Waiting
Login processing...

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

Chemistry

סינתזה קלילה של Micelles תולעת דמוית ידי גלוי אור מתווכת פילמור נפיצה שימוש Photoredox Catalyst

Published: June 8, 2016 doi: 10.3791/54269
Automatic Translation
1,2,3, 1,2,3, 1,2,3
1Centre for Advanced Macromolecular Design (CAMD), The University of New South Wales, 2Australian Centre for NanoMedicine (ACN), The University of New South Wales, 3School of Chemical Engineering, The University of New South Wales

Introduction

הסינתזה של ננו-חלקיקי מורפולוגיה nonspherical (ואחרים) הושגה באופן מסורתי באמצעות הליך הרכבה עצמית רב שלבים החל הסינתזה וטיהור diblock amphiphilic המוגדר היטב (או multiblock) קופולימרים. אחת טכניקות הרכבה עצמית הנפוצות ביותר היה לפופולרי אייזנברג בשנת 1990 והיא כרוכה פירוקה של קופולימר בלוק amphiphilic בתוך ממס משותף לשני בלוקי הפולימר ואחריו התוספת האיטית של סלקטיבית ממס עבור אחת מהאבן 1-3 . כמו ממס סלקטיבית (בדרך כלל מים) הוא הוסיף, קופולימר לחסום עובר הרכבה עצמית כדי ליצור חלקיקים פולימריים. המורפולוגיה הסופית (או התערובות של מורפולוגיות) של החלקיקים נקבעות על ידי מספר רב של גורמים כגון האורכים היחסיים של כל בלוק פולימר, שיעור בנוסף מים ואת אופי הממס הנפוץ. עם זאת, גישה זו בדרך כלל מאפשרת רק לייצור nanoparticles ב תוכן מוצק נמוך יחסית (פחות מ -1% WT) וכך מגביל מדרגיות 4 מעשית. בנוסף, ההיווצרות לשחזור של פאזות "ביניים" כגון מיצלות תולעת דמוית יכולה להיות קשה בשל הטווח הצר של פרמטרים הדרושים כדי לייצב מורפולוגיה 5 nonspherical זה.

The-הרכבה עצמית המושרה פילמור (PISA) הגישה חלקית מענה לחסרונות של הגישה אייזנברג ידי ניצול תהליך פילמור עצמו לנהוג הרכבה עצמית באתרו המאפשר סינתזה nanoparticle ב הרבה תוכן מוצקים יותר (בדרך כלל 10-30% WT) 6 -8. בגישת PISA טיפוסית, תהליך פילמור חיים משמש שרשרת להאריך macroinitiator מסיס ממס (או מאקרו-CTA) עם מונומר כי הוא בתחילה מסיס מדיום התגובה אך מהווה פולימר מסיס. הגישה PISA נעשה שימוש כדי לסנתז מיצלות דמוית תולעת ידי בדיקת שיטתי מספר לשעבר פרמטרי perimental ושימוש דיאגרמות שלב מפורטים כמו "מפת דרכים" סינטתית 5,9.

למרות הסינתזה שלהם המאתגרת, יש עניין רב חלקיקים תולעית בשל המאפיינים המעניינים שלהם ביחס לעמיתיהם הכדוריים שלהם. לדוגמא, אנו הוכחנו כי טעון תרופה קצרה וארוכת מיצלות דמוית תולעת המסונתזת באמצעות גישת PISA יש גבוהה משמעותי רעיל במבחנה לעומת מיצלות כדורית או שלפוחית ​​10. אחרים הראו קשר בין יחס הממדים nanoparticle וזמן זרימת הדם in vivo מודלים 11. אחרים הראו כי הסינתזה של חלקיקים דמויי תולעת באמצעות מתודולוגיה PISA מתאימה מניבה ג'ל מקרוסקופית בשל ההסתבכות ננומטריים של סיבי ננו-חלקיקים. ג'ל אלו הוכיחו פוטנציאל כמו ג'לים sterilizable בשל התנהגות סול ג'ל thermoreversible שלהם 12.

ontent "> פרוטוקול זה מתאר שיטה המאפשרת ניטור באתרו של היווצרות של מיצלות דמוית תולעת פשוט על ידי התבוננות צמיגות פתרון במהלך פילמור. מחקרים קודמים של ג'לים micellar דמוית תולעת דומה הראו כי מעל לטמפרטורה קריטית, אלה חלקיקים עוברים מעבר תולעת-כדור הפיך וכך יוצרים תפוצות חופשיות זורמות בטמפרטורות גבוהות. נכון להיום, מערכות אלה השתמשו תרכובת אזו רגישה תרמי ליזום פילמור נשלט 13,14 וכך gelation לא יכול לצפות בקלות במערכות אלו במהלך פילמור התרמית. ממחקרים אלה, זה היה שיערותיו כי סינתזת חלקיקים נגזרים PISA בטמפרטורות נמוכות עשויה לאפשר תצפית של התנהגות gelation זו באתרו.

לאחרונה דיווחנו על השימוש בטכניקת photopolymerization הטמפרטורה קלילה חדר לתווך בתהליך PISA להניב חלקיקים שלמורפולוגיות שונות 15. כאן, פרוטוקול דמיין מוצג לסינתזה לשחזור של מיצלות דמוית תולעת על ידי התבוננות בהתנהגות הצמיגה הפתרון במהלך פילמור. התמורה פילמור פיזור בקלות באמצעות זמינים מסחרית דיודות פולטות אור (LEDs) (λ = 460 ננומטר, 0.7 mW / cm 2).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

סינתזה 1. אפיון POEGMA מאקרו-CTA

  1. להוסיף אוליגו (אתילן גליקול) methacrylate אתר מתיל (OEGMA) (12 גר ', 4 × 10 -2 mol), 4-cyano-4- (phenylcarbonothioylthio) חומצה pentanoic (CPADB) (0.224 גרם, 8 × 10 -4 mol), 2,2'-azobis (2-methylpropionitrile) (AIBN) (16.4 מ"ג, 0.1 מילימול) ו -50 מ"ל אצטוניטריל (MeCN) על 100 מ"ל עגול הבקבוק התחתון.
  2. חותם את הבקבוק עם חוט מחצה ופלדה גומי בגודל מתאים לקרר את הבקבוק מ בטמפרטורת החדר כדי <4 מעלות צלזיוס באמבט קרח-מים.
  3. Deoxygenate הבקבוק למשך 30 דקות על ידי מבעבע חנקן ישירות לתוך תערובת התגובה דרך (מ"מ 0.8 מ"מ x 120) 21 מחט G עם מחט שני 21 G (0.8 מ"מ x 38 מ"מ) מתנהג כמו פורקן.
  4. מניח את הבקבוק באמבט שמן על 70 מעלות צלזיוס במשך 5.5 שעות לפני מרווה את פילמור על ידי טבילה באמבט קרח-מים ועל חשיפת התכנים לאוויר.
  5. הסר את MeCN ידי תסיסה תחת acזרם ontinuous של אוויר דחוס מחדש לפזר את התערובת הגולמית ~ 40 מיליליטר tetrahydrofuran (THF).
  6. מוסיפים את תכולת הבקבוק dropwise ל -400 מ"ל של תערובת בחש במהירות של רוחות נפט (נ"ב 40-60 מעלות צלזיוס) ואתר diethyl (70:30, V / V) את האש וממשיכים לטגן עד supernatant הוא כבר לא מעוננים.
    הערה: קירור באמבט קרח ניתן להשתמש כדי להאיץ את התהליך המשקע.
  7. למזוג supernatant מחדש לפזר את שאריות פולימר ~ 40 מ"ל THF.
  8. חזור על התהליך ממטרים (שלבים 1.5-1.7) לפחות פעמיים נוספות על מנת להבטיח הסרה מלאה של מונומר OEGMA שיורית. הסר את הממס עודף מ-CTA מאקרו POEGMA מטוהרים ראשית ידי תסיסה תחת זרם רציף של אוויר דחוס וייבוש בתנור ואקום (20 ° C, 10 mbar) עבור 4 שעות.
  9. קבע את המשקל המולקולרי הממוצע המספר של CTA-מאקרו POEGMA ידי תהודה מגנטית גרעינית (NMR) (M n, NMR) בשיטה שדווחה בעבר 15 (GPC) (dimethylacetamide כשלב נייד בסטנדרטים המתאימים לכיול) לחשב את dispersity הפולימר (ד).
    הערה: שימוש סינתזה לעיל (שלבים 1.1-1.8) אמור להניב-CTA מאקרו POEGMA באות M n, תמ"ג = 9,000, ו- D <1.15. אם המשקל המולקולרי (ו dispersity) של CTA-מאקרו POEGMA המסונתז נבדל הסינתזה שהוצגה כאן (בין 7,000 - 1,000 g / mol), ההיווצרות של מיצלות דמוית תולעת (כפי שמסומן על-ידי gelation באתרו) עדיין יכול להתרחש באמצעות המתודולוגיה PISA לאחר שהוצגה (סעיף 2) אם כי זמן תגובה שונה מעט.

2. הכנת POEGMA- ב -PBzMA חלקיקי שימוש PISA

  1. הכן פתרון מניות 1 מ"ג / מ"ל של Ru (bpy) 3 Cl 2. 6H 2 O באתנול (EtOH). אחסן את פתרון המניות במקרר כדי למזער אידוי ממס.
  2. חבר פיפטה פסטר עם פיסה קטנה של צמר גפן בעזרת פיפטה שני כדי לעזור לארוז אותו בחוזקה. יוצקים תחמוצת אלומיניום בסיסית לתוך פיפטה עם תקע צמר גפן לתת טור של כ 5 ס"מ. הסר את מעכב הידרוקינון אתר monomethyl ב BzMA מסחרי על ידי העברת ~ 3 מ"ל של BzMA דרך העמודה ואיסוף eluent BzMA deinhibited.
  3. להוסיף POEGMA macroCTA (~ 9,000 g / mol; 76.9 מ"ג, 8.5 × 10 -6 mol)., Deinhibited BzMA (0.301 גרם, 1.71 × 10 -3 mol), רו (bpy) 3 Cl 2 6H 2 O (128 מיקרוגרם, 1.71 × 10 -7 mol, 128 μl של פתרון המניות 1 מ"ג / מ"ל האתנולית), 0.383 מ"ל MeCN ו 1.402 מ"ל EtOH (ממס הכולל 1.913 מ"ל, 80% WT, 20 v / v% MeCN) כדי בקבוקון זכוכית 4 מ"ל .
  4. בצע את הליך הרחקת החמצן כפי שמתואר צעדים 1.2-1.3.
  5. מניח את הבקבוקון בתוך כוס זכוכית 2,000 מיליליטר (איור 2) מרופד פסי LED כחולים (מקסימום λ = 460ננומטר, 0.7 mW / cm 2) ו מקרינים בטמפרטורת חדר עם ערבוב מגנטי. צג את הבקבוקון התגובה שגרתי לאחר 20 שעות ולהסיר אותו מהכור כאשר הפתרון צמיגות גבוהה יוצר ג'ל שעמד חופשי כאשר הבקבוקון הוא הפוך (איור 3).
    הערה: משך הזמן הכולל להניב ג'ל שעמד חופשי צריך להיות בערך 24 שעות של הקרנה תכלת באמצעות התנאים שהוצגו כאן. הבדלים קטנים כורה הקרנת האור (ממדים פיסיים, עוצם, וכו ') עשויים לדרוש תנאים שינו מעט (זמן תגובה במיוחד) כדי להשיג את ההיווצרות באתרו של מיצלות דמוית תולעת.
  6. לאחר הסרת מהכור, להרוות את פילמור על ידי חשיפת ג'ל ננו-חלקיקים לאוויר למשך מספר דקות ואחסון הבקבוקון סגור זקוף בחושך.

3. במיקרוסקופ אלקטרונים הילוכים (TEM) הדמיה של מורפולוגיה Nanoparticle

  1. מניח כ 40 מ"ג של nanopa הגולמיג'ל rticle (מסעיף 2) בבקבוקון זכוכית 4 מ"ל.
  2. ברציפות להתסיס את הג'ל ננו-חלקיקים בעזרת מערבל מערבולת ולהוסיף 4 מ"ל של EtOH dropwise על פני תקופה של 5 דקות לפחות. הג'ל צריך להיות פתרון חופשי זורם במהלך תוספת ממס.
    הערה: אם הג'ל הוא מדולל EtOH מהר מדי או לא נסער כראוי, כמה ממטרים של החלקיקים עלולים להתרחש. ראה שלב 3.3.
  3. הסר את כל אגרגטים מקרוסקופית מן החלקיקים בדילול ידי סינון דרך צמר זכוכית.
  4. בצע הדמיה TEM (עם מכתים אצטט uranyl) של המדגם מדולל פי נוהל שדווח בעבר. 15

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

במחקר זה, פרוטוקול פילמור שני שלבים משמש לסינתזה של מיצלות דמוית תולעת באמצעות גישת PISA (איור 1). בשלב הראשון, פילמור של OEGMA מתבצע מניב-CTA מאקרו POEGMA אשר יכול לשמש כמייצב צעד פילמור שלאחר מכן. תמורת פילמור PET-הרפסודה בתנאי פיזור בשל insolubility של PBzMA באתנול אשר מוביל בסופו של דבר להיווצרות ננו-חלקיקים. במהלך פילמור, את תערובת התגובה השקופה בתחילה ניתן לצפות להיות מעונן בהתאם פילמור פיזור ולבסוף מעברת למצב דמוי ג'ל צמיג מאוד מעיד על ההיווצרות של מיצלות דמוית תולעת (איור 3). אינדיקציות של פילמור "החיים" ניכרות (איור 1A) עם dispersities פולימר נמוך (ד <1.3) ו קורלציה טובה בין מולקולריים wשמונה והמרת מונומר. בנוסף, עקבות GPC (איור 1B) מצביעים על חלוקת unimodal בעיקר עם משתנים המרה למרות שחלקם סיום מולקולרי גבוה עוקב משקל מולקולרי נמוך הוא ציין במערכת זו. חשוב לציין, שרשרות פולימר "המתות" אלה אינן בכמות מספקת כדי לדכא את היווצרות מיצלות תולעית טהורה. המעבר של חלוקת המשקל המולקולרית עם הגדלת מרה מצביע על ההיווצרות השולטת של POEGMA- ב -PBzMA קופולימרים diblock עם הפצה צרה של אורכי שרשרת.

איור 2 א ממחיש את התקנת כור האור השתמשה בניסוי הזה שבו פס LED מסחרי 1 מטר (λ = 460 ננומטר, 4.8 W / m) הוא פצע בפנים 2 כוס L. בניסויים שלנו, זה גם נקבע כי מנורה ביתי עם עוצמת אור כחול דומה (איור 1B) יכול לשמש גם ב- P PET-רפסודהתהליך השב"כ.

איור 4 מדגים כי ההיווצרות של מורפולוגיה micelle תולעית גם השגה בתנאי תגובה אחרות כגון סוגי בקבוקון משתנים ויצירות מגיבות אבל גם אם מקור האור מוחל באופן לסירוגין. משמעות הדבר היא כי למרות ההשפעה החזקה של חדירת אור על שיעורי פילמור ברוב מערכות photopolymerization, התנהגות gelation בפרוטוקול PET-רפסודה PISA עדיין יכול לשמש כאינדיקטור אמין להיווצרות micelle דמוית תולעת. זוהי תוצאה חשובה מאז הדמית TEM באתרו לשעבר בדרך כלל נדרשה לספק ראיות של היווצרות micelle תולעת דמוית. מלבד התנהגות gelation ציין, היווצרות של מיצלות תולעית גרידא חייבת להיות מאושרת על ידי התבוננות מורפולוגיה של כמות משמעותית של חלקיקים (> 100) על ידי TEM (עם מכתים אצטט uranyl). אם מורפולוגיה שלפוחית ​​חלקיות נצפות, צריך להיות ירידת זמן ההקרנה; לעומת זאת אם מיצלות כדורית הם נצפו אז זמן הקרנה יש עלייה קלה.

איור 1
ערכת תגובה באיור 1. סינתזת מיצלות דמוית תולעת ב- PET-רפסודה, טכניקת photopolymerization חיים. (מעל) גישה דו-שלבית לסינתזה של מיצלות דמוית תולעת באמצעות גישת PISA. (להלן) מחקר אשר הוכיח קינטי (א) את האבולוציה של משקל מולקולרי פולימר dispersity במהלך פילמור PISA ו- (ב) את האבולוציה של חלוקת משקל מולקולרי כרומטוגרפיה ג'ל חלחול (GPC) עם המרה. המעובד באישור נ"צ 15. כל הזכויות שמורות (2015) האגודה האמריקנית לכימיה. אנא לחץ כאן כדי להציג versio גדולn של נתון זה.

איור 2
איור 2. צילומים דיגיטליים של כורי אור הנראה שונים. (א) הכור העגול ששמש במחקר זה מרופד כחול LED רצועות (λ מקסימום = 460 ננומטר, 0.7 mW / cm 2). (ב) מנורות ביתיות מצוידות בנורת W 5 שיכולים לשמש גם בפרוטוקול זה. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 3
איור 3. תמונות דיגיטליות נציג של פילמור PET-רפסודה בתיווך PISA. תמונות צולמו (א) לפני פילמור, (ב) לאחר 15 שעותים ו (ג) לאחר 24 שעות של הקרנת אור גלויה. במהלך פילמור, את תערובת התגובה השקופה בתחילה הופכת מעוננת ולבסוף מעברת מדינת ג'ל שעמד חופשית מעידה על היווצרות באתרו של מיצלות דמוית תולעת. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 4
איור 4. אפיון TEM תמונות של POEGMA- ב -PBzMA diblock קופולימרים נוצרו באמצעות גישת PET-רפסודת PISA מניבה מיצלות תולעית. תמונות TEM (ומוסיף צילום דיגיטלי) של מיצלות דמוית תולעת נוצרה באמצעות תנאים פילמור שונים. (א) ו- (ג) הוארו למשך 24 שעות ואילו (B) נדרש זמן הקרנה הכולל ON / OFF של 39 שעות לפני gelation (כשמשתמשים 10,000 g / mol POEGMA מאקרו-CTA). בכל מקרה, ג'ל צמיגות גבוהה נוצר אופייני ההיווצרות של מיצלות דמוית תולעת. המעובד באישור נ"צ 15. כל הזכויות שמורות (2015) האגודה האמריקנית לכימיה. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

פרוטוקול דמיין זה מדגים את היכולת לפקח על ההיווצרות של מיצלות דמוית תולעת פשוט על ידי התבוננות הופעת ההתנהגות דמוית ג'ל. השירות של גישה זו טמון ביכולת לפקח היווצרות תולעת במהלך פילמור בהשוואה לשיטות אחרות. הליך זה יכול להתבצע באמצעות פילמור שני שלבים של שני מונומרים זמינים מסחרית (OEGMA ו BzMA) להניב -PBzMA ב POEGMA- עצמית התאספו קופולימרים diblock amphiphilic.

יצוין כאן כי כורה בגיאומטריות כור שונות, בעוצמות אור, וכו ', בהשוואה לאלו באיור 2 עשויים לדרוש שינוי קל בתנאי להניב ג'לים micelle דמוי תולעת. בשל מאפייני הקליטה של ​​זרז רותניום מבוסס, פילמור יכול להתרחש רק בקצב סביר תחת אור הכחול הנראה. באופן עקרוני, זרזים אחרים בעלי תכונות קליטות אור שונים גם יכולים לשמש. יש להקפיד שלא להשאיר את הג'לים תולעת בכור מדי זמן אחר משקעים מקרוסקופית עשויים להתחיל להתגבש. תופעה זו מתרחשת משום החלקיקים מנסים לארגן מחדש לתוך המבנים שלפוחי אבל מעוכב על ידי המדיום הצמיג מאוד. במקרים מסוימים, ראינו היווצרות של שלפוחית ​​חלקית (מבני מדוזה או octopi) באמצעות הדמית TEM כאשר פילמור הוחזק הכור מעבר התצפית הראשונה של מדינה דמוית ג'ל שעמד חופשי.

כדי להגדיל את הנגישות של טכנולוגיה זו, polymerizations PET-רפסודת PISA דיווח בפרוטוקול זה בוצע בטמפרטורת חדר בלי ויסות טמפרטורה חיצונית (מאוורר, אמבט מים וכו '). בנוסף, הזרם החשמלי הנמוך רצועות LED אינן מייצרות עליות נצפה טמפרטורות הבקבוקון במהלך פילמור (פחות מ -5 מעלות צלזיוס). אמנם זה ידוע היטב כי שיעור פילמור יש תלות חזקה על הטמפרטורה, Inhibition של היכולת של מיצלות דמוית תולעת להשרות התנהגות דמוית ג'ל מקרוסקופית גם כאשר polymerizing על 50 מעלות צלזיוס לא נצפה.

קבלת מיצלות תולעית קצרה (בממוצע) היא גם אפשרית על ידי הסרת מקור האור לפני מדיום התגובה הגיע למצב שעמד חופשי אך יש עלייה ניכרת צמיגות. גישה זו עשויה להיות חיובית מאז דילול של אלה ג'לים "רך" (ללא ממטרים) לניתוח הוא משמעותי יותר קל לעומת הג'לים-שעמד חופשי. באופן דומה, מיצלות כדורית עשויה להיות מושגת על ידי צמצום זמן הקרנה עוד יותר; בדרך כלל לאחר התחילה הראשונה של עננות במהלך פילמור.

באופן עקרוני, מגוון של מונומרים solvophillic שונים יכול לשמש במקום OEGMA (למשל, פולי (methacrylate 2-hydroxyethyl), פולי (חומצה methacrylic) אולם חלק אופטימיזציה של קינטיקה פילמור ופרמטרים הרכבה עצמיתיהיה צורך. Livingness גבוהה של homopolymerization של-CTA מאקרו אכן הפגינו על מנת להגביר את היעילות של פילמור PISA שלאחר מכן. עם זאת, כל עוד שלב micelle תולעית טהור מספיק קיים במהלך פילמור, gelation יכול עדיין להתרחש. השירות של הגישה המוצגת נעוץ בעובדה כי אורך שונה מייצבים מאקרו-CTA ניתן להשתמש ללא הצורך reoptimize ההליך באופן משמעותי לעיצוב מיצלות דמוית תולעת. בפרוטוקול זה, את CTA מאקרו POEGMA היה מסונתז באמצעות פרוטוקול רפסודה יזם תרמית עם זאת, אנו גם הדגימו את היכולת ליצור POEGMA עם נאמנות גבוהה שרשרת-end באמצעות פרוטוקול PET-רפסודה הומוגנית 16. למרות מונומרים דומה מבני BzMA דווח גם כדי ליצור ג'ל micelle דמוית תולעת 17, סביר להניח כי רק מספר מוגבל של מונומרים מסוגל לעבור פילמור פיזור רדיקלי מבוקר Yieמיצלות ld דמויות תולעת עם מאפייני gelation משמעותיים.

למרות setups כור השונה (כולל גיאומטרית בקבוקון תגובה) יכול לגרום משתנים שיעורי פילמור ברוב מערכות photopolymerization, היכולת חזותית לפקח על היווצרות באתרו של מיצלות דמוית תולעת עוזרת להתגבר על מגבלה זו בעת שימוש בגישת PISA PET-הרפסודה. כתוצאה מכך, בפעם פילמור ניתן לשנות, ובהתאם להגדרות הכור המדויקות מיושמות. העובדה ידועה היא כי שלב micelle דמוית התולעת יכול להיות קשה לייצר טוהר גבוה תשואה, אולם הגישה המוצגת אנו מסוגלים לייצר חלקיקים דמויי תולעת בכל תוכן מוצק> 10% WT. חשוב לציין, ההיווצרות של חלקיקים אלה יכול להיות במעקב במהלך פילמור ולא על כתבות קודמות לפיה סינתזת micelle תולעית ניתן לאשר רק לאחר מרווה את פילמור וביצוע הדמית TEM באתרו לשעבר.

importantly, את היכולת ליצור אלה חלקיקי יחס ממדים גבוהים reproducibly ב תוכן מוצק גבוהה יש השלכות חשובות על מספר היישומים במיוחד בזירה הביולוגית כנישאי משלוח סמים. מספר מחקרים הדגימו את ההתנהגות המעניינת של מורפולוגיות הלא כדוריות בסביבות ביולוגיות כגון זמן זרימת דם מוגבר לעומת עמיתיהם הכדוריים שלהם 11 או משתנים התנהגות תא-ספיג 10. בעוד החלקיקים הללו מסונתזים בתמיסה האתנולית, שהראנו בעבר כי בתנאי דיאליזה המתאימים את המורפולוגיה של חלקיקי PISA אלה ניתן להיעזר בתמיסה מימית 10. היתרון של גישה זו טמונה ביכולת ראשית לתמצת רפויים מסיסות במים גרועים בתנאי פיזור האתנולית לפני הדיאליזה לתוך מים עבור מחקר ביולוגי. בנוסף, סביר להניח כי חלקיקים מאורכים אלה מפגינים ביה ספיגה תא מגוונתאביאור ביחס מבנים כדוריים בשל מורפולוגיה הווירוס דמוי שלהם.

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

כימיה גיליון 112 פילמור הנפיצה רפסודה חלקיקים עצמיים התאסף פילמור מושרה הרכבה עצמית Photoredox קטליזה photopolymerization רפסודת העברה ומושרי אלקטרונים (PET-רפסודה)
סינתזה קלילה של Micelles תולעת דמוית ידי גלוי אור מתווכת פילמור נפיצה שימוש Photoredox Catalyst
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Yeow, J., Xu, J., Boyer, C. Facile… More

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