وظیفه، ساختار و شکل گیری میسل

میسل‌ها یا ریز ساز واره‌ها به عنوان امولسیون کننده عمل می‌کنند و این خاصیت میسل‌ها برای ساختن انواعی از محصولات تمیز کننده مثل پاک کننده‌ها و شوینده‌های صورت میسلی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این مقاله اطلاعاتی را در مورد این که چگونه این میسل‌ها شکل می‌گیرند، هم چنین ساختار و وظیفه‌ی آنها، به شما می‌دهد.
میسل‌ها در سیستم‌های تحویل داروی هوشمند :
میسل‌های پلیمری ترکیبی از مولکول‌های آمفی پاتیک و پلیمرهای واکنشی هستند. آنها به عنوان وسیله‌ای برای حمل داروهایی که کمترین حلالیت را دارند به کار می‌روند. این روش می‌تواند کنترل شود تا اندازه‌ی میسل تولید شده و یا مقدار دارویی که باید تحویل داده شود، تغییر یابد.
سورفکتانت‌ها (روکنشگرها) و یا عامل‌های فعال سطحی، تنش سطحی مایعی را که به آن اضافه می‌شوند، کاهش می‌دهند. این مولکول‌ها معمولاً از سر قطبی و یا دوست دار آب (هیدرو فولیک) و دم غیر قطبی و یا متنفر از آب (هیدرو فوبیک) تشکیل شده‌اند. این مولکول‌ها به خاطر ویژگی قطبیت نسبی و غیر قطبیت نسبی خود به آمفی فیلیک و یا آمفی پاتیک (دو محیط دوست) منسوب هستند. این مولکول‌ها بسته به باری که حمل می‌کنند می‌توانند آنیونی، کاتیونی و یا آمفولتیک باشند. ممکن است آنها شامل پاک کننده‌هایی (نظیر سدیم دودسیل سولفات)، عامل‌های امولسیون کننده، عامل‌های تر کننده و عامل‌های کف کننده باشند.
وقتی این مولکول‌های آمفی فیلیک در حلال‌های قطبی پخش می‌شوند، توده‌هایی به نام میسل را تشکیل می‌دهند.
ساختار میسل :
میسل‌ها با انباشتگی مولکول‌های آمفی پاتیک در حلال‌های قطبی مثل آب شکل می‌گیرند. آنها معمولاً به شکل کروی هستند ولی گاهی اوقات به شکل بیضوی و یا استوانه‌ای نیز هستند، به طوری که سر قطبی در بیرون و سر غیر قطبی در داخل است. این مولکول‌ها طوری جهت گیری می‌کنند که سر دوست دار آب مولکول، در تماس نزدیک با محیط قطبی یعنی آب قرار می‌گیرد ولی منطقه‌ی هیدرو فوبیک دور از آن قرار می‌گیرد.
میسل
بر خلاف چربی‌های دو لایه، میسل‌ها معمولاً فقط از یک تک لایه‌ مولکولی تشکیل یافته‌اند. این مولکول‌ها فقط شامل دم هیدرو فوبیک هستند که به کمک تعاملات هیدرو فوبیکی بین آنها نگه داشته شده‌اند. سر قطبی، با محیط اطراف پیوندهای هیدروژنی تشکیل می‌دهد. این مولکول‌ها طوری مرتب شده‌اند که هر گونه مولکول آب را از مرکز، خارج و یا دفع می‌کنند.
وقتی مولکول‌های آمفی پاتیک در محیط دوست دار آب پخش می‌شوند، میسل معکوس شکل می‌گیرد. در اینجا مولکول‌ها طوری جهت گیری می‌کنند که دم‌های هیدرو فوبیک در تماس با محیط اطراف قرار می‌گیرند و سر قطبی به طرف داخل و به دور از محیط قرار می‌گیرد. این مولکول‌ها معمولاً طوری مرتب شده‌اند که مولکول آب را در مرکز خود حمل می‌کنند.
میسل معکوس
مکانیزم عمل میسل :
شکل گیری میسل تحت غلظت ویژه‌ای از مولکول‌های آمفی پاتیک رخ می‌دهد. این آستانه‌، غلظت بحرانی میسل (CMC) نامیده می‌شود. وقتی غلظت این مولکول‌ها خیلی کمتر از غلظت بحرانی باشد، کمی افزایش آنتروپی در سیستم وجود خواهد داشت ولی این مولکول‌ها به صورت مونومر باقی می‌مانند. آنتروپی سیستم با افزایش غلظت مولکول‌های آمفی پاتیک افزایش می‌یابد.
وقتی غلظت این مولکول‌ها فقط کمی کمتر از غلظت بحرانی شود، مولکول‌ها انباشته می‌شوند و ساختارهای پیش میسلی را تشکیل می‌دهند. وقتی غلظت این مولکول‌ها افزایش یافت و به بالای غلظت بحرانی رسید، مولکول‌ها طوری جهت گیری می‌کنند که آنتروپی سیستم به طور قابل توجهی کاهش پیدا کند و میسل‌ها شکل می‌گیرند. بعداً آنتروپی سیستم به علت حضور پاد و یا ضد یون‌ها کاهش می‌یابد.
عوامل موثر بر شکل گیری میسل :
به طور ایده‌آل، اندازه‌ی میسل بسته به تعداد و ترکیب شیمیایی خود، از 2 تا 20 نانو متر متغیر است. علاوه بر غلظت بحرانی میسل، فاکتورها و عوامل دیگری نیز وجود دارند که می‌توانند بر سرعت تشکیل میسل تأثیر بگذارند.
دما : تشکیل میسل می‌تواند فقط در بالای دمای ویژه‌ای رخ دهد. دمای کرافت، حداقل دمایی است که در آن مولکول‌های آمفی پاتیک، میسل را تشکیل می‌دهند. در زیر این دما، مولکول‌ها به شکل کریستالی و بلوری خود باقی می‌مانند.
غلظت پاد یون‌ها : در محیط قطبی مثل آب، تعداد پاد یون‌ها همیشه برابر با شدت اتصال و پیوند آنها با میسل است. چون پاد یون‌ها به سرهای قطبی مولکول‌های آمفی پاتیک متصل می‌شوند اکراه و تنفر بین آنها را کاهش می‌دهند و در نتیجه پایداری میسل‌ها را افزایش می‌دهند. غلظت بحرانی میسل، با افزایش تعداد پاد یون‌ها، کاهش می‌یابد.
وظیفه‌ی میسل یا ریز ساز واره در بدن :
میسل‌ها به جذب مولکول‌های چربی و ویتامین‌های محلول در چربی کمک می‌کنند. بعد از هضم و گوارش، اسیدهای چرب، میسل‌هایی را با اسیدهای کیسه صفرا تشکیل می‌دهند. این میسل‌ها برای جذب اسیدهای چرب از سلول‌های روده، ضروری و لازم هستند چون اسیدهای چرب در آب نا محلول هستند. میسل‌ها برای جذب ویتامین‌های محلول در چربی و کلسترول نیز ضروری و مورد نیاز هستند.
میسل‌ها در پاک کننده‌ها :
پاک کننده‌ها قادر به شکل گیری میسل‌ها هستند. این میسل‌ها به عنوان امولسیون کننده عمل می‌کنند چون موادی را حل می‌کنند که معمولاً در آب نا محلول و غیر قابل حل هستند. دم هیدرو فوبیک پاک کننده‌ها با کثیفی و چربی نا محلول واکنش می‌دهد به طوری که چرک و کثیفی در مرکز هیدرو فوبیک این میسل‌ها به دام می‌افتد. شستن لباس‌ها با آب، این ذرات چرک به دام افتاده در میسل‌ها را حذف خواهد کرد و سطح را تمیز خواهد کرد.
این روزها میسل‌ها گستره‌ی وسیعی از کاربردها را در صنعت نساجی، پزشکی و پژوهش‌های بیولوژیکی یافته‌اند.