توليف جسيمات نانوية أسطوانية أحادية التشتت عبر التجميع الذاتي للبوليمرات القابلة للتحلل البيولوجي

يركز بروتوكولنا على كل من البلمرة بفتح الحلقة وطوف لإنتاج أسطوانات كوبليمر كتلة من طول تسيطر عليها باستخدام التجميع الذاتي القائم على التبلور الحي. الجمع بين كل من فتح حلقة وطوف البلمرة يسمح بإنتاج البوليمرات مع كل من المناطق شبه البلورية والوظيفية. هذا يفتح مجال CDSA إلى التطبيقات المحتملة الأخرى.

نجاح البروتوكول يحل حول جفاف الكواشف بدءا. تأكد من أن النظام لا يأتي أبدا في اتصال مع الغلاف الجوي بمجرد بدء إجراء التجفيف. تتطلب هذه الطريقة معرفة في تقنيات الكيمياء الحساسة للهواء.

ونحن نعتقد أن الالتزام بهذه الممارسات في شكل فيديو سيعطي الباحثين حرية تقديم أفكار جديدة دون عوائق من عدم وجود خبرة عملية. للبدء، نقل جميع الأواني الزجاجية والحانات يحرك، المجففة في فرن 150 درجة مئوية بين عشية وضحاها، إلى مقاعد البدلاء. المشبك 250 ملليلتر قارورة مستديرة القاع 250 الرقبة، ومجهزة شريط ضجة، على موقف على لوحة ضجة، وتأمين صنبور الهواء ضيق على الرقبة الصغيرة.

إضافة 100 ملليلتر من ابسيلون كابورولكتون إلى القارورة. قم بتوصيل قارورة القاع المستدير بخط النيتروجين من خلال الصنبور على رقبة واحدة. تحت تدفق مستمر من النيتروجين في ثلاثة psi، إضافة غرام واحد من هيدريد الكالسيوم في القارورة من خلال الرقبة الأولية.

تناسب الرقبة الثانية مع سدادة الزجاج، ويحرك بين عشية وضحاها في درجة حرارة الغرفة تحت جو النيتروجين. هاجم القارورة إلى خط شلينك، وفتح لتدفق مستمر من النيتروجين. تجميع معدات التقطير الفراغي على اثنين من المدرجات، عن طريق لقط قارورة إبسيلون كابورولكتون الجولة القاع إلى موقف واحد وآخر قارورة مستديرة القاع إلى موقف آخر.

الحفاظ على تدفق مستمر من النيتروجين من خلال النظام لمنع المياه من دخول النظام. إدراج ميزان الحرارة في الرأس لا يزال، وختم في مكان. إرفاق المحول بخط Schlenk.

إيقاف تدفق النيتروجين، وفتح النظام لفراغ من خلال هذا الاتصال الجديد إلى خط Schlenk. سخني إبسيلون كابرولكتون في عباءة تدفئة من 60 إلى 80 درجة، وجمع أول خمسة ملليلترات في قارورة صغيرة مستديرة القاع والباقي في قارورة دائرية القاع من رقبتين. وضع القارورة في النيتروجين السائل لتكثيف الكابرولوكوتون على نحو فعال.

لتسريع العملية، التفاف معدات التقطير في القطن والصوف واحباط. إرفاق خط شلينك إلى قارورة دائرية القاع ذات الرقبةتين. بدوره الخط إلى فراغ لمدة 120 ثانية والنيتروجين لمدة 10 ثوان، ما مجموعه ثلاث مرات، لتطهير الخط.

فتح الخط والنظام إلى النيتروجين. ثم إضافة غرام واحد من هيدريد الكالسيوم إلى قارورة جمع تناسب مع سدادة، ويحرك تحت جو النيتروجين بين عشية وضحاها. وفي الوقت نفسه، والتخلص من هيدرويد الكالسيوم الزائد بإضافة قطرة من 10 ملليلتر من الايزوبروبانول، تليها خمسة ملليلتر من الميثانول.

بمجرد توقف الفقاعات ، أضف فائضًا من الماء. شطف معدات التقطير مع الأسيتون، ووضعها في الفرن بين عشية وضحاها. في الصباح، كرر التقطير فراغ مرة أخرى دون إضافة هيدرويد الكالسيوم إلى المونومر مرة واحدة الانتهاء.

ثم افتح القارورة إلى النيتروجين لبدء نقل الكابرولكتون ، عبر القنية ، إلى أمبول. نقل أمبول إلى صندوق القفازات. في صندوق القفازات، قم بإعداد حلول الأسهم.

في ثلاث قارورة منفصلة، إضافة 0.011 غراما من وكيل نقل سلسلة الهيدروكسيل، كما البادئ، 0.01 غرام من فوسفات ثنائي الفينيل، كما حافزا، و 0.25 غرام من مونومر المجفف، caprolactone. إضافة 0.5 ملليلتر من toluene إلى كل من قارورة البادئ والمحفز، وتهيج بلطف حتى يتم حل الكواشف. ثم اخلطي حلول مخزون الفوسفات من المبادر والفيثينيل في قارورة واحدة، وأضفي شريطًا مُثيرًا.

قم بإصلاح القارورة على المحرك، واضبط السرعة إلى إثارة معتدلة، وأضف محلول مونومر إلى قارورة البادئ المحفز. تناسب القارورة مع غطاء، ويحرك لمدة ثماني ساعات في درجة حرارة الغرفة. ثم إزالة القارورة من مربع القفازات، وعلى الفور استخدام ماصة باستور لإضافة الخليط، dropwise، إلى فائض من الأثير ديثيل الباردة، للترسب.

من خلال قمع Buchner ، تصفية الصلبة البيضاء ، الجافة في الغلاف الجوي المحيط ، وإذابتها في ملليلتر واحد من رباعي هيدروفوران. تترسب في الإيثر ديثيل مرتين أكثر، وجافة تماما. أولاً إعداد عدة المقابس الألومينا الأساسية في الحقن ثلاثة ملليلتر.

قم بفرز الديوكسيكان و MMA في قارورة منفصلة لإزالة المثبتات. تزن 0.5 غرام من PCL المركبة سابقا، 0.424 غراما من مجلس العمل المتحد، وقياس مليلترين من الديوكسيدان في قارورة، والسماح للذوبان. إعداد محلول مخزون AIBN نقية من 10 ملليغرام لكل ملليلتر، والماصات 139 ميكرولترات في خليط التفاعل.

نقل الخليط إلى أمبول مجهزة شريط ضجة، وختم. بعد ذلك نعلق أمبول على خط شلينك، ووضعها في النيتروجين السائل. مرة واحدة يتم تجميد الحل، وإدخال أمبول إلى فراغ حتى قياس فراغ يقرأ على الأكثر مرة واحدة مرات 10 إلى ميليبار واحد سلبي.

أغلق أمبول، والسماح للذوبان تماما. كرر هذه دورة التجميد مضخة ذوبان مرتين إضافيتين. عند الانتهاء من الدورة الأخيرة، ردم أمبول مع النيتروجين، ووضعها في حمام النفط محمّد مسبقا في 65 درجة مئوية لمدة أربع ساعات.

لرصد التحويل، والحصول على أمبول من حمام النفط، والتبديل الغطاء لختم السوبر تحت تدفق النيتروجين، واستخراج اثنين من قطرات، ومزيج مع 600 ميكرولترات من الكلوروفورم deuterated في قارورة، ونقلها إلى أنبوب NMR. نقل العينة إلىampler التلقائي من جهاز NMR لتشغيل طيف البروتون. استبدال الغطاء في حين تحت تدفق مستمر من النيتروجين، ووضع مرة أخرى في حمام النفط.

الآن، ضع أمبول التي تم تسخينها في حمام النفط في النيتروجين السائل حتى المجمدة، ومن ثم في غطاء الدخان، وفتح أمبول للهواء لإخماد البلمرة لمدة دقيقة واحدة. المقبل، dropwise إضافة الخليط إلى فائض واسعة من الأثير ديثيل الباردة للترسب. عزل بواسطة الترشيح Buchner، وجافة.

حل البوليمر و tetrahydrofuran، وتعجّل مرتين أكثر. جفف البوليمر بدقة للتحليل الطيفي للبروتون NMR وتحليل لجنة الأوراق المالية والبورصة. كرر هذا الإجراء مع 0.5 غرام من PCL-PMMA ولدت, 1.406 غرام من DMA, ملليلتر اثنين من الديوكسيان, و 111 ميكرولترات من عشرة ملليغرام لكل ملليلتر AIBN وديوكسيان.

سخني البلمرة عند 70 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة، وعجل بخليط التفاعل في الإيثر الزّود من الـديثيل ثلاث مرّات. ضع خمسة ملليغرام من الكوبوليمر triblock ولدت في قارورة، وإضافة ملليلتر واحد من الإيثانول. ختم القارورة مع غطاء وبارا فيلم.

الحرارة عند 70 درجة مئوية وعباءة التدفئة لمدة ثلاث ساعات. بعد ذلك، تأخذ القارورة إلى تبريد ببطء إلى درجة حرارة الغرفة. ترك الحل إلى العمر في درجة حرارة الغرفة لمدة أسبوعين.

يتحول الحل غائمًا ويشكل طبقة مميزة في الأسفل عندما يتم تجميعها بالكامل. تمييع التشتت إلى مليغرام واحد لكل ملليلتر مع الإيثانول في أنبوب مقاومة للصوتينية. ضع الأنبوب في حمام جليدي.

إدراج غيض من مسبار سونيكيشن في المنطقة الوسطى من التشتت. سونيكات الحل لمدة 15 دورة من دقيقتين في أدنى كثافة، والسماح لتبرد لمدة 15 دقيقة بين الدورات. اتخاذ aliquot من تشتت البذور سونيكاتيد وتمييع إلى 0.18 ملليغرام لكل ملليلتر مع الإيثانول في أنبوب.

ثم، إعداد حل من unimer و tetrahydrofuran لتركيز 25 ملليغرام لكل ملليلتر. أضف 32.8 ميكرولترات من محلول اليونيمر إلى تشتت البذور المخفف ويهز بلطف للسماح بالذوبان الكامل. ترك التشتت إلى سن لمدة ثلاثة أيام مع غطاء قليلا ajar، لذلك يمكن أن تتبخر رباعي هيدروفوران.

وهذا سوف تنتج 90 نانومتر البذور بدءا من 500 اسطوانات نانومتر. أدى البلمرة فتح حلقة من إبسيلون كابرولكتون في درجة من البلمرة من 50، التي تحددها الطيف NMR بروتون مع الرنين من البروتونات الإيثيلي نهاية المجموعة في 3.36 PPM، ونهاية سلسلة استر ألفا البروتونات في 4.08 PPM. يُظهر تتبع GPC توزيعًا نموذجيًا للوزن الجزيئي مع ذروة واحدة ، حيث تبلغ قيمة التشتت 1.07 ومتوسط الوزن الجزيئي 10 ، 800 جرام لكل مول.

وعلى سبيل المقارنة، أعطى البلمرة التي كان رد فعل لمدة 12 ساعة الكتف الوزن الجزيئي عالية في 15،500 غرام لكل الخلد. باستخدام الكواشف غير المجففة بشكل صحيح أسفرت عن خليط المنتج مع ذيل الوزن الجزيئي المنخفض. حققت البلمرة المتتابعة من طوف درجة من البلمرة من 10 كتلة PMMA مع ذروة الواسطة الأحادية في تتبع GPC.

ومع ذلك، عندما اتخذت عمدا إلى تحويلات عالية جدا أكبر من 70 في المئة، لوحظ توسيع الوزن الجزيئي وارتفاع الوزن الجزيئي الكتف. وكانت درجة البلمرة للكتلة النهائية من PDMA 200، عند مقارنة البروتونات الأثير نهاية السلسلة PCL في 4.08 PPM و DMA جانب سلسلة البروتيث في 2.93 PPM. كان أثر GPC ضيقًا ونايًا.

عند تكرار تمديد سلسلة باستخدام نجس PCL-PMMA, ظهر الكتف الوزن الجزيئي المنخفض. تذكر أن تأخذ وقتك على تجفيف النظام، كما يمكن أن يسبب أي وجود المياه البلمرة caprolactone إلى الفشل. تأكد من أن كل شيء جاف.

ويمكن أن تسمح المنطقة العازلة بين قلب الاسطوانة وهالة الاسطوانة بتثبيت بناء الاسطوانات الأخرى في الماء، مما يفتح سبلا جديدة للبحث والتعاون.