یہ مضمون جیمنی سرفیکٹنٹس کے اینٹی مائکروبیل میکانزم پر توجہ مرکوز کرتا ہے، جس سے توقع کی جاتی ہے کہ وہ بیکٹیریا کو مارنے میں کارآمد ثابت ہوں گے اور نئے کورونا وائرس کے پھیلاؤ کو کم کرنے میں کچھ مدد فراہم کر سکتے ہیں۔
سرفیکٹنٹ، جو سرفیس، ایکٹو اور ایجنٹ کے فقروں کا سکڑاؤ ہے۔ سرفیکٹینٹس وہ مادے ہوتے ہیں جو سطحوں اور انٹرفیس پر فعال ہوتے ہیں اور سطح (حد) تناؤ کو کم کرنے، ایک خاص ارتکاز سے اوپر کے محلول میں سالماتی طور پر ترتیب دی گئی اسمبلیاں بناتے ہیں اور اس طرح اطلاق کے افعال کی ایک حد رکھتے ہیں۔ سرفیکٹینٹس اچھی بازی، گیلا پن، ایملسیفیکیشن کی صلاحیت، اور اینٹی سٹیٹک خصوصیات کے مالک ہیں، اور بہت سے شعبوں کی ترقی کے لیے کلیدی مواد بن چکے ہیں، بشمول فائن کیمیکلز کے شعبے، اور عمل کو بہتر بنانے، توانائی کی کھپت کو کم کرنے، اور پیداواری کارکردگی کو بڑھانے میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ . معاشرے کی ترقی اور دنیا کی صنعتی سطح کی مسلسل ترقی کے ساتھ، سرفیکٹینٹس کا اطلاق بتدریج روزانہ استعمال ہونے والے کیمیکلز سے قومی معیشت کے مختلف شعبوں میں پھیل گیا ہے، جیسے کہ اینٹی بیکٹیریل ایجنٹ، فوڈ ایڈیٹیو، نئی توانائی کے شعبے، آلودگی کا علاج اور بائیو فارماسیوٹیکل
روایتی سرفیکٹینٹس "ایمفیفیلک" مرکبات ہیں جو پولر ہائیڈرو فیلک گروپس اور نان پولر ہائیڈروفوبک گروپس پر مشتمل ہوتے ہیں، اور ان کے سالماتی ڈھانچے کو شکل 1(a) میں دکھایا گیا ہے۔
اس وقت، مینوفیکچرنگ انڈسٹری میں ریفائنمنٹ اور سسٹمیٹائزیشن کی ترقی کے ساتھ، پیداواری عمل میں سرفیکٹینٹ کی خصوصیات کی مانگ بتدریج بڑھ رہی ہے، اس لیے یہ ضروری ہے کہ اعلی سطحی خصوصیات کے ساتھ اور خصوصی ڈھانچے کے ساتھ سرفیکٹینٹ کو تلاش کرنا اور تیار کرنا ضروری ہے۔ جیمنی سرفیکٹنٹس کی دریافت ان خلا کو پُر کرتی ہے اور صنعتی پیداوار کی ضروریات کو پورا کرتی ہے۔ ایک عام جیمنی سرفیکٹنٹ ایک مرکب ہے جس میں دو ہائیڈرو فیلک گروپس (عام طور پر ہائیڈرو فیلک خصوصیات کے ساتھ آئنک یا نانونک) اور دو ہائیڈروفوبک الکائل چینز ہوتے ہیں۔
جیسا کہ شکل 1(b) میں دکھایا گیا ہے، روایتی سنگل چین سرفیکٹینٹس کے برعکس، Gemini Surfactants دو ہائیڈرو فیلک گروپس کو ایک لنکنگ گروپ (اسپیسر) کے ذریعے آپس میں جوڑتے ہیں۔ مختصراً، جیمنی سرفیکٹینٹ کی ساخت کو سمجھا جا سکتا ہے کہ چالاکی سے روایتی سرفیکٹنٹ کے دو ہائیڈرو فیلک ہیڈ گروپس کو ایک لنکج گروپ کے ساتھ جوڑ کر تشکیل دیا گیا ہے۔
جیمنی سرفیکٹینٹ کی خصوصی ساخت اس کی اعلی سطحی سرگرمی کا باعث بنتی ہے، جس کی بنیادی وجہ:
(1) جیمنی سرفیکٹنٹ مالیکیول کی دو ہائیڈروفوبک ٹیل چینز کا بڑھا ہوا ہائیڈروفوبک اثر اور سرفیکٹنٹ کے پانی کے محلول کو چھوڑنے کا بڑھتا ہوا رجحان۔
(2) ہائیڈرو فیلک ہیڈ گروپس کا ایک دوسرے سے الگ ہونے کا رجحان، خاص طور پر الیکٹرو سٹیٹک ریپلشن کی وجہ سے آئنک ہیڈ گروپس، اسپیسر کے اثر سے کافی حد تک کمزور ہو جاتے ہیں۔
(3) جیمنی سرفیکٹنٹس کی خصوصی ساخت پانی کے محلول میں ان کے جمع ہونے کے رویے کو متاثر کرتی ہے، جس سے انہیں زیادہ پیچیدہ اور متغیر جمع شکل کی شکل ملتی ہے۔
جیمنی سرفیکٹینٹس کی سطح (باؤنڈری) سرگرمی، کم اہم مائیکل ارتکاز، بہتر گیلا پن، ایملسیفیکیشن کی صلاحیت اور روایتی سرفیکٹینٹس کے مقابلے میں اینٹی بیکٹیریل صلاحیت ہوتی ہے۔ اس لیے جیمنی سرفیکٹنٹس کی ترقی اور استعمال سرفیکٹنٹس کی نشوونما اور استعمال کے لیے بہت اہمیت کا حامل ہے۔
روایتی سرفیکٹینٹس کی "ایمفیفیلک ساخت" انہیں سطح کی منفرد خصوصیات دیتی ہے۔ جیسا کہ شکل 1(c) میں دکھایا گیا ہے، جب ایک روایتی سرفیکٹنٹ کو پانی میں شامل کیا جاتا ہے، تو ہائیڈرو فیلک ہیڈ گروپ پانی کے محلول کے اندر گھل جاتا ہے، اور ہائیڈرو فوبک گروپ پانی میں سرفیکٹنٹ مالیکیول کی تحلیل کو روکتا ہے۔ ان دو رجحانات کے مشترکہ اثر کے تحت، سرفیکٹینٹ مالیکیول گیس-مائع انٹرفیس پر افزودہ ہوتے ہیں اور ایک منظم ترتیب سے گزرتے ہیں، اس طرح پانی کی سطح کے تناؤ کو کم کرتے ہیں۔ روایتی سرفیکٹینٹس کے برعکس، جیمنی سرفیکٹینٹس "ڈائمرز" ہیں جو روایتی سرفیکٹینٹس کو سپیسر گروپس کے ذریعے آپس میں جوڑتے ہیں، جو پانی اور تیل/واٹر انٹرفیشل تناؤ کی سطح کے تناؤ کو زیادہ مؤثر طریقے سے کم کر سکتے ہیں۔ مزید برآں، جیمنی سرفیکٹینٹس میں کم اہم مائیکل ارتکاز، پانی میں بہتر حل پذیری، ایملسیفیکیشن، فومنگ، گیلا اور اینٹی بیکٹیریل خصوصیات ہیں۔
| جیمنی سرفیکٹینٹس کا تعارف 1991 میں، مینجر اور لٹاؤ [13] نے ایک سخت ربط والے گروپ کے ساتھ پہلا bis-alkyl چین سرفیکٹنٹ تیار کیا، اور اسے "Gemini surfactant" کا نام دیا۔ اسی سال، Zana et al [14] نے پہلی بار کواٹرنری امونیم نمک جیمنی سرفیکٹنٹس کی ایک سیریز تیار کی اور کواٹرنری امونیم سالٹ جیمنی سرفیکٹنٹس کی اس سیریز کی خصوصیات کی منظم طریقے سے چھان بین کی۔ 1996، محققین نے روایتی سرفیکٹینٹس کے ساتھ مرکب ہونے پر سطح (باؤنڈری) کے رویے، مجموعی خصوصیات، حل ریولوجی اور مختلف جیمنی سرفیکٹنٹس کے فیز رویے کو عام کیا اور اس پر تبادلہ خیال کیا۔ 2002 میں، زانا [15] نے پانی کے محلول میں جیمنی سرفیکٹنٹس کے مجموعی رویے پر مختلف ربط والے گروہوں کے اثرات کی تحقیقات کی، ایک ایسا کام جس نے سرفیکٹینٹس کی نشوونما کو بہت آگے بڑھایا اور بہت اہمیت کا حامل تھا۔ بعد میں، Qiu et al [16] نے Gemini Surfactants کی ترکیب کے لیے ایک نیا طریقہ ایجاد کیا جس میں سیٹائل برومائیڈ اور 4-amino-3,5-dihydroxymethyl-1,2,4-triazole پر مشتمل خصوصی ڈھانچے موجود تھے، جس نے مزید افزودگی کا طریقہ اختیار کیا۔ جیمنی سرفیکٹنٹ ترکیب۔ |
چین میں Gemini Surfactants پر تحقیق دیر سے شروع ہوئی۔ 1999 میں، Fuzhou یونیورسٹی سے Jianxi Zhao نے Gemini Surfactants پر غیر ملکی تحقیق کا ایک منظم جائزہ لیا اور چین کے بہت سے تحقیقی اداروں کی توجہ مبذول کروائی۔ اس کے بعد چین میں Gemini Surfactants پر تحقیق پروان چڑھنے لگی اور نتیجہ خیز نتائج حاصل ہوئے۔ حالیہ برسوں میں، محققین نے اپنے آپ کو نئے جیمنی سرفیکٹینٹس کی نشوونما اور ان سے متعلقہ فزیک کیمیکل خصوصیات کے مطالعہ کے لیے وقف کر دیا ہے۔ ایک ہی وقت میں، Gemini Surfactants کی ایپلی کیشنز بتدریج نس بندی اور اینٹی بیکٹیریل، خوراک کی پیداوار، defoaming اور foam inhibition، منشیات کی سست ریلیز اور صنعتی صفائی کے شعبوں میں تیار کی گئی ہیں۔ سرفیکٹنٹ مالیکیولز میں موجود ہائیڈرو فیلک گروپس چارج ہوتے ہیں یا نہیں اور ان کے چارج کی قسم کی بنیاد پر جیمنی سرفیکٹنٹ کو درج ذیل زمروں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: کیٹیونک، اینیونک، نانونک اور امفوٹیرک جیمنی سرفیکٹنٹس۔ ان میں سے، cationic Gemini Surfactants عام طور پر quaternary ammonium یا ammonium salt Gemini Surfactants کا حوالہ دیتے ہیں، anionic Gemini Surfactants زیادہ تر Gemini Surfactants کو کہتے ہیں جن کے ہائیڈرو فیلک گروپس سلفونک ایسڈ، فاسفیٹ اور کاربو آکسیلک ایسڈ ہوتے ہیں، جبکہ nonionic Gemini Surfactants زیادہ تر پولی آکسیڈنٹ Gemini Surfactants ہوتے ہیں۔
1.1 Cationic Gemini Surfactants
کیشنک جیمنی سرفیکٹنٹس پانی کے محلول میں کیشنز کو الگ کر سکتے ہیں، خاص طور پر امونیم اور کوٹرنری امونیم نمک جیمنی سرفیکٹنٹس۔ Cationic Gemini Surfactants اچھی بایوڈیگریڈیبلٹی، مضبوط آلودگی سے پاک کرنے کی صلاحیت، مستحکم کیمیائی خصوصیات، کم زہریلا، سادہ ساخت، آسان ترکیب، آسان علیحدگی اور صاف کرنے کے ساتھ ساتھ جراثیم کش خصوصیات، anticorrosion، antistatic خصوصیات اور نرمی بھی رکھتے ہیں۔
کواٹرنری امونیم نمک پر مبنی جیمنی سرفیکٹنٹس عام طور پر الکیلیشن ری ایکشن کے ذریعے ترتیری امائنز سے تیار کیے جاتے ہیں۔ مندرجہ ذیل دو اہم مصنوعی طریقے ہیں: ایک dibromo-substituted alkanes اور سنگل لانگ چین الکائل dimethyl tertiary amines کو quaternize کرنا؛ دوسرا 1-برومو کے متبادل لانگ چین الکینز اور N,N,N',N'-ٹیٹرامیتھائل الکائل ڈائمینز کو سالوینٹ اور ہیٹنگ ریفلکس کے طور پر اینہائیڈروس ایتھنول کے ساتھ کوٹرنائز کرنا ہے۔ تاہم، ڈبرومو کے متبادل الکینز زیادہ مہنگے ہوتے ہیں اور عام طور پر دوسرے طریقے سے ترکیب کیے جاتے ہیں، اور رد عمل کی مساوات کو شکل 2 میں دکھایا گیا ہے۔
1.2 اینیونک جیمنی سرفیکٹینٹس
اینیونک جیمنی سرفیکٹنٹس پانی کے محلول میں آئنوں کو الگ کر سکتے ہیں، بنیادی طور پر سلفونیٹس، سلفیٹ نمکیات، کاربو آکسیلیٹس اور فاسفیٹ نمکیات قسم جیمنی سرفیکٹنٹس۔ اینیونک سرفیکٹنٹس میں بہتر خصوصیات ہیں جیسے کہ آلودگی، فومنگ، ڈسپریشن، ایملسیفیکیشن اور گیلا کرنا، اور بڑے پیمانے پر ڈٹرجنٹ، فومنگ ایجنٹ، گیلا کرنے والے ایجنٹ، ایملسیفائر اور ڈسپرسنٹ کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔
1.2.1 سلفونیٹس
سلفونیٹ پر مبنی بائیو سرفیکٹینٹس میں پانی کی اچھی حل پذیری، اچھی گیلا پن، اچھا درجہ حرارت اور نمک کی مزاحمت، اچھی ڈٹرجنی، اور مضبوط منتشر کرنے کی صلاحیت کے فوائد ہیں، اور وہ بڑے پیمانے پر ڈٹرجنٹ، فومنگ ایجنٹ، گیلا کرنے والے ایجنٹوں، ایملسیفائر، اور پٹرولیم میں ڈسپرسنٹ کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ ٹیکسٹائل کی صنعت، اور روزانہ استعمال ہونے والے کیمیکلز ان کے خام مال کے نسبتاً وسیع ذرائع، سادہ پیداواری عمل، اور کم لاگت کی وجہ سے۔ لی ایٹ ال نے نئے ڈائیلکائل ڈسلفونک ایسڈ جیمنی سرفیکٹینٹس (2Cn-SCT) کی ایک سیریز کی ترکیب کی، جو ایک عام سلفونیٹ قسم کا بیریونک سرفیکٹنٹ ہے، تین قدمی رد عمل میں خام مال کے طور پر ٹرائکلورامین، الیفاٹک امائن اور ٹورائن کا استعمال کرتا ہے۔
1.2.2 سلفیٹ نمکیات
سلفیٹ ایسٹر نمکیات ڈبلٹ سرفیکٹینٹس میں انتہائی کم سطح کی کشیدگی، اعلی سطح کی سرگرمی، اچھی پانی میں حل پذیری، خام مال کا وسیع ذریعہ اور نسبتاً آسان ترکیب کے فوائد ہیں۔ اس میں دھونے کی اچھی کارکردگی اور فومنگ کی صلاحیت، سخت پانی میں مستحکم کارکردگی، اور سلفیٹ ایسٹر نمکیات پانی کے محلول میں غیر جانبدار یا قدرے الکلین ہوتے ہیں۔ جیسا کہ شکل 3 میں دکھایا گیا ہے، سن ڈونگ ایٹ ال نے لوریک ایسڈ اور پولی تھیلین گلائکول کو بنیادی خام مال کے طور پر استعمال کیا اور متبادل، ایسٹریفیکیشن اور اضافی رد عمل کے ذریعے سلفیٹ ایسٹر بانڈز کو شامل کیا، اس طرح سلفیٹ ایسٹر نمک کی قسم کے بیریونک سرفیکٹنٹ-GA12-S-12 کو ترکیب کیا۔
1.2.3 کاربو آکسیلک ایسڈ نمکیات
کاربو آکسیلیٹ پر مبنی جیمنی سرفیکٹینٹس عام طور پر ہلکے، سبز، آسانی سے بایوڈیگریڈیبل ہوتے ہیں اور ان میں قدرتی خام مال، اعلی دھاتی چیلیٹنگ خصوصیات، اچھی سخت پانی کی مزاحمت اور کیلشیم صابن کے پھیلاؤ، اچھی فومنگ اور گیلا کرنے کی خصوصیات ہیں، اور بڑے پیمانے پر دواسازی میں استعمال ہوتے ہیں۔ ٹیکسٹائل، ٹھیک کیمیکل اور دیگر شعبوں. کاربو آکسیلیٹ پر مبنی بائیو سرفیکٹینٹس میں امائیڈ گروپس کا تعارف سرفیکٹنٹ مالیکیولز کی بایوڈیگریڈیبلٹی کو بڑھا سکتا ہے اور انہیں اچھی گیلا، ایملیسیفیکیشن، بازی اور آلودگی سے پاک کرنے کی خصوصیات بھی بنا سکتا ہے۔ Mei et al نے کاربو آکسیلیٹ پر مبنی بیریونک سرفیکٹنٹ CGS-2 کی ترکیب کی جس میں امائیڈ گروپس شامل ہیں جو خام مال کے طور پر dodecylamine، dibromoethane اور succinic anhydride کو استعمال کرتے ہیں۔
1.2.4 فاسفیٹ نمکیات
فاسفیٹ ایسٹر سالٹ کی قسم جیمنی سرفیکٹنٹس کی ساخت قدرتی فاسفولیپڈز سے ملتی جلتی ہے اور یہ معکوس مائیکلز اور ویسکلز جیسے ڈھانچے کی تشکیل کا شکار ہیں۔ فاسفیٹ ایسٹر نمک کی قسم جیمنی سرفیکٹینٹس کو اینٹی سٹیٹک ایجنٹوں اور لانڈری ڈٹرجنٹ کے طور پر بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے، جبکہ ان کی اعلی ایملسیفیکیشن خصوصیات اور نسبتاً کم جلن ذاتی جلد کی دیکھ بھال میں ان کے وسیع استعمال کا باعث بنی ہے۔ کچھ فاسفیٹ ایسٹرز اینٹی کینسر، اینٹی ٹیومر اور اینٹی بیکٹیریل ہو سکتے ہیں، اور درجنوں ادویات تیار کی جا چکی ہیں۔ فاسفیٹ ایسٹر سالٹ کی قسم کے بائیو سرفیکٹینٹس میں کیڑے مار ادویات کے لیے ایملسیفیکیشن کی اعلیٰ خصوصیات ہوتی ہیں اور انہیں نہ صرف اینٹی بیکٹیریل اور کیڑے مار دوا کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے بلکہ جڑی بوٹیوں سے دوچار کرنے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ Zheng et al نے P2O5 سے فاسفیٹ ایسٹر سالٹ Gemini Surfactants کی ترکیب کا مطالعہ کیا اور ortho-quat-based oligomeric diols، جس میں بہتر گیلا اثر، اچھی antistatic خصوصیات، اور ہلکے رد عمل کے حالات کے ساتھ نسبتاً آسان ترکیب کا عمل ہوتا ہے۔ پوٹاشیم فاسفیٹ نمک بیریونک سرفیکٹنٹ کا مالیکیولر فارمولا شکل 4 میں دکھایا گیا ہے۔
1.3 غیر آئنک جیمنی سرفیکٹینٹس
Nonionic Gemini Surfactants کو پانی کے محلول میں الگ نہیں کیا جا سکتا اور یہ سالماتی شکل میں موجود ہیں۔ اس قسم کے بیریونک سرفیکٹنٹ کا اب تک کم مطالعہ کیا گیا ہے، اور اس کی دو قسمیں ہیں، ایک شوگر ڈیریویٹیو اور دوسری الکحل ایتھر اور فینول ایتھر۔ Nonionic Gemini Surfactants محلول میں ionic حالت میں موجود نہیں ہوتے ہیں، اس لیے ان میں زیادہ استحکام ہوتا ہے، مضبوط الیکٹرولائٹس سے آسانی سے متاثر نہیں ہوتے، سرفیکٹینٹس کی دیگر اقسام کے ساتھ اچھی پیچیدگی ہوتی ہے، اور اچھی حل پذیری ہوتی ہے۔ لہذا، نانونک سرفیکٹینٹس میں مختلف خصوصیات ہیں جیسے اچھی ڈٹرجنسی، ڈسپرسیبلٹی، ایملسیفیکیشن، فومنگ، گیلا ایبلٹی، اینٹی سٹیٹک پراپرٹی اور جراثیم کشی، اور ان کو مختلف پہلوؤں جیسے کیڑے مار ادویات اور کوٹنگز میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ جیسا کہ شکل 5 میں دکھایا گیا ہے، 2004 میں، FitzGerald et al نے polyoxythylene پر مبنی Gemini Surfactants (nonionic surfactants) کی ترکیب کی، جس کی ساخت کو (Cn-2H2n-3CHCH2O(CH2CH2O)mH)2(CH2)6 (یا GemnEm) کے طور پر ظاہر کیا گیا تھا۔
02 جیمنی سرفیکٹینٹس کی فزیک کیمیکل خصوصیات
2.1 جیمنی سرفیکٹینٹس کی سرگرمی
سرفیکٹنٹس کی سطحی سرگرمی کا اندازہ کرنے کا سب سے آسان اور سیدھا طریقہ یہ ہے کہ ان کے آبی محلول کی سطح کے تناؤ کی پیمائش کی جائے۔ اصولی طور پر، سرفیکٹینٹس سطح (باؤنڈری) جہاز (شکل 1(c)) پر مبنی ترتیب کے ذریعے محلول کے سطحی تناؤ کو کم کرتے ہیں۔ جیمنی سرفیکٹنٹس کا کریٹیکل مائیکل کنسنٹریشن (CMC) شدت کے دو آرڈر سے زیادہ چھوٹا ہے اور اسی طرح کے ڈھانچے والے روایتی سرفیکٹنٹس کے مقابلے C20 کی قدر نمایاں طور پر کم ہے۔ بیریونک سرفیکٹنٹ مالیکیول میں دو ہائیڈرو فیلک گروپ ہوتے ہیں جو اسے پانی کی اچھی حل پذیری کو برقرار رکھنے میں مدد کرتے ہیں جبکہ ہائیڈروفوبک لمبی زنجیریں ہوتی ہیں۔ پانی/ہوا کے انٹرفیس پر، روایتی سرفیکٹنٹس کو مقامی سائٹ کے مزاحمتی اثر اور مالیکیولز میں یکساں چارجز کے پسپا ہونے کی وجہ سے ڈھیلے طریقے سے ترتیب دیا جاتا ہے، اس طرح پانی کی سطح کے تناؤ کو کم کرنے کی ان کی صلاحیت کمزور ہو جاتی ہے۔ اس کے برعکس، جیمنی سرفیکٹنٹس کے جوڑنے والے گروپ ہم آہنگی سے جڑے ہوئے ہیں تاکہ دو ہائیڈرو فیلک گروپس کے درمیان فاصلہ ایک چھوٹی رینج میں رکھا جائے (روایتی سرفیکٹنٹس کے ہائیڈرو فیلک گروپس کے درمیان فاصلے سے بہت چھوٹا)، جس کے نتیجے میں جیمنی سرفیکٹنٹس کی بہتر سرگرمی ہوتی ہے۔ سطح (حد)
2.2 جیمنی سرفیکٹینٹس کا اسمبلی ڈھانچہ
پانی کے محلول میں، جیسے جیسے بیریونک سرفیکٹنٹ کا ارتکاز بڑھتا ہے، اس کے مالیکیول محلول کی سطح کو سیر کرتے ہیں، جس کے نتیجے میں دوسرے مالیکیولز کو محلول کے اندرونی حصے میں منتقل ہونے پر مجبور کرتے ہیں تاکہ مائیکلز بن سکیں۔ وہ ارتکاز جس پر سرفیکٹنٹ مائیکلز بنانا شروع کرتا ہے اسے Critical Micelle Concentration (CMC) کہا جاتا ہے۔ جیسا کہ شکل 9 میں دکھایا گیا ہے، ارتکاز CMC سے زیادہ ہونے کے بعد، روایتی سرفیکٹنٹس کے برعکس جو کروی مائیکلز کو جمع کرتے ہیں، Gemini Surfactants اپنی ساختی خصوصیات کی وجہ سے مختلف قسم کے مائیکل مورفولوجیز، جیسے لکیری اور بائلیئر ڈھانچے پیدا کرتے ہیں۔ مائیکل سائز، شکل اور ہائیڈریشن میں فرق کا براہ راست اثر محلول کے فیز رویے اور rheological خصوصیات پر پڑتا ہے، اور یہ حل کی viscoelasticity میں تبدیلیوں کا باعث بھی بنتا ہے۔ روایتی سرفیکٹینٹس، جیسے اینیونک سرفیکٹنٹس (SDS)، عام طور پر کروی مائیکلز بناتے ہیں، جن کا محلول کی چپچپا پن پر تقریباً کوئی اثر نہیں ہوتا ہے۔ تاہم، جیمنی سرفیکٹنٹس کی خصوصی ساخت زیادہ پیچیدہ مائیکل مورفولوجی کی تشکیل کا باعث بنتی ہے اور ان کے آبی محلول کی خصوصیات روایتی سرفیکٹینٹس سے نمایاں طور پر مختلف ہوتی ہیں۔ جیمنی سرفیکٹنٹس کے آبی محلول کی چپکنے والی جیمنی سرفیکٹنٹس کے بڑھتے ہوئے ارتکاز کے ساتھ بڑھ جاتی ہے، شاید اس لیے کہ تشکیل شدہ لکیری مائیکلز ایک ویب جیسی ساخت میں آپس میں جڑ جاتے ہیں۔ تاہم، سرفیکٹنٹ کے بڑھتے ہوئے ارتکاز کے ساتھ محلول کی viscosity کم ہوتی ہے، شاید ویب ڈھانچے میں خلل اور دیگر مائیکل ڈھانچے کی تشکیل کی وجہ سے۔
03 جیمنی سرفیکٹینٹس کی اینٹی مائکروبیل خصوصیات
ایک قسم کے نامیاتی antimicrobial ایجنٹ کے طور پر، baryonic surfactant کا antimicrobial میکانزم بنیادی طور پر یہ ہے کہ یہ مائکروجنزموں کی سیل جھلی کی سطح پر anions کے ساتھ جوڑتا ہے یا ان کے پروٹین اور خلیے کی جھلیوں کی پیداوار میں خلل ڈالنے کے لیے سلف ہائیڈرل گروپس کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے، اس طرح مائکروبیل ٹشوز کو تباہ کر دیتا ہے۔ یا مائکروجنزموں کو مار ڈالو.
3.1 اینیونک جیمنی سرفیکٹینٹس کی اینٹی مائکروبیل خصوصیات
antimicrobial anionic surfactants کی antimicrobial خصوصیات کا تعین بنیادی طور پر ان کے لے جانے والے antimicrobial moieties کی نوعیت سے ہوتا ہے۔ کولائیڈیل محلولوں جیسے کہ قدرتی لیٹیکس اور کوٹنگز میں، ہائیڈرو فیلک زنجیریں پانی میں گھلنشیل منتشر سے منسلک ہوتی ہیں، اور ہائیڈرو فوبک زنجیریں دشاتمک جذب کے ذریعے ہائیڈروفوبک بازیوں سے جڑ جاتی ہیں، اس طرح دو فیز انٹرفیس کو ایک گھنے مالیکیولر انٹرفیسیل فلم میں تبدیل کر دیتا ہے۔ اس گھنی حفاظتی تہہ پر موجود بیکٹیریل روکنے والے گروپ بیکٹیریا کی افزائش کو روکتے ہیں۔
اینیونک سرفیکٹنٹس کے بیکٹیریل انحبیشن کا طریقہ کار بنیادی طور پر کیشنک سرفیکٹنٹس سے مختلف ہے۔ اینیونک سرفیکٹینٹس کی بیکٹیریل روکنا ان کے حل کے نظام اور انحبیشن گروپس سے متعلق ہے، لہذا اس قسم کے سرفیکٹنٹ کو محدود کیا جا سکتا ہے۔ اس قسم کا سرفیکٹنٹ کافی سطح پر موجود ہونا چاہیے تاکہ سرفیکٹینٹ نظام کے ہر کونے میں موجود ہو تاکہ اچھا مائکروبائیڈل اثر پیدا ہو۔ ایک ہی وقت میں، اس قسم کے سرفیکٹینٹ میں لوکلائزیشن اور ٹارگٹنگ کی کمی ہوتی ہے، جو نہ صرف غیر ضروری فضلہ کا باعث بنتی ہے، بلکہ طویل عرصے تک مزاحمت بھی پیدا کرتی ہے۔
مثال کے طور پر، الکائل سلفونیٹ پر مبنی بائیو سرفیکٹینٹس طبی ادویات میں استعمال کیے گئے ہیں۔ الکائل سلفونیٹس، جیسے بسسلفان اور ٹریوسلفان، بنیادی طور پر مائیلوپرولیفیریٹو بیماریوں کا علاج کرتے ہیں، جو گوانائن اور یوریاپورین کے درمیان آپس میں ربط پیدا کرنے کا کام کرتے ہیں، جبکہ اس تبدیلی کو سیلولر پروف ریڈنگ کے ذریعے ٹھیک نہیں کیا جا سکتا، جس کے نتیجے میں اپوپٹوٹک سیل کی موت ہوتی ہے۔
3.2 cationic Gemini Surfactants کی اینٹی مائکروبیل خصوصیات
کیشنک جیمنی سرفیکٹنٹس کی بنیادی قسم تیار کی گئی ہے quaternary امونیم نمک کی قسم Gemini Surfactants۔ کواٹرنری امونیم قسم کیشنک جیمنی سرفیکٹنٹس کا مضبوط جراثیم کش اثر ہوتا ہے کیونکہ کواٹرنری امونیم قسم کے بیریونک سرفیکٹنٹ مالیکیولز میں دو ہائیڈروفوبک لمبی الکین زنجیریں ہوتی ہیں، اور ہائیڈروفوبک چینز سیل کی دیوار کے ساتھ ہائیڈروفوبک جذب بناتی ہیں (peptidoglycan)؛ ایک ہی وقت میں، ان میں دو مثبت چارج شدہ نائٹروجن آئن ہوتے ہیں، جو منفی چارج شدہ بیکٹیریا کی سطح پر سرفیکٹنٹ مالیکیولز کے جذب کو فروغ دیتے ہیں، اور دخول اور پھیلاؤ کے ذریعے، ہائیڈروفوبک زنجیریں بیکٹیریل سیل جھلی کی لپڈ تہہ میں گہرائی سے گھس جاتی ہیں، خلیوں کی جھلی کی پارگمیتا، بیکٹیریم کے پھٹنے کا باعث بنتی ہے، اس کے علاوہ ہائیڈرو فیلک گروپس پروٹین میں گہرائی میں داخل ہوتے ہیں، جس سے انزائم کی سرگرمی اور پروٹین کی کمی ہوتی ہے، ان دونوں اثرات کے مشترکہ اثر کی وجہ سے، فنگسائڈ کو ایک مضبوط جراثیم کش اثر.
تاہم، ماحولیاتی نقطہ نظر سے، ان سرفیکٹینٹس میں ہیمولٹک سرگرمی اور سائٹوٹوکسیٹی ہوتی ہے، اور آبی حیاتیات کے ساتھ طویل رابطہ وقت اور بائیوڈیگریڈیشن ان کے زہریلے پن کو بڑھا سکتا ہے۔
3.3 nonionic Gemini Surfactants کی اینٹی بیکٹیریل خصوصیات
اس وقت دو قسم کے نانونک جیمنی سرفیکٹینٹس ہیں، ایک شوگر ڈیریویٹیو اور دوسرا الکحل ایتھر اور فینول ایتھر۔
شوگر سے ماخوذ بائیو سرفیکٹنٹس کا اینٹی بیکٹیریل میکانزم مالیکیولز کی وابستگی پر مبنی ہے، اور شوگر سے حاصل ہونے والے سرفیکٹینٹس سیل جھلیوں سے منسلک ہو سکتے ہیں، جس میں فاسفولیپڈز کی ایک بڑی تعداد ہوتی ہے۔ جب شوگر کے مشتق سرفیکٹینٹس کا ارتکاز ایک خاص سطح تک پہنچ جاتا ہے، تو یہ خلیے کی جھلی کی پارگمیتا کو تبدیل کرتا ہے، چھیدوں اور آئن چینلز کی تشکیل کرتا ہے، جو غذائی اجزاء اور گیس کے تبادلے کی نقل و حمل کو متاثر کرتا ہے، جس سے مواد کا اخراج ہوتا ہے اور آخر کار اس کی موت ہوتی ہے۔ بیکٹیریم
فینولک اور الکحل ایتھرز کے اینٹی مائکروبیل ایجنٹوں کا اینٹی بیکٹیریل میکانزم سیل کی دیوار یا سیل کی جھلی اور انزائمز پر کام کرنا ہے، میٹابولک افعال کو روکنا اور تخلیق نو کے افعال میں خلل ڈالنا ہے۔ مثال کے طور پر، ڈیفینائل ایتھرز کی اینٹی مائکروبیل دوائیں اور ان کے مشتق (فینول) بیکٹیریل یا وائرل خلیوں میں ڈوبی ہوئی ہیں اور خلیے کی دیوار اور خلیے کی جھلی کے ذریعے کام کرتی ہیں، جو نیوکلک ایسڈز اور پروٹین کی ترکیب سے متعلق انزائمز کے عمل اور کام کو روکتی ہیں، اور ان کے عمل کو محدود کرتی ہیں۔ بیکٹیریا کی ترقی اور پنروتپادن. یہ بیکٹیریا کے اندر موجود خامروں کے میٹابولک اور سانس کے افعال کو بھی مفلوج کر دیتا ہے، جو پھر ناکام ہو جاتے ہیں۔
3.4 امفوٹیرک جیمنی سرفیکٹینٹس کی اینٹی بیکٹیریل خصوصیات
Amphoteric Gemini Surfactants سرفیکٹنٹس کا ایک طبقہ ہے جس کی سالماتی ساخت میں کیشنز اور anions دونوں ہوتے ہیں، یہ آبی محلول میں ionize کر سکتے ہیں، اور anionic surfactants کی ایک درمیانی حالت میں اور cationic surfactants کی دوسری درمیانی حالت میں ظاہر کرتے ہیں۔ امفوٹیرک سرفیکٹینٹس کی بیکٹیریل روک تھام کا طریقہ کار غیر نتیجہ خیز ہے، لیکن عام طور پر یہ خیال کیا جاتا ہے کہ یہ روک تھام کواٹرنری امونیم سرفیکٹنٹس کی طرح ہو سکتی ہے، جہاں سرفیکٹنٹ آسانی سے منفی چارج شدہ بیکٹیریل سطح پر جذب ہو جاتا ہے اور بیکٹیریل میٹابولزم میں مداخلت کرتا ہے۔
3.4.1 امینو ایسڈ جیمنی سرفیکٹینٹس کی اینٹی مائکروبیل خصوصیات
امینو ایسڈ ٹائپ بیریونک سرفیکٹینٹ ایک کیٹیشنک امفوٹیرک بیریونک سرفیکٹنٹ ہے جو دو امینو ایسڈز پر مشتمل ہے، لہذا اس کا اینٹی مائکروبیل میکانزم کواٹرنری امونیم سالٹ ٹائپ بیریونک سرفیکٹنٹ سے زیادہ ملتا جلتا ہے۔ الیکٹرو سٹیٹک تعامل کی وجہ سے سرفیکٹنٹ کا مثبت چارج شدہ حصہ بیکٹیریل یا وائرل سطح کے منفی چارج شدہ حصے کی طرف راغب ہوتا ہے، اور اس کے بعد ہائیڈروفوبک زنجیریں لپڈ بائلیئر سے جڑ جاتی ہیں، جس سے سیل کے مواد کا اخراج ہوتا ہے اور موت تک lysis ہوتا ہے۔ اس کے کوٹرنری امونیم پر مبنی جیمنی سرفیکٹنٹس کے مقابلے میں اہم فوائد ہیں: آسان بایوڈیگریڈیبلٹی، کم ہیمولیٹک سرگرمی، اور کم زہریلا، اس لیے اسے اس کے استعمال کے لیے تیار کیا جا رہا ہے اور اس کے استعمال کے شعبے کو بڑھایا جا رہا ہے۔
3.4.2 غیر امینو ایسڈ قسم جیمنی سرفیکٹینٹس کی اینٹی بیکٹیریل خصوصیات
غیر امینو ایسڈ قسم کے امفوٹیرک جیمنی سرفیکٹنٹس میں سطحی فعال مالیکیولر باقیات ہوتے ہیں جن میں غیر آئنائز ایبل مثبت اور منفی چارج مراکز ہوتے ہیں۔ اہم غیر امینو ایسڈ قسم جیمنی سرفیکٹینٹس ہیں betaine، imidazoline، اور amine oxide۔ betaine قسم کو مثال کے طور پر لیتے ہوئے، betaine-type amphoteric surfactants کے ان کے مالیکیولز میں anionic اور cationic دونوں گروپ ہوتے ہیں، جو آسانی سے غیر نامیاتی نمکیات سے متاثر نہیں ہوتے ہیں اور تیزابی اور الکلین دونوں محلولوں میں سرفیکٹینٹ اثرات رکھتے ہیں، اور cationic Gemini Surfactants کا antimicrobial طریقہ کار ہے۔ اس کے بعد تیزابی محلولوں میں اور الکلائن محلول میں anionic Gemini Surfactants کے بعد۔ اس میں دیگر اقسام کے سرفیکٹینٹس کے ساتھ بہترین مرکب کارکردگی بھی ہے۔
04 نتیجہ اور نقطہ نظر
جیمنی سرفیکٹینٹس اپنی خاص ساخت کی وجہ سے زندگی میں تیزی سے استعمال ہو رہے ہیں، اور یہ اینٹی بیکٹیریل جراثیم کشی، خوراک کی پیداوار، ڈیفومنگ اور فوم کی روک تھام، منشیات کی سست ریلیز اور صنعتی صفائی کے شعبوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ سبز ماحول کے تحفظ کی بڑھتی ہوئی مانگ کے ساتھ، Gemini Surfactants کو آہستہ آہستہ ماحول دوست اور ملٹی فنکشنل سرفیکٹینٹس میں تیار کیا جاتا ہے۔ جیمنی سرفیکٹنٹس پر مستقبل کی تحقیق مندرجہ ذیل پہلوؤں میں کی جا سکتی ہے: نئے جیمنی سرفیکٹینٹس کو خصوصی ڈھانچے اور افعال کے ساتھ تیار کرنا، خاص طور پر اینٹی بیکٹیریل اور اینٹی وائرل پر تحقیق کو مضبوط بنانا؛ بہتر کارکردگی کے ساتھ مصنوعات بنانے کے لیے عام سرفیکٹینٹس یا اضافی اشیاء کے ساتھ مرکب کرنا؛ اور ماحول دوست جیمنی سرفیکٹینٹس کی ترکیب کے لیے سستے اور آسانی سے دستیاب خام مال کا استعمال۔
پوسٹ ٹائم: مارچ 25-2022