Name: Vorbereitung der hohlen Polystyrol Partikel und Mikrokapseln durch radikalische Polymerisation von Janus Tröpfchen bestehend aus Kohlenwasserstoff und Fluorcarbon-Öle (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-01-25T13:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 1 s
Description: Lernen Sie die Herstellung hohler Polystyrol-Partikel durch radikalische Polymerisation von Janus-Tröpfchen aus Kohlenwasserstoff- und Fluorcarbon-Ölen. Diese Methode ermöglicht die Untersuchung molekularer Wechselwirkungen und Anwendungen in der Wirkstoffabgabe.

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1. Vorbereitung von Emulsionen bestehend aus Styrol/PFO/wässrige SDS-Lösung-Mischungen
<ol><li>Um 5 mM SDS Wasserlösung vorzubereiten, lösen Sie 14,5 mg des SDS in 10 mL hochreines H2O auf. Hinweis: Hochreines H2O verwendet wurde (Widerstand (R) = 18 cm MΩ, Oberflächenspannung (γ) = 72,0 Mio. m-1 bei 25 ° C).</li>
	<li>Eine 10 mL-Glasflasche mit Stir Bar 1,5 g Styrol, 0,6 g PFO und 0,9 g 5 mm wässrige SDS-Lösung hinzufügen. Hinweis: Beim Scannen konfokale Fluoreszenz-Mikroskopie-Beobachtungen, hinzugeben Sie 2,6 mg Cumarin 102 und 0,062 mg von Calcein zur Mischung.</li>
	<li>Rühren Sie die Mischung für 60 min bei 1.150 u/min bei Raumtemperatur und heben Sie dann die Temperatur auf 80 ° C.</li>
	<li>Rühren Sie die Mischung für 60 min bei 1.150 u/min und 80 ° C.</li>
</ol>2. Herstellung von Emulsionen besteht von Styrol/PFO/wässrige SDS-Lösung Mischungen Polymerpartikel
<ol><li>Eine 10 mL-Glasflasche mit Stir Bar 3,9 mg Kalium disulfat, 2 mg pyren, 1,5 g Styrol, 0,6 g PFO und 0,9 g 5 mm wässrige SDS-Lösung hinzu und versiegeln Sie es mit einem Gummiseptum.</li>
	<li>Ebenso die Mischung von sprudelnden Stickstoffgas durch eine Spritzennadel für 30 Minuten. Achtung: Langsam fließen Stickstoffgas um keine große Menge an Schaum zu erzeugen.</li>
	<li>Zur Vorbereitung der Emulsion, rühren Sie die Mischung für 60 min bei 1.150 u/min und Raumtemperatur und heben Sie dann die Temperatur auf 80 ° C.</li>
	<li>Rühren Sie die Mischung für 30 min bei 1.150 u/min und 80 ° C.</li>
	<li>Übertragen Sie die trüben Teil (1,8 mL) in die resultierende Lösung (3 mL) in das Teströhrchen und fügen Sie dann 30 % wässrige Ethanol Lösung um die Polymerisationsreaktion vollständig zu beenden.</li>
	<li>Beschallen (Leistung: 130 W, Frequenz: 4,2 kHz) für 10 min waschen resultierenden Polymerteilchen und dann für 10 min bei 2300 X g zentrifugieren.</li>
	<li>Um die Polymerpartikel zu erhalten, entfernen Sie die überstehende Lösung aus dem Reagenzglas.</li>
	<li>Die daraus resultierende Feststoffe im Reagenzglas 3 mL Wasser hinzufügen. Beschallen (Leistung: 130 W, Frequenz: 4,2 kHz) für 10 min und Zentrifuge für 10 min bei 2300 X g. die überstehende Lösung aus dem Reagenzglas zu entfernen.</li>
	<li>Wiederholen Sie Schaum entsteht nicht aus der überstehenden Lösung des Waschvorgangs (Schritt 2.8). Verdunstet Wasser um die feste der hohlen Polymerpartikel zu erhalten.</li>
</ol>3. Vorbereitung der Mikrokapseln mit der hohlen Polymerpartikel
<ol><li>Fügen Sie 1 mg hohlen Polystyrol Partikel (Schritt 2,9) und 4 mL Wasser zu einem 10 mL-Glas-Fläschchen mit Stir Bar.</li>
	<li>Beschallen (Leistung: 130 W, Frequenz: 4,2 kHz) für 10 min in die hohle Partikel im Wasser zu dispergieren.</li>
	<li>Fügen Sie 0,1 mL Toluol zum Wasser die Partikel dispergiert und rühren Sie es für 1 h bei 100 u/min bei Raumtemperatur. Übertragen Sie die Flüssigkeit in ein Reagenzglas. Achtung: Wenn die Umdrehung pro Minute erhöht, wird die Morphologie der Partikel verformen.</li>
	<li>Zentrifugieren Sie die Flüssigkeit für 10 min bei 2300 X g zu isolieren, die Mikrokapseln bilden es. Entfernen Sie die überstehende Lösung aus dem Reagenzglas.</li>
</ol>

<ol><li>Okubo, M., Fujibayashi, T., Terada, A. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s00396-004-1210-4">Synthesis of micron-sized, monodisperse polymer particles of disc-like and polyhedral shapes by seeded dispersion polymerization.</a> Colloid Polym Sci. 283 (7), 793-798 (2005).</li>
<li>Fujibayashi, T., Okubo, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+and+Thermodynamic+Stability+of+Micron-Sized%2C+Monodisperse+Composite+Polymer+Particles+of+Disc-like+Shapes+by+Seeded+Dispersion+Polymerization%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Preparation and Thermodynamic Stability of Micron-Sized, Monodisperse Composite Polymer Particles of Disc-like Shapes by Seeded Dispersion Polymerization.</a> Langmuir. 23 (15), 7958-7962 (2007).</li>
<li>Okubo, M., Fujibayashi, T., Yamada, M., Minami, H. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s00396-004-1240-y">Micron-sized, monodisperse, snowman/confetti-shaped polymer particles by seeded dispersion polymerization.</a> Colloid Polym Sci. 283 (9), 1041-1045 (2005).</li>
<li>Xu, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generation+of+Monodisperse+Particles+by+Using+Microfluidics%3A+Control+over+Size%2C+Shape%2C+and+Composition%5BTitle%5D)+AND+%22Angew+Chem+Int+Ed%22%5BJournal%5D)">Generation of Monodisperse Particles by Using Microfluidics: Control over Size, Shape, and Composition.</a> Angew Chem Int Ed. 44 (5), 724-728 (2005).</li>
<li>Serra, C. A., Chang, Z. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ceat.200800219/abstract">Microfluidic-Assisted Synthesis of Polymer Particles.</a> Chem Eng Tech. 31 (8), 1099-1115 (2008).</li>
<li>Higuchi, T., Yabu, H., Shimomura, M. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927775705008101">Simple preparation of hemispherical polystyrene particles.</a> Colloids Surf A. 284, 250-253 (2006).</li>
<li>Sun, Z. Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nonspherical+Colloidal+Crystals+Fabricated+by+the+Thermal+Pressing+of+Colloidal+Crystal+Chips%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Nonspherical Colloidal Crystals Fabricated by the Thermal Pressing of Colloidal Crystal Chips.</a> Langmuir. 21 (20), 8987-8991 (2005).</li>
<li>Deng, Y., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2008/jm/b714288a">A novel approach to the construction of 3-D ordered macrostructures with polyhedral particles.</a> J Mater Chem. 18 (4), 408-415 (2008).</li>
<li>Hyuk Im, S., Jeong, U., Xia, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymer+hollow+particles+with+controllable+holes+in+their+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Mater%22%5BJournal%5D)">Polymer hollow particles with controllable holes in their surfaces.</a> Nat Mater. 4 (9), 671-675 (2005).</li>
<li>Saito, N., Kagari, Y., Okubo, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+Colloidal+Stabilizer+on+the+Shape+of+Polystyrene%2FPoly%28methyl+methacrylate%29+Composite+Particles+Prepared+in+Aqueous+Medium+by+the+Solvent+Evaporation+Method%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Effect of Colloidal Stabilizer on the Shape of Polystyrene/Poly(methyl methacrylate) Composite Particles Prepared in Aqueous Medium by the Solvent Evaporation Method.</a> Langmuir. 22 (22), 9397-9402 (2006).</li>
<li>Cai, P. -j, Tang, Y. -j, Wang, Y. -t, Cao, Y. -j <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0254058410004694">Fabrication of polystyrene hollow spheres in W/O/W multiple emulsions.</a> Mater Chem Phys. 124 (1), 10-12 (2010).</li>
<li>Liang, S. -S., Chen, S. -L., Chen, S. -H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diverse+macroporous+spheres+synthesized+by+multiple+emulsion+polymerization+for+protein+analyses%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Commun%22%5BJournal%5D)">Diverse macroporous spheres synthesized by multiple emulsion polymerization for protein analyses.</a> Chem Commun. 47 (29), 8385-8387 (2011).</li>
<li>Kondo, Y., Yoshino, N. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359029405000312">Hybrid fluorocarbon/hydrocarbon surfactants.</a> Curr Opin Colloid Interface Sci. 10 (3-4), 88-93 (2005).</li>
<li>Takahashi, Y., Kondo, Y., Schmidt, J., Talmon, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-Assembly+of+a+Fluorocarbon-Hydrocarbon+Hybrid+Surfactant%3A+Dependence+of+Morphology+on+Surfactant+Concentration+and+Time%5BTitle%5D)+AND+%22J+Phys+Chem+B%22%5BJournal%5D)">Self-Assembly of a Fluorocarbon-Hydrocarbon Hybrid Surfactant: Dependence of Morphology on Surfactant Concentration and Time.</a> J Phys Chem B. 114 (42), 13319-13325 (2010).</li>
<li>Takahashi, Y., Nasu, Y., Aramaki, K., Kondo, Y. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022113912003429">Unusual viscoelastic behavior of aqueous solutions of fluorocarbon-hydrocarbon hybrid surfactant and its morphological transformations.</a> J Fluor Chem. 145 (0), 141-147 (2013).</li>
<li>Yoshino, N., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/la00002a016">Syntheses of Hybrid Anionic Surfactants Containing Fluorocarbon and Hydrocarbon Chains.</a> Langmuir. 11 (2), 466-469 (1995).</li>
<li>Zarzar, L. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamically+reconfigurable+complex+emulsions+via+tunable+interfacial+tensions%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Dynamically reconfigurable complex emulsions via tunable interfacial tensions.</a> Nature. 518 (7540), 520-524 (2015).</li>
</ol>

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Die Emulsionen mit Janus Tröpfchen von Styrol und PFO wurden über 10 Gew.-% der Gewichtsanteil der wässrige SDS-Konzentration und jede Gewichtsanteil von Styrol und PFO erhalten. Wenn die verschiedenen Gewicht-Fraktionen der Emulsionen mit Janus Tröpfchen für 30 min polymerisiert wurde, erhalten Sie die hohlen Polystyrol-Partikel für alle Zusammensetzung. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Protokoll demonstriert hier ist einfach. Die Polymerisationszeit in dem hier beschriebenen Verfahren können darüber hinaus den Durchmesser, Lochgröße und Loch Volumen der hohlen Polystyrol Partikel gesteuert werden.
Wir empfehlen die folgenden Mechanismus zur Herstellung von hohlen Polystyrol Partikel. Janus Öltröpfchen bestehend aus Styrol und PFO gebildet in der O/W-Emulsionen mit Mischungen von wässrigen SDS-Lösung, Styrol und PFO bei 80 ° C. PFO Tröpfchen befinden sich auf der Oberfläche von Styrol Tröpfchen. Da KPS, Initiator der Polymerisation in der Wasserphase löslich ist, wird die Polymerisation an der Schnittstelle von Styrol/wässrige SDS-Lösung vorankommen. Styrol in ternären Emulsionen wurde zu Polystyrol bei 80 ° C polymerisiert, während PFO, nachdem keine polymerisierbaren Gruppen, in Emulsionen bei dieser Temperatur blieb. Nach die Polymerisation beendet wurde, bildete sich eine Loch auf den Polystyrol Partikel durch Entfernung des PFO. Daher wurden die hohlen Schalentyp Polystyrol Partikel, ein Loch auf der Oberfläche fabrizierten Atany Gewichtsanteil von Styrol und PFO und Polymerisation jederzeit.
Zugabe einer geringen Menge von Toluol auf die hohlen Polystyrol Partikel hergestellt durch radikalische Polymerisation für 90 min bewirkt eine Abdichtung der Bohrungen auf der hohlen Polystyrol Partikel. Dieses Phänomen entspricht dem von Hyuk Et Al.9gemeldet. Selung Methode kann eine wässrige Material in die Partikel enthalten.
In diesem Artikel haben wir bewiesen, ein Herstellungsverfahren der hohlen Polymerpartikel mit Janus Öltröpfchen bestehend aus Styrol und PFO, die sich gegenseitig nicht mischbar sind. Die Art der Zubereitung von nicht-sphärische Polymerpartikel wurde bereits wegen ihrer möglichen Verwendung in verschiedenen Anwendungen untersucht. Diese Strategie mit Janus Öltröpfchen von Kohlenwasserstoff Erdöl und Fluorcarbon gelten für die Herstellung von nicht-sphärische Polymerpartikel aus verschiedenen Arten von Monomer und Drug-Delivery-System.

Während sphärische Polymerpartikel in verschiedenen industriellen Anwendungen am meisten benutzt worden sind, ist es bekannt, dass durch gesetzte Polymerisationen1,2, Grübchen Partikel, Halbkugeln, Festplatten und Ellipsoide, hergestellt worden sind 3, Foto-Polymerisation von nicht-sphärische Monomer Tröpfchen mit haarfeinen mit speziellen Geometrien4,5, Selbstorganisation mit Reprecipitation von Polymeren6und Verformung des sphärischen Polymer Partikel durch mechanische externe Kräfte7,8. Insbesondere haben hohle Polymerpartikel mit Mikrometer-Größe durch Verdampfung des ein gutes Lösungsmittel aus kugelförmigen Polymerpartikel geschwollen durch das Lösungsmittel9,10 und Polymerisation mit multiple Emulsionen hergestellt worden 11 , 12.
Dabei konzentrieren wir uns auf die Verwendung von gegenseitigen Mischbarkeit von Kohlenwasserstoff und Fluorkohlenstoff Öle bei der Herstellung der Polymerpartikel. Hybrid-Tenside haben eine Kohlenwasserstoffkette und einer Fluorcarbon-Kette im Molekül. Bisher haben wir die einzigartigen Eigenschaften des Hybrid Tenside berichtet, die nicht in herkömmliche Tenside13,14,15eingehalten werden. Wir haben auch untersucht, Emulsionen mit Kohlenwasserstoff-Öl, Fluorcarbon Öl und wässrigen Tensid-Lösung, die sich gegenseitig nicht mischbaren16sind. Allerdings gibt es nur wenige Studien der Emulsionen17. Diese Studien haben die Morphologie der Öltröpfchen bestehend aus Kohlenwasserstoff Erdöl und Fluorcarbon in wässrigen Tensid-Lösungen beschrieben.
Hier zeigen wir ein detailliertes Protokoll der Herstellung von hohlen Polymerpartikel durch radikalische Polymerisation mit Öltröpfchen in Emulsionen aus Kohlenwasserstoff-Öl, Fluorcarbon Öl und wässrigen Natrium Dodecylsulfate (SDS) Lösungen. Wir empfehlen eine neue Strategie, die sich von den herkömmlichen Methoden zur Herstellung von nicht-sphärische Polymerpartikel unterscheidet. Diese Methode kann einfach die hohlen Polymerpartikel in kurzer Zeit herzustellen. Darüber hinaus ist das Protokoll von der Vorbereitung der Mikrokapseln durch die hohlen Polymerpartikel gezeigt.

<table><tbody><tr><td><stark>Material</stark></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Natriumdodecylsulfat, 95,0%</td> <td>Wako Pure Chemical Industries, Ltd.</td><td>192-08672</td><td></td></tr><tr><td>Styrol, 99,0 %</td><td>Tokyo Chemical Industry Co. Ltd.</td><td>S0095</td><td></td></tr><tr><td>Perfluoroctan, 99%</td><td>Fluorochem Ltd.</td><td>8706</td><td></td></tr><tr><td>Cumarin 102, 97,0%</td><td>Tokyo Chemical Industry Co. Ltd.</td><td>C2267</td><td></td></tr><tr><td>Calcein</td><td>Dojindo Molecular Technologies, Inc.</td><td>C001</td><td></td></tr><tr><td>Kaliumperoxodisulfat, 98,0 %</td> <td>Kanto Chemical Co., Inc.</td><td>32375-30</td><td></td></tr><tr><td>Pyrene, 97.0%</td><td>Wako Pure Chemical Industries, Ltd.</td><td>167-05302</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol, 99,5 %</td> <td>Kanto Chemical Co., Inc.</td><td>14033-00</td><td></td></tr><tr><td>Toluol, 99,5%</td><td>Kanto Chemical Co., Inc.</td><td>40180-00</td><td></td></tr><tr><td>Name</td><td>Unternehmen</td><td>Katalognummer<</td><td>strong>Kommentare</td></tr><tr><td>Ausrüstung</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Rasterelektronenmikroskop</td><td>Hitachi High-Technologies Corporation</td><td>S-4800</td><td></td></tr><tr><td>Rasterübertragung Elektronenmikroskop</td><td>Hitachi High-Technologies Corporation</td><td>S-4800</td><td></td></tr><tr><td>Ultraschallreiniger</td><td>Branson Ultrasonics, Emerson Japan, Ltd.</td><td>Modell 3510</td><td></td></tr><tr><td>Zentrifuge</td><td>AS ONE Corporation</td><td>CN-1050</td><td></td></tr></tbody></table>

vorbereitung der hohlen polystyrol partikel und mikrokapseln durch radikalische polymerisation von janus tröpfchen bestehend aus kohlenwasserstoff und fluorcarbon-Öle

Preparation of Hollow Polystyrene Particles and Microcapsules by Radical Polymerization of Janus Droplets Consisting of Hydrocarbon and Fluorocarbon Oils

In diesem Artikel haben wir ein Verfahren zur Herstellung von hohlen Partikel und Mikrokapseln mit Öltröpfchen bestehend aus Kohlenwasserstoff Erdöl (Styrol) und Fluorcarbon gezeigt (Perfluoro -n-Oktan, PFO) in wässrigen Tensid (Natrium Dodecylsulfate, SDS) Lösungen. Da Fluorkohlenstoff Öle mit Kohlenwasserstofföle nicht mischbar sind, sind die beiden Öle getrennt. Emulsionen werden vorbereitet, indem rühren Styrol/PFO/wässrige SDS-Lösung-Mischungen bei 80 ° C. Die Art der Emulsionen und die Morphologie der Tröpfchen in die Emulsionen werden von Lichtmikroskop und Scan konfokale Fluoreszenzmikroskop beobachtet. Es wird festgestellt, dass Öltröpfchen mit Janus-Typ Morphologien bestehend aus sich gegenseitig nicht mischbaren Styrol und PFO in wässrigen Lösungen der SDS gebildet werden. Polystyrol-Partikel werden durch radikalische Polymerisation von ternären Gemischen aus Styrol/PFO/wässrige SDS-Lösung bei 80 ° c hergestellt. Die Morphologien der Polystyrol werden durch Rasterelektronenmikroskopie und scanning Transmission Electron Microscopy Beobachtungen bestätigt. Diese Beobachtungen zeigen die Vorbereitung der hohlen Polystyrol Partikel mit einem einzigen Loch an der Oberfläche. Nach unserem Kenntnisstand ist diese Methode eine neuartige Strategie mit der Mischbarkeit von Kohlenwasserstoff und Fluorcarbon Ölen. Die hohle Partikel können auch zur Vorbereitung der Mikrokapseln angewendet werden.

Licht und Scannen konfokale Fluoreszenz-Mikroskopie Beobachtungen wurden durchgeführt, um festzustellen, die Morphologie und die Zusammensetzung der Tröpfchen in die Emulsionen aus Styrol, PFO und 5 mM SDS Wasserlösung (Abbildung 1). Rasterelektronenmikroskopie (SEM) und scanning Transmission Electron Microscopy (STEM) Beobachtungen zeigten die Bildung der hohlen Teilchen und Mikrokapseln (Abbildung 2).
Die DIC und konfokalen Mikroskopie Fluoreszenzbilder von Emulsionen bestehend aus ternären Gemischen von Styrol/PFO/wässrige SDS-Lösung zeigen, dass die kontinuierliche Phase wässrige SDS-Lösung, weil grün fluoreszieren, Calcein entspricht in beobachtet wurde die kontinuierliche Phase, und daher Typ Öl-in-Wasser-Emulsionen gebildet werden (Abbildung 1a und 1 b). Diese Bilder zeigen auch, dass die Öltröpfchen bestehen aus Styrol und PFO, die sich gegenseitig nicht mischbar sind. Die DIC und konfokalen Mikroskopie Fluoreszenzbilder von Emulsionen mit Cumarin 102 zeigen, dass ein PFO Tröpfchen an der Schnittstelle zwischen Wasser und einem Styrol-Tröpfchen befindet. Die ternären Mischungen von Styrol, PFO und wässrige SDS-Lösung bei 5 mM Form Emulsionen mit Janus Öl Tröpfchen, bestehend aus Styrol und PFO.
Die SEM und Stiel Bilder der Polymerpartikel hergestellt durch radikalische Polymerisation von Styrol/PFO/5 mM wässrige SDS-Lösung-Emulsionen zeigen die Vorbereitung der hohl-sphärische Polystyrol Partikel mit einem Loch an der Oberfläche (Abb. 2a und 2 b). Die Bildungsrate, Durchmesser und Lochgröße der hohlen Polystyrol Partikel werden durch die Beobachtung 200 Partikel durch SEM und Stiel ausgewertet. Der durchschnittliche Durchmesser geschätzt von SEM Beobachtungen ist 1,3 µm. Die Größe entspricht der Durchmesser der Polymerpartikel aus dynamische Lichtstreuung Messungen geschätzt. Die Bildungsrate beträgt ca. 100 %. Die gemittelten Lochgröße und das Volumen des Lochs in der hohle Partikel sind 0,8 ± 0,4 µm und 0,9 ± 0,4 µm3, beziehungsweise. Daher wurden die hohlen Polystyrol Partikel, die eine 0,8 µm Loch durch radikalische Polymerisation von Janus Tröpfchen mit Styrol in Emulsionen hergestellt.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56922/56922fig1.jpg"> Abbildung 1: Morphologien der Tröpfchen in Emulsionen bestehend aus Styrol, PFO und 5 mM SDS Wasserlösung. (a) Differential Interferenz-Kontrast (DIC) und (b) konfokalen Mikroskopie Fluoreszenzbilder der Emulsionen mit wässrigen fluoreszierende Calcein. (c) DIC und (d) konfokalen Mikroskopie Fluoreszenzbilder der Emulsionen enthalten öllösliche fluoreszierenden Cumarin 102. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56922/56922fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56922/56922fig2.jpg"> Abbildung 2: Morphologien der hohlen Polystyrol Partikel und Mikrokapseln hergestellt mit Emulsionen bestehend aus Styrol, PFO und 5 mM wässrige SDS-Lösung. (a) SEM und (b) Stamm Bilder der hohlen Polystyrol Partikel. (c) SEM und (d) Stamm Bilder der Mikrokapseln. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56922/56922fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>

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

In this article, we have demonstrated a method for producing hollow particles and microcapsules using oil droplets consisting of hydrocarbon oil (styrene) ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist die Herstellung von hohlen Polymerpartikeln durch eine einfache radikalische Polymerisation mit gegenseitig nicht mischbaren Ölen. Diese Methode kann dazu beitragen, die Verfügbarkeit von fluorierten Verbindungen zu erweitern, die in letzter Zeit nur wenig genutzt wurden, seit die Europäische Union 2006 die Verwendung von fluorierten Tensiden verboten hat. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass die Unmischbarkeit zwischen Kohlenwasserstoff- und Fluorkohlenwasserstoffölen eine wichtige Rolle bei der Herstellung von hohlen Polymerpartikeln spielt.Da diese Methode Einblicke in die molekularen Wechselwirkungen zwischen Kohlenwasserstofföl und Fluorkohlenwasserstofföl geben kann, kann sie auch auf ein anderes Kohlenwasserstoffmonomer wie Methylmethacrylat angewendet werden. Die Idee zu dieser Methode hatten wir erstmals, als wir molekulare Wechselwirkungen zwischen Kohlenwasserstoffen und Fluorkohlenwasserstoffen untersuchten. Die visuelle Demonstration dieser Methode ist von entscheidender Bedeutung, da der Prozess der Bildung von Polymerpartikeln von der Polymerisationszeit abhängt.Bereiten Sie zunächst fünf Millimolare einer wässrigen SDS-Lösung her, indem Sie 14,5 Milligramm SDS in 10 Millilitern hochreinem Wasser auflösen. Geben Sie dann 0,9 Gramm der SDS-Lösung, 1,5 Gramm Styrol und 0,6 Gramm PFO in ein 10-Milliliter-Glasfläschchen und fügen Sie einen Rührstab hinzu. Gib die Lösung auf eine Rührplatte.Rühren Sie die Mischung bei 1.150 U/min 60 Minuten lang bei Raumtemperatur um. Erhöhen Sie dann die Temperatur auf 80 Grad Celsius und rühren Sie weitere 60 Minuten weiter. Geben Sie 3,9 Milligramm Kaliumperoxodisulfat, zwei Milligramm Pyren, 1,5 Gramm Styrol, 0,6 Gramm PFO und 0,9 Gramm der fünf Millimolar der wässrigen SDS-Lösung in ein 10-Milliliter-Glasfläschchen mit einem Rührstab.Versiegeln Sie es dann mit einem Gummiseptum. Schalten Sie als nächstes eine Stickstoffzufuhr ein. Blasen Sie Stickstoffgas 30 Minuten lang langsam durch eine Nadel in die Lösung, um die Mischung sauerstoffarm zu machen.Wie zuvor die Mischung bei Raumtemperatur auf eine Rührplatte geben und 60 Minuten lang bei 1.150 U/min rühren. Schalten Sie dann die Heizung ein und rühren Sie die Mischung weitere 30 Minuten lang bei 80 Grad Celsius mit der gleichen Geschwindigkeit um. Wenn Sie fertig sind, geben Sie den trüben Teil der Lösung in ein Reagenzglas.Fügen Sie dann 30% einer wässrigen Ethanollösung hinzu, um die Polymerisationsreaktion vollständig zu beenden. Anschließend wird die Emulsion 10 Minuten lang beschallt, um die resultierenden Polymerpartikel zu waschen. Wenn Sie fertig sind, zentrifugieren Sie die Polymerpartikel aus der Suspension 10 Minuten lang bei der 2.300-fachen Schwerkraft.Um die Polystyrolpartikel zu erhalten, entfernen Sie die resultierende Überstandslösung aus dem Reagenzglas. Geben Sie dann drei Milliliter Wasser zu den resultierenden Feststoffen im Reagenzglas. Beschallen Sie erneut 10 Minuten lang und schleudern Sie die Partikel dann 10 Minuten lang bei der 2.300-fachen Schwerkraft herunter.Wiederholen Sie den Waschvorgang, bis kein Schaum mehr aus der überstehenden Lösung entsteht. Nach der letzten Wäsche verdampfen Sie das restliche Wasser in einem Exsikkator, um die hohlen Styroporpartikel zu erhalten. Geben Sie ein Milligramm der getrockneten hohlen Polystyrolpartikel, vier Milliliter Wasser und einen Rührstab in ein 10-Milliliter-Glasfläschchen.Beschallen Sie die Mischung 10 Minuten lang, um die Hohlpartikel im Wasser zu dispergieren. Geben Sie dann 0,1 Milliliter Toluol in das Wasser. Dispergieren Sie die Partikel und rühren Sie sie eine Stunde lang bei 100 U/min.Anschließend füllst du die Flüssigkeit in ein Reagenzglas um. Zum Schluss zentrifugieren Sie die Flüssigkeit 10 Minuten lang bei der 2.300-fachen Schwerkraft, um die Mikrokapseln zu isolieren. Wenn die Drehung abgeschlossen ist, entfernen Sie den Überstand aus dem Reagenzglas, so dass die hohlen Polymerpartikel übrig bleiben.In den Emulsionen ist die kontinuierliche Phase wässriges SDS. Diese Phase wird durch die grüne Farbe angezeigt, die wässrigem fluoreszierendem Calcein entspricht. Dabei bilden sich öl- und wasserartige Emulsionen.Darüber hinaus zeigen Emulsionen, die das öllösliche Cumarin 102 enthalten, dass sich ein PFO-Tröpfchen an der Grenzfläche zwischen Wasser und Styroltröpfchen befindet. Um die durchschnittliche Größe der endgültigen hohlen Polystyrolpartikel zu messen, ist die Rasterelektronenmikroskopie effektiv. Mit dieser Methode betrug der aus REM-Beobachtungen geschätzte durchschnittliche Durchmesser 1,3 Mikrometer, die durchschnittliche Lochgröße 800 Nanometer und das durchschnittliche Volumen des Lochs betrug 0,9 Mikrometer kubisch.Einmal gemeistert, kann diese Technik in etwa zwei Stunden durchgeführt werden, wenn sie richtig ausgeführt wird. Bei diesem Verfahren ist es wichtig, genau auf die Polymerisationszeit zu achten. Nach ihrer Entwicklung ebnete diese Technik Forschern aus der Physik und den Materialwissenschaften den Weg zur Erforschung zahlreicher Formteilchen und der optischen Eigenschaften sowie von Wirkstoffträgern und Verabreichungssystemen.Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man hohle Polymerpartikel aus Tröpfchen aus Kohlenwasserstoff- und Fluorkohlenwasserstoffölen herstellt. Vergessen Sie nicht, dass die Arbeit mit Styrol extrem gefährlich sein kann, und die Vorsichtsmaßnahmen, das Tragen eines Laborkittels, Handschuhe und einer Schutzbrille, sollten bei der Durchführung dieses Verfahrens immer getroffen werden.

preparation-hollow-polystyrene-particles-microcapsules-radical

Research

Forschung

JoVE Journal

Chemistry

Chemie

Das Kombinieren der monodispersen Tropfenerzeugung mit Beschleunigungssensoren Anordnung von Zellen und Partikeln, beschreiben wir ein Verfahren, um eine gewünschte Anzahl von Zellen oder Teilchen in einem einzelnen Tropfen mit kHz Preise zu kapseln. Wir demonstrieren die Effizienz zweimal höher sind als die von ungeordneten Kapselung für Single-und Double-Teilchen-Tropfen.

High-Throughput-Einzel-Zell-und Multiple-Zelle Mikroverkapselung

Wir präsentieren ein Protokoll zur Synthese von Janus-Mikrohydrogelen, die vollständig aus dem gleichen Basismaterial, Poly(N-isopropylacrylamid) (PNIPAAm), bestehen, mit einer klar kompartimentierten Struktur, die auf der Phasentrennung einer übersättigten NIPAAm-Monomerlösung basiert. Die synthetisierten Janus-Mikrohydrogele weisen einzigartige Eigenschaften wie anisotrope Thermoreaktionsfähigkeit und organophile/hydrophile Belastbarkeit auf.

Synthese von Poly (<em&gt; N</em&gt; Isopropylacrylamid) Janus Microhydrogels für anisotroper Thermo-Ansprechempfindlichkeit und organophiler / Hydrophilie Belastbarkeit

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

Zwei- und dreidimensionale superhydrophobe Polymermaterialien werden durch Elektrospinnen oder Elektrospritzen biologisch abbaubarer Polymere hergestellt, die mit einem Polymer mit niedrigerer Oberflächenenergie ähnlicher Zusammensetzung gemischt werden.

Herstellung Superhydrophobe Polymere Materialien für biomedizinische Anwendungen

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

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

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

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

Flash-NanoPrecipitation (FNP) ist ein skalierbarer Ansatz, Polymere Kern-Schale-Nanopartikeln zu produzieren. Labormaßstab Formulierungen für die Kapselung der hydrophoben bzw. hydrophilen Therapeutika werden beschrieben.

Flash-NanoPrecipitation für die Kapselung der hydrophoben und hydrophilen Verbindungen in Polymeren Nanopartikel

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

Lernen Sie die Herstellung hohler Polystyrol-Partikel durch radikalische Polymerisation von Janus-Tröpfchen aus Kohlenwasserstoff- und Fluorcarbon-Ölen. Diese Methode ermöglicht die Untersuchung molekularer Wechselwirkungen und Anwendungen in der Wirkstoffabgabe.

Vorbereitung der hohlen Polystyrol Partikel und Mikrokapseln durch radikalische Polymerisation von Janus Tröpfchen bestehend aus Kohlenwasserstoff und Fluorcarbon-Öle (Video) | JoVE Journal

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

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