Waiting
Login processing...

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

Chemistry

Facile Synthese van Worm-micellen door het zichtbare licht Mediated Dispersion polymerisatie onder toepassing van Photoredox Catalyst

Published: June 8, 2016 doi: 10.3791/54269

Introduction

De synthese van sferische (en andere) nanodeeltjes morfologieën Traditioneel wordt bewerkstelligd met behulp van een meerstaps zelfassemblage procedure begint met de synthese en zuivering van welbepaalde amfifiele diblokcopolymeren (of multiblok) copolymeren. Een van de meest voorkomende zelfassemblage technieken werd populair door Eisenberg in de jaren 1990 en omvat het oplossen van het amfifiele blokcopolymeer in een gemeenschappelijk oplosmiddel voor beide polymeerblokken gevolgd door de langzame toevoeging van een oplosmiddel dat selectief is voor één van de blokken 1-3 . Het selectieve oplosmiddel (meestal water) wordt toegevoegd, het blokcopolymeer ondergaat zelfassemblage polymere nanodeeltjes. De uiteindelijke morfologie (of mengsels van morfologieën) van de nanodeeltjes worden bepaald door een groot aantal factoren, zoals de relatieve lengtes van elk polymeerblok, snelheid van watertoevoeging en de aard van de gemeenschappelijke solvent. Deze benadering algemeen alleen maakt de productie van nanoparkelen bij relatief lage vastestofgehalte (minder dan 1 gew%) en dus beperkt de praktische schaalbaarheid 4. Bovendien kan de reproduceerbare vorming van "intermediaire" fasen zoals wormachtige micellen moeilijk zijn gezien de beperkte serie benodigd bij deze sferische morfologie 5 te stabiliseren.

De polymerisatie-geïnduceerde zelfassemblage (PISA) aanpak heeft gedeeltelijk de nadelen van de Eisenberg benadering door gebruikmaking van de polymerisatiewerkwijze zelf zelfassemblage rijden in situ waardoor nanodeeltjes synthese bij veel hogere vaste stofgehalte (kenmerkend 10-30 gew%) 6 -8. In een typische PISA benadering wordt een levende polymerisatie proces waarmee ketenverlenging oplosmiddel oplosbare macro-initiator (of macro-CTA) met een monomeer die aanvankelijk oplosbaar is in het reactiemedium, maar vormt een onoplosbaar polymeer. De PISA benadering is gebruikt om wormachtige micellen synthetiseren systematisch testen van een aantal ex perimental parameters en met behulp van gedetailleerde fasediagrammen als een synthetisch "roadmap" 5,9.

Ondanks hun moeilijke synthese, is er grote belangstelling wormachtige nanodeeltjes vanwege hun interessante eigenschappen ten opzichte van hun tegenhangers bolvormig. Zo hebben we aangetoond dat geneesmiddel beladen korte en lange wormachtige micellen gesynthetiseerd onder toepassing van een aanpak PISA significant hoger in vitro cytotoxiciteit vergeleken met sferische micellen of vesicles 10. Anderen hebben een correlatie tussen nanodeeltje aspect ratio en de bloedcirculatie tijd getoond in in vivo modellen 11. Anderen hebben aangetoond dat de synthese van wormachtige nanodeeltjes met een geschikt PISA methodologie levert een macroscopische gel door nanoschaal verstrengeling van de nanodeeltjes filamenten. Deze gels hebben potentieel als steriliseerbaar gels vanwege hun thermoreversibele sol-gel gedrag 12 getoond.

NHOUD "> Dit protocol beschrijft een werkwijze mogelijkheid van het in situ bewaking van de vorming van wormachtige micellen door simpelweg observeren van de oplossingsviscositeit tijdens de polymerisatie. Eerdere studies soortgelijke wormachtige micellaire gels hebben aangetoond dat boven een kritische temperatuur, deze nanodeeltjes ondergaan omkeerbare worm bol overgang en vormen zo vrijvloeiend dispersies bij verhoogde temperaturen. tot op heden zijn deze systemen een thermisch gevoelige azoverbinding de gecontroleerde polymerisatie 13,14 en dus geleren niet onmiddellijk kunnen worden waargenomen in deze systemen gebruikt leiden tijdens de thermische polymerisatie. uit deze studies werd verondersteld dat PISA synthese verkregen nanodeeltjes bij lagere temperaturen mogelijk maken waarnemingen van deze geleringsgedrag in situ.

Meldde onlangs we het gebruik van een gemakkelijke kamertemperatuur fotopolymerisatie techniek om de PISA proces om nanodeeltjes verkregen mediërenverschillende morfologieën 15. Hier wordt een gevisualiseerd gepresenteerde protocol voor de reproduceerbare synthese van wormachtige micellen en houdt de oplossingsviscositeit gedrag tijdens de polymerisatie. De dispersiepolymerisatie direct plaatsheeft gebruikmaking van commercieel verkrijgbare lichtdiodes (LEDs) (λ = 460 nm, 0,7 mW / cm 2).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Synthese en karakterisering van POEGMA Macro-CTA

  1. Oligo (ethyleen glycol) methyl ether methacrylaat (OEGMA) (12 g, 4 x 10 -2 mol), 4-cyaan-4- (phenylcarbonothioylthio) pentaanzuur (CPADB) (0,224 g, 8 x 10 -4 mol) toe, 2,2'-azobis (2-methylpropionitril) (AIBN) (16,4 mg, 0,1 mmol) en 50 ml acetonitril (MeCN) in een 100 ml rondbodemkolf.
  2. De erlenmeyer met geschikte afmetingen rubber septum en staaldraad en laat de kolf kamertemperatuur tot <4 ° C in een ijs-waterbad.
  3. Deoxygenate de kolf gedurende 30 min door stikstof direct in het reactiemengsel door een 21 G naald (0,8 mm x 120 mm) met een tweede 21 G naald (0,8 mm x 38 mm) fungeren als ontluchting.
  4. Plaats de kolf in een oliebad bij 70 ° C gedurende 5,5 uur voor het afschrikken de polymerisatie door onderdompeling in een ijs-waterbad en de inhoud bloot te stellen aan lucht.
  5. Verwijder de MeCN door roeren onder acontinue persluchtstroom en opnieuw los het ruwe mengsel in ~ 40 ml tetrahydrofuran (THF).
  6. Voeg de inhoud van de kolf druppelsgewijs aan 400 ml van een snel geroerd mengsel van aardoliefracties (kookpunt 40-60 ° C) en diethylether (70:30, v / v) en blijf roeren totdat het supernatant niet meer troebel.
    Noot: koelen in een ijsbad kan worden gebruikt om het neerslaan te versnellen.
  7. Decanteer het supernatant en weer los het residu op in polymeer ~ 40 ml THF.
  8. Herhaal de precipitatie werkwijze (stappen 1,5-1,7) ten minste twee keer om volledige verwijdering van het resterende monomeer OEGMA waarborgen. Verwijder het oplosmiddel uit de gezuiverde POEGMA macro-CTA enerzijds door roeren onder een continue stroom van perslucht en drogen in een vacuümoven (20 ° C, 10 mbar) gedurende 4 uur.
  9. Bepaal het aantalgemiddelde molecuulgewicht van het POEGMA macro-CTA Nuclear Magnetic Resonance (NMR) (Mn, NMR) onder toepassing van een eerder beschreven werkwijze 15 (GPC) (dimethylaceetamide als mobiele fase en geschikt voor ijkingsdoeleinden) bepaal het poly- dispersiteit (D).
    Let op: Het gebruik van de bovenstaande synthese (stappen 1,1-1,8) moet een POEGMA macro-CTA met Mn, NMR = 9.000, en Ð <1,15 opleveren. Als het molecuulgewicht (en dispersiteit) van de gesynthetiseerde POEGMA macro-CTA verschilt van de synthese hier gepresenteerde (tussen 7000 - 1000 g / mol), de vorming van wormachtige micellen (zoals aangegeven door in situ gelering) nog altijd mogelijk via de daaropvolgende PISA methodiek gepresenteerd in (deel 2), zij het in een iets gewijzigde reactietijd.

2. Voorbereiding van POEGMA- b -PBzMA nanodeeltjes door middel van PISA

  1. Maak een 1 mg / ml voorraadoplossing van Ru (bpy) 3 Cl 2. 6H 2 O in ethanol (EtOH). Bewaar de voorraadoplossing in de koelkast om oplosmiddelverdamping te minimaliseren.
  2. Sluit een Pasteur pipet met een kleine prop watten met behulp van een tweede pipet te helpen inpakken het strak. Pour basisch aluminiumoxide in de pipet met watten prop op een kolom van ongeveer 5 cm te geven. Verwijder de monomethylether hydrochinon inhibitor commerciële BzMA door het passeren ~ 3 ml BzMA door de kolom en het verzamelen van de deinhibited BzMA eluent.
  3. Voeg POEGMA macroCTA (~ 9000 g / mol, 76,9 mg, 8,5 x 10 -6 mol)., Deinhibited BzMA (0,301 g, 1,71 x 10 -3 mol), Ru (bpy) 3 2 Cl 6H 2 O (128 ug, 1,71 x 10 -7 mol, 128 ui van een 1 mg / ml voorraadoplossing in ethanol), 0,383 ml MeCN en 1,402 ml EtOH (1,913 ml totaal oplosmiddel 80 gew%, 20 v / v% MeCN) een 4 ml glazen flesje .
  4. Voer de deoxygenatie procedure zoals beschreven in stappen 1.2-1.3.
  5. Plaats de flacon in een 2000 ml bekerglas (figuur 2) bekleed met blauwe LED-strips max = 460nm, 0,7 mW / cm 2) en bestralen bij kamertemperatuur onder magnetisch roeren. Controleer de reactieflacon gewoonlijk na 20 uur en verwijderen uit de reactor als de hoge viscositeit oplossing vormt een vrijstaande gel bij het ​​flesje omgekeerd (Figuur 3).
    Opmerking: De totale tijd om een ​​vrijstaande gel verkregen moet ongeveer 24 h blauw licht bestraling met de hier gepresenteerde omstandigheden. Kleine verschillen in het licht bestraling reactoren (fysieke afmetingen, intensiteit, etc.) kunnen enigszins andere omstandigheden (met name reactietijd) nodig hebben om de in situ vorming van wormachtige micellen bereiken.
  6. Na het verwijderen uit de reactor, doven de polymerisatie bij blootstellen van de gel nanodeeltjes lucht gedurende enkele minuten en opslaan van de gesloten injectieflacon rechtop in het donker.

3. transmissie-elektronenmicroscopie (TEM) beeldvorming van nanodeeltjes morfologie

  1. Leg ongeveer 40 mg van het ruwe nanopaArtikel gel (uit paragraaf 2) in een 4 ml glazen flacon.
  2. Continu roeren de nanodeeltjes onder toepassing van een vortex mixer en voeg 4 ml EtOH druppelsgewijs in een periode van tenminste 5 min. De gel moet een vrijstromend oplossing tijdens de oplosmiddeladditievormen geworden.
    Opmerking: Als de gel te snel of onvoldoende geroerd verdund met EtOH, wat precipitatie van nanodeeltjes optreden. Zie stap 3.3.
  3. Verwijder eventuele macroscopische aggregaten uit het verdunde nanodeeltjes door te filteren door glaswol.
  4. Voer TEM beeldvorming (met uranyl acetaat kleuring) van het verdunde monster volgens een eerder beschreven procedure. 15

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

In deze studie wordt tweestaps polymerisatie protocol voor de synthese van wormachtige micellen met een PISA benadering (figuur 1). In de eerste stap wordt de polymerisatie van OEGMA uitgevoerd waarbij een POEGMA macro-CTA die kan worden gebruikt als stabilisator in de volgende polymerisatiestap. De opbrengst polymerisatie PET-VLOT onder dispersie omstandigheden als gevolg van de onoplosbaarheid van PBzMA in ethanol wat uiteindelijk leidt tot de vorming van nanodeeltjes. Tijdens de polymerisatie, kan de oorspronkelijk transparante reactiemengsel worden waargenomen troebel volgens een dispersiepolymerisatie worden en uiteindelijk overgaat tot een zeer viskeuze gel-achtige toestand hetgeen de vorming van wormachtige micellen (figuur 3). Indicaties van een polymerisatie "levend" zijn duidelijk (Figuur 1A) met lage polymeer dispersities (D <1,3) en een goede correlatie tussen de moleculaire wacht en monomeeromzetting. Bovendien GPC sporen (figuur 1B) geven een overwegend unimodale verdeling met variërende conversie hoewel sommige hoogmoleculaire beëindiging en laag gewicht tailing molecuulgewicht waargenomen in dit systeem. Belangrijk is dat deze "dode" polymeerketens niet in voldoende hoeveelheid om de vorming van zuivere wormachtige micellen remmen. De verschuiving van de molecuulgewichtsverdeling met toenemende omzetting stelt de overheersende vorming van POEGMA- b -PBzMA diblokcopolymeren met een nauwe verdeling van ketenlengten.

Figuur 2A illustreert het licht reactor opstelling in dit experiment waarbij een 1 meter commerciële LED strip (λ = 460 nm, 4,8 W / m) is gewikkeld binnen 2 L beker. In onze experimenten werd ook bepaald dat een huishoudenlamp met eenzelfde blauw licht intensiteit (Figuur 1B) ook kan worden gebruikt in de PET-P RAFTISA proces.

Figuur 4 toont dat de vorming van de wormachtige micel morfologie ook haalbaar onder verschillende reactieomstandigheden zoals variabele types flacon reagenssamenstellingen maar ook wanneer de lichtbron wordt toegepast in een intermitterende wijze. Dit betekent dat ondanks de sterke invloed van lichtinval op polymerisatiesnelheid meeste fotopolymerisatie systemen, het geleringsgedrag in de PET-RAFT PISA protocol kan nog steeds worden gebruikt als indicator wormachtige micelvorming. Dit is een belangrijk resultaat, omdat meestal ex situ TEM beeldvorming nodig is om het bewijs van wormachtige micelvorming bieden. Behalve de waargenomen geleringsgedrag moet vorming van zuiver wormachtige micellen worden bevestigd door het waarnemen van de morfologie van een aanzienlijke hoeveelheid nanodeeltjes (> 100) van TEM (met uranyl acetaat kleuring). Als gedeeltelijke blaasje morfologie worden waargenomenDe bestralingstijd worden verlaagd; Omgekeerd als sferische micellen worden geconstateerd bestralingstijd geringe mate verhoogd.

Figuur 1
Figuur 1. De reactie regeling voor het synthetiseren wormachtige micellen met behulp van PET-VLOT, een levende fotopolymerisatie techniek. (Boven) Twee stap aanpak voor de synthese van wormachtige micellen met behulp van een PISA aanpak. (Onder) Kinetische studie demonstreren (A) de ontwikkeling van molecuulgewicht en poly- dispersiteit tijdens de polymerisatie PISA en (B) de ontwikkeling van de molecuulgewichtsverdeling van gelpermeatiechromatografie (GPC) die aangepast. Aangepast met toestemming van ref 15. Copyright (2015) American Chemical Society. Klik hier om een grotere versio bekijkenn van deze figuur.

Figuur 2
Figuur 2. Digitale foto's van verschillende zichtbaar licht reactoren. (A) De circulaire reactor gebruikt in deze studie bekleed met blauwe LED strips max = 460 nm, 0,7 mW / cm 2). (B) A lampen voor huishoudelijk gebruik voorzien van een 5 W lamp die ook gebruikt kan worden in dit protocol. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figuur 3
Figuur 3. Representatieve digitale foto van een PET-RAFT PISA gemedieerde polymerisatie. Beelden werden genomen (A) voor polymerisatie, (B) na 15 uurs en (C) na 24 uur na bestraling met zichtbaar licht. Tijdens de polymerisatie, de oorspronkelijk transparante reactiemengsel troebel wordt en uiteindelijk overgangen naar een vrijstaande gel staat indicatief zijn voor de in situ vorming van wormachtige micellen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figuur 4
Figuur 4. Karakterisering en TEM beelden van POEGMA- b -PBzMA diblokcopolymeren gevormd met behulp van een PET-VLOT PISA aanpak waardoor wormachtige micellen. TEM beelden (en digitale foto inserts) van de worm-achtige micellen gevormd met behulp van verschillende omstandigheden polymerisatie. (A) en (C) werden 24 uur verlicht terwijl (B) Vereist een totaal ON / OFF bestraling tijd van 39 uur voor het geleren (bij gebruik van een 10.000 g / mol POEGMA macro-CTA). In elk geval is een hoge viscositeit gel gevormd die karakteristiek is voor de vorming van wormachtige micellen. Aangepast met toestemming van ref 15. Copyright (2015) American Chemical Society. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Deze gevisualiseerd protocol toont het vermogen om de vorming van micellen wormachtige controleren simpelweg door naar het begin van gel-achtig gedrag. De bruikbaarheid van deze aanpak ligt in het vermogen om de vorming worm tijdens de polymerisatie te controleren in vergelijking met andere methoden. Deze procedure kan worden uitgevoerd onder toepassing van een tweestaps polymerisatie van twee commercieel verkrijgbare monomeren (OEGMA en BzMA) zelf-geassembleerde POEGMA- b -PBzMA amfifiele diblokcopolymeren verkregen.

Hierbij moet worden opgemerkt dat reactoren met verschillende geometrieën reactor, lichtintensiteiten, etc., vergeleken met die in figuur 2 kunnen enigszins andere omstandigheden vereisen om wormachtige micel gels verkregen. Door de absorptie eigenschappen van de ruthenium-katalysator, polymerisatie kan alleen plaatsvinden tegen een redelijke prijs onder blauw zichtbaar licht. In principe kunnen andere katalysatoren met verschillende absorptie van licht worden gebruikt. Zorg moet worden genomen om de worm geen reactie gels in de reactor te lang anders macroscopische precipitaten kunnen beginnen te vormen. Dit gebeurt omdat de nanodeeltjes proberen te reorganiseren vesiculaire structuren maar wordt geremd door het zeer viskeuze medium. In sommige gevallen hebben we de vorming van gedeeltelijke blaasjes (kwal of octopi structuren) via TEM beeldvorming waargenomen wanneer de polymerisatie in de reactor na de eerste waarneming van een vrijstaande gelachtige toestand werd gehouden.

De toegankelijkheid van deze technologie te verhogen, werden de PET-RAFT PISA polymerisaties die in dit protocol uitgevoerd bij kamertemperatuur zonder externe temperatuurregeling (koelventilator waterbad etc.). Bovendien, de lage wattage LED strips geen waarneembare toename in de flacon temperaturen vormen tijdens het verloop van de polymerisatie (minder dan 5 ° C). Hoewel het bekend is dat de polymerisatiesnelheid is sterk afhankelijk van de temperatuur, inhibition van het vermogen van de worm-achtige micellen naar macroscopische gel-achtig gedrag ook veroorzaken wanneer polymeriseren bij 50 ° C is niet waargenomen.

Verkrijgen kortere wormachtige micellen (gemiddeld) is ook mogelijk door het verwijderen van de lichtbron voor het reactiemedium een ​​vrijstaande toestand bereikt, maar een merkbare toename van de viscositeit. Deze benadering kan gunstig zijn, aangezien verdunning van deze "zachtere" gels (zonder neerslag) voor analyse aanzienlijk eenvoudiger in vergelijking met de vrijstaande gels. Op soortgelijke wijze kunnen sferische micellen worden verkregen door vermindering van de bestralingstijd nog verder; meestal na het eerste optreden van troebeling tijdens de polymerisatie.

In principe zou een reeks verschillende solvophillic monomeren worden gebruikt in plaats van OEGMA (bijvoorbeeld poly (2-hydroxyethylmethacrylaat), poly (methacrylzuur) maar sommige optimalisatie van de polymerisatie kinetiek en zelfassemblage parametersnodig zijn. Een grote levendigheid van de homopolymerisatie van de macro-CTA worden gedemonstreerd, teneinde de efficiëntie van de daaropvolgende polymerisatie PISA verhogen. Echter, zolang de loop van de polymerisatie voldoende zuiver wormachtige micel fase bestaat gelering nog altijd mogelijk. De bruikbaarheid van de gepresenteerde aanpak is het feit dat verschillende lengte macro-CTA stabilisatoren kunnen worden gebruikt zonder aanzienlijk reoptimize de procedure voor de vorming wormachtige micellen. In dit protocol werd de POEGMA macro-CTA gesynthetiseerd onder toepassing van een thermisch geïnitieerde RAFT protocol echter, hebben we ook aangetoond dat het vermogen om POEGMA genereren met high-end chain trouw met een homogene PET-RAFT protocol 16. Hoewel structureel vergelijkbaar monomeren BzMA zijn ook gerapporteerd wormachtige micel gelen 17 te vormen, is het waarschijnlijk dat slechts een beperkt aantal monomeren kunnen gecontroleerde polymerisatie radicaal dispersie ondergaan yield wormachtige micellen met een aanzienlijke gelering eigenschappen.

Hoewel verschillende opstellingen reactor (inclusief reactieflacon geometrie) kan resulteren in verschillende polymerisatiesnelheden meeste fotopolymerisatie systemen de mogelijkheid om visueel volgen de in situ vorming van wormachtige micellen helpt deze beperking te omzeilen wanneer een PET-RAFT PISA benadering. Hierdoor kan de polymerisatietijd worden gewijzigd afhankelijk van de precieze reactor setup uitgevoerd. Het is bekend dat de wormachtige micel fase moeilijk te produceren in hoge zuiverheid en opbrengst, maar in de gepresenteerde aanpak kunnen wij worm-achtige deeltjes produceren bij een vaste stofgehalte> 10 gew% kan zijn. Belangrijker, de vorming van deze deeltjes tijdens de polymerisatie plaats voorgaande aan de hand waarvan wormachtige micel synthese alleen kunnen worden bevestigd na het doven van de polymerisatie en het uitvoeren van ex situ TEM beeldvorming worden gecontroleerd.

Importantly, het vermogen om reproduceerbaar produceren deze hoge aspectverhouding nanodeeltjes hoog vastestofgehalte heeft belangrijke implicaties voor een aantal toepassingen bijzonder in de biologische arena geneesmiddelafgifte dragers. Een aantal studies hebben de interessante gedrag van niet-sferische morfologie biologische milieus aangetoond zoals een verhoogde bloedsomloop tijd in vergelijking met hun tegenhangers sferische 11 of afwijkende cel-opname gedrag 10. Hoewel deze deeltjes worden gesynthetiseerd in ethanolische oplossing, hebben we eerder aangetoond dat onder bepaalde omstandigheden de dialyse morfologie van deze PISA nanodeeltjes in waterige oplossing 10 kan worden vastgehouden. Het voordeel van deze aanpak is de mogelijkheid om eerst inkapselen slecht in water oplosbare geneesmiddelen onder ethanolische verspreidingscondities voor dialyse in water voor biologisch onderzoek. Bovendien is het waarschijnlijk dat deze langwerpige deeltjes vertonen gevarieerd celopname behAvior opzichte van bolvormige structuren vanwege hun virusachtige morfologieën.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
4-Cyano-4-
(phenylcarbonothioylthio)pentanoic acid (CPADB)
Sigma-Aldrich 722995-5G
Oligo(ethylene glycol) methyl ether methacrylate (OEGMA) Sigma-Aldrich 447935-500ML Average Mn 300, contains 100 ppm MEHQ as inhibitor, 300 ppm BHT as inhibitor
2,2′-Azobis(2-methylpropionitrile) (AIBN) Sigma-Aldrich
Ru(bpy)3Cl2.6H2O Sigma-Aldrich 544981-1G
Benzyl methacrylate (BzMA) Sigma-Aldrich 409448-1L Contains monomethyl ether hydroquinone as inhibitor
Aluminium oxide (basic) Chem-Supply Pty Ltd Australia AL08371000
95% Ethanol (EtOH) Sucrogen Bio Ethanol 80889
Acetonitrile (MeCN) Chem-Supply Pty Ltd Australia RP1005-G2.5L
Tetrahydrofuran (THF) Chem-Supply Pty Ltd Australia TA011-2.5L
Petroleum Spirits (40-60 °C) Chem-Supply Pty Ltd Australia PA044-2.5L
Diethyl Ether Chem-Supply Pty Ltd Australia EA0362.5L
Dimethylacetamide (DMAc) VWR International Australia ALFA22916.M1 For GPC analysis
Pasteur pipettes (230 mm) Labtek 355.050.503
Glass beakers Labtek 025.01.902 (2L)/ 2110654 (1L) 2 L beaker is for attaching LED strips to form the circular reactor
Commercial LED strip EcoLab n/a λ = 460 nm, 4.8 W/m
4 ml Glass Vials Labtek APC502214B
0.9 ml Quartz Cuvette Starna Scientific Ltd 21/Q/2
Needle (0.8 mm x 38 mm) Beckton Dickson 302017 For deoxygenating reactions
Needle (0.8 mm x 120 mm) B Braun Australia 4665643 For deoxygenating reactions
Sleeve stopper septa (rubber septum) Sigma-Aldrich z564680/z564702
Stirring hotplates VWR International Australia/In Vitro Technologies 97018-488/RADRR91200
Vortex mixer VWR International Australia 412-0098
Vacuum oven In Vitro Technologies MEMVO200

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Yu, Y., Eisenberg, A. Control of Morphology through Polymer−Solvent Interactions in Crew-Cut Aggregates of Amphiphilic Block Copolymers. J. Am. Chem. Soc. 119 (35), 8383-8384 (1997).
  2. Zhang, L., Eisenberg, A. Thermodynamic vs Kinetic Aspects in the Formation and Morphological Transitions of Crew-Cut Aggregates Produced by Self-Assembly of Polystyrene-b-poly(acrylic acid) Block Copolymers in Dilute Solution. Macromolecules. 32 (7), 2239-2249 (1999).
  3. Zhang, L., Eisenberg, A. Multiple Morphologies of 'Crew-Cut' Aggregates of Polystyrene-b-poly(acrylic acid) Block Copolymers. Science. 268 (5218), 1728-1731 (1995).
  4. Yu, K., Zhang, L., Eisenberg, A. Novel Morphologies of "Crew-Cut" Aggregates of Amphiphilic Diblock Copolymers in Dilute Solution. Langmuir. 12 (25), 5980-5984 (1996).
  5. Blanazs, A., Ryan, A. J., Armes, S. P. Predictive Phase Diagrams for RAFT Aqueous Dispersion Polymerization: Effect of Block Copolymer Composition, Molecular Weight, and Copolymer Concentration. Macromolecules. 45 (12), 5099-5107 (2012).
  6. Ladmiral, V., Semsarilar, M., Canton, I., Armes, S. P. Polymerization-induced self-assembly of galactose-functionalized biocompatible diblock copolymers for intracellular delivery. J. Am. Chem. Soc. 135 (36), 13574-13581 (2013).
  7. Sugihara, S., Blanazs, A., Armes, S. P., Ryan, A. J., Lewis, A. L. Aqueous Dispersion Polymerization: A New Paradigm for in Situ Block Copolymer Self-Assembly in Concentrated Solution. J. Am. Chem. Soc. 133 (39), 15707-15713 (2011).
  8. Wan, W. M., Hong, C. Y., Pan, C. Y. One-pot synthesis of nanomaterials via RAFT polymerization induced self-assembly and morphology transition. Chem. Comm. (39), 5883-5885 (2009).
  9. Semsarilar, M., Jones, E. R., Blanazs, A., Armes, S. P. Efficient Synthesis of Sterically-Stabilized Nano-Objects via RAFT Dispersion Polymerization of Benzyl Methacrylate in Alcoholic Media. Adv. Mater. 24 (25), 3378-3382 (2012).
  10. Karagoz, B., et al. Polymerization-Induced Self-Assembly (PISA) - control over the morphology of nanoparticles for drug delivery applications. Polym. Chem. 5 (2), 350-355 (2014).
  11. Geng, Y., et al. Shape effects of filaments versus spherical particles in flow and drug delivery. Nat Nano. 2 (4), 249-255 (2007).
  12. Blanazs, A., et al. Sterilizable gels from thermoresponsive block copolymer worms. J. Am. Chem. Soc. 134 (23), 9741-9748 (2012).
  13. Pei, Y., Thurairajah, L., Sugita, O. R., Lowe, A. B. RAFT Dispersion Polymerization in Nonpolar Media: Polymerization of 3-Phenylpropyl Methacrylate in n-Tetradecane with Poly(stearyl methacrylate) Homopolymers as Macro Chain Transfer Agents. Macromolecules. 48 (1), 236-244 (2015).
  14. Fielding, L. A., Lane, J. A., Derry, M. J., Mykhaylyk, O. O., Armes, S. P. Thermo-responsive Diblock Copolymer Worm Gels in Non-polar Solvents. J. Am. Chem. Soc. 136 (15), 5790-5798 (2014).
  15. Yeow, J., Xu, J., Boyer, C. Polymerization-Induced Self-Assembly Using Visible Light Mediated Photoinduced Electron Transfer-Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization. ACS Macro Lett. 4 (9), 984-990 (2015).
  16. Xu, J., Jung, K., Corrigan, N. A., Boyer, C. Aqueous photoinduced living/controlled polymerization: tailoring for bioconjugation. Chem. Sci. 5 (9), 3568-3575 (2014).
  17. Pei, Y., et al. RAFT dispersion polymerization of 3-phenylpropyl methacrylate with poly[2-(dimethylamino)ethyl methacrylate] macro-CTAs in ethanol and associated thermoreversible polymorphism. Soft Matter. 10 (31), 5787-5796 (2014).

Tags

Chemie VLOT Dispersion polymerisatie Zelf geassembleerde nanodeeltjes-polymerisatie geïnduceerde Self-Assembly Photoredox Catalysis Fotopolymerisatie licht opgewekte Electron Transfer VLOT (PET-VLOT)
Facile Synthese van Worm-micellen door het zichtbare licht Mediated Dispersion polymerisatie onder toepassing van Photoredox Catalyst
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Yeow, J., Xu, J., Boyer, C. FacileMore

Yeow, J., Xu, J., Boyer, C. Facile Synthesis of Worm-like Micelles by Visible Light Mediated Dispersion Polymerization Using Photoredox Catalyst. J. Vis. Exp. (112), e54269, doi:10.3791/54269 (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