توليف الكادميوم خالية من البرنامج النووي العراقي / ZnS الكم النقاط مناسبة للتطبيقات الطبية الحيوية

الهدف العام من هذا الإجراء هو تصنيع النقاط الكمومية عالية الفلورسنت من فوسفيد الإنديوم وكبريتيد الزنك المناسبة للتطبيقات الطبية الحيوية. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في توضيح الأسئلة الرئيسية حول تخليق الجسيمات النانوية للنقاط الكمومية من خلال إظهار خطوات محددة ضرورية لتحقيق نقاط كمومية عالية الجودة. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي إنتاج نقاط كمومية عالية الجودة قابلة للذوبان في الماء.

قابلة للتطبيق للأنظمة البيولوجية التي يمكن تصنيعها في أقل من يوم واحد. لبدء التوليف ، قم بتركيب قارورة دائرية القاع بسعة 100 مليلتر بثلاثة رقبة مع مكثف مقاس 12 بوصة. 0.398 جرام من كلوريد الإنديوم ، و 30 مل من أوليلامين ، أو OLA ، و 0.245 جرام من كلوريد الزنك.

يقلب أثناء الإخلاء في درجة حرارة الغرفة باستخدام مكنسة كهربائية لمدة ساعة. يجب أن يظهر المحلول عديم اللون مع راسب أبيض. استخدم عباءة تسخين مع مزدوجة حرارية ووحدة تحكم في درجة الحرارة PID لزيادة درجة حرارة المحلول إلى 120 درجة مئوية.

يزيد استخدام عباءة التسخين و PID من توحيد وقابلية تكرار منتج التفاعل. قم بإخلاء المحلول تحت الفراغ لمدة 20 دقيقة لإزالة الشوائب ذات نقطة الغليان المنخفضة التي قد تؤثر على نمو القلب. تحت الغاز الخامل ، قم بإعادة الارتجاع إلى المحلول وزيادة درجة الحرارة إلى 223 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة.

يذوب كلوريد الإنديوم وكلوريد الزنك تماما مما ينتج عنه محلول أصفر باهت. اترك درجة الحرارة تستقر لمدة 10 دقائق. بعد ذلك ، قم بتطهير حقنة بلاستيكية يمكن التخلص منها بسعة ثلاثة مليلتر وإبرة قياس 4 بوصات 22 بغاز النيتروجين.

يعد حقن TDMAP خطوة حاسمة في هذا الإجراء حيث يمكن أن يؤثر الحقن بشكل كبير على تشتت النقاط الكمومية لفوسفيد الإنديوم الناتجة. باستخدام المحقنة ، قم بتوصيل 0.5 مل من TDMAP بسرعة إلى محلول كلوريد الإنديوم. تنخفض درجة حرارة المحلول قليلا وتعود إلى 220 درجة مئوية بينما يتغير المحلول من الأصفر الباهت الشفاف إلى الأسود غير الشفاف

بعد تسع دقائق ونصف ، قم بإزالة قارورة التفاعل من عباءة التسخين حتى تنخفض درجة الحرارة إلى أقل من 200 درجة مئوية. لحماية سلامة نوى فوسفيد الإنديوم ، انتقل مباشرة إلى طلاء كبريتيد الزنك. ضع قارورة التفاعل التي تحتوي على النقاط الكمومية لفوسفيد الإنديوم على عباءة تسخين واستقر درجة الحرارة عند 200 درجة مئوية.

أضف ببطء 3.58 جرام من مادة ال دي.دي.تي إلى المحلول على مدار 15 ثانية. بعد السماح للمحلول بالتفاعل لمدة ساعة واحدة ، قم بإزالة قارورة التفاعل من عباءة التسخين واترك المحلول يبرد لمدة 60 درجة مئوية تقريبا. بمجرد أن يصل محلول كبريتيد الزنك من فوسفيد الإنديوم إلى حوالي 60 درجة مئوية ، أضف 10 مل من الهكسانات.

بعد ذلك ، انقل المحلول الكامل الذي يبلغ حوالي 45 مل إلى أنبوب طرد مركزي من مادة البولي بروبيلين سعة 50 مل. الطرد المركزي العينة لإزالة السلائف الصلبة غير المتفاعلة. قم بإزالة المادة الطافية بعناية وأضف 200 مل من الأسيتون.

قسم المحلول الناتج بالتساوي إلى أربعة أنابيب طرد مركزي سعة 15 مل. بعد ذلك ، قم بالطرد المركزي للمحلول لترسيب النقاط الكمومية لكبريتيد الزنك من فوسفيد الإنديوم. صب المادة الطافية وجفف حبيبات Quantum Dot جيدا بغاز النيتروجين لإزالة الأسيتون.

بعد ذلك ، نقوم بتعليق النقاط الكمومية في 20 مل من OLA باستخدام Sonication. بعد ذلك ، انقل النقاط الكمومية المعلقة إلى قارورة ثلاثية العنق مستديرة سعة 50 مليلتر تحتوي على 0.474 جرام من ستيرات الزنك وحركها. قم بإخلاء المحلول تحت الفراغ لمدة 20 دقيقة في درجة حرارة الغرفة.

تحت غاز النيتروجين ، قم بزيادة درجة الحرارة إلى 180 درجة مئوية واترك التفاعل يستمر لمدة ثلاث ساعات. عند الانتهاء من التفاعل ، قم بإزالة القارورة من عباءة التسخين واترك المحلول يبرد إلى حوالي 60 درجة مئوية. بمجرد أن يصل محلول كبريتيد الزنك من فوسفيد الإنديوم إلى حوالي 60 درجة مئوية ، أضف 20 مل من الهكسانات.

بعد ذلك ، انقل العينة إلى أنبوب طرد مركزي من مادة البولي بروبيلين سعة 50 ملليلتر قبل الطرد المركزي لإزالة ستيرات الزنك غير المتفاعلة. بعد الطرد المركزي ، أضف 200 مل من الأسيتون إلى الطرد الطافي والطرد المركزي باستخدام نفس الإجراء كما كان من قبل. بعد تجفيف الحبيبات جيدا بغاز النيتروجين ، لإزالة الأسيتون ، قم بإذابة حبيبات كبريتيد الزنك Quantum Dot من فوسفيد الإنديوم في 30 مل من الهكسانات.

دوامة وصوتنة الحل لفترة وجيزة لضمان التشتت الكامل. تعد إزالة الروابط الزائدة خطوة حاسمة في هذا الإجراء. سيؤثر الفشل في القيام بذلك سلبا على كفاءة نقل النقاط الكمومية إلى محاليل مائية باستخدام PMAL-d كرر خطوات التنقية هذه مرتين أخريين لضمان الإزالة الشاملة للروابط العضوية الزائدة.

يمكن أن تتأثر التفاعلات بين البوليمر البرمائي والنقطة الكمومية في وجود روابط زائدة. بعد التنقية ، حدد حجم وتركيز النقاط الكمومية لكبريتيد الزنك من فوسفيد الإنديوم المركب باستخدام التحليل الطيفي المرئي للأشعة فوق البنفسجية. قم بتخفيف جزء من النقاط الكمومية المركبة من فوسفيد الإنديوم وكبريتيد الزنك مع الهكسان للحصول على مليلتر واحد من نقاط كمومية ميكرومولارية.

في أنبوب الطرد المركزي ، انقل 0.25 مل من النقاط الكمومية لكبريتيد الزنك وفوسفيد الإنديوم إلى كل أنبوب. أضف ملليلتر واحد من الأسيتون أو المنثول إلى أنبوب الطرد المركزي وجهاز الطرد المركزي. قم بإزالة المادة الطافية بعناية وقم بإذابة كل راسب في مليلتر واحد من رباعي هيدروفوران أو THF.

بعد ذلك ، قم بنقل النقاط الكمومية لكبريتيد الزنك من فوسفيد الإنديوم المذابة في THF إلى قارورة دائرية القاع سعة 100 مل وتخفيفها ب 16 مل من THF. لتقليل عدد المجاميع في المحلول ، صوتنة النقاط الكمومية لمدة خمس إلى عشر دقائق. ثم قم بإذابة 30 ملليغرام من PMAL-d و 10 ملليلتر من الماء الجزيئي.

الماء حول الصوتنة أو التحريك اللطيف حتى يصبح المحلول شفافا فعالا لإذابة البوليمر تماما. يمكن أن ينتج عن استخدام الدوامة أو التحريك القوي العديد من الفقاعات التي تعيق تفاعل البوليمر مع النقطة الكمومية. بعد ذلك ، أضف محلول البوليمر سعة 10 مليلتر إلى قارورة دائرية القاع سعة 100 مليلتر تحتوي على فوسفيد الإنديوم وكبريتيد الزنك والنقاط الكمومية و THF.

تبخر THF من محلول بوليمر Quantum Dot باستخدام مبخر دوار مع قارورة في حمام جليدي لتسهيل التفاعل بين البوليمر و Quantum Dot. بمجرد تبخر المحلول إلى 10 ملليلتر ، قم بإزالة القارورة من المبخر الدوار وأضف 30 مل من الماء الجزيئي. أعد القارورة إلى المبخر الدوار واستمر في التبخر إلى ملليلتر.

قد تستغرق خطوة التبخر الأخيرة عدة ساعات. تأكد من الحفاظ على الحمام الجليدي. قم بإزالة النقاط الكمومية للذوبان في الماء من القارورة المستديرة السفلية باستخدام ماصة.

قم بتصفية محلول Quantum Dot في أنبوب طرد مركزي سعة خمسة ملليلتر باستخدام حقنة بلاستيكية سعة ثلاثة ملليلتر متصلة بمرشح حقنة نايلون 0.1 ميكرون. ضع النقاط الكمومية في وحدة غسيل الكلى الغشائية ذات الوزن الجزيئي 20 ألفا وقم بغسيل الكلى مقابل 05 Molar Borate Buffer ، PH 8.5 ، لإزالة البوليمر الزائد. باستخدام مكثف فراغ ، ركز النقاط الكمومية ومخزن البورات المؤقت إلى مليلتر واحد.

للتخزين ، ضع المحلول بغاز النيتروجين قبل إغلاقه باستخدام Parafilm. النقاط الكمومية للفوسفيد الإنديوم القابلة للذوبان في الماء كبريتيد الزنك مستقرة لمدة أربعة أشهر على الأقل عند أربع درجات مئوية في الظلام. يظهر هنا أطياف الامتصاص وقبول الإزهار المصحح للفوسفيد الإنديوم وكبريتيد الزنك والنقاط الكمومية والهكسان المثارة عند 533 نانومتر ، مما يدل على امتصاص أقصى عند 600 نانومتر وعرض كامل عند النصف كحد أقصى 73 نانومتر.

هنا يتم عرض TEM ، أو صورة مجهرية إلكترونية الإرسال ، للنقاط الكمومية لكبريتيد الزنك من فوسفيد الإنديوم المذابة في الماء. ينتج عن الرسم البياني لتوزيع حجم الجسيمات ل TEM متوسط قطر 2.74 زائد أو ناقص 0.72 نانومتر. يوضح تحليل الأزهار الفلورية المفردة تفاصيل وجود حالات تشغيل وإيقاف مميزة من خلال ملف تعريف وامض للنقاط الكمومية لكبريتيد الزنك وفوسفيد الإنديوم في الماء.

يعرض هذا الرسم البياني التوزيع ثنائي النمط لكثافة البكسل من ملف تعريف وامض Quantum Dot. هنا يصور الرسم البياني جدوى خلايا N2a بعد الحضانة باستخدام النقاط الكمومية لكبريتيد الزنك وفوسفيد الإنديوم لمدة 24 أو 48 ساعة. مع نانومولار واحد إلى 25 نقطة كمومية نانوية.

لوحظت سمية ضئيلة أقل من خمسة نانو مولار. بمجرد إتقانها ، يمكن إكمال هذه التقنيات في غضون 12 ساعة إذا تم إجراؤها بشكل صحيح. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تصنيع النقاط الكمومية عالية الفلورسنت لاستخدامها في التطبيقات الطبية الحيوية.

لاحظ أن Allylamine هو مركب عضوي خطير ومسبب للتآكل. يجب دائما اتخاذ الاحتياطات مثل ارتداء الجوجل والقفازات ومعطف المختبر عند تنفيذ هذا الإجراء.