Name: Herstellung von sphärischen und Wurm-förmigen Mizellen Nanokristalle durch die Kombination von Elektrospray, Selbstmontage und lösemittelhaltige Strukturkontrolle (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-02-11T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 16 s
Description: Lernen Sie die Herstellung von Mizellen-Nanokristallen durch Kombination von Elektrospray, Selbstmontage und lösemittelbasierter Strukturkontrolle. Diese kostengünstige Methode ermöglicht kontinuierliche Produktion hochwertiger Nanobiomaterialien für biomedizinische Anwendungen.

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Die Autoren erkennen dankbar die finanzielle Unterstützung eines "Tausend Young Global Talents" Award von der chinesischen Zentralregierung, eine "Shuang Chuang" Award von der Provinzregierung Jiangsu, Gründerfonds vom College of Engineering and Applied Wissenschaften, Universität Nanjing, China, Förderpreis "Tian Di" Stiftung, Stipendium von der Priorität akademischen Programm Entwicklung Fonds von Jiangsu Hochschulbildung Institutionen (PAPD), Stipendium der Jiangsu Provinz Natural Science Fonds.

Achtung: Durch den Einsatz von organischen Lösungsmitteln, sollte alle Vorgänge in einem chemischen Abzug erfolgen. Vermeiden Sie durch den Einsatz hoher elektrischer Spannung Körperkontakt mit dem Apparat, wenn die Stromversorgung eingeschaltet ist. Verwenden Sie alle entsprechenden Sicherheits-Praktiken wie die Verwendung von persönlichen Schutzausrüstung (Schutzbrille, Handschuhe, Laborkittel, lange Hosen und geschlossene Schuhe). Finden Sie alle relevanten Sicherheitsdatenblätter (SDB).
1. Aufbau der Materialien
<ol><li>Zur Vorbereitung von QD Lösung auflösen 10 mg hydrophobe QDs (Fluoreszenz Emission Spitzenwellenlänge = 605 nm, als das Modell Nanokristalle hier verwendet) in 20 mL organische Lösungsmittel (Chloroform zur Herstellung von sphärischen Micelle Form oder THF für die Herstellung von Wurm-ähnliche Micelle Form) und Wirbel für 20 s.</li>
	<li>PS-PEG-Lösung vorzubereiten, auflösen 100 mg PS-PEG (amphiphile Block-Copolymer, mit 9,5 kDA PS-Segment und 18,0 kDA PEG segment) in 10 mL organische Lösungsmittel (Chloroform zur Herstellung von sphärischen Micelle Form oder THF für die Herstellung von Wurm-ähnliche Micelle Form). Mix die Lösung durch Vortexen für 1 min (Chloroform) oder Bad beschallen für 2 min (THF).</li>
	<li>Mix 1 mL QD Lösung und 1 mL PS-PEG-Lösung und Wirbel für 1 min. Spritze A. der Mischung hinzufügen. Die Spritze besteht aus PTFE.</li>
	<li>Um PVA Lösung vorzubereiten, lösen sich 400 mg PVA (13-23 kDa, 87-89 % hydrolysiert) in 10 mL Wasser in einem beheizten Wasserbad bei 60 – 80 ° C für 4 – 5 h zulassen die PVA-Lösung vor Gebrauch auf Raumtemperatur abkühlen lassen.</li>
	<li>B. Spritze 5 mL PVA-Lösung hinzufügen Die Spritze besteht aus PTFE.</li>
</ol>2. Einstellung der Geräte
<ol><li>Legen Sie die innere Kapillare in die äußeren Kapillaren Baugruppe und Schrauben Sie vorsichtig in Position. Nicht überdrehen. Abbildung 2 zeigt den Gesamtaufbau des koaxialen Elektrospray-Systems. Die innere Kapillare Nadel ist eine Kapillare 27 G (Außendurchmesser 500 µm; Innendurchmesser 300 µm) aus rostfreiem Stahl, und die äußere Nadel ist ein 20 G (Außendurchmesser 1.000 µm; Innendurchmesser 500 µm) Edelstahl-Dreiwege Stecker. Die PTEE Schläuche verwendet hat einen Innendurchmesser von 1,8 mm.</li>
	<li>Laden Sie Spritze A Spritze Pumpe a, wie in Abbildung 2dargestellt. Schließen Sie die Spritze A an der inneren Edelstahl-Kapillare der Elektrospray Koaxial Düse mit PTFE-Schläuche.</li>
	<li>Laden Sie Spritze B Spritze Pumpe b, wie in Abbildung 2dargestellt. Schließen Sie die Spritze B an der äußeren Edelstahl-Kapillare der Elektrospray Koaxial Düse mit PTFE-Schläuche.</li>
	<li>Position der Elektrospray-Koaxial-Düse Tipp ca. 0,8 cm über einem geerdeten Stahlring (Durchmesser 1,5 cm).</li>
	<li>Ort eine Glassammlung Teller ca. 10 cm unterhalb der koaxialen Düse.</li>
	<li>Schließen Sie mit dem Netzteil ausgeschaltet das Massekabel (schwarzes Kabel in Abbildung 2) an den geerdeten Stahlring.</li>
	<li>Schließen Sie mit dem Netzteil ausgeschaltet den Pluspol (rote Leitung in Abbildung 2) des Netzteils an die innere Nadel der koaxialen Düse mit einem Metall Krokodilklemme.</li>
</ol>3. Herstellung von Mizellen Nanokristallen
<ol><li>Stellen Sie die Geschwindigkeit der Spritze Pumpe A bis 0,6 mL/h.</li>
	<li>Stellen Sie die Geschwindigkeit der Spritze Pumpe B bis 1,5 mL/h.</li>
	<li>Starten beide Spritzenpumpen und warten auf ihre jeweiligen Durchflussmengen zu stabilisieren. Tropfen bilden an der Düse mit einer konstanten Rate geben eine stabile Durchflussmenge. Dies geschieht in der Regel innerhalb von 60 s nach dem Start Spritzenpumpen. Hinweis: Es sollte keine Luftblasen im Schlauch und Tröpfchen an der Elektrospray-Koaxial-Düse bilden sollte.</li>
	<li>Schalten Sie die Stromversorgung der Elektrospray-Koaxial-Düse eine positive Hochspannung zuweisen. Stellen Sie die angelegte Spannung im Bereich von 5 – 9 kV, bis ein konkaves Kegel-Jet (d.h. eine konvergente Jet, allgemein bekannt als "Taylor Kegel") wird an der Spitze der koaxialen Düse (siehe Einschub der Abbildung 3a) beobachtet. Achtung: Achten Sie nicht darauf, Elektrospray-Düse zu berühren, wenn hohe Spannung angelegt wird. Sicherheitsvorkehrungen zu folgen. Hinweis: Nicht genügend Spannung wird in Tröpfchen bilden an der Spitze der Düse (siehe Einschub von Abb. 3 b) führen, während zu hohe Spannung bewirkt, dass einen elektrischen Lichtbogen zwischen der Düse und dem geerdeten Stahlring.</li>
	<li>Nach ein stabiler Taylor Kegel (Abbildung 3a) erhalten hat, fügen Sie 10 mL entionisiertem Wasser in eine saubere Sammlung geben und ersetzen die Glasschale Sammlung im Setup. Das neue Gericht werden die Mizellen Nanocrystal Produkt sammeln.</li>
	<li>Führen Sie die Mizellen Nanocrystal Produktionsprozess für eine bestimmte Zeitdauer (für ca. 40 min zur Herstellung von sphärischen Micelle Form oder ca. 90 min. für die Herstellung von Wurm-ähnliche Micelle Form). Entfernen Sie dann die Sammlung Schale von unterhalb der Elektrospray-Düse.</li>
	<li>Stoppen Sie Spritzenpumpe A und B.</li>
	<li>Die Hochspannungs-Stromversorgung ausschalten.</li>
	<li>Ermöglichen Sie das organische Lösungsmittel verdunsten (in einer Dampfhaube) aus der ungedeckten Sammlung Schale über Nacht. Hinweis: Ausgehend von der Charakterisierung Ergebnisse der Mizellen Nanocrystal Produkte, reicht Verdunstung über Nacht zum Entfernen von organischen Lösungsmittel um Produkte mit guter Qualität zu erhalten.</li>
	<li>Zu guter Letzt übertragen Sie die Mizellen Nanocrystal Produkt auf eine 15 mL Zentrifugenröhrchen für Charakterisierung (z.B.Fluoreszenz-Spektroskopie, dynamische Lichtstreuung, Transmissions-Elektronenmikroskopie und thermische Analyse), Anwendung oder Lagerung. Lagern Sie das endgültige Mizellen Nanocrystal Produkt im Kühlschrank bei 4 ° C. Hinweis: Das Produkt kann unter dieser Lagerbedingung für mindestens einen Monat stabil bleiben.</li>
</ol>

<ol><li>Nie, S., Xing, Y., Kim, G. J., Simons, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanotechnology+Applications+in+Cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Biomed.+Eng%22%5BJournal%5D)">Nanotechnology Applications in Cancer.</a> Annu. Rev. Biomed. Eng. 9, 257-288 (2007).</li>
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<li>Bao, G., Mitragotri, S., Tong, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multifunctional+nanoparticles+for+drug+delivery+and+molecular+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Biomed.+Eng%22%5BJournal%5D)">Multifunctional nanoparticles for drug delivery and molecular imaging.</a> Annu. Rev. Biomed. Eng. 15, 253-282 (2013).</li>
<li>Mura, S., Couvreur, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanotheranostics+for+personalized+medicine%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Drug+Delivery+Rev%22%5BJournal%5D)">Nanotheranostics for personalized medicine.</a> Adv. Drug Delivery Rev. 64 (13), 1394-1416 (2012).</li>
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</ol>

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Das Herstellungsverfahren von Mizellen Nanokristallen beschrieben in der vorliegenden Arbeit kombiniert Top-Down-Elektrospray Bottom-up-Selbstmontage und Lösungsmittel basierende Struktur steuern. Eine effektive und bequeme Qualitätskontrolle-Methode soll den Taylor Kegel an die koaxiale Düsenspitze gebildet. Dies ist da ein richtig geformte Taylor Kegel Gleichgewicht angibt (oder in der Nähe von Gleichgewicht) zwischen elektrische Kraft und Oberflächenspannung, die wiederum erfolgreiche Bildung von Mikroreaktoren (einhe...

Nanokristalle wie Halbleiter-Quantenpunkte (QDs) und superparamagnetischen Eisenoxid-Nanopartikeln (Mondfotos) zeigten großes Potenzial für biologische Detektion, Bildgebung, Manipulation und Therapie1,2, 3,4,5,6. Kapselung von einem oder mehreren Nanokristallen in einer Micelle ist eine weit verbreitete Methode zur Schnittstelle Nanokristalle mit biologischen Umgebungen3,6gewesen. Die so gebildeten Mizellen Nanokristalle (Mizellen mit Nanokristallen gekapselt) sind eine neue Klasse von Nanobiomaterials7,8,9,10geworden. Häufig verwendete Methoden der Micellen zu fabrizieren, die verschiedenen Materialien (z.B., Nanokristalle, niedermolekulare Medikamente und Farbstoffe) Kapseln zählen Film Flüssigkeitszufuhr, Dialyse, und mehrere andere7,11.
Die vorliegende Arbeit beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Mizellen Nanokristalle anhand der Kombination von Top-Down-Elektrospray, Bottom-Up-Selbstmontage und Lösungsmittel-vermittelten strukturelle Kontrolle. Im Vergleich zu anderen Herstellungsmethoden von Mizellen Nanokristallen, unsere Methode bietet mehrere positive Eigenschaften: (1) Es ist ein weitgehend kontinuierlichen Produktionsprozess. Diese Funktion ist vor allem auf der Tatsache, dass Elektrospray in unserer Methode verwendet wird, um die Emulsion Tröpfchen bilden. Im Gegensatz dazu verwenden einige andere Methoden aufschütteln oder Beschallung Emulsion Tröpfchen, wodurch diese Methoden-Batch-Prozesse in der Natur12bilden. (2) es entstehen Produkte mit Hochwasser-Dispergierbarkeit, ausgezeichnete kolloidale Stabilität und intakten Körperfunktionen von gekapselten Nanokristallen. Dieser Prozess kann oft Produkte mit höchster Qualität im Vergleich mit anderen Micelle Kapselung Methoden, zu einem großen Teil, weil Elektrospray ultrafeine und einheitliche Emulsion Tröpfchen bilden kann geben. (3) die Strukturen der Produkte, einschließlich Micelle Form und Anzahl der gekapselten Nanokristalle, gesteuert durch das Lösungsmittel, das wesentlich preiswerter im Vergleich mit anderen Möglichkeiten der Kontrolle z. B. Ändern der amphiphilen Polymeren verwendet, und produzieren nicht nur die gängigen sphärische Micelle Form sondern Endlosschraube-wie Micelle Form über Micelle Fusion13. Die so gebildeten Wurm-förmigen Mizellen Nanokristalle befinden sich stark bieten unspezifische zelluläre Aufnahme als kugelförmige Entsprechungen13reduziert. Auf der anderen Seite lohnt es sich, darauf hinzuweisen, dass diese Methode das Setup von einem Elektrospray-Gerät voraussetzt (obwohl bei weitem nicht unerschwinglich) etwas mehr technisch anspruchsvoller ist als das Bedürfnis der Instrumentation in den anderen Methoden.
Das Herstellungsverfahren umfasst zunächst ultrafeine Flüssigkeitströpfchen (oft Öl-in-Wasser-Emulsion) mit einheitlichen Größen bis Elektrospray, gefolgt von Verdampfung des organischen Lösungsmittel Selbstmontage Mizellen Nanokristalle (Abbildung 1 bilden wiederum erzeugen ). Das Elektrospray-Setup verfügt über eine koaxiale Konfiguration mit konzentrischen Nadeln: die Öl-Phase, die amphiphile Blockcopolymere und hydrophoben Nanokristalle gelöst in organischen Lösungsmittel enthält, wird auf die innere Nadel (27 G Edelstahl-Kapillare geliefert ) mit einer Spritzenpumpe; die Wasserphase, die ein Tensid in Wasser gelöst enthält, wird die äußere Nadel (20 G Edelstahl-Dreiwege Stecker) mit einer zweiten Spritzenpumpe geliefert. Die koaxiale Düse wird eine hohe Spannung. Ultrafeine Tröpfchen mit einheitlichen Größen werden durch elektrodynamische Kraft Überwindung Oberflächenspannung und trägen Stress in der Flüssigkeit erzeugt. Jedes Tröpfchen im Wesentlichen fungiert als "Mikro-Reaktor", in dem, nach dem Entfernen des organischen Lösungsmittels durch Verdunstung, die Selbstmontage "Reaktion" entsteht spontan durch hydrophobe Wechselwirkungen. Einsatz von verschiedenen organischen Lösungsmitteln führt zu unterschiedlichen Strukturen der Mizellen Nanokristalle: ein Wasser nicht mischbare organische Lösungsmittel Chloroform führt zu kugelförmig Micelle Form, während Wasser mischbar organische Lösungsmittel THF mit einer langen Reaktionszeit zur Endlosschraube-wie führt Micelle Form zusammen mit verbesserten Nanocrystal Kapselung.

<table><tbody><tr><td>Hydrophobe Quantenpunkte</td><td>Ocean Nanotech</td><td>QSP</td><td>Feste hydrophobe CdSe/ZnS-Quantenpunkte. Die maximale Wellenlänge der Fluoreszenzemission beträgt 605 nm.</td></tr><tr><td>Poly(styrol)-b-poly(ethylenglykol) (PS-PEG)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>666476-500MG</td><td>Das Molekulargewicht des PS-Segments beträgt 9,5 kDa und das des PEG-Segments 18,0 kDa.</td></tr><tr><td>Poly(vinylalkohol) (PVA)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>363170-500G</td><td>Molekulargewicht 13&ndash; 23 kDa, 87&ndash; 89% hydrolysiert.</td></tr><tr><td>Tetrahydrofuran (THF)</td><td>Sinopharma Chemisches Reagenz</td><td>80124418</td><td></td></tr><tr><td>Chloroform</td><td>Sinopharma Chemisches Reagenz</td><td>40007960</td><td></td></tr><tr><td>Spritzenpumpen</td><td>Bao Ding Shen Chen</td><td>SPLab01</td><td></td></tr><tr><td>Schlauch</td><td>Shanghei Lai Xing</td><td></td> 2 <td>mm Außendurchmesser und 1,8 mm Innendurchmesser PTFE-Schlauch.</td></tr><tr><td>Spritzen</td><td>Yi Ming</td><td>5.CC</td><td>5 mL Einmalspritze aus PTFE.</td></tr><tr><td>Hochspannungsnetzteil</td><td>Dong Wen</td><td>DW-Serie</td><td>Gleichstromnetzteil (0&ndash; 50 kV Bereich).</td></tr><tr><td>Elektrospray-Koaxialdüse</td><td>Hunan Chang Sha Na Yi</td><td></td><td>Montage aus rostfreiem Stahl. Die innere Kapillarnadel war eine 27 Gauge (Außendurchmesser 500 &mu; m; Innendurchmesser 300 &mu; m). Die äußere Kapillare war eine 20 Gauge (Außendurchmesser 1.000 &mu; m; Innendurchmesser 500 &mu; m).</td></tr><tr><td>Vortexer</td><td>Xi'an HEB Biotechnology Co., Ltd. China</td><td>MX-S</td><td>MX-S mit großem Drehzahlbereich von 0&ndash; 2.500 U/min, stufenlose Drehzahlregelung, Berührung und kontinuierlicher Betrieb.</td></tr><tr><td>Stahlring</td><td>Yiwu Wan Tu</td><td></td><td>Ringe mit einer Reihe von Durchmessern (0,8&ndash; 1,8 cm) konstruiert werden. Zum Beispiel wurde ein Ring mit einem Durchmesser von 1,3 cm konstruiert, indem ein etwa 25 cm (Länge) Stahldraht mit einem Durchmesser von 0,5 mm (24 Gauge, AWG) gekräuselt wurde.</td></tr><tr><td>Glasauffangschale</td><td>Grainger</td><td>1u5084</td><td>Glasschale mit einer Höhe von 25 mm und einem Durchmesser von 120 mm.</td></tr><tr><td>15 mL Zentrifugenröhrchen</td><td>Jiangsu Xinkang Medical Instrument Co., Ltd.</td>Das Zentrifugenröhrchen <td>X-407</td><td>besteht aus transparentem Polypropylen (PP).</td></tr></tbody></table>

herstellung von sphärischen und wurm-förmigen mizellen nanokristalle durch die kombination von elektrospray, selbstmontage und lösemittelhaltige strukturkontrolle

Fabrication of Spherical and Worm-shaped Micellar Nanocrystals by Combining Electrospray, Self-assembly, and Solvent-based Structure Control

Mizellen Nanokristalle (Mizellen mit gekapselten Nanokristalle) sind eine aufstrebende große Klasse von Nanobiomaterials geworden. Wir beschreiben eine Methode zur Herstellung von Mizellen Nanokristalle anhand der Kombination von Top-Down-Elektrospray, Bottom-Up-Selbstmontage und lösemittelhaltige Strukturkontrolle. Bei dieser Methode wird zuerst mit Electrospray um einheitliche ultrafeine Flüssigkeitströpfchen zu erzeugen, von denen jede fungiert als Mikro-Reaktor in der Selbstmontage Reaktion bilden Mizellen Nanokristalle mit den Strukturen (Micelle Form und Nanocrystal auftritt Kapselung) gesteuert durch das organische Lösungsmittel verwendet. Diese Methode ist weitgehend kontinuierlich und produziert qualitativ hochwertige Mizellen Nanocrystal Produkte mit einem kostengünstigen Struktur Kontrollansatz. Durch die Verwendung einer Wasser mischbar organische Lösungsmittel Tetrahydrofuran (THF), können Wurm-förmigen Mizellen Nanokristalle durch Lösungsmittel-induzierte/erleichtert Micelle Fusion hergestellt werden. Verglichen mit der gemeinsamen sphärischen Mizellen Nanokristalle, bieten Wurm-förmigen Mizellen Nanokristalle minimierte unspezifische zelluläre Aufnahme, wodurch biologische Ausrichtung. Durch Co Kapseln mehrere Nanokristallen in jede Micelle, können multifunktionale oder synergistische Wirkungen erreicht werden. Aktuelle Einschränkungen dieses Herstellungsverfahren, die Bestandteil der zukünftigen Arbeit sein wird, gehören vor allem unvollkommenen Kapselung in Mizellen Nanocrystal Produkt und unvollständig kontinuierlichen Charakter des Prozesses.

Abbildung 1 zeigt eine schematische Zusammenfassung der Kontrolle der Strukturen (Form und Kapselung) von Mizellen Nanokristallen durch das organische Lösungsmittel in der Produktion eingesetzt. Kurz, führt Dichlormethan zu sphärischen Micellen mit keine Kapselung von Nanokristallen; Chloroform führt zu sphärischen Micellen mit einer niedrigen Kapselung Reihe von Nanokristallen; THF führt kugelförmige Micellen mit einer hohen Kapselung Reihe von Nanokristalle...

Die vorliegende Arbeit beschreibt eine Methode um Mizellen Nanokristalle, einer neuen großen Klasse von Nanobiomaterials zu fabrizieren. Diese Methode verbindet Elektrospray Top-Down, Bottom-up-Selbstmontage, und lösemittelhaltige Strukturkontrolle. Das Herstellungsverfahren ist weitgehend kontinuierlich, qualitativ hochwertige Produkte zu produzieren und besitzt eine kostengünstige Mittel zur Strukturkontrolle.

Herstellung von sphärischen und Wurm-förmigen Mizellen Nanokristalle durch die Kombination von Elektrospray, Selbstmontage und lösemittelhaltige Strukturkontrolle

Micellar nanocrystals (micelles with encapsulated nanocrystals) have become an emerging major class of nanobiomaterials. We describe a method of ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist die Herstellung mizellarer Nanokristalle durch die Kombination von Top-down-Elektrospray, Bottom-up-Selbstorganisation und einer kostengünstigen lösungsmittelbasierten Methode zur Strukturkontrolle. Diese Methode bietet eine gute Möglichkeit, eine aufstrebende Klasse von Nanobiomaterialien herzustellen, die als mizellare Nanokristalle bekannt sind und für die biomedizinische Detektion, Bildgebung und Therapie nützlich sein können. Zu den Hauptvorteilen dieser Technik gehört, dass es sich erstens um einen kontinuierlichen Prozess handelt.Zweitens produziert es qualitativ hochwertige Produkte. Und drittens hat es eine kostengünstige Möglichkeit, die Struktur zu kontrollieren. Möglicherweise könnte diese Technik auch für die Herstellung anderer Arten von Nanomaterialien angepasst werden.Um das Verfahren zu beginnen, lösen Sie 10 Milligramm hydrophobe Quantenpunkte in 20 Millilitern Chloroform oder Tetrahydrofuran, abhängig von der gewünschten Mizellenform. Wirbeln Sie die Lösung 20 Sekunden lang ein. Als nächstes lösen Sie 100 Milligramm Polystyrol-Block-Polyethylenglykol in 10 Millilitern Chloroform oder THF, je nach gewünschter Form.Wenn die Lösung in Chloroform vorliegt, wirbeln Sie sie 20 Sekunden lang ein. Wenn die Lösung stattdessen in THF vorliegt, beschallen Sie sie zwei Minuten lang in einem Badsonicator. Kombinieren Sie einen Milliliter der Quantenpunktlösung mit einem Milliliter der PS-Peg-Lösung.Ziehen Sie die Mischung eine Minute lang vor und ziehen Sie die Lösung dann in eine Fünf-Milliliter-PTFE-Spritze mit der Bezeichnung Spritze A. Mischen Sie als nächstes 400 Milligramm Polyvinylalkohol mit 10 Millilitern entionisiertem Wasser. Rühren Sie die Mischung bei 60 bis 80 Grad Celsius vier bis fünf Stunden lang um. Lassen Sie dann die PVA-Lösung auf Raumtemperatur abkühlen.Ziehen Sie die abgekühlte PVA-Lösung in eine Fünf-Milliliter-PTFE-Spritze mit der Aufschrift Spritze B.To beginnen Sie mit der Einrichtung des koaxialen Elektrospray-Systems, führen Sie die innere Kapillare aus 27-Gauge-Edelstahl in die äußere Kapillaranordnung aus 20-Gauge aus Edelstahl ein. Schrauben Sie die innere Kapillare vorsichtig in Position, bis sie gerade auf Widerstand trifft, und achten Sie darauf, dass sie nicht zu fest anzieht. Laden Sie Spritze A in eine Spritzenpumpe.Verbinden Sie die Spritze mit 37 Zentimetern PTFE-Schlauch mit der inneren Kapillare der Koaxialdüse. Laden Sie die Spritze B in eine andere Spritzenpumpe und verbinden Sie die Spritze mit einem 17 Zentimeter langen PTFE-Schlauch mit der äußeren Kapillare. Positionieren Sie die koaxiale Düsenspitze etwa 0,8 Zentimeter über einem Stahldrahtring mit einem Durchmesser von 1,5 Zentimetern, der an einem Metallstab befestigt ist.Stellen Sie eine 25 Millimeter x 125 Millimeter große kreisförmige Glasauffangschale auf einen Ständer etwa 10 Zentimeter unterhalb der Düsenspitze. Stellen Sie sicher, dass das Gleichstrom-Hochspannungsnetzteil ausgeschaltet ist. Erden Sie dann den Stahlring, indem Sie ihn mit dem Minuspol des Netzteils verbinden.Verbinden Sie abschließend den Pluspol des Netzteils mit der Innennadel der Koaxialdüse. Stellen Sie die Spritzenpumpe A auf 0,6 Milliliter pro Stunde und die Spritzenpumpe B auf 1,5 Milliliter pro Stunde ein. Starten Sie beide Spritzenpumpen und warten Sie, bis sich die Durchflussraten stabilisiert haben, was durch die gleichmäßige Bildung von Tropfen an der Düse angezeigt wird.Vergewissern Sie sich, dass sich keine Luftblasen in den Schläuchen befinden und dass keine Lecks vorhanden sind. Schalten Sie dann die Stromversorgung des Systems ein. Stellen Sie die angelegte Spannung zwischen fünf und neun Kilovolt ein, bis an der Koaxialdüsenspitze ein richtig geformter Tailor-Kegel zu sehen ist.Geben Sie dann 10 Milliliter entionisiertes Wasser in eine neue Auffangschale. Ersetzen Sie die Auffangschale in der Baugruppe durch eine neue Schale. Lassen Sie den Elektrospray-Prozess 40 Minuten laufen, wenn Sie kugelförmige Mizellen herstellen, oder 90 Minuten, wenn Sie wurmartige Mizellen herstellen.Entfernen Sie dann die Auffangschale. Stoppen Sie die Spritzenpumpen und schalten Sie die Stromversorgung aus. Lassen Sie die Produktschale über Nacht unbedeckt in einem Abzug stehen, damit das organische Lösungsmittel verdunsten kann.Übertragen Sie das Produkt dann zur Charakterisierung oder Verwendung in ein 15-Milliliter-Zentrifugenröhrchen. Lagern Sie das Produkt bis zu einem Monat bei vier Grad Celsius. Die Transmissionselektronenmikroskopie von in Chloroform hergestellten Mizellen zeigte kugelförmige Partikel mit einer geringen Verkapselungszahl von Nanokristallen.Die Partikelgröße betrug etwa 35 Nanometer. Die richtige Bildung des Schneiderkegels war für die Selbstorganisation der Mizellen unerlässlich. Ein falsch geformter Schneiderkegel führte zu einer insgesamt erfolglosen Produktion.Als THF als organisches Lösungsmittel verwendet wurde, bildeten sich wurmartige Mizellen durch die Verschmelzung von selbstorganisierten kugelförmigen Mizellen. Nach 90 Minuten waren fast alle beobachteten mizellaren Nanokristalle wurmartig. Die Verwendung von THF führte auch zu einer stärkeren Nanokristallverkapselung als bei Chloroform.Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man mizellare Nanokristalle in verschiedenen Formen mit unserer Herstellungsmethode herstellt, die skalierbar und kostengünstig ist und eine gute Produktqualität bietet.

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Research

Forschung

JoVE Journal

Chemistry

Chemie

Das Ziel dieses Experiments ist es, zu bestimmen und steuern die Größe, Form und Stabilität des self-assembled diskotischen Amphiphile in Wasser. Für wässriger Basis supramolekularer Polymere wie Maß an Kontrolle ist sehr schwierig. Wir wenden eine Strategie sowohl mit abstoßenden und anziehenden Wechselwirkungen. Die experimentellen Techniken angewandt, um dieses System charakterisieren, sind breit anwendbar.

Steuern der Größe, Form und Stabilität der supramolekularen Polymeren in Wasser

Eine einfache, robuste und skalierbare Technik, um auf Vorlage freie Substrate zu funktionalisieren und Selbstorganisation makroskopischer Nanopartikel-Liganden-Monoschichten wird in diesem Protokoll beschrieben.

Eine Technik, um auf Vorlage freie Substrate zu funktionalisieren und Selbstorganisation makroskopische Nanopartikel-Liganden-Monolayer Films

Wir berichten über eine intelligente Anwendung von Kohlenstoffnanoröhren zur kinetischen Stabilisierung von Lipidpartikeln, die selbstorganisierte Nanostrukturen in ihren Kernen enthalten. Die Herstellung von Lipidpartikeln erfordert relativ geringe Konzentrationen von Kohlenstoffnanoröhren, die ihren Einsatz in biomedizinischen Anwendungen wie der Verabreichung von Medikamenten ermöglichen.

Facile Herstellung von Intern Selbstorganisierte Lipidpartikel stabilisiert durch Kohlenstoff-Nanoröhren

Dieser Artikel beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von polymeren selbstorganisierten Nanopartikeln mittels Dispersionspolymerisation durch sichtbares Licht. Die Verwendung von niederenergetischem sichtbarem Licht zur Steuerung der Polymerisation ermöglicht die reproduzierbare Bildung von selbstorganisierten wurmartigen Mizellen bei hohem Feststoffgehalt.

Einfache Synthese von wurmartigen Mizellen durch sichtbares Licht Mediated Dispersion Polymerisation mit Photoredox Katalysator

Der Aufbau und die Positionierung der mitotischen Spindel hängen von den kombinierten Kräften ab, die durch die Dynamik der Mikrotubuli, Motorproteine und Vernetzer erzeugt werden. Im Folgenden stellen wir unsere neu entwickelten Methoden vor, bei denen der geometrische Einschluss von sphärischen Emulsionströpfchen für die Bottom-up-Rekonstitution basischer mitotischer Spindeln genutzt wird.

Rekonstitution von Grund Mitosespindeln in Sphärische Emulsionströpfchen

Es werden Protokolle zur Synthese von Mikrokugeln aus Polymeren, die Manipulation von Mikrokügelchen und Mikro-Photolumineszenzmessungen vorgestellt.

Herstellung von Polymer-Mikrosphären für optische Resonator- und Laseranwendungen

Hier stellen wir experimentelle Protokolle für die Echtzeit-Beobachtung der Selbstmontage Prozess mit Flüssigkeit-Cell Transmissions-Elektronenmikroskopie.

Flüssigkeit-Cell Transmissions-Elektronenmikroskopie zur Nachverfolgung Selbstmontage von Nanopartikeln

Dieser Artikel beschreibt den mikrofluidischen Prozess und Parameter zu betätigende Partikel aus flüssigen kristallenen Elastomere vorzubereiten. Dieser Prozess ermöglicht die Vorbereitung der Betätigung Partikel und die Variation der Größe und Form (aus Oblaten zu stark prolate, Kern-Schale und Janus Morphologien) sowie das Ausmaß der Betätigung.

Mikrofluidische Vorbereitung der flüssigen kristallenen Elastomer Aktoren

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

Wir liefern Protokolle und repräsentative Daten für die Gestaltung, Montage und Charakterisierung von Polyelektrolyt-Komplexen Mizellen, Kernschalen-Nanopartikeln aus Polyelektrolyten und hydrophilen geladenen Blockcopolymeren.

Montage und Charakterisierung von Polyelektrolyt-Komplexmizellen

Hier wird eine Nanosphärenlithographiemethode zur parallelen Herstellung von Nullmoduswellenleitern beschrieben, bei denen es sich um Arrays von Nanoaperturen in einem metallbeschichteten Glasmikroskopie-Coverlip für die Einzelmolekülbildgebung bei nano- bis mikromolaren Konzentrationen von Fluorophoren handelt. Die Methode nutzt die Kolloidalkristall-Selbstorganisation, um eine Hohlleiterschablone zu erstellen.

Herstellung von Zero Mode Waveguides für die hochkonzentrierte Einzelmolekülmikroskopie

Lernen Sie die Herstellung von Mizellen-Nanokristallen durch Kombination von Elektrospray, Selbstmontage und lösemittelbasierter Strukturkontrolle. Diese kostengünstige Methode ermöglicht kontinuierliche Produktion hochwertiger Nanobiomaterialien für biomedizinische Anwendungen.

Herstellung von sphärischen und Wurm-förmigen Mizellen Nanokristalle durch die Kombination von Elektrospray, Selbstmontage und lösemittelhaltige Strukturkontrolle (Video) | JoVE Journal

Herstellung von sphärischen und Wurm-förmigen Mizellen Nanokristalle durch die Kombination von Elektrospray, Selbstmontage und lösemittelhaltige Strukturkontrolle

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