Name: Verwendung Polystyrol- Block -Poly (Acrylsäure) beschichteten Metallnanopartikel als Monomere für ihre Homo- und Polymerisation (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-07-09T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 2 s
Description: Erfahren Sie die Synthese und Assemblierung von Metallnanopartikeln mit Polystyrol-Block-Polyacrylsäure-Polymeren zu langen Homo- und Copolymerketten unter sauren Bedingungen.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Die Autoren danken der NRF (CRP-4-2008-06), A*Star (SERC 112-120-2011) und MOE (RG14/13) Singapur für die finanzielle Unterstützung.

<ol><li>Anker, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biosensing+with+plasmonic+nanosensors%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Mater%22%5BJournal%5D)">Biosensing with plasmonic nanosensors.</a> Nat Mater. 7, 442-453 (2008).</li>
<li>Maier, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmonics%E2%80%94A+Route+to+Nanoscale+Optical+Devices%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Plasmonics—A Route to Nanoscale Optical Devices.</a> Adv. Mater. 13, 1501-1505 (2001).</li>
<li>Zhu, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Manipulation+of+Collective+Optical+Activity+in+One-Dimensional+Plasmonic+Assembly%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Manipulation of Collective Optical Activity in One-Dimensional Plasmonic Assembly.</a> ACS Nano. 6, 2326-2332 (2012).</li>
<li>Maier, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Local+detection+of+electromagnetic+energy+transport+below+the+diffraction+limit+in+metal+nanoparticle+plasmon+waveguides%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">Local detection of electromagnetic energy transport below the diffraction limit in metal nanoparticle plasmon waveguides.</a> Nat. Mater. 2, 229-232 (2003).</li>
<li>Gong, J., Li, G., Tang, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-assembly+of+noble+metal+nanocrystals%3A+Fabrication%2C+optical+property%2C+and+application%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Today%22%5BJournal%5D)">Self-assembly of noble metal nanocrystals: Fabrication, optical property, and application.</a> Nano Today. 7, 564-585 (2012).</li>
<li>Wei, Q. H., Su, K. H., Durant, S., Zhang, X. Plasmon Resonance of Finite One-Dimensional Au Nanoparticle Chains. Nano Lett. 4, 1067-1071 (2004).</li>
<li>Warner, M. G., Hutchison, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Linear+assemblies+of+nanoparticles+electrostatically+organized+on+DNA+scaffolds%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Mater%22%5BJournal%5D)">Linear assemblies of nanoparticles electrostatically organized on DNA scaffolds.</a> Nat Mater. 2, 272-277 (2003).</li>
<li>DeVries, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Divalent+Metal+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Divalent Metal Nanoparticles.</a> Science. 315, 358-361 (2007).</li>
<li>Kim, B. Y., Shim, I. -B., Monti, O. L. A., Pyun, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+self-assembly+of+gold+nanoparticle+chains+using+dipolar+core-shell+colloids%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Commun%22%5BJournal%5D)">Magnetic self-assembly of gold nanoparticle chains using dipolar core-shell colloids.</a> Chem. Commun. 47, 890-892 (2011).</li>
<li>Wang, L. B., Xu, L. G., Kuang, H., Xu, C. L., Kotov, N. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+Nanoparticle+Assemblies%5BTitle%5D)+AND+%22Acc.+Chem.+Res%22%5BJournal%5D)">Dynamic Nanoparticle Assemblies.</a> Acc. Chem. Res. 45, 1916-1926 (2012).</li>
<li>Tang, Z., Kotov, N. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((One-Dimensional+Assemblies+of+Nanoparticles%3A+Preparation%2C+Properties%2C+and+Promise%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">One-Dimensional Assemblies of Nanoparticles: Preparation, Properties, and Promise.</a> Adv. Mater. 17, 951-962 (2005).</li>
<li>Keng, P. Y., Shim, I., Korth, B. D., Douglas, J. F., Pyun, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+Self-Assembly+of+Polymer-Coated+Ferromagnetic+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Synthesis and Self-Assembly of Polymer-Coated Ferromagnetic Nanoparticles.</a> ACS Nano. 1, 279-292 (2007).</li>
<li>Shim, M., Guyot-Sionnest, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Permanent+dipole+moment+and+charges+in+colloidal+semiconductor+quantum+dots%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Permanent dipole moment and charges in colloidal semiconductor quantum dots.</a> J. Chem. Phys. 111, 6955-6964 (1999).</li>
<li>Nakata, K., Hu, Y., Uzun, O., Bakr, O., Stellacci, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chains+of+Superparamagnetic+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Chains of Superparamagnetic Nanoparticles.</a> Adv. Mater. 20, 4294-4299 (2008).</li>
<li>Tang, Z., Kotov, N. A., Giersig, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spontaneous+Organization+of+Single+CdTe+Nanoparticles+into+Luminescent+Nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Spontaneous Organization of Single CdTe Nanoparticles into Luminescent Nanowires.</a> Science. 297, 237-240 (2002).</li>
<li>Zhang, H., Wang, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlling+the+Growth+of+Charged-Nanoparticle+Chains+through+Interparticle+Electrostatic+Repulsion%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Controlling the Growth of Charged-Nanoparticle Chains through Interparticle Electrostatic Repulsion.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 47, 3984-3987 (2008).</li>
<li>Yang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanistic+investigation+into+the+spontaneous+linear+assembly+of+gold+nanospheres%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Chem.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Mechanistic investigation into the spontaneous linear assembly of gold nanospheres.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 12, 11850-11860 (2010).</li>
<li>Keng, P. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Colloidal+Polymerization+of+Polymer-Coated+Ferromagnetic+Nanoparticles+into+Cobalt+Oxide+Nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Colloidal Polymerization of Polymer-Coated Ferromagnetic Nanoparticles into Cobalt Oxide Nanowires.</a> ACS Nano. 3, 3143-3157 (2009).</li>
<li>Xia, H., Su, G., Wang, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size-Dependent+Electrostatic+Chain+Growth+of+pH-Sensitive+Hairy+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Size-Dependent Electrostatic Chain Growth of pH-Sensitive Hairy Nanoparticles.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 52, 3726-3730 (2013).</li>
<li>Wang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unconventional+Chain-Growth+Mode+in+the+Assembly+of+Colloidal+Gold+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Unconventional Chain-Growth Mode in the Assembly of Colloidal Gold Nanoparticles.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 51, 8021-8025 (2012).</li>
<li>Wang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Homo-+and+Co-polymerization+of+Polysytrene-block-Poly%28acrylic+acid%29-Coated+Metal+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Homo- and Co-polymerization of Polysytrene-block-Poly(acrylic acid)-Coated Metal Nanoparticles.</a> ACS Nano. 8, 8063-8073 (2014).</li>
<li>Fred Hutchinson Cancer Research Center. Electron Microscopy Procedures Manual. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://sharedresources.fhcrc.org/training/electron-microscopy-procedures-manual">http://sharedresources.fhcrc.org/training/electron-microscopy-procedures-manual</a> (1973).</li>
<li>Fred, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlled+Nucleation+for+Regulation+of+Particle-size+in+Monodisperse+Gold+Suspensions%5BTitle%5D)+AND+%22Nature-Phys.+Sci%22%5BJournal%5D)">Controlled Nucleation for Regulation of Particle-size in Monodisperse Gold Suspensions.</a> Nature-Phys. Sci. 241, 20-22 (1973).</li>
<li>Gole, A., Murphy, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Azide-Derivatized+Gold+Nanorods%3A+Functional+Materials+for+%E2%80%9CClick%E2%80%9D+Chemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Azide-Derivatized Gold Nanorods: Functional Materials for “Click” Chemistry.</a> Langmuir. 24, 266-272 (2007).</li>
<li>Lin, Z. -H., Yang, Z., Chang, H. -T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+Fluorescent+Tellurium+Nanowires+at+Room+Temperature%5BTitle%5D)+AND+%22Cryst.+Growth+Des%22%5BJournal%5D)">Preparation of Fluorescent Tellurium Nanowires at Room Temperature.</a> Cryst. Growth Des. 8, 351-357 (2007).</li>
<li>Xia, Y. N., Xiong, Y. J., Lim, B., Skrabalak, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shape-Controlled+Synthesis+of+Metal+Nanocrystals%5BTitle%5D)+AND+%22Simple+Chemistry+Meets+Complex+Physics%3F+Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Shape-Controlled Synthesis of Metal Nanocrystals.</a> Simple Chemistry Meets Complex Physics? Angew. Chem. Int. Ed. 48, 60-103 (2009).</li>
<li>Chen, H. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Encapsulation+of+Single+Small+Gold+Nanoparticles+by+Diblock+Copolymers%5BTitle%5D)+AND+%22ChemPhysChem%22%5BJournal%5D)">Encapsulation of Single Small Gold Nanoparticles by Diblock Copolymers.</a> ChemPhysChem. 9, 388-392 (2008).</li>
<li>Kang, Y., Taton, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlling+Shell+Thickness+in+Core%E2%88%92Shell+Gold+Nanoparticles+via+Surface-Templated+Adsorption+of+Block+Copolymer+Surfactants%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Controlling Shell Thickness in Core−Shell Gold Nanoparticles via Surface-Templated Adsorption of Block Copolymer Surfactants.</a> Macromolecules. 38, 6115-6121 (2005).</li>
<li>Kang, Y., Taton, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Core%2FShell+Gold+Nanoparticles+by+Self-Assembly+and+Crosslinking+of+Micellar.+Block-Copolymer+Shells%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Core/Shell Gold Nanoparticles by Self-Assembly and Crosslinking of Micellar. Block-Copolymer Shells.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 44, 409-412 (2005).</li>
<li>Chen, Y., Cui, H., Li, L., Tian, Z., Tang, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlling+micro-phase+separation+in+semi-crystalline%2Famorphous+conjugated+block+copolymers%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Controlling micro-phase separation in semi-crystalline/amorphous conjugated block copolymers.</a> Polymer Chemistry. 5, 4441-4445 (2014).</li>
<li>Bates, F. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymer-Polymer+Phase+Behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Polymer-Polymer Phase Behavior.</a> Science. 251, 898-905 (1991).</li>
<li>Zhang, L. F., Shen, H. W., Eisenberg, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phase+separation+behavior+and+crew-cut+micelle+formation+of+polystyrene-b-poly%28acrylic+acid%29+copolymers+in+solutions%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Phase separation behavior and crew-cut micelle formation of polystyrene-b-poly(acrylic acid) copolymers in solutions.</a> Macromolecules. 30, 1001-1011 (1997).</li>
<li>Yu, Y., Zhang, L., Eisenberg, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Morphogenic+Effect+of+Solvent+on+Crew-Cut+Aggregates+of+Apmphiphilic+Diblock+Copolymers%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Morphogenic Effect of Solvent on Crew-Cut Aggregates of Apmphiphilic Diblock Copolymers.</a> Macromolecules. 31, 1144-1154 (1998).</li>
<li>Liu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toroidal+Micelles+of+Polystyrene-block-Poly%28acrylic+acid%29%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Toroidal Micelles of Polystyrene-block-Poly(acrylic acid).</a> Small. 7, 2721-2726 (2011).</li>
</ol>

Die Autoren haben nichts offenzulegen.

Die mechanistischen Details der Synthesen berichtet und in den früheren Veröffentlichungen diskutiert. 20,21 Hier konzentrieren wir uns auf die Grundprinzipien der Synthesebedingungen. Für die Polymerisation von Nanopartikeln ist es bevorzugt, dass Nanopartikel von einheitlicher Größe verwendet. Wir folgen der Literatur beschriebenen Verfahren, um die gleichmäßige Au-Nanopartikeln, 23 Au-Nanostäbchen, 24 und Te-Nanodrähte. 25 In der Regel bessere Gleichmäßigkeit Größe erhalten...

Trotz großer Fortschritte in der Synthese von Nanopartikeln in den letzten zwei Jahrzehnten bleibt ihre geordnete Anordnung eine große Herausforderung. Unsere synthetischen Fähigkeiten bei der Zusammenstellung der Grundbausteine sind von entscheidender Bedeutung für die Erforschung und Nutzung ihrer synergistischen Effekte und kollektiven Eigenschaften. Die Entwicklung neuer Reaktionswege und die Erforschung der zugrundeliegenden Mechanismen sind daher die Sprungbretter zur rationalen Synthese komplexer Nanobauelemente. 
Unter der reichen strukturellen Vielfalt möglicher Nanopartikel-Anordnungen haben eindimensionale (1D) Ketten nützliche Anwendungen in der Nanoelektronik, Optoelektronik und Biosensoren gezeigt. 1-4 Typischerweise erfordert die Selbstorganisation von Nanopartikeln zu kettenartigen Strukturen magnetische oder elektrische Dipolwechselwirkungen, anisotrope elektrostatische Abstoßung oder externe Vorlagen. 5-11 Für die dipolinduzierte Assemblierung benötigt man Nanopartikel mit permanenten Dipolen, wie z.B. magnetische Nanopartikel und Halbleiter-Nanopartikel unter speziellen Bedingungen. Für Nanopartikel ohne permanenten Dipol wurde gezeigt, dass die relativ schwächere elektrostatische Abstoßung an den Enden der Nanopartikelketten die selektive Anlagerung von Nanopartikeln daran und damit das Wachstum der 1D-Kette fördern kann. 16,17 Da die Nanopartikel untereinander und mit den Oligomeren aggregieren können, folgt die Aggregation oft dem intrinsischen Stufenwachstumsmodus, was zu einer kurzen Kettenlänge und mangelnder Kontrolle über die Verzweigung führt. Schließlich können Nanopartikel an 1D-Templates adsorbiert werden, um Ketten zu bilden, aber in der Regel ist es sehr schwierig, eine sichere Verankerung zu erreichen und Lücken zwischen den Nanopartikeln zu vermeiden. 
Mit diesen bestehenden Methoden ist die Heteroassemblierung oder "Copolymerisation" von Nanopartikeln besonders schwierig. Einige Pionierarbeiten haben die "Copolymerisation" kurzer Nanopartikelketten unter Ausnutzung des magnetischen Dipols18 oder der elektrostatischen Abstoßung nachgewiesen. 19
Kürzlich haben wir über die Homo- und Copolymerisation von PSPAA-beschichteten Nanopartikeln zu Ketten berichtet. 20,21 Dieser neue Syntheseweg beinhaltet eine einfache kolloidale Synthese und die generische Verwendung verschiedener Arten von Nanopartikeln. Es ermöglicht ultralange Ketten ohne Verzweigung und ermöglicht eine einfache Kontrolle über deren Länge und Breite (ein-, zwei- und dreizeilige Ketten). Am wichtigsten ist, dass Zufalls- und Copolymere von Nanopartikeln mit verbesserter Strukturkontrolle synthetisiert werden können. In dieser Arbeit stellen wir Videoprotokolle für die entsprechenden Synthesen zur Verfügung, um eine detaillierte Demonstration und Präsentation zu geben.

<table><tbody><tr><td>Gold(III)-chlorid-Trihydrat, ACS-Reagenz &ge; 49,0 % Au-Basis</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G4022</td><td>HAuCl4</td></tr><tr><td>Natriumcitrat-Dihydrat, 99 %</td><td>Alfa Aesar A12274</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Natriumborhydrid, &ge; 99%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>71321, Fluka</td><td></td></tr><tr><td>Hexadecyltrimethylammoniumbromid, &ge; 98</td><td>% Sigma-Aldrich</td><td>H5882</td><td>CTAB</td></tr><tr><td>Silbernitrat, 99,9999% Spurenmetallbasis</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>204390</td><td></td></tr><tr><td>L-Ascorbinsäure, BioXtra, &ge; 99,0%, kristallines</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A5960</td><td></td></tr><tr><td>Tellurdioxid, &ge; 99%&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>243450</td><td></td></tr><tr><td>Hydrazin-Monohydrat, 64-65%, Reagenzqualität, 98%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>207942</td><td></td></tr><tr><td>Poly(styrol-b-acrylsäure) (PS154-PAA49)</td><td>Polymerquelle</td><td>P4673A-SAA</td><td>PS16000-PAA3500</td></tr><tr><td>Poly(styrol-b-acrylsäure) (PS144-PAA 28)</td><td>Polymerquelle</td><td>P4002-SAA</td><td>PS15000-PAA1600</td></tr><tr><td>2-Naphthalinthiol, &ge; 99,0 % (GC)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>88910, Fluka</td><td></td></tr><tr><td>Natriumdodecylsulfat, 99 %</td><td>Alfa Aesar</td><td>A11183</td><td></td></tr><tr><td>einwandige Kohlenstoffnanoröhren, 99 % ultrareines</td><td>NanoIntegris</td><td>PC10344a</td><td></td>,</tr><tr><td>Natriumhydroxid</td><td>Sinopharm</td><td>S1900136</td><td></td></tr><tr><td>1,2-Dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphothioethanol (Natriumsalz)</td><td>Avanti polare Lipide</td><td>870160P</td><td>PSH</td></tr><<tr><td>em>N,N-dimethylformamid</td><td>Merck</td><td>SA4s640012</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol, absolut</td><td>Fischer</td><td>E/0650DF/17</td><td></td></tr><tr><td>Salzsäure, 37%</td><td>Honig gut</td><td>10189005</td><td>Verdünnen auf 1&nbsp; M vor dem Gebrauch</td></tr></tbody></table>

verwendung polystyrol-<em&gt; block</em&gt; -poly (acrylsäure) beschichteten metallnanopartikel als monomere für ihre homo- und polymerisation

Using Polystyrene-block-poly(acrylic acid)-coated Metal Nanoparticles as Monomers for Their Homo- and Co-polymerization

Wir stellen eine schablonenfreie Methode vor, um Nanopartikel zu langen Ketten ohne Seitenzweige zu "polymerisieren". Eine Vielzahl von Nanopartikeln wird in Polystyrol-Block-Poly(acrylsäure)-Schalen (PSPAA) verkapselt und dann als Monomere für ihre Selbstorganisation verwendet. Es ist bekannt, dass sich sphärische PSPAA-Mizellen nach der Säurebehandlung zu zylindrischen Mizellen zusammensetzen. Unter Ausnutzung dieser Tendenz werden die Kern-Schale-Nanopartikel dazu gebracht, sich zu aggregieren, zu verschmelzen und sich dann in lange Ketten umzuwandeln. Wenn mehr als eine Art von Nanopartikeln verwendet wird, können zufällige und Block-"Copolymere" von Nanopartikeln erhalten werden. Detaillierte Verfahren werden für die PSPAA-Verkapselung von Nanopartikeln, die Homo- und Copolymerisation der Kern-Schale-Nanopartikel, die Trennung und Reinigung der resultierenden Nanopartikelketten berichtet. Es werden auch Umwandlungen von einzeiligen Ketten in zwei- und dreizeilige Ketten vorgestellt. Die Synergie zwischen der Polymerhülle und den eingebetteten Nanopartikeln führt zu einem ungewöhnlichen Polymerisationsmodus für das Kettenwachstum, wodurch lange Nanopartikelketten entstehen, die sich von den Produkten des traditionellen Aggregationsprozesses unterscheiden.

Die Nanopartikelmonomere und Ketten durch TEM. 1 zeigt die repräsentative TEM-Bilder der PSPAA eingekapselt Monomeren und bestätigt die Morphologien und Größen (Abbildung 1). Da einige Monomere in der Regel in der Probe nach der &quot;Polymerisation&quot; bleiben, wird die Probe in der Regel gereinigt und vor dem für die TEM-Charakterisierung konzentriert. Ein Fleck wurde während der Herstellung der TEM-Proben durch Mischen der Probenlösung mit 1% Ammoniummolybdat, um die Polymerhülle m...

Wir berichten über Protokolle zur "Polymerisation" verschiedener Arten von polymerverkapselten Metallnanopartikeln in lange Ketten von "Homo-" und "Co-Polymeren".

Verwendung Polystyrol-<em&gt; Block</em&gt; -Poly (Acrylsäure) beschichteten Metallnanopartikel als Monomere für ihre Homo- und Polymerisation

We present a template-free method for &#8220;polymerizing&#8221; nanoparticles into long chains without side branches. A variety of nanoparticles are ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, verschiedene Arten polymerummantelter metallischer Nanopartikel zu langen Ketten aus Homo- und Copolymeren zusammenzufügen. Dies wird erreicht, indem zunächst metallische Nanopartikel mit unterschiedlichen Größen und Morphologien synthetisiert werden. Der zweite Schritt besteht darin, die Nanopartikel mit Polystyrol-block-Polyacrylsäure oder P-S-P-A-A-Polymeren zu umhüllen.Anschließend werden die polymerummantelten Nanopartikel durch Inkubation unter sauren Bedingungen zu Ketten assembliert. Alternativ kann eine heterogene Assemblierung erreicht werden, indem Ketten aus verschiedenen Nanopartikeln zusammengesetzt werden. Abschließend dient die Transmissionselektronenmikroskopie der Überwachung der Morphologie der Nanopartikel, der Ummantelung der Nanopartikel sowie der assemblierten Ketten. Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber der bestehenden Methode, die gewöhnlich stöchiometrische Mengen für die lineare Assemblierung erfordert, liegt darin, dass sie nicht nur die Bildung von homotypen Nanopartikelketten, sondern auch die heterotypische Assemblierung verschiedener Nanopartikel ermöglicht. Auf diese Idee kamen wir, als wir erstmals die Umwandlung von polymikellen Zellen von kugelförmig zu zylindrisch nach Säurebehandlung beobachteten. Beginnen Sie dieses Verfahren mit der Synthese von metallischen Nanopartikeln, einschließlich Goldnanopartikeln und Delirium-Nanodrähten, wie im Textprotokoll beschrieben.Um die Goldnanopartikel zunächst in P-S-P-A-A einzukapseln, reinigen Sie die Goldnanopartikellösung, indem Sie drei Milliliter der hergestellten Goldnanopartikellösung zu zwei Mikrozentrifugenröhrchen hinzufügen. Zentrifugieren Sie die Lösung bei 16.000 × g für 15 Minuten und entfernen Sie den Überstand. Verdünnen Sie die konzentrierte Lösung mit 160 Mikrolitern entionisiertem Wasser. Bereiten Sie als Nächstes die P-S-P-A-A-Stammlösung vor, indem Sie acht Milligramm P-S-P-A-A in einem Milliliter DIMETHYLFORMAMID oder DMF auflösen. Danach stellen Sie die P-S-P-A-A-Lösung her, indem Sie 740 Mikroliter DMF mit 80 Mikrolitern der Stammlösung mischen. Geben Sie in ein Glasfläschchen die Goldnanopartikel zu 820 Mikrolitern der P-S-P-A-A-Lösung.Das Endgemisch hat ein Volumen von einem Milliliter mit einem Verhältnis von DMF zu Wasser von 4,5 zu 1. Als Nächstes werden 40 Mikroliter einer Lösung mit zwei Milligramm pro Milliliter PSH und Ethanol hinzugefügt, um die Oberfläche der Nanopartikel hydrophob zu machen. Inkubieren Sie das Gemisch bei 110 Grad Celsius für zwei Stunden, um die Selbstorganisation des Polymers zu ermöglichen, bevor die Lösung langsam im Ölbad auf Raumtemperatur abgekühlt wird, um Kohlenstoffnanoröhren mit P-S-P-A-A einzuschließen. Mischen Sie zunächst 730 Mikroliter DMF mit 80 Mikrolitern der P-S-P-A-A-Stammlösung. Als Nächstes wiegen Sie etwa 0,2 Milligramm einwandiger Kohlenstoffnanoröhren, um 0,05 Milligramm Kohlenstoffnanoröhren zu erhalten. Schätzen Sie ein Volumen von etwa einem Viertel der gemessenen Probe ab. Anschließend dispergieren Sie diese in der P-S-P-A-A-Lösung und beschallen Sie das Gemisch in einem Eiswasserbad, bis eine transparente, dunkle Lösung entsteht.Als Nächstes werden 180 Mikroliter deionisiertes Wasser tropfenweise zur Lösung gegeben; das Endvolumen der Mischung beträgt 990 Mikroliter bei einem Verhältnis von DMF zu Wasser von 4,5:1. Die Lösung wird etwa zwei Stunden lang bei 50 Grad Celsius beschallt, bevor sie langsam auf Raumtemperatur abgekühlt wird. Zur Herstellung sphärischer Mizellen aus P-S-P-A-A werden 80 Mikroliter der P-S-P-A-A-Stammlösung zu 740 Mikrolitern DMF gegeben. Anschließend werden 180 Mikroliter Wasser zugefügt, sodass die Lösung ein Verhältnis von DMF zu Wasser von 4,5:1 aufweist.Die Polymerlösung bei 110 Grad Celsius zwei Stunden lang inkubieren, bevor sie langsam auf Raumtemperatur abgekühlt wird. Um die Homo-Polymerisation durchzuführen. Einzelne Ketten aus den Gold-Nanopartikeln in P-S-P-A-A durch Reinigung der Nanopartikel synthetisieren.Verdünnen Sie 800 Mikroliter der in P-S-P-A-A synthetisierten Goldnanopartikel mit 11,2 Millilitern Wasser. Teilen Sie die Lösung auf einzelne Mikrozentrifugenröhrchen auf und zentrifugieren Sie diese bei 16.000 × g für 30 Minuten, entfernen und verwerfen Sie den Überstand und geben Sie 1,5 Milliliter Natriumhydroxid zu jedem Röhrchen hinzu. Zentrifugieren Sie die Röhrchen anschließend erneut bei 16.000 × g für 30 Minuten, um den Überstand zu entfernen.Als Nächstes dispergieren Sie die kombinierten und konzentrierten, mit P-S-P-A-A umhüllten Goldnanopartikel in einem Milliliter DMF-Wasser im Verhältnis sechs zu eins in einem Glasvial. Fügen Sie dann fünf Mikroliter einer einmolaren Salzsäure, oder HCL, hinzu und inkubieren Sie das Gemisch zwei Stunden lang bei 60 Grad Celsius, um die Aggregation, Koaleszenz und morphologische Transformation der Kern-Schale-Nanopartikel zu ermöglichen. Zu diesem Zeitpunkt enthält die ENE-Größe-gehen-Nanopartikelkettenlösung ein Produkt, bestehend aus Nanopartikelketten, kurzen Ketten und Aggregaten.Große Agglomerate werden zu Nanopartikeln. In PSPA-mono, leeren Sie meine Zellen DMF und überschüssige Säure. Zur Reinigung der Nanopartikelketten.Entfernen Sie zuerst das leere P-S-P-A-A meiner Zellen d, m, F und Säure, indem Sie 800 Mikroliter der synthetisierten Lösung mit 11,2 Millilitern Natriumhydroxid verdünnen. Anschließend teilen Sie die Lösung auf einzelne Mikrozentrifugenröhrchen auf und zentrifugieren diese bei 16.000 × g für 30 Minuten. Geben Sie 1,5 Milliliter Natriumhydroxid zu, um die konzentrierten Lösungen vor der erneuten Zentrifugation zu verdünnen. Wie zuvor, wiederholen Sie diesen Schritt noch einmal.Die resultierende Lösung enthält das Produkt, Nanopartikelketten, kurze Ketten und Aggregate sowie Goldnanopartikel und PSPA. Um Monomere durch differenzielle Zentrifugation zu trennen und die Goldnanopartikelketten anzureichern, zentrifugieren Sie das Gefäß bei 300 × g für 25 Minuten, um die größeren Konglomerate zu isolieren und zu entfernen. Sammeln Sie das Überstandsvolumen, bevor Sie es bei 2000 × g für 30 Minuten zentrifugieren.Entfernen Sie nun den Überstand, der hauptsächlich Monomere sowie kleine Ketten und Aggregate enthält. Sammeln Sie die untere Lösung, verdünnen Sie diese in 1,5 Milliliter Natriumhydroxid und zentrifugieren Sie bei 2000 × g für 20 Minuten, um überschüssige Monomere zu entfernen. Wiederholen Sie den Vorgang ein weiteres Mal, um die Blockcopolymerisation von Delirium-Nanodrähten mit Goldnanopartikeln durchzuführen.Zunächst reinigen Sie das 16 Nanometer große Goldnanopartikel in P-S-P-A-A und den TELLURIUM-Nanodraht in P-S-P-A-A wie zuvor. Anschließend dispergieren Sie den konzentrierten TELLURIUM-NANODRAHT in P-S-P-A-A in einem Milliliter einer 6:1-Wasser-MF-Mischung. Geben Sie zwei Mikroliter einer einmolaren Salzsäure, oder HCL, hinzu und inkubieren Sie die Mischung bei 60 Grad Celsius für 20 Minuten.Dann versetzen Sie die konzentrierten 16 Nanometer großen Goldnanopartikel und P-S-P-A-A mit zusätzlichen drei Mikrolitern einer einmolarigen HCl-Lösung und inkubieren das Gemisch zwei Stunden lang bei 60 Grad Celsius, bevor Sie die Lösung auf Raumtemperatur abkühlen. Hier sind TEM-Aufnahmen von 16 Nanometer großen Goldnanopartikeln und P-S-P-A-A-Monomeren sowie von 32 Nanometer großen Goldnanopartikeln und P-S-P-A-A-Monomeren zu sehen. Ebenfalls dargestellt sind Monomere von Kohlenstoffnanoröhren in P-S-P-A-A sowie reine P-S-P-A-A-Monomere, Myzelien und TEM-Aufnahmen der Homopolymere der Goldnanopartikel.Einfache Ketten von 16 Nanometer großen Goldnanopartikeln in P-S-P-A-A werden ebenso gezeigt wie einfache Ketten von 32 Nanometer großen Goldnanopartikeln in P-S-P-A-A; diese TEM-Aufnahmen zeigen Copolymere aus Nanopartikeln, die hier als zufällige Ketten aus 16 Nanometer großen Goldnanopartikeln in P-S-P-A-A und 32 Nanometer großen Goldnanopartikeln dargestellt sind. In P-S-P-A-A sind außerdem Blockketten aus Tellur-NANODRÄHTEN in P-S-P-A-A sowie 16 Nanometer große Goldnanopartikel in P-S-P-A-A zu sehen. Bei der Durchführung dieses Verfahrens ist es wichtig, sich daran zu erinnern, ein genaues Volumen zu verwenden, da das Polymerverhalten sehr empfindlich gegenüber der Kombination aus pH-Wert und Lösungsmittel ist.

using-polystyrene-block-poly-acrylic-acid-coated-metal-nanoparticles

Research

Forschung

JoVE Journal

Chemistry

Chemie

Dieser Artikel beschreibt ein Nanopräzipitation Methode zur Polymer-Nanopartikel mit Diblock-Copolymere zu synthetisieren. Wir besprechen die Synthese von Di-Co-Polymeren, die Nanopräzipitation Technik und Einsatzmöglichkeiten.

Formulierung von Diblock Polymernanopartikel durch Nanopräzipitation Technik

Eine Beschreibung der Bildung eines Polymers unter Verwendung eines Mikroarray-on-Chip-Technik Photopolymerisation. Der hohe Durchsatz Oberflächencharakterisierung mittels Rasterkraftmikroskopie, Wasser Randwinkelmessungen, Röntgen-Photoelektronenspektroskopie und Flugzeit-Sekundärionen-Massenspektrometrie und einer Zellanhaftung-Assay wird auch beschrieben.

Polymer Microarrays für High Throughput Discovery of Biomaterials

Dieser Artikel beschreibt die Herstellung von geordneten Nickel-Nanoschäumen über stromlose Metallabscheidung auf nanoporösen Vorlagen aus selbstorganisierten Diblock-Copolymer auf Basis Supramoleküle erhalten.

Gyroid Nickel Nanostrukturen aus Diblockcopolymer Übermolekülen

Die Methodik zur Durchführung von Reibungskraftmikroskopie-Experimenten zur Kontaktierung von Bürsten wird vorgestellt: Zwei Polymerbürsten, die aus (a) Substraten und (b) kolloidalen Sonden gepfropft wurden, werden verschoben, um zu zeigen, dass durch die Verwendung von zwei sich berührenden nicht mischbaren Bürstensystemen die Reibung in Gleitkontakten im Vergleich zu mischbaren Bürstensystemen reduziert wird.

Vorbereitung und Reibungskraftmikroskopie Messungen mischbar, Entgegenpolymerbürsten

Es wird ein Verfahren zur atomaren Polymerisation von funktionalisierten Vinylmonomeren unter Verwendung von Perylen als Photokatalysator für sichtbares Licht beschrieben.

Atomübertragungsradikalpolymerisation funktionalisierter Vinylmonomeren Mit Perylen als sichtbares Licht Photokatalysator

Die Schlüsselschritte der lebenden anionischen Polymerisation von Phenylglycidylether (PheGE) auf Methoxypolyethylenglykol (MPEG - b -PPheGE) beschrieben. Die resultierenden Blockcopolymermizellen (BCMs) wurden unter physiologisch relevanten Bedingungen wurde mit Doxorubicin 14% (wt%) und eine verzögerte Freisetzung des Arzneimittels über 4 Tage geladen erhalten.

Die anionische Polymerisation eines amphiphilen Copolymer zur Herstellung von Blockcopolymermicellen Stabilisiert durch π-π-Stapelwechselwirkungen

Ein Protokoll für die Herstellung von hohlen Polymerpartikel und Mikrokapseln durch radikalische Polymerisation mit Emulsionen bestehend aus Styrol, Perfluoro -n-Oktan und wässrige SDS (Natrium Dodecylsulfate) Lösung präsentiert.

Vorbereitung der hohlen Polystyrol Partikel und Mikrokapseln durch radikalische Polymerisation von Janus Tröpfchen bestehend aus Kohlenwasserstoff und Fluorcarbon-Öle

Diese Arbeit stellt die Herstellung von Methionin funktionalisierten biokompatiblen Blockcopolymeren (mBG) über das reversible Additions-Fragmentierungs-Kettentransfer-Verfahren (RAFT) vor. Die Plasmid-DNA-Komplexierungsfähigkeit des erhaltenen mBG und ihre Transfektionseffizienz wurden ebenfalls untersucht. Die RAFT-Methode ist sehr vorteilhaft für die Polymerisation von Monomeren, die spezielle funktionelle Gruppen enthalten.

Methionin funktionalisierte biokompatible Blockcopolymere für gezielte Plasmid-DNA-Lieferung

Die kristallisationsgesteuerte Selbstmontage (CDSA) zeigt die einzigartige Fähigkeit, zylindrische Nanostrukturen aus schmalen Längenverteilungen herzustellen. Gezeigt werden die organokatalyzierte ringöffnende Polymerisation von '-Caprolacton und die anschließenden Kettenverlängerungen von Methylmethacrylat und N,N-Dimethylacrylamid. Ein lebendiges CDSA-Protokoll, das monodisperse Zylinder bis zu einer Länge von 500 nm erzeugt, wird skizziert.

Synthese von monodispersen zylindrischen Nanopartikeln durch kristallisationsgesteuerte Selbstmontage von biologisch abbaubaren Blockcopolymeren

Die NMR-Lösungsstruktur eines Metallochaperon-Modellpeptids mit Cu (I) wurde bestimmt, und ein detailliertes Protokoll von der Probenvorbereitung über die 1D- und 2D-Datenerfassung bis hin zu einer dreidimensionalen Struktur beschrieben.

Struktur- und Koordinationsbestimmung von Peptid-Metall-Komplexen mittels 1D und 2D 1h NMR

Erfahren Sie die Synthese und Assemblierung von Metallnanopartikeln mit Polystyrol-Block-Polyacrylsäure-Polymeren zu langen Homo- und Copolymerketten unter sauren Bedingungen.

Verwendung Polystyrol-

Weitere Videos entdecken