Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Engineering
Click here for the English version

Engineering

Doğrudan Floresan Görüntüleme kullanma Nanoparçacık-polimer kompozitler Gelişmiş Bileşim Analizi

Published: July 19, 2016 doi: 10.3791/54178
Automatic Translation
*1, *2,3, *3, 3, 1, 1, 3
1Department of Chemistry, Imperial College London, 2Department of Medical Physics and Biomedical Engineering, University College London, 3Department of Chemistry, University College London
* These authors contributed equally

Introduction

Nanomalzemelerin uygulama uzun yeni teknolojilerin artan ilgi alanı olarak hizmet etmiştir. 1-3 Bu kozmetik, giysi, ambalaj ve elektronik gibi günlük öğeleri, içinde nanopartiküller artan kullanımı dahil etmiştir. 4-6 nanopartiküller kullanarak doğru büyük bir sürücü fonksiyonel malzemeler, partikül boyutu değişim ile ayar özelliklerine kabiliyetlerine ilâve olarak, malzeme kendi yüksek reaktivite nisbetle kaynaklanmaktadır. 7 bir başka avantajı, örneğin, ev sahibi matriksine önemli özellikleri sokulması kolay kompozit malzemeler oluşturmak üzere özelliğidir katalitik işlevsellik, malzeme güçlendirme ve elektriksel özellikleri ayarlama. 8-12

Nanopartikül polimer kompozit malzemeler bir dizi teknik ile elde edilebilir, basit olan ev sahibi matriks imalatı esnasında, istenen nanopartiküllerin doğrudan birleştirilmesidir. 13,14 bu Rboyunca nanopartikülat maddenin düzenli aralıklı homojen malzeme sonuçları · Borçlar. Bununla birlikte pek çok uygulamaları sadece nanokompozitlerin dış arayüzleri mevcut olması aktif malzeme gerektirir. Malzemenin kütlesi boyunca daha nanopartikül atık olarak orada bir sonucu olarak, doğrudan dahil bazen masraflı nanopartikül malzemenin verimli kullanımı ile sonuçlanmaz. 15,16 doğrudan dahil edilmesini sağlamak üzere, nanopartiküller, aynı zamanda bir ev sahibi matriks oluşumu ile uyumlu olması gerekir. Bu durum özellikle, tipik haliyle yüksek ölçüde aktif nanopartiküller etkilenebilir metal kompleksi katalizörleri mekanizmaları ile kolaylaştırılmaktadır sertleşen polimerler örneğinde olduğu gibi çok yönlü reaksiyonlar gerektiren sentezlerinde, zor olabilir. 14.

Polimer sentezi sırasında doğrudan nanopartikül eklenmesi ile ilişkili önemli bir dezavantaj, nanopartikül incorporati sınırlamaya yönelik tekniklerin geliştirilmesine yol açmıştıryüzeye katman. 17-21 Şişme kapsülleme, polimer toplu olarak sınırlı fire ile, yüksek yüzey nanoparçacık konsantrasyonlarını elde etmek için literatürde bildirilen en başarılı yöntemlerden biridir. 17-19 teknik polimer çözücü tahrik şişmesine kullanır matrisler, moleküler türler ve nanopartiküllerin saldırı için izin. şişen çözücünün çıkarılmasından sonra, matris içindeki türleri yüzeyinde lokalize türlerin en yüksek konsantrasyon, yerine sabit hale gelir. Bugüne kadar, şişme kapsülleme bildirdi kullanımları en aktif maddeler malzemenin yüzeyinde olduğu anahtar antimikrobik polimerlerin üretiminde, doğru yönlendirilir. Bu raporların birçok gelişmiş antimikrobiyal aktivite gösterirken, hassas yüzey nanoparçacık bileşimi nadiren ayrıntılı olarak incelenir. Crick ve ark. Son zamanlarda önemli insi sağlayarak, nanoparçacık saldırı doğrudan görüntülenmesi için bir yöntem gösterdikabarma kapsülleme ile elde kinetik ve yüzey nanoparçacık konsantrasyonlara GHT. 22

Bu çalışma kadmiyum selenide kuantum noktaları (QD), polidimetilsiloksan (PDMS) ve floresan görüntüleme kullanarak esas doğrudan görselleştirme onların şişme kapsülleme sentezini ayrıntıları. şişme çözeltide şişme kapsülleme zaman ve nanoparçacık konsantrasyonu değiştirilerek etkisi araştırılmıştır. floresans görselleştirme tekniği PDMS halinde nanopartikül saldırı doğrudan görüntüleme sağlar ve QDS yüksek konsantrasyonu, malzemenin yüzeyinde olduğunu gösterir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

CdSe / ZnS Çekirdek / Shell Kuantum Noktacıklarının 1. Hazırlık

  1. Trioctylphosphine hazırlanması (TOP) -se çözeltisi
    1. (8 mi, tipik olarak 0.4 g TOP 10 ml, reaksiyon başına gerekli) nitrojen altında ya Bir eldiven kutusu içinde, bir Schlenk şişesi içinde üst içine Se uygun bir miktarda karıştırarak TOP selenyum 0.5 M çözelti hazırlayın.
    2. TOP-Se kompleksinin gri bir çözelti elde 1 saat için SE eritmek için karıştırın.
    3. çözüm dondurmak pompa-çözülme 5 kez gazdan arındırılmış sonra emin olun. Elde edilen stok solüsyonu 3 ay boyunca nitrojen altında saklanabilir.
  2. CdSe Çekirdek Hazırlanması
    1. kadmiyum oksit (51 mg, 0.4 mmol), üst Oksit (3.7 g, 9.6 mmol) tartılır, heksadesilamin (1.93 g, 8 mmol) ve 1-dodecylphosphonic asit (0.22 g, 0.88 mmol) ve bir üç boyunlu birleştirmek, 250 ml'lik yuvarlak tabanlı bir şişeye. Bir karıştırma çubuğu ekleyin.
    2. septa ve emin olun yakın iki boyunluÜçüncü uzun geri akış kondansatörü ve bir azot / vakum Schlenk hattına bağlanır. karışımı içine doğrudan bir septum üzerinden bir ısıtma mantosu sıcaklık probu yerleştirin. beş kez / Pompa nitrojen ile şişeyi doldurun.
    3. 320 ° C'ye kadar balon ısıtın ve bir azot atmosferi altında 1 saat boyunca eriyik karıştırıldı.
    4. azot ile büyük bir şırınga ve geniş delik iğne kullanın sonra 5 kez gazının (20 ml, 3 mm delik) 270 ° C şöminenin sıcaklığını düşürmek ve.
    5. yukarı TOP-Se solüsyonu (adım 1.1) 8 ml alın ve septum boyunca, üç boyunlu balona dikkatlice ama hızla enjekte edilir.
    6. partiküllerin boyutunu kontrol etmek için en az sn 30 ila 10 270 ° C 'de reaksiyon karıştırılır. Kırmızı emisyon (~ 600 nm) için, 7-9 dakika uygundur.
    7. sonraki reaksiyon karışımına ve yer (reaksiyon kabının yarısı sular altında yeterince büyük) kaynar su bir kase hazırlayın. Reaksiyon süresi tamamlandıktan sonra, hızlı bir şekilde boili reaksiyonu soğutmakdönen suyun ng.
      DİKKAT: Soğutma şişesi çatlamasına neden olabilir. büyük özen ve kalın koruyucu eldiven giyin.
    8. Soğuduktan sonra, tüm ürünleri çözmek için şişeye 10 mL kloroform enjekte ve iki adet 50 ml santrifüj tüplerine arasındaki karışım bölün.
    9. 3.600 x g, 10 dakika süreyle her bir tüp kadar EtOH ve santrifüj ile 50 ml'ye en tanecik çökeltildi. Süpernatant atılır ve n-heksan, 10 ml toplam pelet yeniden dağıtılır.
  3. CdSe Core ZnS Bombardımanı:
    1. 100 ml'lik bir heksan içinde çekirdeklerin ekleme yuvarlak tabanlı bir şişe ihtiva eden çinko dietilditiokarbamat (0.5 g, 1.4 mmol), oleilamin (3 mL, 9.12 mmol), trioctylphosphine (3 mi, 6.73 mmol) ve 1-oktadesen (10 mi). Bir karıştırma çubuğu ekleyin. azota Reaksiyon atmosfer değiştirin.
    2. 70 ° C'ye kadar kısmi vakum altında 3.3 ° C / dk bir ocak-karıştırıcıda reaksiyon ısısı ve Schlenk hat kullanılarak heksan çıkarın. nitrojen atmosferi geçiş ve 120 ° C'ye kadar bu hızda ısıtma devam eder. 2 saat boyunca 120 ° C'de karıştırılır.
    3. Reaksiyon soğumaya bırakın ve 2 × 50 ml santrifüj tüplerine arasında karışım bölün. Tüpler 10 dakika boyunca 3.600 x g'de parçacıkları ve santrifüj çökeltilmesi için EtOH ile 50 ml'ye kadar tepesinde emin olun.
    4. Süpernatant atılır ve n-heksan, 10 ml toplam pelet yeniden dağıtılır.
    5. üç aya kadar bir azot atmosferi altında, bir buzdolabı (4 ° C) santrifüje Bu çözeltiye (3600 xg, 10 dakika) bir deney tüpüne boşaltılmıştır önce, herhangi bir çözülmeyen pislikleri ortadan kaldırmak için bir kez daha yüksek ve saklayın.

PDMS içine Nanopartiküller 2. şişmesi Kapsülleme

  1. Çözüm Hazırlığı Şişme:
    1. 4 (sentez gibi) CdSe QD dispersiyon ml n-heksan 36 ml karıştırılarak CdSe QDS bir stok çözeltisi hazırlanır ve manyetik solüsyonu ilave edin. </ Li>
    2. bir kenara iki şişe belirlenen şişme çözümleri gibi stok solüsyonu 9 ml içeren her ayarlayın.
    3. QD konsantrasyonları daha da şişme çözeltilerin hazırlanması için stok çözeltisi kalan kullanın. % 66 (h / h) çözeltisi,% 50 çözeltisi ve% 33 çözelti elde stok çözelti seyreltilerek azaltılması QD konsantrasyon üç şişlik çözümleri hazırlayın.
      1. n-heksan 3 ml CdSe QD stok çözeltisi 6 ml karıştırılarak% 66 (h / h) çözeltisi hazırlayın. sıyırınız manyetik solüsyonu ilave edin.
      2. 4.5 mi n-heksan ile CdSe QD stok çözeltisi 4.5 ml karıştırılarak% 50 (h / h) çözeltisi hazırlayın. sıyırınız manyetik solüsyonu ilave edin.
      3. n-heksan 6 ml CdSe QD stok çözeltisi 3 ml karıştırılarak% 33 (h / h) çözeltisi hazırlayın. sıyırınız manyetik solüsyonu ilave edin.
    4. Oda sıcaklığında, karanlık koşullarda QD çözümleri her saklayın. </ Li>
  2. Polimer Hazırlama ve QD Kuruluş - Şişme Çözüm QD Konsantrasyon Çeşitlendirme:
    1. taze neşter bıçak kullanarak dört tıbbi silikon kareler (11 mm x 11 mm) kesin.
    2. % QD konsantrasyonunun değiştirilmesi dört şişme çözeltinin her bir tıbbi silikon kare daldırın: Stok solüsyonu,% 66 (h / h),% 50 (h / h) ve% 33 (hac / hac). Polimer numuneleri karanlık koşullarda 24 saat boyunca şişmeye sahip ve oda sıcaklığında karıştırılmıştır.
    3. artık çözücü buharlaşır ve polimerler geri onların ilk boyutlara küçültmek, bu süre zarfında 48 saat, karanlık koşullarda şişme çözümleri ve hava kuru ilgili gelen şişmiş polimer örnekleri çıkarın.
    4. Herhangi bir yüzey bağlanmış malzemeleri uzaklaştırmak için deiyonize su ile iyice QD-dahil numune yıkanır.
  3. Polimer Hazırlama ve QD Kuruluş - Şişme Çözüm Polimer Pozlama Süresi değiştirilmesi:
  4. 2.2.1 de belirtildiği gibi, dört tıbbi silikon kareler (11 mm x 11 mm) hazırlayın.
  5. süreler değişen için stok şişme çözeltide tıbbi silikon kareler daldırın: 1 saat, 3 saat, 6 saat ve 24 saat.
  6. şişen çözeltiden çıkarıldıktan sonra, bir hava numunesinin geri önceki boyutlarına büzülür, böylece, 48 saat süre ile karanlık koşullarda şişmiş polimer örnekleri kurutun.
  7. bir yüzeye bağlı malzemeler ya da kalan solventin çıkması için deiyonize su ile iyice QD-dahil numune yıkanır.

Nanoparçacığı 3. Görselleştirme PDMS içine Kapsüllenmesi'nin Swell

  1. Silikon Numune Hazırlama:
    1. taze neşter bıçağı (5,5 mm x 11 mm) ile iki silikon kareler kesip. Bu silikon örneklerinin iç yüzeyini ortaya emin olun.
  2. Floresans Görüntüleme:
    1. Bir mikroskobik silikon örnekleri yerleştirinpolimer taze kesilmiş yan cam slayt ile tam temas edinceye sağlamak görüntüleme için pe slayt. mikroskop lamı ile pürüzsüz temas sağlamak için hafifçe silikon kısmı aşağı doğru bastırın. mikroskop sahnede örnek yerleştirin.
    2. 20 MHz ya da benzer bir oranda 5 Yönlendirme ve İcra Komitesinin puls içeren bir 488 nm spektral filtre lazer hattı kullanarak tam süresi floresans ölçümleri. 23 kullanımlar bir akusto-optik ayarlanabilir filtre sistemi, lazer çıkışına doğrudan çift 488 üretmek için nm lazer hattı. numune üzerine daha sonra bir 10X objektif arka boşluğuna bir dikroik ayna (488 nm) tarafından yansıtılan ve özel bir dahili lazer tarama ünitesi (ek bilgileri görmek) kullanarak lazer ışını odaklanın.
      1. daha sonra aynı dikroik ayna geçtiği, aynı amaçla floresan emisyon toplayın. tek foton sayma modunda çalışan bir çığ fotodiyot doğru bu ışığı doğrudan. Proses lifeti bir zaman ilişkili tek foton sayma (TCSPC) tahta kullanarak beni ölçümleri. 23
    3. Başında alet tepkisi fonksiyonu (IRF) ve her deney oturumun sonuna kaydedin. 23
      Not: TCSPC deneyde kaydedilen sinyal dedektörü de fotonlar geliş ve sonraki lazer darbesinin üretimi arasındaki zaman gecikmesini göstermelidir. Bu gecikme süresi, ancak ölçüm cihazının IRF konvolüsyon edilmelidir. Bu nedenle, IRF enstrümantal karşılığı ile karşılaştırıldığında, önemli ölçüde daha kısa bir kullanım süresi (~ 100 Yönlendirme ve İcra Komitesinin) sahiptir, 100 nM Oramin O, enstrümanın tepki olarak ölçülür.
    4. Floresan yoğunluğu üstel çürüme doğrusal olmayan uydurma ile ömrünü ayıklayın ve maksimum olabilirlik tahmin edicisi (MLE) algoritmasını 25-27 kullanılarak IRF bu deconvolute. E (γ j) olarak hesaplanır
      eq1.jpg "/>
      N kanal i foton sayımı sayısı olduğu, K, her floresans bozunma için kanallar (ya da depo) sayısını, P (j) bir foton grubu parçacıkları i var ise kanal düşecek olasılığıdır bir kullanım süresi J ve K, belirli bir çürüme sayımların sayısıdır.
    5. boyutu 512 x 512 piksel 264 görüntü oluşan sürekli bir tarama meydana 5 dakika boyunca her bir örnek floresans yoğunluğu ve süresi kaydedilmektedir. Bu 150 fotonların eşik ve süreç bu kullanarak MATLAB ile hesaplanan MLE ile, iki boyutlu floresan, ömrünü ve yoğunluğu ağırlıklı ömür boyu haritalar sunmak için birleştirin.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Kuantum noktaları yaklaşık 600 nm'lik bir lambda maks, kırmızı floresans sergilenmektedir. 22,28 kırmızı salma büyüklüğü boyutlarındaki güçlü bir sınırlandırıcı rejimi dahilinde kuantum çubuk tarafından eksiton sınırlandırılması kaynaklanmaktadır. Li ve diğ., Kuantum çubukları emisyon değişimleri genişliği veya çubuk uzunluğu ya da bir artış ile enerji düşük olduğunu göstermiştir. Bunlar daha da emisyon esas çubuklar genişliği güçlü hapsi olduğu gibi, söz konusu malzemenin Bohr çapından daha az olduğu, özellikle de çok uzun olduğunda da önemli bir rol oynar yanal sınırlama ile tespit gösterdi. 29 transmisyon elektron mikroskobu (TEM) görüntüleme QDS uzatılmış şekli (en-boy oranı ~ 2.5) gösterir. QDS ortalama uzunluğu 2.1 nm (s = 200) (Şekil 1) nm ± 12.6 olduğu gösterilmiştir. QD çözümleri en fazla 3 m soğutma altında stabilşey, müşterilerine. QDS alt büyütme görüntüleri ek bilgiler verilmiştir (SI - 1).

kapsülleme işlemi sırasında, silikon örnekleri görsel (11 mm x 11 mm x 1 mm, orijinal boyutlarında) bir şişlik 15 mm x 15 mm x 2 mm 1 sonra saat maksimum boyutu genişleyen, kabarmış. Artık çözücü (Şekil 2) buharlaştırılarak kez numuneler orijinal boyutuna küçüldü. UV-Vis spektroskopisi spektrumları kapsüllü örneklerin tümü için değişmemiş sayede nanoparçacık kapsülleme, polimer renklenme etkilemez olmadığını gösterdi. kapsülleme şişirmek için daha sonra silikon tarama elektron mikroskobu (SEM) görüntüleme kabarma büzülme işleminin yol açtığı yüzey kırışmaya göstermiştir. Enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDS) analizi CdSe QDS kanıt gösterdi ve şişme t bu unsurların (Cd / Se) varlığında bir artış olduğunu belirttiime. EDS analizi büyük algılama hacmi yüzey kapsama güvenilir kantitatif analiz için izin vermedi. SEM görüntüsü ve EDS verileri ek bilgi (- 2/3 SI) sağlanır.

polimer boyunca nanopartikül penetrasyon profili lazer uyarma ile bir arada, silikon numune kesit kesme yoluyla gösterilmiştir (ek bilgi SI gösterilen mikroskop kurulum - 4). Floresan QD nanopartiküller görünür spektrumun kırmızı kısmında ışık yayan, 488 nm olay lazer tarama yanıt verdi. CdSe QDS göstermiştir örnek veri numunenin merkezinden gelen büyük ölçüde azaltılmış bir sinyal ile, silikon dış yüzeylerinde konsantre edildi. silikon polimerin içine QDS müdahalenin iki boyutlu yoğunluk ağırlıklı ömür boyu (τw) haritalar (ömrü × foton sayımı) kullanılarak görüntülendi. Çapraz sezaryen maruzSilikon örneklerinin ortasında boyunca nal profil polimer ile nanoparçacık hareketinin tam ölçüde (Şekil 3) görüntülenmiştir olabilir sağlamıştır. Daha uzun kabarma kapsülleme kez (48 saat) hemen örnek merkezine doğru, polimer kütlesinin üzerine parçacıkların yüksek yüzey konsantrasyonu, ve parçacık geçirgenliği yüksek miktarda hem de örnekleri alınmıştır. Daha kısa zamanlar kapsülleme kez (1, 4 ve 24 saat sonra), yine yüzeyinde parçacıkların daha yüksek bir sayıda, ancak partiküllerin sayısı azalır (Şekil 3) göstermektedir. stok çözeltisi (% 100) gelen seri seyreltmeleri polimere nanopartiküller sonraki girişi üzerinde nano partıküler konsantrasyonunun değiştirilmesi etkisini araştırmak için kullanıldı. Stok çözelti,% 66,% 50 ve% 33 v çözüm şişen, aşağıdaki görece konsantrasyonu elde etmek için seyreltilmiştir: h. konsantrasyonu çeşitli zaman fluoresans görüntüsü fark edilebilir bir fark gözlendi kabarma 48 saat kapsüllenmiş zaman şişme çözeltisi nanopartikül konsantrasyonu polimerine nanopartikül alımını etki etmediğini göstermektedir.

Numuneler, 48 saat boyunca kapsüllenmiş şişerler en yüksek nanopartikül yüzey konsantrasyonu gözlenmiştir. Bu örneklerin floresans yoğunluğu şişme çözelti içinde edilene karşılaştırılabilir [~ 0.7 uM] (Ek bilgiler - si - 5). partiküllerin en fazla penetrasyon konsantrasyonu 100 um sonra yarı maksimum ulaşan dış kenarından ~ 163 um olduğu gösterilmiştir. maksimum parçacık penetrasyon oranı kapsülleme zaman artış olarak 4 saat kapsüllü şişerler 28 mm / saat örneklerinin bir oranda (Ek bilgi için, 48 saat numuneler için 3.4 mm / saat ortalama penetrasyon oranı artan, yavaş gösterilir - SI - 5).

s / ftp_upload / 54.178 / 54178fig1.jpg "/>
Şekil 1. Kuantum Nokta Görüntüler. CdSe / nanopartiküller gibi çubuk gösteren ZnS QD TEM görüntüleri. Ölçek çubuğu 10 nm gösterir. Bireysel partiküllerin ana hatları üst üste. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

şekil 2
Şekil 2. şişen polimer. Fotoğrafını göstermektedir silikon örnekleri (a) önce (b) sırasında ve Çözücü ile indüklenen şişmesinden sonra (c). Boyut artışı (11 mm ile 15 mm), silikon tam kurutma üzerine ters çevrilir. Ölçek çubuğu 10 mm gösterir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız. Şekil 3,
2B yoğunluğu ağırlıklı ömür boyu haritalar (foton sayısı ömrü) gösteren Şekil 3. Floresan Ömür Boyu Görüntüler. Görüntüler. (A), 0 saat, (B) 1 saat, (C) 4 saat, (D) 24 saat ve (E) şişirmek-kapsülleme 48 saat: resim sonra, polimer bölümlerinin merkezi kesit profillerini göstermektedir . (F) Kapsülleme ilerleme normalize yoğunluğu her resim için ömrünü tartılır analiz ederek gösterilmiştir. Ölçek çubukları 100 um göstermektedir. Hata çubukları elde edilen sonuçların değişimin bir standart sapma gösteriyorsa bulunmaktadır. Bu rakam modifiye edilmiş [22], Kimya Royal Society of izniyle çoğaltılamaz. Vi için tıklayınızBu rakamın daha büyük bir versiyonunu Ew.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Polydimethylsiloxane sheets NuSil - Medical Grade
Oleylamine Sigma Aldrich O7805 Technical Grade
Trioctylphosphine Sigma Aldrich 117854 Technical Grade
Trioctylphosphine oxide Sigma Aldrich 346187 Technical Grade
1-Octadecene Sigma Aldrich O806 Technical Grade
Zinc diethyldithiocarbamate Sigma Aldrich 329703 -
Oleic acid Sigma Aldrich 364525 Technical Grade
Triethylamine Sigma Aldrich 471283 -
Cadmium oxide Alfa Aesar 33235 -
Hexadecylamine Alfa Aesar B22459 Technical Grade
1-Dodecylphosphonic acid Alfa Aesar H26259 -
Selenium powder Acros 19807 -
Chloroform Sigma Aldrich 366919 -
n-Hexane Sigma Aldrich 208752 -
Microscope slides VWR 631-0137 Thickness No. 1

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Pumera, M. Graphene-based nanomaterials and their electrochemistry. Chem. Soc. Rev. 39 (11), 4146-4157 (2010).
  2. Zhang, Q., Uchaker, E., Candelaria, S. L., Cao, G. Nanomaterials for energy conversion and storage. Chem. Soc. Rev. 42 (7), 3127-3171 (2013).
  3. Tong, H., Ouyang, S., Bi, Y., Umezawa, N., Oshikiri, M., Ye, J. Nano-photocatalytic Materials: Possibilities and Challenges. Adv. Mater. 24 (2), 229-251 (2012).
  4. Olson, M. S., Gurian, P. L. Risk assessment strategies as nanomaterials transition into commercial applications. J. Nanopart. Res. 14 (4), 1-7 (2012).
  5. Noimark, S., Dunnill, C. W., Parkin, I. P. Shining light on materials - A self-sterilising revolution. Adv. Drug Deliv. Rev. 65 (4), 570-580 (2013).
  6. Lavik, E., von Recum, H. The Role of Nanomaterials in Translational Medicine. ACS Nano. 5 (5), 3419-3424 (2011).
  7. Meier, J., Schiøtz, J., Liu, P., Nørskov, J. K., Stimming, U. Nano-scale effects in electrochemistry. Chem. Phys. Lett. 390 (4-6), 440-444 (2004).
  8. Booß-Bavnbek, B., Klösgen, B., Larsen, J., Pociot, F., Renström, E. BetaSys: Systems Biology of Regulated Exocytosis in Pancreatic ß-Cells. Springer Science & Business Media. , (2011).
  9. Xu, Z. P., Zeng, Q. H., Lu, G. Q., Yu, A. B. Inorganic nanoparticles as carriers for efficient cellular delivery. Chem. Eng. Sci. 61 (3), 1027-1040 (2006).
  10. Ito, A., Shinkai, M., Honda, H., Kobayashi, T. Medical application of functionalized magnetic nanoparticles. J. Biosci. Bioeng. 100 (1), 1-11 (2005).
  11. Xiu, F. -R., Zhang, F. -S. Size-controlled preparation of Cu2O nanoparticles from waste printed circuit boards by supercritical water combined with electrokinetic process. J Hazard. Mater. 233-234, 200-206 (2012).
  12. Ponja, S., et al. Aerosol assisted chemical vapour deposition of hydrophobic TiO2-SnO2 composite film with novel microstructure and enhanced photocatalytic activity. J. Mater. Chem., A. 1 (20), 6271-6278 (2013).
  13. Crick, C. R., Bear, J. C., Kafizas, A., Parkin, I. P. Superhydrophobic Photocatalytic Surfaces through Direct Incorporation of Titania Nanoparticles into a Polymer Matrix by Aerosol Assisted Chemical Vapor Deposition. Adv. Mater. 24 (26), 3505-3508 (2012).
  14. Crick, C. R., Bear, J. C., Southern, P., Parkin, I. P. A general method for the incorporation of nanoparticles into superhydrophobic films by aerosol assisted chemical vapour deposition. J. Mater. Chem., A. 1 (13), 4336-4344 (2013).
  15. Jensen, G. C., Krause, C. E., Sotzing, G. A., Rusling, J. F. Inkjet-printed gold nanoparticle electrochemical arrays on plastic. Application to immunodetection of a cancer biomarker protein. Phys. Chem. Chem. Phys. 13 (11), 4888-4894 (2011).
  16. Steigerwald, A., Mu, R. Potential of pulsed electron-beam deposition for nanomaterial fabrication: Spatial distribution of deposited materials. J. Vac. Sci. Technol., B. 26 (3), 1001-1005 (2008).
  17. Perni, S., et al. Antibacterial Activity of Light-Activated Silicone Containing Methylene Blue and Gold Nanoparticles of Different Sizes. J. Cluster Sci. 21 (3), 427-438 (2010).
  18. Perni, S., et al. The antimicrobial properties of light-activated polymers containing methylene blue and gold nanoparticles. Biomater. 30 (1), 89-93 (2009).
  19. Noimark, S., et al. Dual-Mechanism Antimicrobial Polymer-ZnO Nanoparticle and Crystal Violet-Encapsulated Silicone. Adv. Func. Mater. 25 (9), 1367-1373 (2015).
  20. Gingery, D., Bühlmann, P. Formation of gold nanoparticles on multiwalled carbon nanotubes by thermal evaporation. Carbon. 46 (14), 1966-1972 (2008).
  21. Abdelmoti, L. G., Zamborini, F. P. Potential-Controlled Electrochemical Seed-Mediated Growth of Gold Nanorods Directly on Electrode Surfaces. Langmuir. 26 (16), 13511-13521 (2010).
  22. Crick, C. R., et al. Advanced analysis of nanoparticle composites - a means toward increasing the efficiency of functional materials. RSC Adv. 5 (66), 53789-53795 (2015).
  23. Solvas, X. C., Turek, V., Prodromakis, T., Edel, J. B. Microfluidic evaporator for on-chip sample concentration. Lab Chip. 12 (20), 4049-4054 (2012).
  24. Solvas, X. C., et al. Fluorescence detection methods for microfluidic droplet platforms. J. Vis. Exp. (58), e3437 (2011).
  25. Köllner, M., et al. Fluorescence pattern recognition for ultrasensitive molecule identification: comparison of experimental data and theoretical approximations. Chem. Phys. Lett. 250 (3-4), 355-360 (1996).
  26. Köllner, M., Wolfrum, J. How many photons are necessary for fluorescence-lifetime measurements. Chem. Phys. Lett. 200 (1-2), 199-204 (1992).
  27. Edel, J. B., Eid, J. S., Meller, A. Accurate Single Molecule FRET Efficiency Determination for Surface Immobilized DNA Using Maximum Likelihood Calculated Lifetimes. J. Phys. Chem., B. 111 (11), 2986-2990 (2007).
  28. Bear, J. C., et al. Doping Group IIB Metal Ions into Quantum Dot Shells via the One-Pot Decomposition of Metal-Dithiocarbamates. Adv. Opt. Mater. 3 (5), 704-712 (2015).
  29. Li, L., Hu, J., Yang, W., Alivisatos, A. P. Band Gap Variation of Size- and Shape-Controlled Colloidal CdSe Quantum Rods. Nano Letters. 1 (7), 349-351 (2001).

Tags

Mühendislik Sayı 113 Nanoparçacık Kapsülleme Nanokompozit Kuantum nokta polidimetilsiloksan Floresan Floresan Görüntüleme Fonksiyonel Malzeme Fizik Swell
Doğrudan Floresan Görüntüleme kullanma Nanoparçacık-polimer kompozitler Gelişmiş Bileşim Analizi
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Crick, C. R., Noimark, S., Peveler,… More

Crick, C. R., Noimark, S., Peveler, W. J., Bear, J. C., Ivanov, A. P., Edel, J. B., Parkin, I. P. Advanced Compositional Analysis of Nanoparticle-polymer Composites Using Direct Fluorescence Imaging. J. Vis. Exp. (113), e54178, doi:10.3791/54178 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter