Name: Préparation des systèmes eutectiques profonds binaires et ternaires (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-10-31T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 15 s
Description: Découvrez la préparation standardisée des systèmes eutectiques profonds binaires et ternaires par lyophilisation, évaporation sous vide et chauffage-agitation. Cette méthode assure la reproductibilité et la cohérence des résultats en sciences des matériaux.

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Ce projet a reçu un financement du Conseil européen de la recherche (CER) dans le cadre du programme de recherche et d'innovation Horizon 2020 de l'Union européenne, dans le cadre de l'accord de subvention No ERC-2016-CoG 725034. Ces travaux ont également été soutenus par le Laboratoire associé de chimie verte-LAQV, financé par des fonds nationaux de FCT/MCTES (UID/QUI/QUI/50006/2019) et par FCT/MCTES dans le cadre du projet CryoDES (PTDC/EQU-EQU/29851/2017).

REMARQUE : Les NADES étudiés étaient l'acide bétain :L-()-tartaric (2:1), l'acide d'Alanine:DL-malic (3:2), le glucose :sucrose (1:1) et l'acide citrique :glucose (2:1). Ces systèmes ont été préparés par différentes méthodes : le séchage par congélation (FD), l'évaporation sous vide (VE) et la chaleur et l'agitation (HS) avec et sans eau. Par exemple, le protocole pour l'acide citrique du système:glucose (2:1) est donné. Les NADES ont été caractérisés par la calorimétrie différentielle de balayage (DSC), la microscopie optique polarisée (POM), la teneur en eau et la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (NMR).
1. Préparation NADES
<ol><li>Congeler le séchage<ol>
<li>Dans des contenants séparés, ajouter 2 g de monohydrate d'acide citrique et 0,9530 g de glucose monohydrate. Ajouter 10 ml d'eau déionisée à chacun et remuer jusqu'à ce que les composés soient complètement dissous.</li>
		<li>Mélanger les deux solutions ensemble et assurer l'homogénéisation de la solution finale. Placez la solution dans un flacon de fond rond.</li>
		<li>Congelez-le à l'aide d'azote liquide. Placer le flacon dans un séchoir à congélation pendant 48 h pour s'assurer que toute l'eau est retirée de l'échantillon.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Évaporation sous vide<ol>
<li>Peser 2 g de monohydrate d'acide citrique et 0,9530 g de glucose monohydrate dans des contenants séparés. Ajouter 10 ml d'eau déionisée à chacun et remuer jusqu'à ce que les composés soient complètement dissous.</li>
		<li>Mélanger les deux solutions ensemble et assurer l'homogénéisation de la solution. Placez la solution dans un flacon de fond rond.</li>
		<li>À l'aide d'un évaporateur rotatif, sécher l'échantillon jusqu'à ce qu'un liquide clair et visqueux se forme.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Chauffage et agitation<ol>
<li>Peser 2 g de monohydrate d'acide citrique et 0,9530 g de glucose monohydrate dans le même flacon. Ajouter 278 l'eau.</li>
		<li>Placer le flacon à l'aide d'une barre magnétique dans un bain d'eau à 50 oC.</li>
		<li>Laisser l'échantillon jusqu'à formation d'un liquide clair et visqueux.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Caractérisation NADES
<ol><li>Microscopie optique polarisée (POM)<ol>
<li>Placez une gouttelette de NADES sur une lame de verre au microscope pour observation.</li>
		<li>À l'aide du mode de transmission d'un microscope, effectuer la caractérisation optique de l'échantillon à température ambiante.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Karl-Fisher titration<ol>
<li>Recueillir 100 L de NADES dans une seringue, puis nettoyer l'excès de liquide à l'extérieur.</li>
		<li>Placez la seringue sur une balance et tare il.</li>
		<li>Appuyez sur START sur l'équipement KF et ajoutez une petite goutte de l'échantillon au navire.</li>
		<li>Peser la seringue, entrer dans la masse sur l'équipement KF et appuyez sur ENTER. Le résultat apparaîtra à l'écran en ppm d'eau.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Calorimétrie différentielle de balayage (DSC)<ol>
<li>Placer 3-10 mg de chaque échantillon dans une casserole en aluminium hermétique avec un couvercle de revêtement. Fermer la casserole avec un échantillon de presse.</li>
		<li>Analyser les échantillons à l'aide d'un DSC avec une plage de température de -90 oC jusqu'à la température de dégradation, avec un taux de chauffage de 10 oC/min. Effectuer deux cycles avec une prise isothermique de 2 min et analyser sous une atmosphère d'azote (50 ml/min).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Résonance magnétique nucléaire (RMN)<ol>
<li>Préparer un tube RmN de 5 mm en dissolvant 250 'L de NADES avec 250 'L de diméthyle sulfoxide-d6 (DMSO-d6).</li>
		<li>Acquérir les spectres 1H et NOESY à 25 oC sur un spectromètre de 400 MHz.</li>
		<li>Utilisez un logiciel approprié pour analyser les spectres, et utilisez le changement chimique de DMSO-d6 (2,50 ppm) pour attribuer tous les signaux de chaque composant.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Paiva, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Natural+deep+eutectic+solvents+-+solvents+for+the+21st+century%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Sustainable+Chemistry+%26+Engineering%22%5BJournal%5D)">Natural deep eutectic solvents - solvents for the 21st century.</a> ACS Sustainable Chemistry & Engineering. 2, 1063-1071 (2014).</li>
<li>Abbott, A. P., Capper, G., Davies, D. L., Rasheed, R. K., Tambyrajah, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+solvent+properties+of+choline+chloride%2Furea+mixtures%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Communications%22%5BJournal%5D)">Novel solvent properties of choline chloride/urea mixtures.</a> Chemical Communications. , 70-71 (2003).</li>
<li>Liu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Natural+deep+eutectic+solvents%3A+properties%2C+applications%2C+and+perspectives%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Natural+Products%22%5BJournal%5D)">Natural deep eutectic solvents: properties, applications, and perspectives.</a> Journal of Natural Products. 81, 679-690 (2018).</li>
<li>Choi, Y. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Are+natural+deep+eutectic+solvents+the+missing+link+in+understanding+cellular+metabolism+and+physiology%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Physiology%22%5BJournal%5D)">Are natural deep eutectic solvents the missing link in understanding cellular metabolism and physiology.</a> Plant Physiology. 156, 1701-1705 (2011).</li>
<li>Dai, Y., Spromsen, J. V., Witkamp, G. -J., Verpoorte, R., Choi, Y. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Natural+deep+eutectic+solvents+as+new+potential+media+for+green+technology%5BTitle%5D)+AND+%22Analytica+Chimica+Acta%22%5BJournal%5D)">Natural deep eutectic solvents as new potential media for green technology.</a> Analytica Chimica Acta. 766, 61-68 (2013).</li>
<li>Espino, M., Fernández, M. A., Gomez, F. J. V., Silva, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Natural+designer+solvents+for+greening+analytical+chemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Natural designer solvents for greening analytical chemistry.</a> Trends in Analytical Chemistry. 76, 126-136 (2016).</li>
<li>Hayyan, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Natural+deep+eutectic+solvents%3A+cytotoxic+profile%5BTitle%5D)+AND+%22Springer+Plus%22%5BJournal%5D)">Natural deep eutectic solvents: cytotoxic profile.</a> Springer Plus. 5, 913(2016).</li>
<li>Dai, Y., Witkamp, G. -J., Verpoorte, R., Choi, Y. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tailoring+properties+of+natural+deep+eutectic+solvents+with+water+to+facilitate+their+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Tailoring properties of natural deep eutectic solvents with water to facilitate their applications.</a> Food Chemistry. 187, 14-19 (2015).</li>
<li>Choi, Y. H., Verpoorte, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Green+solvents+for+the+extraction+of+bioactive+compounds+from+natural+products+using+ionic+liquids+and+deep+eutectic+solvents%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+in+Food+Science%22%5BJournal%5D)">Green solvents for the extraction of bioactive compounds from natural products using ionic liquids and deep eutectic solvents.</a> Current Opinion in Food Science. 26, 87-93 (2019).</li>
<li>Guitérrez, M. C., Ferrer, M. L., Mateo, C. R., Del Monte, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Freeze-drying+of+aqueous+solutions+of+deep+eutectic+solvents%3A+a+suitable+approach+to+deep+eutectic+suspensions+of+self-assembled+structures%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Freeze-drying of aqueous solutions of deep eutectic solvents: a suitable approach to deep eutectic suspensions of self-assembled structures.</a> Langmuir. 25, 5509-5515 (2009).</li>
<li>Gomez, F. J. V., Espino, M., Fernández, M. A., Silva, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+greener+approach+to+prepare+natural+deep+eutectic+solvents%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry+Select%22%5BJournal%5D)">A greener approach to prepare natural deep eutectic solvents.</a> Chemistry Select. 3, 6122-6125 (2018).</li>
</ol>

Les auteurs n'ont rien à révéler.

Les différentes méthodologies rapportées dans la littérature pour la préparation de NADES sont une méthode de chauffage et d'agitation (HS), d'évaporation sous vide (VE) et de lyophilisation (FD). Les systèmes que nous avons préparés dans ce travail sont décrits par différents auteurs dans la littérature4,5,6,10,11. Le tableau 1 énumère les composantes de chaque mélange, tel que rapporté dans le manuscrit original, ainsi que leur méthode de préparation.
Lors de nos recherches pour reproduire les systèmes décrits, nous nous sommes rendu compte que dans certains cas, il n'était pas possible d'obtenir un NADES similaire, comme un échantillon liquide clair, visqueux à température ambiante. La préparation d'un NADES repose sur de nombreux facteurs. Certains peuvent être facilement contrôlés, mais d'autres sont plus difficiles à normaliser. La chose la plus importante à considérer est que le produit final ne peut pas compter sur des facteurs externes tels que l'équipement utilisé.
Les systèmes préparés par différentes méthodes ont ensuite été caractérisés. Avec la microscopie optique polarisée (POM), on a observé qu'avec la méthode HS sans eau, même à des températures différentes, le NADES n'a pas formé un liquide clair et visqueux. Cependant, un liquide visqueux homogène et clair a été observé tel qu'il est représenté à la figure 1 lors de l'application de la méthode HS avec de petites quantités d'eau et de la méthode VE pour la préparation du NADES.
DSC a été utilisé pour déterminer les événements thermiques du mélange. Les résultats ont montré que le système est liquide à température ambiante et jusqu'à 130 oC, puisque le thermogramme ne montre aucun événement thermique. La teneur en eau de chaque échantillon a été mesurée par karl-Fischer titration, et les résultats sont représentés dans le tableau 2. La teneur en eau des systèmes doit être signalée, car c'est le paramètre qui influence le plus les propriétés du liquide obtenu, comme la viscosité et la polarité. Ces changements ont une grande incidence sur le résultat de la demande pour laquelle le NADES est conçu.
La RMN a également été utilisée pour confirmer la formation des systèmes NADES mentionnés, par la formation de liaisons d'hydrogène entre les molécules de chaque système. Un exemple est donné dans la figure 2 pour l'acide citrique du système NADES:glucose (2:1) avec 17% d'eau obtenue par HS où le spectre de protons de ce NADES et les matériaux de départ (acide citrique et glucose) sont superposés ( Figure2a). De là, il est possible d'observer des changements dans les changements chimiques de certains protons de chaque molécule. Le changement majeur est le déplacement du proton OH de l'acide citrique. À l'origine, ce signal apparaît à 5,16 ppm, mais ce signal passe à 6,22 ppm en raison de la formation de liaisons d'hydrogène. Ceci est confirmé par le spectre NOESY (Figure 2b), où la forte interaction entre l'OH de l'acide citrique et les protons restants est visible. Une interaction similaire a été observée pour les autres systèmes NADES.
Dans cette étude, nous avons observé que la description de la méthode de préparation pour les systèmes eutectiques rapportés dans la littérature sont parfois incomplètes, en raison du manque d'information concernant la teneur en eau de la plupart des systèmes. Dans la méthode VE, l'eau est ajoutée en préparant des solutions de différents composants et en mélangeant à une température qui conduit à la formation de systèmes eutectiques; cependant, nous ne pouvons pas être sûrs de la teneur minimale en eau requise. La connaissance du pourcentage d'eau nécessaire pour former les systèmes est donc considérée comme un point crucial qui devrait toujours être signalé, pour que d'autres puissent reproduire la préparation des différents mélanges eutectiques.
La meilleure méthode à utiliser est la méthode HS avec de l'eau ajoutée car il faut moins de temps pour se préparer, pour les cas où la teneur en eau est déjà décrite. Toutefois, si cette information n'est pas disponible, la méthode la plus facile est la méthode VE, où toute l'eau disponible est enlevée et seule l'eau interagissant avec les composants NADES reste dans le système. Dans tous les cas, les chercheurs devraient laisser les systèmes s'évaporer pendant suffisamment de temps pour s'assurer que l'eau libre est retirée du système. Ce calendrier dépend de l'équipement et il ne suffit donc pas de décrire dans la section des matériaux la durée de la méthode VE, mais la teneur en eau doit toujours être déclarée.

Les solvants eutectiques profonds ont été nommés solvants pour le 21ème siècle et sont considérés comme une nouvelle génération de solvants. Ils sont définis comme un mélange de deux composés chimiques ou plus à un rapport de molaire particulier pour entraîner une diminution significative de la température de fusion des composants individuels, devenant liquide à température ambiante1,2, 3. En ce sens, la préparation des solvants ne nécessite aucune réaction chimique et, par conséquent, le rendement de production est de 100%. En 2011, Choi et ses collègues ont signalé la possibilité de DES naturels et les ont nommés, solvants eutectiques profonds naturels (NADES)3,4,5. NADES peut être préparé à partir de différentes combinaisons de sucres, d'acides aminés, d'acides organiques et de dérivés de la choline; et ces systèmes préparés à partir de composants naturels sont intrinsèquement biocompatibles et biodégradables, présentant beaucoup moins de toxicité par rapport à d'autres solvants alternatifs (p. ex., liquides ioniques)5,6, 7,8. Depuis 2015, le nombre de publications dans le domaine a augmenté de façon exponentielle et les applications possibles de NADES sont très larges3. Même si de nombreux manuscrits et revues ont été publiés, il existe des questions fondamentales qui persistent, et les scientifiques n'ont pas encore trouvé la réponse à des questions intrigantes telles que les mécanismes sous-jacents à la formation des DES. Comprendre le mécanisme de formation des DES conduirait à une approche consolidée vers le développement de nouveaux systèmes, plutôt que l'approche actuelle d'essais et d'erreurs. En outre, les opportunités dans le domaine se multiplient chaque jour, à mesure que les consommateurs prennent conscience de la durabilité de leurs produits, non seulement en termes de fin de vie, mais aussi en termes de traitement lui-même8,9, 10. Pour stimuler les innovations majeures dans le domaine des solvants eutectiques profonds, la normalisation des méthodes de production et de caractérisation est d'abord nécessaire. Le manque de reproductibilité de certains des systèmes rapportés dans la littérature a été la motivation pour développer ce travail que nous avons fait face à cette question à plusieurs reprises. Dans ce domaine, nous démontrons la nécessité et l'importance cruciale de décrire avec précision les matériaux et les méthodes et montrons que, bien que la préparation du DES soit une procédure simple et simple, il y a certains aspects clés (p. ex., la présence ou la quantité d'eau) qui doit toujours être discuté.

<table><tbody><tr><td>Tube RMN de 5 mm</td><td>Norell</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Acid citrique monohydraté</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Advance III spectromètre</td><td>Bruker</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Eau</td><td></td><td></td><td></td>désionisée</tr><tr><td>diméthylsulfoxyde-d6</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>DSC Q200</td><td>TA Instruments, États-Unis</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Lyophilisateur CHRIST ALPHA 1-4</td><td>Braun Biotec International</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Glucose monohydrate</td><td>Cmd chemicals</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Karl Fisher Coulomètre</td><td>Metrohm</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Olympus BX-51 microscope optique polarisé</td><td>Olympus</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

préparation des systèmes eutectiques profonds binaires et ternaires

Preparation of Binary and Ternary Deep Eutectic Systems

La préparation des systèmes eutectiques profonds (DES) est a priori une procédure simple. Par définition, deux composants ou plus sont mélangés à un rapport de molaire donné pour former un DES. Cependant, d'après notre expérience en laboratoire, il est nécessaire de normaliser la procédure de préparation, de caractérisation et de rapport des méthodologies suivies par différents chercheurs, afin que les résultats publiés puissent être reproduits. Dans ce travail, nous testons différentes approches rapportées dans la littérature pour préparer des systèmes eutectiques et avons évalué l'importance de l'eau dans la préparation réussie des systèmes liquides à température ambiante. Ces systèmes eutectiques édités étaient composés de l'acide citrique, du glucose, du saccharose, de l'acide malique, de l'alanine, de l'acide l-tartarique et de la bétaïne et pas toutes des méthodes de préparation décrites n'ont pas pu être reproduites. Cependant, dans certains cas, il a été possible de reproduire les systèmes décrits, avec l'inclusion de l'eau comme un troisième composant du mélange eutectique.

De la préparation de NADES, les résultats que nous nous attendons à obtenir sont affichés sur la figure 1. Une description de chaque système est faite ci-dessous. En utilisant la méthode de lyophilisation, le résultat doit être une pâte solide ou très dense puisque toute l'eau est retirée du système. En utilisant la méthode d'évaporation, le résultat doit être un liquide clair et visqueux. En utilisant la méthode de chauffage et d'agitation avec l'ajout de petites quantités d'eau, le résultat devrait être un liquide clair et très visqueux.
Les résultats obtenus à partir de POM peuvent être vus sur la figure 1. Quand un NADES est complètement formé, nous nous attendons à voir une image noire, indiquant que l'échantillon est complètement amorphe et qu'il n'y a plus de cristaux dans le système. Les résultats obtenus à partir de la titration KF sont décrits dans le tableau 2. Outre la quantité d'eau qui est ajoutée aux systèmes, le pourcentage d'eau du mélange final dépend également de la teneur en eau des réactifs.
En ce qui concerne le DSC, l'objectif de cette technique est également de confirmer que le système est liquide dans la plage de température qu'il sera appliqué, de sorte que le résultat attendu est d'avoir un thermogramme qui ne montre aucun événement thermique sur la plage de température d'intérêt (tableau 2 ). La technique NMR est utilisée pour confirmer l'existence de la formation de liaisons d'hydrogène, qui est la principale caractéristique des systèmes NADES. Cela peut être confirmé par l'observation de l'évolution des changements chimiques de chaque signal, et par l'analyse des spectres NOESY, qui montre des corrélations spatiales et intermoléculaires (Figure 2).
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Composant 1</td>
			<td>Composant 2</td>
			<td>Méthode de préparation</td>
			<td>référence</td>
		</tr>
<tr>
<td>Betaine (Bet)</td>
			<td>Acide l-(ALT)</td>
			<td>Évaporation sous vide (VE)</td>
			<td>Dai et coll. (2013)5 et Espino et coll. (2016)6
</td>
		</tr>
<tr>
<td>Alanine (A-A)</td>
			<td>Acide DL-Malique (MA)</td>
			<td>Évaporation sous vide (VE)</td>
			<td>Dai et coll. (2013)5 et Espino et coll. (2016)6
</td>
		</tr>
<tr>
<td>Glucose (Gluc)</td>
			<td>Sucrose (Suc)</td>
			<td>Lysé-congélateur (FD)</td>
			<td>Choi et coll. (2011)4 et Espino et coll. (2016)6
</td>
		</tr>
<tr>
<td>Acide citrique (CA)</td>
			<td>Glucose (Gluc)</td>
			<td>Lysé-congélateur (FD)</td>
			<td>Choi et coll. (2011)4 et Espino et coll. (2016)6
</td>
		</tr>
</tbody></table>Tableau 1 : Systèmes rapportés dans la littérature et leur méthode de préparation.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td rowspan="2">Nades</td>
			<td rowspan="2">Méthode de préparation</td>
			<td>Contenu de l'eau (%)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Karl Fischer mesure</td>
		</tr>
<tr>
<td>Pari: LTA (2:1 et 20% d'eau)</td>
			<td>Chauffage et remuement, ajout d'eau</td>
			<td>19,94 à 1,28</td>
		</tr>
<tr>
<td>Pari:LTA (2:1)</td>
			<td>Évaporation sous vide</td>
			<td>11,36 à 0,78</td>
		</tr>
<tr>
<td>A:MA (3:2 ' 11% d'eau)</td>
			<td>Chauffage et remuement, ajout d'eau</td>
			<td>11h45 à 0,25</td>
		</tr>
<tr>
<td>A:MA (3:2)</td>
			<td>Évaporation sous vide</td>
			<td>18,84 à 1,78</td>
		</tr>
<tr>
<td>Gluc:Suc (1:1 - 21% d'eau)</td>
			<td>Chauffage et remuement, ajout d'eau</td>
			<td>20,88 à 0,13</td>
		</tr>
<tr>
<td>Gluc:Suc (1:1)</td>
			<td>Évaporation sous vide</td>
			<td>22,56 à 0,48</td>
		</tr>
<tr>
<td>CA:Gluc (2:1 - 17% d'eau)</td>
			<td>Chauffage et remuement, ajout d'eau</td>
			<td>17,33 à 0,68</td>
		</tr>
<tr>
<td>CA:Gluc (2:1)</td>
			<td>Évaporation sous vide</td>
			<td>20,04 à 0,26</td>
		</tr>
</tbody></table>Tableau 2 : Teneur en eau (%) des systèmes préparés par différentes méthodes.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60326/60326fig01.jpg"> Figure 1 : Résultats représentatifs du NADES lorsqu'ils sont préparés par a) le séchage par congélation, b) l'évaporation du vide et c) le chauffage et l'agitation avec l'ajout d'eau. L'image montre que lorsque le système est lyophilisé, le résultat obtenu est un cristal puisque toute l'eau est retirée du mélange alors que lorsque les méthodes VE et HS sont utilisées, la quantité d'eau nécessaire à la forme NADES est présente et le résultat obtenu est un hom liquide ogène à température ambiante. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60326/60326fig01large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60326/60326fig02.jpg"> Figure 2 : Microscopie optique polarisée de CA:Glu (2:1) préparée par différentes méthodes, avec polariseurs croisés (image gauche) et polariseurs parallèles (image de droite) à 100 m (amplification 10x). Les images noires montrent que l'échantillon est un liquide à température ambiante. L'échantillon de FD est complètement cristallisé puisque le résultat obtenu de cette technique n'était pas un liquide. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60326/60326fig02large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60326/60326fig03.jpg"> Figure 3 : a) La pari de 1spectre DeRM H de l'acide citrique du système NADES (A) :glucose:water (2:1:4), (B) glucose, et (C) acide citrique; b) Spectre NOESY de l'acide citrique du système NADES:glucose:water (2:1:4). Les spectres superposés montrent la différence dans les changements chimiques de chaque composant sur la formation des DES, provenant de l'établissement de liaisons d'hydrogène entre eux. Le spectre NOESY montre l'interaction entre le proton OH de l'acide citrique avec les protons restants des deux composants. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60326/60326fig03large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.</a>

Ce protocole vise à normaliser la préparation des systèmes eutectiques profonds dans toute la communauté scientifique afin que ces systèmes puissent être reproduits.

Préparation des systèmes eutectiques profonds binaires et ternaires

The preparation of deep eutectic systems (DES) is a priori a simple procedure. By definition, two or more components are mixed together at a given molar ...

La reproductibilité des systèmes eutéctiques profonds trouvés dans la littérature est difficile lorsque la teneur en eau a été ignorée. Cette méthode fournit un protocole de normalisation pour le développement de ces systèmes. Cette technique permettra la reproductibilité de la préparation profonde du système eutectic, contribuant à des résultats cohérents au sein de la communauté scientifique.Les systèmes eutectic profonds ont prouvé des applications dans beaucoup de différents secteurs, y compris la thérapeutique et le génie biomédical, la biocatalyse, l’extraction, et la capture de CO2. Grâce à une démonstration visuelle, nous soulignons les variations rencontrées dans les différentes méthodes rapportées dans la littérature pour la préparation profonde des systèmes euttiques. Ceci n’est souvent pas rapporté dans les manuscrits conventionnels.Ana Rita Gameiro, postdoctorale de mon laboratoire, démontrera la procédure. Pour préparer le DES naturel en gelant, ajoutez d’abord deux grammes de monohydrate d’acide citrique et 0,9530 grammes de monohydrate de glucose dans des contenants séparés. Ajouter 10 millilitres d’eau déionisée à chaque récipient et remuer jusqu’à ce que les composés soient complètement dissous.Mélanger les deux solutions et assurer l’homogénéisation de la solution finale. Placez la solution dans un flacon à fond rond. Congeler l’échantillon à l’aide d’azote liquide.Placez le flacon dans un séchoir à congélation pendant 48 heures pour vous assurer que toute l’eau est retirée de l’échantillon. Pour préparer le DES naturel par évaporation sous vide, encore une fois peser deux grammes de monohydrate d’acide citrique et 0,9530 grammes de monohydrate de glucose dans des récipients séparés. Ajouter 10 millilitres d’eau déionisée à chacun et remuer jusqu’à ce que les composés soient complètement dissous.Mélanger les deux solutions et assurer l’homogénéisation de la solution. Placez la solution combinée dans un flacon à fond rond. À l’aide d’un évaporateur rotatif, séchez l’échantillon jusqu’à formation d’un liquide clair et visqueux.L’échantillon naturel des DES peut également être préparé en chauffant et en remuant. Pour ce faire, peser deux grammes de monohydrate d’acide citrique, 0,9530 grammes de monohydrate de glucose dans des contenants séparés. Placez les deux solides dans le même flacon.Ajouter 278 microlitres d’eau. Placer le flacon à l’aide d’une barre magnétique dans un bain d’eau de 50 degrés Celsius. Laissez l’échantillon jusqu’à formation d’un liquide clair et visqueux.Pour caractériser le DES naturel par microscopie optique polarisée, placez une gouttelette de DES naturel sur une lame de verre microscope pour observation. L’échantillon naturel des DES peut être davantage caractérisé par la titration karl-fisher, la calorimétrie différentielle de balayage, et la résonance magnétique nucléaire décrite dans le protocole de texte. Lorsque vous utilisez la méthode de séchage au congélateur pour préparer des DES naturels, le résultat doit être une pâte solide ou très dense puisque toute l’eau est retirée du système.Inversement, la méthode d’évaporation devrait aboutir à un liquide clair et visqueux. L’utilisation de la méthode de chauffage et d’agitation avec l’ajout de petites quantités d’eau devrait également entraîner un liquide clair et très visqueux. Des images de microscopie optique polarisée sont montrées avec des polariseurs croisés.Les échantillons naturels des DES ont été préparés selon la méthode de chauffage et d’agitation, la méthode d’évaporation sous vide et la méthode de séchage par gel. Des images optiques polarisées de microscopie des échantillons naturels de DES sont également montrées avec des polariseurs parallèles. La technique NMR est utilisée pour confirmer l’existence de la formation de liaisons hydrogène, qui est la principale caractéristique des systèmes des DES naturels.Ceci peut être confirmé par l’observation du changement et des changements chimiques de chaque signal dans l’échantillon naturel de DES par rapport au glucose et à l’acide citrique seul. L’analyse des spectres NOESY montre des corrélations spatiales et intermoléculaires, confirmant la formation de liaisons hydrogène dans le système naturel des DES. Lorsque vous essayez de reproduire une expérience dans laquelle la teneur en eau n’est pas signalée, utilisez la méthodologie d’évaporation rotative et déterminez la teneur en eau par titration karl-fisher.Lorsque la quantité exacte d’eau est connue, suivez la méthode de chauffage et d’agitation car c’est plus facile et plus rapide. Il est important de toujours mesurer la quantité d’eau présente dans ces systèmes et de la déclarer dans les manuscrits. Cela assure aux lecteurs une reproduction précise des résultats.Cette technique ouvre la voie à une méthodologie de développement cohérente dans la préparation de solvants euttiques profonds naturels et ne se limite à aucun système particulier. Les systèmes présentés ici devraient être considérés comme des exemples.

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