جزيئات الصبغة العضوية والجسيمات النانوية المحولة المطلية بحمض الأوليك ليست قابلة للذوبان في الماء. يصف هذا البروتوكول طريقة "التوصيل والتشغيل" التي تمكن من نقل جزيئات الصبغة العضوية وتحويل الجسيمات من مذيبها الأولي الكارهة للماء إلى الماء.
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
جزيئات الصبغة العضوية والجسيمات النانوية المحولة المطلية بحمض الأوليك ليست قابلة للذوبان في الماء. يصف هذا البروتوكول طريقة "التوصيل والتشغيل" التي تمكن من نقل جزيئات الصبغة العضوية وتحويل الجسيمات من مذيبها الأولي الكارهة للماء إلى الماء.
في هذا البروتوكول ، نصف أولا إجراء لتصنيع الجسيمات النانوية المخدرة باللانثانيد (UCNPs). ثم نوضح كيفية توليد البوليمرات البرمائية في الموقع ، ونصف بروتوكولا لتغليف UCNPs المحضرة وجزيئات الصبغة العضوية المختلفة (البورفيرين والثنائيات الليثين) باستخدام أغلفة البوليمر لتشكيل تجميعات نانوية مستقرة قابلة للتشتت بالماء. تتميز عينات التجميع النانوي التي تحتوي على كل من UCNPs والأصباغ العضوية diarylethene بخصائص كيميائية ضوئية وفيزيائية مثيرة للاهتمام. عند الأشعة فوق البنفسجية 365 نانومتر ، تخضع مجموعة diarylethene لتغيير بصري في اللون. عندما يتم تشعيع العينات بضوء مرئي بطول موجي محدد آخر ، يتلاشى اللون وتعود العينات إلى الحالة الأولية عديمة اللون. تنبعث العينات أيضا من الضوء المرئي من UCNPs عند التشعيع بضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة 980 نانومتر. يمكن ضبط شدة انبعاث العينات من خلال التشعيع البديل مع الأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي. يمكن إجراء تعديل التألق لعدة دورات دون تدهور ملحوظ للعينات. يسمح إجراء التغليف متعدد الاستخدامات هذا بنقل الجزيئات الكارهة للماء والجسيمات النانوية من مذيب عضوي إلى وسط مائي. يساعد البوليمر في الحفاظ على بيئة مكروية شبيهة بالدهون للجزيئات العضوية للمساعدة في الحفاظ على سلوكها الكيميائي الضوئي في الماء. وبالتالي ، فإن هذه الطريقة مثالية لإعداد أنظمة الاستجابة للضوء القابلة للتشتت بالماء. استخدام ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة لتنشيط الجسيمات النانوية المحولةيسمح باستخدام ضوء طاقة أقل لتنشيط التفاعلات الضوئية بدلا من الأشعة فوق البنفسجية الأكثر ضررا.
اليوم لا يزال هناك حاجة ملحة لتطوير أنواع جديدة من وكلاء التصوير الحيوي. وقد تم توثيق العديد من تحقيقات الفلورسنت الرواية أيضا. 1-6 ومع ذلك، وإدخال تحسينات كبيرة في دقة وضوح الصورة لا تزال تشكل تحديا. 7 أسلوب واحد العملي هو أن تعدل مباشرة تحقيقات مضان بين "الخفيفة" دولة انبعاثاتها و"المظلمة" دولة مروي. وقد تم تطبيق هذه الطريقة 12/8 خاص لتطوير تكنولوجيات مثل استنزاف الانبعاث المستحث (STED) المجهري 13 ومؤشر ستوكاستيك المجهر إعادة البناء الضوئي (STORM) (14).
مقاربة أخرى لتعديل مضان هو زوجين حاملات photoresponsive جنبا إلى جنب مع تحقيقات الفلورسنت. 15،16 تبديل حامل اللون photoresponsive بين أيزومرين حيث واحد فقط من أيزومرات يمكن أن تكون بمثابة كفاءة متقبل الطاقة والنقل، ويسمح السيطرة على التبريد من مضان من عشره التحقيق من خلال نقل فورستر الرنين الطاقة (الحنق) وغيرها من الآليات. والنتيجة هي إقامة دولة انبعاثاتها ودولة مروي التي يمكن أن يكون بالتناوب عن التعرض للحامل اللون photoresponsive لأطوال موجية مختلفة من الضوء.
حاملات diarylethene Photoresponsive يمكن ان يكون مثبت عكسية بين عديم اللون أيزومر-حلقة مفتوحة وحلقة مغلقة الملونة إيزومر بعد التشعيع مع الأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي. 17-19 والاستقرار الحراري للاثنين الأيسومرات والانضباطي امتصاص أطياف مغلقة حلقة جعل الايزومرات diarylethenes المرشحين جيدة جدا، ويقبلون الحنق السيطرة عليها. النانوية مخدر انثانيد-20-23 NaYF 4 تحويله مفيدة للتصوير الحيوي. 24 هذه الجسيمات النانوية تمتص الضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة وينبعث الضوء في عدة مناطق من الطيف المرئي. تم مسبقا أمثلة مضان التشكيل من خلال الجمع بين حاملات diarylethene photoresponsive والنانويةذكرت viously مجموعتنا 25-27 ومع ذلك، فإن الأنظمة الموصوفة في كل سبيل المثال تتطلب تعديلا الاصطناعية إضافي إرفاق diarylethenes إلى السطح من الجسيمات النانوية، مما يعقد تطوير نظم أكثر تنوعا.
هنا علينا أن نظهر "التوصيل والتشغيل" طريقة بسيطة لتحضير جزيئات الصبغة العضوية التشتت في الماء والجسيمات النانوية تحويله photoresponsive باستخدام استراتيجية التجميع الذاتي. اختيار البوليمرات. بولي (styrene- بديل أنهيدريد -maleic) والبولي أمين 2070 توفر كل من بيئة مسعور وماء. الأقسام مسعور من العون البوليمر لعقد عادة المياه غير قابلة للذوبان الجزيئات العضوية والنانوية تحويله معا، في حين أن المنطقة ماء من البوليمر أمر بالغ الأهمية للحفاظ على القابلية للذوبان في الماء. سوف نظهر أولا توليف النانوية تحويله من طريقة التنوي الحراري. ثم، فإننا سوف تثبت حوث يتم تغليف الجزيئات العضوية والنانوية تحويله داخل المناطق مسعور من قذيفة البوليمر وتظل مستقرة في الأوساط المائية ببساطة عن طريق المشاركة في اثارة حل النانوية تحويله البوليمر ومختلفة جزيئات الصبغة العضوية، يليها إجراء متابعة العمل مريحة. علينا أن نظهر أيضا كيفية تعدل الانبعاثات مضان من المجالس باستخدام أشعة الضوء الخارجي. نتوقع نطاق استخدام هذا الأسلوب "التوصيل والتشغيل" لجعل سيستمر nanoassemblies التشتت في الماء في التوسع.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. توليف NaYF 4 / الإيتيربيوم 3+ / إيه 3+ تحويله النانوية (UCNP)
2. Nanoassemblies جمعية المياه التشتت تحتوي على العضوية صبغ الجزيئات النانوية وتحويله
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم جمع أطياف الامتصاص ومعان ضوئي الأطياف لعينة داي UCNP. وتستخدم أطياف الامتصاص لمقارنة التداخل الطيفي بين حاملات diarylethene المغلقة والنانوية تحويله. وقد تضمنت صورا من العينات (سواء TPP-UCNP ودبي لصناعات الطيران-UCNP) أيضا لإثبات التغليف الناجح للجزيئات الصبغة العضوية والنانوية تحويله، والتي تقع ضمن قذائف البوليمر محبة للجهتين في المرحلة المائية. وقد تبين التشكيل الكيمياء الضوئية ومضان أيضا إضاءة من العينات مع مصادر الضوء المختلفة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النانوية توليفها وفقا لهذا البروتوكول لديها توزيع حجم 20-25 نانومتر تركزت في جميع أنحاء 22.5 نانومتر. 26،27 ويمكن أن تصنف على أنها جسيمات كروية مع α-NaYF 4 المضيف بنية شعرية. هناك نوعان من الخطوات الحاسمة في هذا البروتوكول. في تركيب UCNP، فمن المهم للحفاظ على درجة حرارة التدفئة ووقت دقيق قدر الإمكان لضمان توزيع ضيق من حجم الجسيمات. بالإضافة إلى ذلك في وقت واحد من هيدروكسيد الصوديوم وNH 4 F جنبا إلى جنب مع إضافة اللانثانيدات الأيونات في بداية رد الف...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
تم دعم هذا البحث من قبل مجلس أبحاث العلوم الطبيعية والهندسة (NSERC) في كندا ، وبرنامج كراسي الأبحاث الكندية ، وجامعة سيمون فريزر. استفاد هذا العمل من مرافق 4D LABS المشتركة المدعومة من مؤسسة كندا للابتكار (CFI) وصندوق تنمية المعرفة في كولومبيا البريطانية (BCKDF) وجامعة سيمون فريزر.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| أسيتات الإيتريوم | سيجما | 326046 | إيتريوم (III) أسيتات هيدرات أسيتات |
| إيتربيوم | أسيتات سيجما | 544973 | إيتربيوم (III) أسيتات هيدرات |
| أسيتات إربيوم | سيجما | 325570 | إربيوم (III) أسيتات هيدرات |
| حمض الأوليك | سيجما | 75096 | المعيار التحليلي |
| أوكتاديسين | سيجما | O806 | التقنية الصف |
| NaOH | Sigma | S5881 | درجة الكاشف |
| NH4< / sub>F | Sigma | 216011 | كاشف ACS |
| بولي (أنهيدريد الستايرين المشترك الماليك) | سيجما | 442399 | متوسط المنغنيز = 1700 |
| JeffAmine 2070 | Huntsman | M-2070 | |
| Varian Carry 300 | Agilent | ||
| JDSU NIR laser | JSDU | L4-9897510-100M | ليزر 980 نانومتر |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن