Erweiterte Analyse der Zusammensetzung von Nanopartikel-Polymer Composites mittels direkter Fluoreszenz-Imaging

Summary

Hier stellen wir eine zuverlässige Methode vor, um den Einbau von Nanopartikeln in eine Polymer-Wirtsmatrix durch Quellverkapselung zu überwachen. Wir zeigen, dass die Oberflächenkonzentration von Cadmiumselenid-Quantenpunkten durch Querschnitts-Fluoreszenzbildgebung genau sichtbar gemacht werden kann.

Abstract

Die Herstellung von Polymer-Nanopartikel-Kompositen ist bei der Entwicklung vieler Funktionsmaterialien äußerst wichtig. Die Identifizierung der genauen Zusammensetzung dieser Materialien ist von entscheidender Bedeutung, insbesondere bei der Entwicklung von Oberflächenkatalysatoren, bei denen die Oberflächenkonzentration der aktiven Komponente die Aktivität des Materials bestimmt. Antimikrobielle Materialien, die Nanopartikel verwenden, sind ein besonderer Schwerpunkt dieser Technologie. In jüngster Zeit hat sich die Quellverkapselung als Technik zum Einbringen von antimikrobiellen Nanopartikeln in eine Polymermatrix des Wirts herausgestellt. Die Quellverkapselung bietet den Vorteil, dass der Einbau in die Außenflächen von Materialien, die als aktive Zentren dieser Materialien fungieren, lokalisiert werden kann. Die Quantifizierung dieser Nanopartikelaufnahme ist jedoch eine Herausforderung. Frühere Studien untersuchten den Zusammenhang zwischen antimikrobieller Aktivität und Oberflächenkonzentration des Wirkstoffs, dies ist jedoch nicht direkt sichtbar. Hier zeigen wir eine zuverlässige Methode, um den Einbau von Nanopartikeln in eine Polymer-Wirtsmatrix mittels Quellverkapselung zu überwachen. Wir zeigen, dass die Oberflächenkonzentration von CdSe/ZnS-Nanopartikeln durch Querschnitts-Fluoreszenzbildgebung genau sichtbar gemacht werden kann. Mit dieser Methode können wir die Aufnahme von Nanopartikeln über die Quellverkapselung quantifizieren und die Oberflächenkonzentration von verkapselten Partikeln messen, was für die Optimierung der Aktivität von Funktionsmaterialien von entscheidender Bedeutung ist.

Introduction

Die Anwendung von Nanomaterialien ist seit langem als ein Gebiet von Interesse für neue Technologien zu erhöhen serviert. ^1-3 Diese die wachsende Verwendung von Nanopartikeln in Artikel des täglichen Bedarfs enthalten ist, einschließlich Kosmetika, Kleidung, Verpackung und Elektronik. ^4-6 Ein Hauptantrieb zu Nanopartikeln in funktionellen Materialien ergibt sich aus ihrer höheren Reaktivität gegenüber den Materialien zusätzlich zu der Fähigkeit, tune Eigenschaften durch Variation der Partikelgröße. ⁷ Ein weiterer Vorteil die Fähigkeit , leicht zu Verbundmaterialien bilden, entscheidenden Eigenschaften der Wirtsmatrix einzufüh....

Protocol

1. Herstellung von CdSe / ZnS Kern / Schale Quantum Dots

1. Vorbereitung der Trioktylphosphin (TOP) -Se Lösung
   1. Bereiten Sie eine 0,5 M-Lösung von Selen in TOP durch die entsprechende Menge an Se in TOP in einem Schlenk-Kolben unter Stickstoff Mischen oder in einer Glovebox (8 ml pro Reaktion erforderlich ist, in der Regel 0,4 g in 10 ml TOP) gelöst.
   2. Rühren Sie die Mischung die Se 1 Stunde auflösen, was zu einer grauen Lösung des TOP-Se-Komplex.
   3. Sicherzustellen, die Lösung wird dann gefrier Pump-Auftau-5-mal entgast. Die sich ergebende Stammlösung kann für 3 Monate unter Stickstoff aufbewahrt werden.

Results

Die Quantenpunkte rote Fluoreszenz, mit einem Lambda - Max von etwa 600 nm aufwiesen. ^22,28 Die rote Emission war wegen der Begrenzung der Exzitonen durch die Quantenstange , deren Größenmaße innerhalb der starken Confinement - Regime. Li et al. Zeigten , daß die Emissionsverschiebungen für Quantenstäbe, Energie mit einer Zunahme in entweder der Stabbreite oder -länge zu senken. Sie zeigten ferner , daß die Emission hauptsächlich durch die seitliche Begrenzung bestimm.......

Discussion

Die Querschnitts-Fluoreszenzbildgebung ermöglicht die direkte Visualisierung von Nanopartikeln während der Quellverkapselung. Die Kinetik der Verkapselung wurde gezeigt, wobei das Streben nach einer hohen Oberflächenkonzentration der Nanopartikel demonstriert wurde. Es wird gezeigt, dass das Ausmaß des Einbaus von Nanopartikeln mit der Verkapselungszeit der Wellung (beschrieben in Abschnitt 2.3) variiert, wobei die Gesamtmenge der eingebauten Nanopartikel mit zunehmender Dauer dieser Zeit zunimmt, wobei die Partikelkonze.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Polydimethylsiloxan-Platten		NuSil-Medical	Grade
Oleylamin	Sigma Aldrich	O7805	Technical Grade
Trioctylphosphin	Sigma Aldrich	117854	Technical Grade
Trioctylphosphinoxid	Sigma Aldrich	346187	Technical Grade
1-Octadecen	Sigma Aldrich	O806	Technische Qualität
Zinkdiethyldithiocarbamat		Sigma Aldrich	329703-Ölsäure
	Sigma Aldrich	364525	technische Qualität
Triethylamin	Sigma Aldrich	471283-Cadmiumoxid
	Alfa Aesar	33235-Hexadecylamin
	Alfa Aesar	B22459	Technische Qualität
1- Dodecylphosphonsäure	Alfa Aesar	H26259-Selen
Pulver	Acros	19807-Chloroform
	Sigma Aldrich
366919-n-Hexan	Sigma Aldrich
208752-Objektträger	VWR	631-0137	Dicke Nr. 1