сополимеры полипропиленоксида и полиэтиленоксида ([защищено по электронной почте] или [защищено по электронной почте]), либо растворяются в органическом растворителе, таком как ПЭГилированный сополимер молочной и гликолевой кислоты (PLGA-b-PEG).Было обнаружено, что некоторые цепочки сополимера могут быть кинетически захвачены внутри ядра НЧ, когда НЧ образовывались в результате быстрого осаждения (нанопреципитация во флеш) органического раствора, содержащего как гидрофобные молекулы (β-каротин), так и сополимер. Влияние четырех широко используемых сополимеров на НЧ β-каротина было систематически исследовано, а размер и стабильность НЧ связаны со свойствами различных гидрофобных блоков (температура стеклования Tg, способность кристаллизоваться и параметр растворимости).Наилучший стабилизирующий эффект был получен с PLGA-bPEG, который показывает некристаллизующийся гидрофобный блок с высокой Tg [44]. Когда рост НЧ останавливается адсорбцией добавок, ожидается, что концентрация добавки и относительные временные масштабы различных процессов, участвующих в образовании НЧ, будут иметь первостепенное значение для определения их окончательного размера. Это подчеркнули Lannibois et al. которые исследовали осаждение гидрофобных молекул (холестерилацетат) в воде в присутствии добавленного амфифильного диблок-сополимера, состоящего из стирольного блока (молекулярная масса 1000) и оксиэтиленового блока (молекулярная масса 1000) (PS-PEO) [45].Они оба были растворены в ацетоне, и раствор был смешан с большим избытком воды. Поскольку холестерилацетат почти нерастворим в воде, агрегаты образовывались немедленно и росли по механизму DLCA, о чем свидетельствует изменение среднего объема NP в зависимости от концентрации холестерилацетата. Стабильная дисперсия была получена, когда поверхность НЧ была полностью покрыта монослоем ПАВ. Конечный средний размер НЧ зависел от концентраций гидрофобных (CH, г / г) и поверхностно-активных молекул (CS, г / г).Для данного соотношения CS / CH (например, CS / CH = 1) объем NP увеличивается линейно с начальной концентрацией гидрофобных молекул в ацетоне (от CH = 10-4 г / г до CH = 10-2 г / г). . Изменение объема НЧ с соотношением CS / CH показало, что при высоких концентрациях ПАВ размеры НЧ были больше, чем предполагалось, если бы все молекулы ПАВ были адсорбированы. Лишь небольшая часть сополимера эффективна в контроле агрегации. Было обнаружено, что часть сополимера образует мицеллы в воде.Эксперименты с гидрофобным гексадеканом и поверхностно-активным веществом C12E5 подтвердили существование двух режимов. При умеренных соотношениях поверхностно-активное вещество / гидрофобное растворенное вещество все молекулы поверхностно-активного вещества покрывали поверхность капель, но агрегация давала частицы довольно большого размера. При высоких отношениях CS / CH агрегация прекращалась на более ранней стадии, но часть поверхностно-активного вещества оставалась в воде. Следовательно, попытки получить все меньшие и более мелкие наночастицы путем добавления увеличивающихся количеств поверхностно-активного вещества в какой-то момент должны потерпеть неудачу (рис.3). Эти экспериментальные результаты можно объяснить путем сравнения с численным моделированием конкуренции между агрегацией гидрофобных молекул и адсорбцией поверхностно-активного вещества. Два различных степенных закона были продемонстрированы на логарифмическом графике объема НЧ Vav как функции отношения CS / CH, что соответствует двум режимам использования молекул поверхностно-активного вещества. Показатель степени, измеренный при низких отношениях CS / CH

Рис. 3. Влияние соотношения поверхностно-активное вещество (C12E5) / гидрофобное растворенное вещество (гексадекан) CS / CH на средние объемы Vav капель гексадекана в воде.Гексадекан и C12E5 растворяли в ацетоне и раствор смешивали с большим количеством воды. Для каждого набора данных концентрация гексадекана, CH, в ацетоне поддерживалась постоянной. Эволюция Vav как функции CS / CH показывает существование двух режимов (адаптировано из [45]).

было близко к теоретическому значению -3 (Vav α [CS / CH] -3), соответствующему всем молекулам поверхностно-активного вещества, адсорбированным на поверхности растущих наночастиц, тогда как оно составляло около -1,3 при высоких отношениях CS / CH. Также было исследовано влияние временной задержки между агрегацией гидрофобного растворенного вещества и адсорбцией поверхностно-активного вещества.Агрегации позволяли беспрепятственно протекать в течение времени τ до начала адсорбции поверхностно-активного вещества. Для постоянного отношения CS / CH (например, CS / CH = 4) размер NP определялся начальной концентрацией гидрофобных молекул (CH) и величиной этой временной задержки τ. При τ = 0 объем НЧ незначительно увеличивался с увеличением CH. В пределе больших временных задержек объем НЧ линейно увеличивался с начальной концентрацией гидрофобных молекул, что отражало экспериментальные результаты. 4. Удаление растворителя Удаление растворителя из суспензий NP важно для биомедицинских применений.Поскольку растворитель смешивается как с гидрофобными молекулами, так и с водой, наночастицы, полученные путем нанопреципитации, должны содержать часть растворителя, определяемую коэффициентом распределения, в равновесии с растворителем в водной фазе. В качестве примера, коэффициент распределения этанола, определяемый как отношение массовой доли этанола в воде к доле в органической фазе, для DVB составил 6,9 [23]. В некоторых случаях суспензии диализуют против воды или буфера [46]. Обычные растворители (этанол, ТГФ и ацетон) обычно удаляют выпариванием при пониженном давлении, поскольку их точки кипения ниже, чем у воды.Кумар и Прюдомм недавно разработали эффективный и масштабируемый процесс удаления растворителя, основанный на испарении во вспышке. Он заключается в частичном испарении предварительно нагретого потока жидкости, распыляемого внутри вакуумной камеры. Было показано, что концентрация ТГФ снизилась более чем на 95% после двух стадий вспышки, упав с ~ 10 до менее 0,5 мас.% В остаточной жидкости [39]. Недавно был также предложен новый подход с использованием процесса сверхкритической экстракции CO2 для эффективного удаления ацетона и смесей ацетон / этанол из суспензий полимерных наночастиц.Более низкие количества остаточного растворителя (несколько частей на миллион) были измерены по сравнению с обычным процессом испарения [47]. Несмотря на практическую важность, проблема остаточного растворителя в суспензиях НЧ решалась редко. 5. Экспериментальные процессы смешения. Зарождение в метастабильной области фазовой диаграммы или спинодальный распад в нестабильной области должны зависеть от условий смешения органического раствора, содержащего гидрофобный компонент, и воды. В частности, локальное мгновенное перенасыщение, возникающее в результате взаимной диффузии растворителя и воды в мелких каплях

Цитируйте эту статью как: E.Lepeltier, et al., Нанопреципитация и «эффект Узо»: применение к устройствам доставки лекарств, Adv. Препарат Делив. Ред. (2014 г.), http://dx.doi.org/10.1016/j.addr.2013.12.009

E. Lepeltier et al. / Advanced Drug Delivery Reviews xxx (2014) xxx – xxx

Ожидается, что

органического раствора, диспергированного в водной фазе, будет зависеть от процесса смешивания. Зарождение и рост частиц могут быть инициированы внутри капель до того, как может произойти полное перемешивание. Когда нанопреципитация выполняется путем добавления по каплям органического раствора в водную фазу, вызывается непрерывное изменение состава смеси растворенного вещества / растворителя / нерастворителя.Поэтому были реализованы различные экспериментальные устройства для достижения лучшего контроля смешивания двух фаз (рис. 4). В установке с остановленным потоком определенные объемы двух фаз быстро смешиваются и вводятся в ячейку, где растут НЧ. В устройстве с непрерывным потоком сходящиеся каналы несут органический раствор и воду, которые смешиваются в Т (или Y) -переходе, а затем вытекают через выходной канал, где происходит нанопреципитация. На выходе из этого канала восстанавливается суспензия наночастиц.В эти устройства были вставлены смесители нескольких типов, например миллижидкостный или микрожидкостный смеситель или ограниченный ударно-струйный смеситель, чтобы гарантировать быстрое и воспроизводимое смешивание двух растворов [28,40,48–51]. В зависимости от условий перемешивания перемешивание может быть ламинарным или турбулентным, а время перемешивания варьируется. Время перемешивания менее 1 мс было достигнуто с помощью микрожидкостного устройства, использующего фокусировку гидродинамического потока, когда раствор органического полимера сжимался в узкую струю, текущую между двумя водяными потоками.Малая ширина сфокусированного потока обеспечивала быструю взаимную диффузию растворителя и воды [49]. Численное моделирование динамики жидкости недавно было выполнено, чтобы оценить эффективность перемешивания для встречно-штыревого микромиксера высокого давления [52]. В этом устройстве тонкие слои раствора полимера и воды поочередно укладываются друг на друга перед входом в секцию фокусировки потока, где их ширина уменьшается. Отношение воды к растворителю R определяется их относительной скоростью потока. Эффективность перемешивания определялась как объемная доля жидкости в секции фокусировки потока, где зародышеобразование было возможным из-за пересыщения.Моделирование показало, что увеличение расходов при сохранении постоянного R увеличивает эффективность перемешивания. Полимерные НЧ меньшего размера были получены экспериментально. Поэтому нанопреципитация определялась гидродинамикой микромиксера для данного отношения воды к растворителю и начальной концентрации полимера в растворителе. В своей новаторской работе Хорн и его сотрудники разработали процесс камеры непрерывного смешивания для промышленного производства нанодисперсных гидрозолей каротиноидов [25]. Эти тетратерпены, содержащие различные фрагменты на концах цепи, нерастворимы в воде и плохо растворимы в липидах.В этом процессе раствор каротиноида в смешивающемся с водой растворителе, обычно этаноле, наносили путем турбулентного перемешивания с водной фазой, содержащей растворенный желатин, что придает НЧ коллоидную стабильность. Полученные монодисперсные НЧ имели структуру ядро ​​/ оболочка с каротиноидным ядром, окруженным желатиновой оболочкой. В недавнем обзоре D’Addio и Prud’homme обсуждали образование наночастиц лекарств путем быстрой смены растворителя [48]. Они указали

5

на преимущества смесителей непрерывного действия с закрытой струей, которые можно масштабировать от лабораторных экспериментов до промышленного производства.Устройства с остановленным или непрерывным потоком могут быть объединены с методами измерения, такими как синхротронное малоугловое рассеяние рентгеновских лучей (SAXS), для отслеживания ранних стадий образования наночастиц. Кинетические исследования образования наночастиц могут позволить оценить модели зародышеобразования и роста. До сих пор почти все исследования образования коллоидных частиц в жидких средах с временным разрешением касались неорганических НЧ, таких как НЧ золота. Во многих экспериментах перенасыщение неорганического предшественника было вызвано химическими реакциями, происходящими при быстром смешивании двух растворов [28,30,31,54].Например, НЧ золота можно получить восстановлением водного раствора соли золота аскорбиновой кислотой. Эта химическая реакция аналогична быстрому снижению качества растворителя в процессе нанопреципитации. 6. Нанопреципитация малых органических молекул: может ли играть роль спинодальный распад? Образование аморфных наночастиц из небольших органических молекул (холестерилацетат, β-каротин, красители…), для которых кристаллическая фаза является термодинамически стабильной фазой, по-видимому, является общей чертой наносаждения низкомолекулярных соединений при высоком пересыщении.Механизм, лежащий в основе, является предметом обсуждения. Согласно Lannibois et al., Образование агрегатов аморфного холестерилацетата происходит из-за остаточного растворителя и воды, пластифицирующих НЧ [45]. Аморфное состояние стабилизированных полиэлектролитом НЧ β-каротина, полученных очень быстрым осаждением, считалось результатом кинетических барьеров для кристаллизации. Молекулы β-каротина не успевали выровняться и плотно упаковать [43]. Однако Brick et al. предположили, что предпочтительное образование наночастиц аморфного красителя согласуется с процессом спинодального разложения после встречной диффузии растворителя и воды в каплях органического раствора.Разделение фаз могло происходить быстрее, чем кристаллизация [55]. Согласно Хорну и Ригеру, либо гомогенное зародышеобразование, либо спинодальное разложение может происходить в большинстве систем, содержащих гидрофобные растворенные вещества с низким молекулярным весом, в зависимости от перенасыщения растворенных веществ. Зарождение зародышей и рост могут происходить при умеренном пересыщении растворенных веществ, тогда как при высоком пересыщении может происходить спинодальное разложение. Граница между метастабильной областью и спинодальной областью может быть пересечена во время смешивания растворителя и воды, особенно если капли органического раствора в воде малы и диффузионный перенос растворителя и воды происходит быстро [25,55].Нынешний механизм нанопреципитации очень трудно разгадать из-за коротких временных и пространственных масштабов. Агрегаты, образующиеся в самом начале процесса, могут быстро эволюционировать. Были предприняты попытки наблюдать ранние стадии образования частиц хинакридона и бемита с помощью просвечивающей электронной микроскопии. Закалка образцов производилась сразу (~ 10 мс) после установления пересыщения [56]. Образование аморфных НЧ при нанопреципитации открывает новые перспективы для получения НЧ малорастворимых фармацевтических соединений с повышенной биодоступностью за счет повышенной скорости растворения.7. Нанопреципитация полимеров: какие параметры имеют значение?

Рис. 4. Различные устройства для нанопреципитации: (а). Схема капельного процесса, (б). Устройство впрыска, приводимое в действие давлением (адаптировано из [53]), (c). Ударно-струйный смеситель (адаптировано из [40]) и (d). Y-образный переход в устройстве для нанесения наночастиц с непрерывным потоком.

Начиная с новаторской работы Fessi et al. многочисленные наночастицы, приготовленные из различных полимеров и растворителей, были получены с использованием метода замещения растворителя [22,57,58].Наиболее широко используемыми полимерами были поли (молочная кислота) (PLA), сополимер лактида с гликолидом (PLGA), поли (алкилцианоакрилат) (PACA) и поли (ε-капролактон) (PCL) и соответствующие сополимеры. с фрагментом поли (этиленгликоля) (ПЭГ), который удовлетворяет требованиям устройства для доставки лекарств, касающимся биоразлагаемости, биосовместимости и отсутствия иммуногенности (рис. 5). Систематические эксперименты предоставили информацию о местонахождении «области Узо», где получают только наночастицы, и определили соответствующие параметры, контролирующие выход продукции,

Цитируйте эту статью как: E.Lepeltier, et al., Нанопреципитация и «эффект Узо»: применение к устройствам доставки лекарств, Adv. Препарат Делив. Ред. (2014 г.), http://dx.doi.org/10.1016/j.addr.2013.12.009

6

E. Lepeltier et al. / Advanced Drug Delivery Reviews xxx (2014) xxx – xxx

Рис. 5. Химическая формула нескольких полимеров, широко используемых для получения наночастиц методом замещения растворителей: PLA (поли (молочная кислота)), PLGA (поли (лактид-со- гликолид)), PACA (поли (алкилцианоакрилат)) и PCL (поли (ε-капролактон)).n, x и y соответствуют количеству соответствующих мономеров.

размер и полидисперсность наночастиц. Были исследованы соответствующие влияния соотношения растворитель / вода, соотношения полимер / растворитель, молярной массы полимера, природы растворителя, межфазного натяжения и времени смешивания растворитель / нерастворитель. Было показано, что на границе Узо начальная массовая доля полимера экспоненциально уменьшалась с увеличением отношения растворитель / вода: log [массовая доля полимера в растворителе] была линейной функцией [отношения растворитель / вода].Эта тенденция прослеживалась в нескольких системах, например. поли (метилметакрилат) (ПММА) / ацетон, PCL / ацетон и PLGA / ацетон [26,59,60]. Следовательно, релевантными параметрами для границы Узо являются начальная концентрация полимера в органическом растворителе и соотношение растворитель / вода. Как указано Обри и др., Предел Узо на самом деле отличается как от бинодали, так и от линии спинодали

[26]. Оптимальные условия для нанопреципитации были достигнуты, когда полимер был растворен в тета-растворителе и когда раствор находился в режиме разбавления, так что спирали полимера не перекрывались.Были получены наночастицы с меньшим средним размером и более низкой полидисперсностью в дополнение к лучшему выходу продукции. И наоборот, выше критической концентрации полимера в растворителе, большие агрегаты образовывались в дополнение к НЧ, даже при увеличении соотношения вода / растворитель [21,61]. В системах PMMA / ацетон, PCL / ацетон и PLGA / ацетон было исследовано влияние начальной концентрации полимера в органическом растворителе на средний размер частиц [26,60,62]. Нанопреципитацию выполняли путем добавления за один прием большого объема водной фазы в органическую фазу (ПММА / ацетон) или путем впрыскивания при контролируемой скорости потока органического раствора в воду (PLGA / ацетон и PCL / ацетон).Увеличение концентрации полимера привело к увеличению среднего размера частиц. В области Узо средний диаметр частиц изменялся по степенному закону от массовой доли полимера. Логарифмически-логарифмическое представление среднего диаметра наночастиц ПММА и ПКЛ как функции от исходной массовой доли или концентрации полимера (мг / мл) представляло собой прямую линию с наклоном, близким к 1/3, что указывает на то, что объем, приходящийся на одну частицу, пропорционален концентрация полимера в исходном растворе. Кисель с соавторами показали, что логарифмические кривые наночастиц PLGA, полученные для различных массовых долей ацетона (fa = 0.1, fa = 0,2, fa = 0,3), наложенные, когда средний диаметр наночастиц был перерисован как функция (fp / fa) (fp — конечная весовая доля PLGA) [60]. Это свидетельствует о том, что средний размер образующихся наночастиц зависел только от отношения полимера к растворителю fp / fa. Наклон полученной логарифмической кривой составил 1/3 (рис. 6). Экспериментальные данные о влиянии молярной массы полимера на нанопреципитацию немногочисленны. Legrand et al. изучили гомологичный ряд полимеров полимолочной кислоты (PLA) с молярными массами от 22 600 г / моль до 124 800 г / моль.При низкой концентрации полимера (5 мг / мл) молярная масса мало влияла на выход наночастиц, образующихся, когда ацетон был растворителем. Однако для молярных масс выше 32 100 г / моль средний гидродинамический

Рис. 6. Зависимость среднего диаметра полимерных наночастиц от конечной массовой доли полимеров fPLGA (a) и fPMMA (c) для различных массовые доли ацетона или как функция концентрации PCL в ацетоне (b). (c): символы представляют собой экспериментальные данные, а линии — теоретическую подгонку в соответствии с механизмом зародышеобразования-агрегации.Вставка (а): средний диаметр наночастиц PLGA как функция отношения fPLGA / fa (адаптировано из [26,60,62]).

Цитируйте эту статью как: E. Lepeltier, et al., Нанопреципитация и «эффект Узо»: применение к устройствам доставки лекарств, Adv. Препарат Делив. Ред. (2014 г.), http://dx.doi.org/10.1016/j.addr.2013.12.009

E. Lepeltier et al. / Advanced Drug Delivery Reviews xxx (2014) xxx – xxx

Диаметр НЧ

увеличивался с увеличением молярной массы (с менее 100 нм при 22 600 г / моль и 32 100 г / моль до примерно 250 нм при 124 800 г / моль ).Эти результаты предварительно коррелируют с более низким амфифильным характером длинных цепочек PLA, поскольку концы цепей несут полярную группу [61]. С другой стороны, Kissel et al. не наблюдали значительной разницы в размере частиц при изменении молярных масс PLGA (12, 34 и 48 кДа), растворенных в ацетоне при различных концентрациях (5-15 мг / мл), хотя вязкости растворов полимеров существенно различались, как и функция молярной массы [60]. Такие же результаты были получены для наночастиц ПКЛ с молярной массой от 2 до 80 кг / моль [62].Влияние межфазного натяжения между растворителем и нерастворителем на образование НЧ было исследовано Kissel et al. [60]. Они вводили растворенный в ацетоне PLGA либо в чистую воду, либо в смесь воды и ацетона, имеющую более низкое межфазное натяжение, чем чистая вода. Никаких значительных различий в размере НЧ не наблюдалось, как можно было бы ожидать, если бы нанопреципитация в основном определялась так называемым эффектом Марангони, описываемым как «поток, управляемый поверхностным натяжением». Предполагается, что эффект Марангони вызывает турбулентность на границе раздела растворителя и нерастворителя, что приводит к проникновению органической фазы в водную фазу и затем к образованию все меньших и меньших капель.В этом случае образование частиц должно происходить за счет агрегации цепочек, присутствующих в каплях [22]. Другие исследователи также отметили, что межфазное натяжение и механическая турбулентность не были движущими силами для спонтанного эмульгирования [23,37]. Было обнаружено, что средний размер наночастиц зависит от природы растворителя, используемого для солюбилизации полимера. Например, независимо от полимера, НЧ, полученные из растворов ацетона, всегда были меньше, чем НЧ, полученные из ТГФ в тех же условиях.Было высказано предположение, что более низкая вязкость и более высокий коэффициент диффузии ацетона в воде по сравнению с ТГФ должны способствовать более быстрому смешиванию растворителя и воды, что приводит к более равномерному перенасыщению, приводящему к более мелким частицам [60,61]. Cheng et al. исследовали влияние смешиваемости растворителя с водой на размер наночастиц PLGA – PEG, используя четыре растворителя (ацетонитрил, ТГФ, ацетон и ДМФ). Они наблюдали уменьшение среднего размера НЧ при увеличении смешиваемости растворитель / вода [63]. Время смешивания органического раствора, содержащего полимер, с водной фазой является решающим параметром.Было показано, что более быстрое перемешивание привело к уменьшению среднего размера получаемых наночастиц [40,49,52]. Выдающиеся результаты были получены Джонсоном и Прюдомом, чьи эксперименты охватывали время перемешивания в диапазоне от ~ 5 мс до 10 000 мс, благодаря смесителю со встречной струей [40]. В смесительную камеру подавали две противоположные струи, одна из раствора амфифильного диблок-сополимера поли (бутилакрилата) -b-поли (акриловой кислоты) (PBA (59) -b-PAA (104)) в метаноле, а другая — из раствора сополимера. воды. Время смешения двух фаз контролировалось скоростью струй.Внезапное падение качества растворителя для гидрофобных блоков PBA повлекло за собой быструю самосборку этих блоков, вызывая зародышеобразование.

Рис. 7. Средний диаметр наночастиц PBA (59) -b-PAA (104) как функция смешивания с водным растворителем время с различными начальными концентрациями полимера в метаноле (0,10 мас.%, 0,15 мас.%, 0,25 мас.% и 0,65 мас.%), адаптировано из [40,62].

7

и рост монодисперсных сферических агрегатов. Процесс роста был остановлен коронной щеткой из гидрофильных блоков, покрывающих НЧ.Джонсон и Прюдом продемонстрировали два режима изменения размера НЧ в зависимости от времени смешивания: по мере уменьшения времени смешивания размер НЧ также уменьшался до точки излома, после которой размер частиц оставался постоянным. В этой точке останова время перемешивания τmix и время агрегации τag были эквивалентны. Это характерное время агрегации уменьшилось с 60 до 26 мс, когда концентрация сополимера в метаноле увеличилась с 0,1 мас.% До 0,65 мас.%. При очень коротком времени перемешивания время, соответствующее образованию наночастиц, уменьшалось с увеличением начальной концентрации полимера, но размер наночастиц не зависел от концентрации.При увеличении времени перемешивания увеличение концентрации полимера в органической фазе увеличивает средний размер образующихся частиц (рис. 7). Как подчеркивают авторы, этот механизм нанопреципитации принципиально отличается от самосборки динамических мицелл сополимера в равновесии, характеризующейся быстрым обменом полимерных цепей. Нанопреципитация генерирует кинетически замороженные НЧ, не находящиеся в термодинамическом равновесии, а долгоживущие. Во время нанопреципитации размер наночастиц увеличивается до тех пор, пока энергетический барьер для внедрения одиночных цепочек (унимеров) не становится слишком высоким, что происходит при количестве агрегации, меньшем, чем равновесное значение.Этот энергетический барьер зависит от величины изменения качества растворителя. Было высказано предположение, что оно ниже, когда взаимная диффузия вода-растворитель не завершена, что объясняет, почему размер НЧ увеличивается с увеличением времени перемешивания для τmix N τag. Более крупные НЧ могут образовываться до того, как будут кинетически заморожены. Когда τmix b τag, можно ожидать, что размер НЧ станет независимым от концентрации полимера. Достижение равновесия потребует дальнейшего обмена одиночными цепями между агрегатами, включая изменение количества агрегатов.Эти две стадии агрегации, быстрое зародышеобразование и рост, ведущие к метастабильным НЧ с последующим медленным процессом уравновешивания, наблюдались синхротронным МУРР с миллисекундным временным разрешением для другого амфифильного блок-сополимера поли (этилен-пропилен) -поли (этиленоксид) ( PEP – PEO) [64]. Агрегацию вызывали очень быстрым смешиванием (4,5 мс) разбавленного раствора сополимера с водой с использованием устройства с остановленным потоком. Быстрая начальная агрегация (~ 5–20 мс) привела к метастабильным НЧ, в то время как на медленном последнем этапе (~ 103-105 мс) число агрегации НЧ увеличивалось по мере приближения к термодинамическому равновесию.Процесс роста был основан на вставке и обмене унимеров. Скорость обмена цепями между агрегатами, образованными блок-сополимерами, может варьироваться в очень большом диапазоне в зависимости от системы. Основными параметрами, влияющими на скорость обмена, являются длина и химическая природа гидрофобных блоков, а также межфазное натяжение между гидрофобными блоками и водой [65]. Контроль кинетики обмена важен, когда агрегаты используются в качестве наноносителей для доставки лекарств [66]. НЧ амфифильных блок-сополимеров, полученные путем нанопреципитации, не всегда демонстрировали сферическое ядро, образованное гидрофобными блоками, окруженными оболочкой из гидрофильных блоков (обычно блоков PEG).Некоторые из гидрофильных блоков могут быть погребены внутри ядра NP, а не быть хорошо разделенными в короне, особенно при высоком молекулярном весе полимера, когда длина гидрофобных блоков была большой по сравнению с длиной блоков PEG. Об этом в основном свидетельствовали размеры НЧ больше, чем рассчитанные для мицелл, основанные на молекулярных массах полимеров. Более медленное перемешивание во время нанопреципитации привело к более высокой доле захвата ПЭГ ядрами НЧ. Напротив, структуры ядро-оболочка, напоминающие мицеллы, образованные небольшими поверхностно-активными веществами, были получены для сополимеров PLA-PEG с низкой молекулярной массой [67,68,44,49].Степанян и др. недавно предложили универсальное соотношение между размером НЧ и двумя параметрами, отношением времени смешивания ко времени агрегации и начальной концентрацией полимера [62]. Когда время перемешивания больше, чем время агрегации свернувшихся цепей, размер наночастиц зависит главным образом от времени перемешивания и начальной концентрации полимера, если концентрация поверхностно-активного вещества является достаточной. The

Цитируйте эту статью как: E. Lepeltier, et al., Nanoprecipitation and the «Ouzo effect»: Application to Drug Delivery devices, Adv.Препарат Делив. Ред. (2014 г.), http://dx.doi.org/10.1016/j.addr.2013.12.009

8

E. Lepeltier et al. / Advanced Drug Delivery Reviews xxx (2014) xxx – xxx

Предполагается, что диаметр

NP будет показывать степенной закон 1/3 как функцию этих параметров, но не зависит от молярной массы полимера. Нанопреципитация раствора PCL / ацетон в 1 мас.% Водном растворе Pluronic P127 хорошо описывалась этой моделью. Прогнозы модели Степаняна и др. подтверждались также экспериментальными данными Джонсона и Прюдомма [40].Таким образом, стабильные суспензии почти монодисперсных полимерных наночастиц могут быть получены с использованием спонтанного эмульгирования в узкой области состава тройной смеси полимер / растворитель / нерастворитель (вода). Домен Узо, расположенный между бинодали и спинодали кривыми, соответствует разбавленным растворам полимера и большим количествам воды. Образование НЧ объясняется механизмом зародышеобразования и роста в пересыщенном растворе полимера в присутствии стабилизатора. В качестве альтернативы гидрофильные блоки амфифильных сополимеров могут играть роль поверхностно-активного вещества.Исходная система состоит из изолированных полимерных клубков в растворителе. Поскольку качество растворителя падает при быстром смешивании с большим количеством воды, полимерные спирали разрушаются, затем сталкиваются и слипаются. Параллельно с этим стабилизирующие молекулы адсорбируются на образовавшихся НЧ и прекращают их слияние. Параметр времени перемешивания имеет решающее значение для окончательного размера НП. Для типичных экспериментальных условий, то есть относительно медленного перемешивания в присутствии стабилизатора, конечный размер НЧ увеличивается с начальной концентрацией полимера, но не зависит от молярной массы полимера.8. Примеры применения полимерных наночастиц, полученных путем нанопреципитации, для доставки терапевтических молекул. Гидрофобные лекарственные средства были включены в наноносители путем соосаждения раствора полимера / лекарственного средства в воду. Например, плохо растворимые в воде паклитаксел и доцетаксел загружали в наночастицы PLGA, используя преимущества нанопреципитации. НЧ, содержащие эти мощные антимитотические агенты, показали более низкую токсичность и повышенную эффективность по сравнению с препаратами на основе мицелл с использованием низкомолекулярных поверхностно-активных веществ [69].Bilati et al. предложено расширить использование нанопреципитации до инкапсуляции более гидрофильных молекул, например белки, путем точного выбора растворителя и нерастворителя. Они показали, что PLGA и PLA NP могут быть получены путем осаждения раствора ДМСО в спирте, что делает возможным включение белков [70]. Недавно была разработана универсальная платформа с наночастицами путем нанопреципитации сополимеров на основе поли (алкилцианоакрилата) (PACA) в водном растворе [71].Наноносители объединяли ядро ​​PACA, внешнюю оболочку PEG, придающую коллоидную стабильность и скрытность, флуоресцентные свойства, обеспечиваемые ковалентным связыванием красителя на основе родамина B с полимерным каркасом некоторых цепей, и концевые лиганды для специфического активного нацеливания (рис. 8). ). Что касается потенциальных применений для лечения рака, характеристики скрытности позволяют НЧ выходить из системы РЭС, тем самым продлевая кровообращение НЧ и усиливая эффект ЭПР в опухолях. Это пассивное нацеливание можно улучшить, используя лиганды, которые избирательно связываются с рецепторами, сверхэкспрессируемыми на опухолевых клетках.Биотин использовался в качестве лиганда для специфического распознавания различных линий раковых клеток (например, карциномы молочной железы человека MCF-7 и рака легкого мыши M109). Эффективная интернализация через биотин-рецептор-опосредованный эндоцитоз флуоресцентных НЧ-мишеней была подтверждена проточной цитометрией. Инкапсуляция паклитаксела в эти функционализированные NPs была достигнута, что привело к специфической противораковой активности против клеток MCF-7 in vitro. Актуальность этой платформы была дополнительно продемонстрирована в области болезни Альцгеймера (БА).НЧ были функционализированы либо производными куркумина, известными своей потенциальной ролью в профилактике и лечении БА, либо новым специфическим антителом, чтобы связывать не только мономер β-амилоидного пептида 1–42 (Aβ1–42), a биомаркер AD, но также и соответствующие фибриллы, обычно расположенные в головном мозге AD. Эти НЧ проявляли сильное сродство как к мономерным, так и к фибриллярным пептидам. Эта универсальная платформа прокладывает путь к многофункциональным НЧ, нацеленным на различные патологии при функционализации соответствующими лигандами и несущих различные гидрофобные препараты в своих

Рис.8. Пример полимерных наночастиц с ядром PACA, внешней оболочкой PEG, красителем на основе родамина B и лигандами для специфического активного нацеливания: витамин B7 для специфического распознавания различных линий раковых клеток или куркуминоиды в качестве лигандов для пептида abeta, маркера Болезнь Альцгеймера (адаптировано из [71]).

Ядро PACA. Это многообещающе, поскольку одни только НЧ PACA уже показали значительные доклинические результаты при различных патологиях. В настоящее время проходят III фазу клинических испытаний, НЧ PACA, нагруженные доксорубицином (i.e., Transdrug) улучшили выживаемость по сравнению со стандартным лечением пациентов с гепатокарциномой с множественной лекарственной устойчивостью. Помимо наночастиц, процесс нанопреципитации также позволил приготовить нанокапсулы. К раствору полимера добавляли небольшое количество масла, в котором могло быть растворено активное соединение. Когда этот раствор быстро смешивали с водой, НЧ ядро-оболочка (или нанокапсулы) образовывались в результате осаждения гидрофобного полимера на поверхности капель масла [57]. Природные фосфолипиды, которые самособираются в липосомы, вдохновили Discher и его сотрудников на новый класс везикул, называемых полимерсомами, состоящих из амфифильных диблок-сополимеров [72,73].Эти полимерные везикулы были получены разными методами, включая нанопреципитацию. Агрегация была вызвана взаимодействием между гидрофобными блоками, в то время как морфология определялась объемной долей от гидрофильного к гидрофобному. Полимерсомы сравнивали с вирусными капсидами из-за высокой стабильности и низкой проницаемости их оболочки. Эти свойства в основном коррелировали с толщиной мембраны, которую можно было в значительной степени регулировать за счет изменения длины блока. Лекоманду и его сотрудники использовали новое поколение поли (g-бензил L-глутамат) -блок-гиалуронана (PBLG-b-HA), сополимеры полипептид-блок-полисахарид, для получения полимерсом, нацеленных на сверхэкспрессированные гликопротеиновые рецепторы CD44 в раковых клетках. , благодаря гидрофильной части гиалуроновой кислоты.Доксорубицин был успешно загружен в эти полимерсомы с помощью соосаждения и эффективно доставлен в клетки рака груди (MCF-7) [46]. Также стоит упомянуть недавнее исследование Bui et al., В котором использовался оригинальный способ смещения растворителя для самосборки капсидоподобной оболочки блок-сополимера вокруг конденсированного комплекса siRNA и полиэтиленимина (PEI) [74]. На первом этапе разветвленный PEI и миРНК образовывали комплекс в водном буфере, давая положительно заряженные НЧ. Затем эти полиплексы диспергировали в растворе, обогащенном ДМСО, в котором блокируется амфифильный гиалуронан-поли (g-бензил-L-глутамат)

Цитируйте эту статью как: E.Lepeltier, et al., Нанопреципитация и «эффект Узо»: применение к устройствам доставки лекарств, Adv. Препарат Делив. Ред. (2014 г.), http://dx.doi.org/10.1016/j.addr.2013.12.009

E. Lepeltier et al. / Advanced Drug Delivery Reviews xxx (2014) xxx – xxx

Сополимер

растворили. Отрицательно заряженные части гиалуроновой кислоты взаимодействовали с предварительно сформированными наночастицами посредством электростатических взаимодействий, приводя к образованию поверхностного монослоя адсорбированного сополимера. Избыточные цепи сополимера в растворе сосуществуют с адсорбированными.На последней стадии к этой суспензии было добавлено большое количество воды, так что раствор стал нерастворителем для высокогидрофобных фрагментов PBLG, что привело к самосборке изолированных цепей сополимера с цепями, адсорбированными на НЧ. Гидрофобные взаимодействия между блоками PBLG позволили сформировать сополимерную двухслойную мембрану вокруг ядра комплексов siRNA-PEI (рис. 9). Этот наноконструкция, имитирующая морфологию вируса, обнаруживает более высокую активность по подавлению гена, чем только комплекс PEI-siRNA.Эти несколько иллюстративных примеров показывают важный вклад эффекта нанопреципитации / Узо в создание наноносителей для доставки и нацеливания лекарств. 9. Наночастицы на основе терпеноидов: новая платформа для тераностики НЧ, содержащие лекарственные препараты, представляют собой привлекательную стратегию для лечения тяжелых заболеваний, особенно в области рака. Однако увеличение загрузки лекарственного средства, обычно менее 5-10 мас.%, Остается проблемой, и НЧ часто демонстрируют так называемое «взрывное высвобождение», при котором значительная часть груза, обычно соответствующая молекулам, просто адсорбируемым (или закрепленным на якоре). ) на поверхности наноносителя, быстро высвобождается при парентеральном введении.Создание наноносителей с молекулами, ковалентно связанными с лекарством расщепляемой связью (подход пролекарства), может помочь преодолеть эти ограничения [75]. Недавний прорыв был достигнут Куврёром и его сотрудниками, которые разработали уникальную и универсальную платформу для доставки лекарств, воспользовавшись также эффектом Узо. Он заключается в связывании изопреноидной цепи с биологически активной молекулой лекарства. Наносборки биоконъюгата затем получают путем нанопреципитации без необходимости в каком-либо поверхностно-активном веществе.Цепи изопреноидов были выбраны потому, что изопрен

9

является основным структурным мотивом встречающихся в природе терпеноидов, которые чрезвычайно разнообразны по химическому составу, структуре и функциям. Среди них сквален — широко распространенный в природе ациклический тритерпен. У человека это предшественник биосинтеза холестерина. Доказательство концепции этого подхода к нанопрепаратам было предоставлено с использованием сквалена в качестве политерпеноидного фрагмента и гемцитабина в качестве модельного противоракового аналога нуклеозидов [76,77].Гемцитабин представляет собой фторированный аналог цитидина, используемый в клинике против различных солидных опухолей, а также активен против линий лимфоидных и миелоидных раковых клеток. Однако его терапевтический потенциал ограничен низкой стабильностью in vivo, ограниченной внутриклеточной диффузией и индукцией резистентности. Чтобы преодолеть эти недостатки, сквален был ковалентно связан с аминной функцией гемцитабина, давая биоконъюгат 4- (N) -трис-нор-скваленоил-гемцитабина (Sq-Gem) (рис. 10a). Это пролекарство самоорганизуется в воде в виде НЧ диаметром около 120–140 нм.После внутривенного введения эти наноузлы Sq-Gem с лекарственной нагрузкой почти 50% мас. / Мас. Проявляли впечатляюще более высокую противоопухолевую активность, чем гемцитабин, в отношении как твердых подкожно трансплантированных опухолей (panc-1, L1210 wt и P388), так и агрессивного метастатического лейкоза ( L1210 wt, P388 и РНК-16 LGL). Затем эта концепция была применена к другим нуклеозидам или аналогам нуклеозидов, таким как ddC, ddI, тимидин или аденозин. Примечательно, что независимо от нуклеозидной головной группы, биоконъюгаты на основе сквалена спонтанно образуют Nps при нанопреципитации этанольных растворов в воде.Эти НЧ обладают разнообразными супрамолекулярными структурами (т.е. ламеллярными, обратными бинепрерывными кубическими или обратными гексагональными фазами) [78–80]. Значительное улучшение активности гемцитабина в сочетании со скваленом привело к распространению концепции скваленоилирования на другие препараты, такие как паклитаксел и пенициллин G [81,82]. В отличие от амфифильных нуклеозидных биоконъюгатов, гидрофобные конъюгаты скваленоил-паклитаксел и скваленоил-пенициллин G самоорганизуются при нанопреципитации в виде плотных сферических НЧ, лишенных внутренней структуры (рис.10б). НЧ скваленоил-паклитаксел продемонстрировали противоопухолевую эффективность

Рис. 9. Создание вирусоподобных полимерных наночастиц путем самосборки молекул амфифильного блок-сополимера вокруг полиэлектролитных комплексов на основе миРНК (перепечатано из [74]).

Цитируйте эту статью как: E. Lepeltier, et al., Нанопреципитация и «эффект Узо»: применение к устройствам доставки лекарств, Adv. Препарат Делив. Ред. (2014 г.), http://dx.doi.org/10.1016/j.addr.2013.12.009

10

E. Lepeltier et al./ Advanced Drug Delivery Reviews xxx (2014) xxx – xxx

Рис. 10. (a). Скваленовая кислота в сочетании с молекулами гемцитабина самопроизвольно самоорганизуются в воде путем нанопреципитации и образуют наночастицы со средним диаметром (d) около 130 нм. (б). Выбранные Cryo-Tem изображения наночастиц скваленоил-паклитаксела (слева: d = 142 нм, PdI = 0,073) и скваленоил-пенициллина G (справа: d = 140 нм, PdI = 0,1). Наночастицы представляют собой плотные сферы (адаптировано из [81,82]).

сопоставимо с исходным лекарственным средством, но с гораздо меньшей токсичностью.НЧ скваленоил – пенициллин G увеличивали антибактериальную активность пенициллина G против инфекции макрофагов Staphylococcus aureus благодаря их интернализации в клетки через эндоцитарные пути. Обе эти НЧ были очень стабильными и достаточно монодисперсными. Их коллоидная стабильность может быть коррелирована с их отрицательным дзета-потенциалом (~ — 20 мВ) и нерастворимостью конъюгатов, что препятствует созреванию Оствальда. Интересно, что было обнаружено, что начальная концентрация скваленоил-паклитаксела в этаноле была решающим параметром для контроля конечного размера НЧ; чем выше концентрация в этаноле, тем меньше размер НЧ.Эта тенденция согласуется с механизмом зародышеобразования и роста: поскольку количество ядер экспоненциально изменяется с пересыщением, ожидается, что более высокие концентрации растворенного вещества дадут большее количество ядер и, следовательно, меньшие НЧ, если ядра растут за счет захвата окружающих молекул растворенного вещества. Дальнейшие исследования были сосредоточены на систематической модуляции длины цепи, используемой для конъюгации гемцитабина. Либо природные, либо синтезированные терпены с числом изопренильных единиц от 1 до 6 были связаны с гемцитабином, и была оценена способность полученных биоконъюгатов образовывать НЧ [83].Все соединения давали наносборки, активные против нескольких линий раковых клеток, но пролекарства, демонстрирующие короткую гидрофобную цепь, осаждались вскоре после образования NP в отсутствие стабилизатора при испарении этанола. Созревание Оствальда может быть связано с нестабильностью суспензий НЧ, приготовленных с более короткими изопреновыми фрагментами. Помимо коротких цепей, с помощью метода живой радикальной полимеризации были получены хорошо определенные конъюгаты полиизопрен-гемцитабин [84]. Этот метод позволял выращивать полиизопреновые цепи с контролируемой молярной массой с гемцитабиновым фрагментом, присоединенным к одному из концов полимерных цепей посредством гидролизуемой амидной связи.При нанопреципитации в воде из раствора ТГФ эти конъюгаты образовывали НЧ с высокой полезной нагрузкой (Wgem / Mn, PI) гемцитабина, в диапазоне от 10,5 мас.% Для Mn, PI = 2510 г / моль до 31,2 мас.% Для Mn, PI = 840 г / моль. Размер НЧ (~ 137 нм в диаметре) не показал значительной зависимости от молярной массы ПИ для Mn в диапазоне от 1190 г / моль до 2510 г / моль. Замечательная коллоидная стабильность суспензий может быть объяснена отрицательным дзета-потенциалом НЧ (~ -68 мВ) и, вероятно, очень низкой растворимостью в воде конъюгатов PI-гем.НЧ PI-gem проявляли эффективную противоопухолевую активность как in vitro на различных линиях раковых клеток

, так и in vivo на мышах с карциномой поджелудочной железы человека, подавляя при этом присущую гемцитабину токсичность. Примечательно, что in vivo противораковая активность конъюгата PI-гем увеличивалась с увеличением молярной массы PI. Платформа на основе сквалена для доставки лекарств была дополнительно наделена как магнитной чувствительностью, так и возможностями визуализации для сочетания диагностической и терапевтической деятельности [85].Многофункциональные наноносители были получены путем одностадийного наносаждения раствора скваленоил-биоконъюгата, содержащего нанокристаллы магнетита (USPIO). Нанокомпозиты USPIO / Sq-gem, вводимые мышам, несущим модель подкожной опухоли L1210 wt, могут направляться внешним магнитным полем к опухолевой ткани, где они могут отслеживаться с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ). Чтобы распространить эту тераностическую концепцию на другие контрастные вещества для МРТ, были также разработаны нанокомпозиты, связывающие Sq-Gem и контрастное вещество гадолиния Gd3 + в сочетании со скваленом.10. Заключение Нанопреципитация — это общая стратегия получения разнообразных коллоидных частиц, таких как полимерные или липидные наносферы, нанокапсулы, нанопузырьки… Она также использовалась для создания нанопрепаратов на основе терпеноидов. Это может позволить приготовить тонкие дисперсии плохо растворимых в воде или даже нерастворимых фармацевтических органических соединений, таким образом улучшая их биодоступность. Простота процесса и универсальность материалов, которые можно использовать, также дали решающий импульс разработке наноносителей, предназначенных для парентеральной доставки лекарств.Для наномедицины необходимо точно контролировать распределение наночастиц по размерам, что может быть достигнуто с помощью «эффекта Узо». Этот спонтанный процесс не требует эмульсии-предшественника и генерирует дисперсию квазимонодисперсных наночастиц. Ключевые факторы, контролирующие образование наночастиц, обсуждались, но остаются нерешенными вопросы. Характеристики НЧ определяются не только составом тройной системы в метастабильном состоянии. «Эффект Узо» и нанопреципитация тесно связаны с кинетикой смешения органического раствора, содержащего гидрофобное соединение и нерастворитель, что приводит к образованию перенасыщенных систем.Существует мало экспериментальных исследований или моделирования явлений, происходящих во время турбулентности.

Цитируйте эту статью как: E. Lepeltier, et al., Нанопреципитация и «эффект Узо»: Применение к устройствам доставки лекарств, Adv. Препарат Делив. Ред. (2014 г.), http://dx.doi.org/10.1016/j.addr.2013.12.009

E. Lepeltier et al. / Advanced Drug Delivery Reviews xxx (2014) xxx – xxx

или ламинарное смешение двух фаз, которое вызывает образование частиц. Кроме того, трудно исследовать ранние стадии формирования НЧ из-за коротких временных масштабов наряду с небольшими пространственными масштабами процесса.Основные механизмы часто выводятся из зависимости конечных характеристик НП от экспериментальных параметров. В частности, остается вопрос о спинодальном распаде в системах, содержащих небольшие гидрофобные молекулы при высоком пересыщении. Кинетические исследования с использованием синхротронного рентгеновского рассеяния могут позволить проверить механизмы образования и роста НЧ, несмотря на ограниченный контраст рассеяния между водой и органическими соединениями. Мало что известно о соосаждении различных соединений, чтобы загрузить лекарство в наноносители или остановить рост НЧ и стабилизировать их.Совместное осаждение лекарств и полимеров влияет на загрузку лекарств в наноносители и распределение наночастиц по размерам. Следует расширить исследования влияния свойств амфифильных блок-сополимеров на стабильность НЧ. Остаточный растворитель, а также добавки и лекарственные средства также могут мешать процессам образования частиц и стабилизации. Поэтому существует острая необходимость в дальнейших экспериментах и ​​моделировании во всех этих областях. Часть результатов, раскрытых в этом обзоре, была поддержана Европейским исследовательским советом в рамках Седьмой рамочной программы Европейского сообщества FP7 / 2007–2013 (Соглашение о гранте № 249835).Список литературы [1] T.M. Аллен, П.Р. Куллис, Системы доставки лекарств: вход в основной поток, Science 303 (2004) 1818–1822. [2] Дж. Николас, С. Мура, Д. Брамбилла, Н. Мацкевич, П. Куврёр, Дизайн, стратегии функционализации и биомедицинские применения целевых биоразлагаемых / биосовместимых наноносителей на основе полимеров для доставки лекарств, Chem. Soc. Ред. 42 (2013) 1147–1235. [3] Э. Сусан, С. Кассель, М. Бланзат, И. Рико-Латтес, Доставка лекарств мягким веществом: матрикс и везикулярные носители, Angew. Chem.48 (2009) 274–288. [4] К. Вотье, П. Куврёр, Наномедицины: новый подход к лечению серьезных заболеваний, J. Biomed. Nanotechnol. 3 (2007) 1–12. [5] Л. Браннон-Пеппас, Дж. Бланшетт, Наночастицы и целевые системы для лечения рака, Adv. Препарат Делив. Ред. 56 (2004) 1649–1659. [6] Дж. Паньям, В. Лабхасетвар, Биоразлагаемые наночастицы для доставки лекарств и генов в клетки и ткани, Adv. Препарат Делив. Ред. 55 (2003) 329–347. [7] К. Катаока, А. Харада, Ю. Нагасаки, Мицеллы блок-сополимера для доставки лекарств: дизайн, характеристика и биологическое значение, Adv.Препарат Делив. Ред. 47 (2001) 113–131. [8] Х. Хиллеро, П. Куврёр, Вхождение наноносителей в клетку: актуальность для доставки лекарств, Cell. Мол. Life Sci. 66 (2009) 2873–2896. [9] Х. Ли, Х. Фонж, Б. Хоанг, Р.М. Рейли, К. Аллен, Влияние размера частиц и молекулярного нацеливания на внутриопухолевое и субклеточное распределение полимерных наночастиц, Мол. Pharm. 7 (2010) 1195–1208. [10] Ф. Лу, С.Х. Ву, Ю. Хунг, С.Ю. Моу. Влияние размера на поглощение клетками хорошо взвешенных, однородных мезопористых наночастиц диоксида кремния, Small 5 (2009) 1408–1413.[11] Э.А. Симоне, Т.Д. Дзюбла, В. Музыкантов, Полимерные носители: роль геометрии в доставке лекарств, Экспертное мнение. Препарат Делив. 5 (2008) 1283–1300. [12] Д. Хюн, К. Кантнер, К. Гейдель, С. Брандхольт, И. Де Кок, S.J.H. Соенен, П. Ривера-Хиль, Дж.М. Черногория, К. Бракманс, К. Мюллен, Г.У. Ниенхаус, М. Клаппер, У. Дж. Парак, Наночастицы с полимерным покрытием, взаимодействующие с белками и клетками: акцент на знаке чистого заряда, ACS Nano 7 (2013) 3253–3263. [13] М.А. Добровольская, П. Аггарвал, Я.Холл, С. Макнил, Доклинические исследования для понимания взаимодействия наночастиц с иммунной системой и его потенциального воздействия на биораспределение наночастиц, Мол. Pharm. 5 (2008) 487–495. [14] Y. Qiu, Y. Liu, L. Wang, L. Xu, R. Bai, Y. Ji, X. Wu, Y. Zhao, Y. Li, C. Chen, Поверхностная химия и соотношение сторон, опосредованные клеточными поглощение наностержней Au, Биоматериалы 31 (2010) 7606–7619. [15] П. Декуцци, Р. Паскуалини, У. Арап, М. Феррари, Внутрисосудистая доставка систем твердых частиц: действительно ли геометрия имеет значение? Pharm.Res. 26 (2009) 235–243. [16] Х. Маэда, Дж. Ву, Т. Сава, Ю. Мацумура, К. Хори, Сосудистая проницаемость опухоли и эффект ЭПР в макромолекулярной терапии: обзор, J. Control. Выпуск 65 (2000) 271–284. [17] Х. Маэда, Макромолекулярная терапия в лечении рака: эффект EPR и за его пределами, J. Control. Выпуск 164 (2012) 138–144. [18] Ф. Юань, М. Деллиан, Д. Фукумура, М. Леунинг, Д.Д. Берк, В. Йорчилин, Р. Джайн, Сосудистая проницаемость в ксенотрансплантате опухоли человека: зависимость молекулярного размера и размер отсечки, Cancer Res.55 (1995) 3752–3756. [19] В.П. Торчилин, Целевые фармацевтические наноносители для лечения рака и визуализации, AAPS J. 9 (2007) (статья 15). [20] C. Vauthier, K. Bouchemal, Способы получения и производства полимерных наночастиц, Pharm. Res. 26 (2009) 1025–1056. [21] С. Галиндо-Родригес, Э. Аллеман, Х. Фесси, Э. Дёлкер, Физико-химические параметры, связанные с образованием наночастиц в методах высаливания, эмульгирования-диффузии и нанопреципитации, Pharm. Res. 21 (2004) 1428–1439.

11

[22] C.E. Mora-Huertas, H. Fessi, A. Elaissari, Влияние параметров процесса и состава на образование субмикронных частиц с помощью замещения растворителя и методов эмульгирования-диффузии. Критическое сравнение, Adv. Коллоид Интерф. Sci. 163 (2011) 90–122. [23] С.А. Витале, Дж. Л. Кац, Дисперсии жидких капель, образованные гомогенным зародышеобразованием жидкость – жидкость: «эффект Узо», Langmuir 19 (2003) 4105–4110. [24] Ф. Ганачауд, Дж. Л. Кац, Наночастицы и нанокапсулы, созданные с использованием эффекта Узо: спонтанное эмульгирование как альтернатива ультразвуковым устройствам и устройствам с большим усилием сдвига, ChemPhysChem 9 (2005) 209–216.[25] Д. Хорн, Дж. Ригер, Органические наночастицы в водной фазе, Angew. Chem. 40 (2001) 4330–4361. [26] Дж. Обри, Ф. Ганачауд, Дж. П. Коэн-Аддад, Б. Кабан, Нанопреципитация полиметилметакрилата смещением растворителя: 1. Границы, Langmuir 25 (2009) 1970–1979. [27] M.A. Watzky, R.G. Финке, Кинетические и механистические исследования образования нанокластеров переходных металлов. Новый механизм, когда водород является восстановителем: медленное, непрерывное зародышеобразование и быстрый автокаталитический рост поверхности, J. Am. Chem. Soc.119 (1997) 10382–10400. [28] Дж. Хан, Ф. Тестард, Ф. Малогги, П.Е. Кулон, Н. Менгуи, О. Спалла, Понимание контроля размера биосовместимых наночастиц золота в миллифлюидных каналах, Langmuir 28 (2012) 15966–15974. [29] Э. Матиевич, Однородные неорганические коллоидные дисперсии. Достижения и проблемы, Langmuir 10 (1994) 8–16. [30] J. Polte, TT Ahner, F. Delissen, S. Sokolov, F. Emmerling, AF Thünemann, R. Kraehnert, Механизм образования наночастиц золота в классическом методе синтеза цитрата, полученный на основе совместной оценки in situ XANES и SAXS. Дж.Являюсь. Chem. Soc. 132 (2010) 1296–1301. [31] J. Polte, R. Erler, AF Thünemann, S. Sokolov, TT Ahner, K. Rademann, F. Emmerling, R. Kraehnert, Зарождение и рост наночастиц золота изучали с помощью малоуглового рассеяния рентгеновских лучей in situ на миллисекундное временное разрешение, ACS Nano 4 (2010) 1076–1082. [32] Ю. Лю, К. Катан, В. Саад, Р.К. Prud’homme, Оствальдовское созревание наночастиц β-каротина, Phys. Rev. Lett. 98 (2007) 036102. [33] Р. Ботет, «Эффект Узо», недавние разработки и применение в переносе терапевтических лекарств, J.Phys. Конф. Сер. 352 (2012) 1–8. [34] Д. Карто, И. Пианет, П. Брунери, Б. Гиллемат, Д.М. Бассани, Исследование начальных событий спонтанного эмульгирования транс-анетола с помощью динамической ЯМР-спектроскопии, Langmuir 23 (2007) 3561–3565. [35] Д. Карто, Д. Бассани, И. Пианет, «Эффект Узо»: после спонтанного эмульгирования транс-анетола в воде с помощью ЯМР, C.R. Chim. 11 (2008) 493–498. [36] И. Грилло, Исследование всемирно известной эмульсии методом малоуглового рассеяния нейтронов: Le Pastis, Colloids Surf., А 225 (2003) 153–160. [37] Н.Л. Ситникова, Р. Сприк, Г. Вегдам, Э. Эйзер, Спонтанно образующиеся эмульсии транс-анетол / вода / спирт: механизм образования и стабильность, Langmuir 21 (2005) 7083–7089. [38] Э. Шолтен, Э. ван дер Линден, Х. Это, Жизнь ароматного аниса алкогольного напитка: омрачает ли его стабильность или подтверждает теорию? Langmuir 24 (2008) 1701–1706. [39] В. Кумар, Р.К. Prud’homme, Стабильность наночастиц: способы обработки для удаления растворителя, Chem. Англ. Sci. 64 (2009) 1358–1361.[40] Б.К. Джонсон, Р. Прюдом, Механизм быстрой самосборки наночастиц блок-сополимера, Phys. Rev. Lett. 91 (2003) 118302. [41] P.C. Хименц, Р. Раджагопалан, Принципы коллоидной химии и химии поверхности, 3-е издание, Marcel Dekker Inc., Нью-Йорк, 1997. [42] К. Роджер, Р. Ботет, Б. Кабане, Коалесценция отталкивающих коллоидных капель: путь к монодисперсности популяции, Langmuir 29 (2013) 5689–5700. [43] Z. Zhu, K. Margulis-Goshen, S. Magdassi, Y. Talmon, C.W. Macosko, Стабилизированные полиэлектролитом лекарственные наночастицы посредством флэш-нанопреципитации: модельное исследование с β-каротином, J.Pharm. Sci. 99 (2010) 4295–4306. [44] З. Чжу, Влияние амфифильного диблок-сополимера на образование и стабильность лекарственных наночастиц, Биоматериалы 34 (2013) 10238–10248. [45] H. Lannibois, A. Hasmy, R. Botet, O. Aguerre Charriol, B. Cabane, Ограниченная поверхностно-активным веществом агрегация гидрофобных молекул в воде, J. Phys. II Франция 7 (1997) 319–342. [46] К.К. Упадхьяй, А. Бхатт, А. Мишра, Б. Двараканатх, С. Джайн, К. Шац, Дж. Ф. Ле Майнс, А. Фарук, Дж. Чандраайя, А.К. Джейн, А. Мисра, С. Лекоманду, Внутриклеточная доставка лекарств и противоопухолевая активность нагруженных доксорубицином полимерсом поли (гамма-бензил L-глутамат) -b-гиалуронана, Биоматериалы 31 (2010) 2882–2892.[47] Р. Кампарделли, Дж. Делла Порта, Э. Реверчон, Удаление растворителя из суспензий полимерных наночастиц путем непрерывной сверхкритической экстракции, J. Supercrit. Жидкости 70 (2012) 100–105. [48] ​​С.М. д’Аддио, Р. Prud’homme, Контроль образования наночастиц лекарственного средства путем быстрого осаждения, Adv. Препарат Делив. Ред. 63 (2011) 417–426. [49] Р. Карник, Ф. Гу, П. Басто, К. Каннисаро, Л. Дин, В. Кей-Ману, Р. Лангер, О.К. Фарохзад, Микрожидкостная платформа для управляемого синтеза полимерных наночастиц, Nano Lett.8 (2008) 2906–2912. [50] Б.К. Джонсон, Р. Prud’homme, Химическая обработка и микросмешивание в закрытых встречных струях, AIChE J. 49 (2003) 2264–2282. [51] Ю. Лю, Р.О. Фокс, прогнозы CFD для химической обработки в закрытом реакторе с ударной струей, AIChE J. 52 (2006) 731–744. [52] Ф. Балли, Д.К. Гарг, К.А. Серра, Ю. Хоарау, Н. Антон, К. Брошон, Д. Парида, Т. Вандамм, Г. Хадзиоанну, Улучшенное получение полимерных наночастиц с регулируемым размером с помощью микрожидкостного нанопреципитации, Полимер 53 (2012) 5045–5051.[53] J. Molpeceres, M. Guzman, M.R. Arberturas, M. Chacon, L. Berges, Применение центральных композиционных конструкций для получения наночастиц поликапролактона путем вытеснения растворителя, J. Pharm. Sci. 85 (1996) 206–213.

Цитируйте эту статью как: E. Lepeltier, et al., Нанопреципитация и «эффект Узо»: применение к устройствам доставки лекарств, Adv. Препарат Делив. Ред. (2014 г.), http://dx.doi.org/10.1016/j.addr.2013.12.009

12

E. Lepeltier et al. / Advanced Drug Delivery Reviews xxx (2014) xxx – xxx

[54] B.Абекассис, Ф. Тестард, О. Спалла, П. Барбу, Исследование in situ зарождения и роста наночастиц золота с помощью малоуглового рассеяния рентгеновских лучей, Nano Lett. 7 (2007) 1723–1727. [55] M.C. Брик, Х.Дж. Палмер, Т. Whitesides, Образование коллоидных дисперсий органических материалов в водных средах путем сдвига растворителя, Langmuir 19 (2003) 6367–6380. [56] H. Haberkorn, D. Franke, Th. Frechen, W. Goesele, J. Rieger, Ранние стадии образования частиц в реакциях осаждения — хинакридон и бемит в качестве общих примеров, J.Коллоидный интерфейс Sci. 259 (2003) 112–126. [57] Х. Фесси, Ф. Пюизье, Дж. П. Девиссаге, Н. Аммури, С. Бенита, Формирование нанокапсул путем осаждения межфазного полимера после вытеснения растворителя, Int. J. Pharm. 55 (1989) R1 – R4. [58] О. Тиун, Х. Фесси, Дж. П. Девиссаге, Ф. Пюизьё, Получение псевдолатекса с помощью нанопреципитации: влияние природы растворителя на характеристическую вязкость и константу взаимодействия, Int. J. Pharm. 146 (1997) 233–238. [59] S. Stainmesse, A.-M. Ореккьони, Э. Накаче, Ф.Puisieux, H. Fessi, Формирование и стабилизация биоразлагаемой полимерной коллоидной суспензии наночастиц, Colloid Polym. Sci. 273 (1995) 505–511. [60] М. Бек-Бройхситтер, Э. Риттинг, Т. Лебхардт, X. Ван, Т. Киссель, Получение наночастиц путем вытеснения растворителя для доставки лекарственного средства: сдвиг в «области Узо» при загрузке лекарственного средства, Eur. J. Pharm. Sci. 41 (2010) 244–253. [61] П. Легран, С. Лезье, А. Бошо, Р. Греф, В. Раатжес, Г. Баррат, К. Вотье, Влияние поведения полимера в органическом растворе на производство наночастиц полилактида путем нанопреципитации, Int.J. Pharm. 344 (2007) 33–43. [62] Р. Степанян, J.G.J.L. Лебуй, J.J.M. Слот, Р. Туинье, М.А.Коэн Стюарт, Контролируемое образование наночастиц путем ограниченной диффузии коалесценции, Phys. Rev. Lett. 109 (2012) 138301. [63] Дж. Ченг, Б.А. Теплый, И. Шерифи, Дж. Сунг, Г. Лютер, Ф. Гу, Э. Леви-Ниссенбаум, А.Ф. Радович-Морено, Р. Лангер, O.C. Фарохзад, Формулировка функционализированных наночастиц PLGA – PEG для направленной доставки лекарств in vivo, Биоматериалы 28 (2007) 869–876. [64] Р. Лунд, Л. Виллнер, М. Монкенбуш, П.Panine, T. Narayanan, J. Colmenero, D. Richter, Структурное наблюдение и кинетический путь образования полимерных мицелл, Phys. Rev. Lett. 102 (2009) 188301. [65] Т. Николай, О. Коломбани, К. Шассенье, Динамические полимерные мицеллы по сравнению с замороженными наночастицами, образованными блок-сополимерами, Soft Matter 6 (2010) 3111–3118. [66] В. Кумар, Л. Ван, М. Рибе, Х. Х. Тунг, Р.К. Прюдом, Формулировка и стабильность наночастиц итраконазола и оданакатиба: определяющие физические параметры, Мол. Pharm.6 (2009) 1118–1124. [67] Т. Райли, С. Стольник, К.Р. Хилд, К.Д. Xiong, M.C. Гарнетт, Л. Иллум, С.С. Дэвис, С.С. Пуркисс, Р.Дж. Барлоу, П.Р. Геллерт, Физико-химическая оценка наночастиц, собранных из блок-сополимеров поли (молочная кислота) –поли (этиленгликоль) (PLA – PEG), в качестве носителей для доставки лекарств, Langmuir 17 (2001) 3168–3174. [68] Z. Zhu, J.L. Anacker, S. Ji, T.R. Hoye, C.W. Macosko, R.K. Prud’homme, Формирование наночастиц, защищенных блок-сополимером, посредством реактивного смешивания со столкновением, Langmuir 23 (2007) 10499–10504.[69] G. Gaucher, R.H. Marchessault, J.C. Leroux, Мицеллы и наночастицы на основе полиэфира для парентеральной доставки таксанов, J. Control. Выпуск 143 (2010) 2–12. [70] У. Билати, Э. Аллеманн, Э. Дёлькер, Разработка метода нанопреципитации, предназначенного для улавливания гидрофильных лекарственных средств в наночастицах, Eur. J. Pharm. Sci. 24 (2005) 67–75. [71] Б. Ле Друмаге, Ж. Николя, Д. Брамбилья, С. Мура, А. Максименко, Л. Де Кимпе, Э. Сальвати, К. Зона, К. Аирольди, М. Канови, М. Гобби, М. Нойрей, Б.Ла Ферла, Ф. Никотра,

[72]

[73] [74]

[75] [76]

[77]

[78]

[79]

[80]

) [81]

[82]

[83]

[84]

[85]

W. Scheper, O. Flores, M. Masserini, K. Andrieux, P. Couvreur, Универсальное и эффективное нацеливание с использованием единая платформа наночастиц: приложение к раку и болезни Альцгеймера, ACS Nano 6 (2012) 5866–5879. Б.М. Дищер, Ю. Вон, Д.С. Эге, J.C.M. Ли, Ф.С. Бейтс, Д. Дишер, Д.А. Молоток, Полимерсомы: хотя везикулы сделаны из диблок-сополимеров, Science 284 (1999) 1143–1146. D.E. Дишер, А. Айзенберг, Полимерные везикулы, Science 297 (2002) 967–973. Л. Буй, С. Аббу, Э. Ибарбор, Н. Гуидолин, К. Стадель, Дж. Дж. Toulme, S. Lecommandoux, C. Schatz, Инкапсидация комплексов РНК-полиэлектролит амфифильными блок-сополимерами: на пути к новому пути самосборки, J. Am. Chem. Soc. 134 (2012) 20189–20196. М.Дж. Джоралемон, С. Макрей, Т.Эмрик, ПЭГилированные полимеры для медицины: от конъюгации до самоорганизующихся систем, Chem. Commun. 46 (2010) 1377–1393. П. Куврёр, Б. Стелла, Л. Х. Редди, Х. Иллеро, К. Дюберне, Д. Десмаэль, С. Лепетр-Муэльи, Ф. Рокко, Н. Дередр-Боске, П. Клайет, В. Росилио, В. Марсо , JM Renoir, L. Cattel, Скваленоиловые наномедицины как потенциальные терапевтические средства, Nano Lett. 6 (2006) 2544–2548. П. Куврёр, Л.Х. Редди, С. Манжено, Дж. Х. Poupaert, D. Desmaële, S. Lepêtre-Mouelhi, B. Pili, C. Bourgaux, H.Аменич, М. Олливон, Открытие новых гексагональных супрамолекулярных наноструктур, образованных скваленоилированием противоопухолевого аналога нуклеозида, Small 4 (2008) 247–253. V. Allain, C. Bourgaux, P. Couvreur, Самособирающиеся нуклеолипиды: от супрамолекулярной структуры до мягкой нуклеиновой кислоты и устройств для доставки лекарств, Nucleic Acids Res. 40 (2012) 1891–1903. Э. Лепельтье, К. Бурго, В. Росилио, Дж. Х. Poupaert, F. Meneau, F. Zouhiri, S. Lepêtre-Mouelhi, D. Desmaële, P. Couvreur, Самосборка нуклеолипидов на основе сквалена: связь химической структуры биоконъюгатов с архитектурой наночастиц, Langmuir 29 ( 2013) 14795–14803.Ф. Беккара-Ауналлах, Р. Греф, М. Отман, Л. Х. Редди, Б. Пили, В. Аллен, К. Бурго, Х. Хиллеро, С. Лепетр-Муэльи, Д. Десмаэль, Дж. Николя, Н. Чафи , P. Couvreur, Новые ПЭГилированные наносборки, сделанные из самоорганизующихся аналогов скваленоил-нуклеозидов, Adv. Funct. Матер. 18 (2008) 3715–3725. J. Caron, A. Maksimenko, S. Wack, E. Lepeltier, C. Bourgaux, E. Morvan, K. Leblanc, P. Couvreur, D. Desmaele, Улучшение противоопухолевой активности наноассемблеров конъюгата скваленоил-паклитаксел путем манипулирования линкером между паклитаксел и сквален, Adv.Здоровьеc. Матер. 2 (2013) 172–185. Н. Семирамот, К. Ди Мео, Ф. Зухири, Ф. Саид-Хассан, С. Валетти, Р. Горжес, В. Николас, Дж. Х. Poupaert, S. Chollet-Martin, D. Desmaële, R. Gref, P. Couvreur, Самособирающиеся биоконъюгаты пенициллина: оригинальный подход к лечению внутриклеточных инфекций, ACS Nano 6 (2012) 3820–3831. А. Максименко, Ж. Мужен, С. Мура, Э. Сливински, Э. Лепельтье, К. Бурго, С. Лепетр, Ф. Зухири, Д. Десмаэль, П. Куврёр, Конъюгаты полиизопреноилгемцитабина самособираются в виде наночастиц, полезно для лечения рака, Cancer Lett.334 (2013) 346–353. С. Харриссон, Дж. Николас, А. Максименко, Д.Т. Буй, Дж. Мужен, П. Куврёр, Наночастицы с противораковой активностью in vivo из амфифилов пролекарства полимера, полученные путем живой радикальной полимеризации, Angew.