Este artículo describe un proceso para producir nanopartículas poliméricas autoensambladas utilizando polimerización por dispersión mediada por luz visible. El uso de luz visible de baja energía para controlar la polimerización permite la formación reproducible de micelas autoensambladas en forma de gusano con un alto contenido de sólidos.
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Artículo de método
Síntesis Facile de micelas similares a gusanos de luz visible mediada por dispersión Polimerización con catalizador Photoredox
En este artículo
Resumen
Resumen
Aquí se presenta un protocolo para la síntesis fácil de micelas similares a gusanos mediante polimerización por dispersión mediada por luz visible. Este enfoque comienza con la síntesis de un homopolímero hidrofílico poli(oligo(etilenglicol) metacrilato de metil éter (POEGMA) mediante polimerización reversible por adición-fragmentación-transferencia en cadena (RAFT). Bajo una irradiación de luz visible leve (λ = 460 nm, 0,7 mW/cm2), este agente de transferencia de macrocadena (macro-CTA) en presencia de un catalizador fotorredox a base de rutenio, Ru(bpy)3Cl2 puede extenderse en cadena con un segundo monómero para formar un copolímero de bloque bien definido en un proceso conocido como RAFT de transferencia de electrones fotoinducida (PET-RAFT). Cuando se utiliza PET-RAFT para extender la cadena de POEGMA con metacrilato de bencilo (BzMA) en etanol (EtOH), se forman in situ nanopartículas poliméricas con diferentes morfologías según un mecanismo de autoensamblaje inducido por polimerización (PISA). El autoensamblaje en nanopartículas que presentan cadenas de POEGMA en la corona y cadenas de poli(metacrilato de bencilo) (PBzMA) en el núcleo ocurre in situ debido a la creciente insolubilidad del bloque PBzMA en el etanol. Curiosamente, la formación de micelas similares a gusanos de alta pureza se puede monitorear fácilmente observando el inicio de un gel altamente viscoso in situ debido a los enredos de nanopartículas que ocurren durante la polimerización. Por lo tanto, este proceso permite una síntesis más reproducible de micelas en forma de gusano simplemente monitoreando la viscosidad de la solución durante el curso de la polimerización. Además, el estímulo luminoso se puede aplicar de forma intermitente en forma de ON/OFF, lo que demuestra un control temporal sobre la morfología de la nanopartícula.
Introducción
La síntesis de no esféricas (y otras) morfologías de nanopartículas tradicionalmente se ha logrado usando un procedimiento de auto-ensamblaje de varios pasos a partir de la síntesis y purificación de dibloque anfifílico bien definido (o multibloque) copolímeros. Una de las técnicas de autoensamblaje más comunes fue popularizado por Eisenberg en la década de 1990 e implica la disolución del copolímero de bloque anfífilo en un disolvente común para ambos bloques de polímero seguido de la lenta adición de un solvente selectivo para uno de los bloques 1-3 . A medida que se añade el disolvente selectivo (normalmente agua), el copolímero de bloque se somete a au....
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Protocolo
1. Síntesis y Caracterización de POEGMA Macro-CTA
- Añadir oligo (etilenglicol) metacrilato de metil éter (OEGMA) (12 g, 4 × 10 -2 mol), 4-ciano-4- (phenylcarbonothioylthio) pentanoico (CPADB) (0,224 g, 8 × 10 -4 mol), 2,2'-azobis (2-metilpropionitrilo) (AIBN) (16,4 mg, 0,1 mmol) y 50 ml de acetonitrilo (MeCN) a un matraz de 100 ml de fondo redondo.
- Cerrar el matraz con un septum de goma de alambre de acero y de tamaño adecuado y enfriar el matraz de temperatura ambiente a <4 ° C en un baño de hielo-agua.
- Desoxigenar el matraz durante 30 min burbujeando nitrógeno directamente en la mezcla de reacción a través de ....
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Resultados
En este estudio, el protocolo de polimerización de dos etapas se utiliza para la síntesis de micelas similares a gusanos utilizando un enfoque de PISA (Figura 1). En el primer paso, la polimerización de OEGMA se realiza produciendo una POEGMA macro-CTA que puede ser usado como un estabilizador en la etapa de polimerización posterior. El producto de polimerización de PET-RAFT bajo condiciones de dispersión, debido a la insolubilidad de PBzMA en etanol que en última instan.......
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Discusión
Este protocolo visualizado demuestra la capacidad de controlar la formación de micelas similares a gusanos simplemente mediante la observación de la aparición de un comportamiento similar a un gel. La utilidad de este enfoque radica en la capacidad de controlar la formación de gusano durante la polimerización en comparación con otros métodos. Este procedimiento se puede realizar usando una polimerización en dos etapas de dos monómeros disponibles comercialmente (OEGMA y BzMA) para producir b -PBzMA copolímeros .......
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Divulgaciones
Los autores no tienen nada que revelar.
Agradecimientos
CB está agradecido por su Beca del Futuro del Consejo Australiano de Investigación (ARC-FT12010096) y UNSW Australia.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| 4-Ciano-4- (fenilcarbonotioltio)ácido pentanoico (CPADB) | Sigma-Aldrich | 722995-5G | |
| Oligo(etilenglicol) metacrilato de éter metílico (OEGMA) | Sigma-Aldrich | 447935-500ML | Promedio Mn 300, contiene 100 ppm MEHQ como inhibidor, 300 ppm BHT como inhibidor |
| 2,2′-Azobis(2-metilpropionitrilo) (AIBN) | Sigma-Aldrich | ||
| Ru(bpy)3Cl2.6H2O | Sigma-Aldrich | 544981-1G | |
| Metacrilato de bencilo (BzMA) | Sigma-Aldrich | 409448-1L | Contiene hidroquinona de éter monometílico como inhibidor |
| Óxido de aluminio ( básico) | Chem-Supply Pty Ltd Australia | AL08371000 | |
| 95% Etanol (EtOH) | Sucrogen Bio Ethanol | 80889 | |
| Acetonitrilo (MeCN) | Chem-Supply Pty Ltd Australia | RP1005-G2.5L | |
| Tetrahidrofurano (THF) | Chem-Supply Pty Ltd Australia | TA011-2.5L | |
| Bebidas espirituosas de petróleo (40-60 ° C) | Chem-Supply Pty Ltd Australia | PA044-2.5L | |
| Diethyl Ether | Chem-Supply Pty Ltd Australia | EA0362.5L | |
| Dimetilacetamida (DMAc) | VWR International Australia | ALFA22916. M1 | Para análisis GPC |
| Pipetas Pasteur (230 mm) | Labtek | 355.050.503 | |
| Vasos de vidrio | Labtek | 025.01.902 (2L)/ 2110654 (1L) | 2 El vaso de precipitados L es para unir tiras de LED para formar el reactor circular |
| Tira de LED comercial | EcoLab | n/a | λ = 460 nm, 4,8 W/m |
| 4 ml Viales de vidrio | Labtek | APC502214B | |
| 0,9 ml Cubeta de cuarzo | Starna Scientific Ltd | 21/Q/2 | |
| Aguja (0,8 mm x 38 mm) | Beckton Dickson | 302017 | Para reacciones desoxigenantes |
| Aguja (0,8 mm x 120 mm) | B Braun Australia 4665643 | Para reacciones de desoxigenación | |
| Tabiques de tapón de manguito (tabique de goma) | Sigma-Aldrich | z564680/z564702 | |
| Placas calefactoras de agitación | VWR International Australia/In Vitro Technologies | 97018-488/RADRR91200 | |
| Mezclador de vórtice | VWR International Australia | 412-0098 | |
| Horno de vacío | In Vitro Tecnologías | MEMVO200 |
Referencias
- Yu, Y., Eisenberg, A. Control of Morphology through Polymer−Solvent Interactions in Crew-Cut Aggregates of Amphiphilic Block Copolymers. J. Am. Chem. Soc. 119 (35), 8383-8384 (1997).
- Zhang, L., Eisenberg, A.
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Reimpresiones y permisos
